Ficha de Trabalho - Engenharia Genética

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Conteúdo - Tectónica de Placas 5

Os cientistas têm, agora, uma compreensão razoavelmente boa de como as placas se movem, e de como tais movimentos se relacionam com a actividade sísmica. Grande parte do movimento ocorre ao longo das zonas estreitas entre placas, onde os resultados das forças tectónicas são mais que evidentes.

Modelo animado de correntes de convecção térmica, formadas num fluído (por exº água), dentro de um recipiente aquecido. Antes que a água ferva estabelecem-se correntes de convecção térmica, ascendentes desde o fundo do recipiente até à superfície da água. Essas correntes ascendentes originam correntes radiais de superfície e arrefecem. Por isso descem pelas paredes do recipiente, uma vez que a água fria é mais densa do que a água quente. Deste modo as correntes são contínuas, enquanto houver calor e fluído.

Esquema mostrando um mecanismo de transporte das placas, análogo ao modelo animado de correntes de convecção térmica. Por exemplo, o calor radioactivo acumulado no interior da Terra e não completamente dissipado pelo vulcanismo será suficiente para aquecer as camadas do manto e gerar correntes de convecção térmica ascendentes, semelhantes às que se formam com a água a ferver, que transportam as placas por arrastamento ("efeito de correia").

Modelo animado do movimento de placas divergentes e consequente abertura da crista médio-oceânica.

Esquema de secção do globo terrestre ( Ver Estrutura da Terra), mostrando, noutra perspectiva o mecanismo do movimento das placas ("Tração da placa") por efeito de correntes de convecção térmica.

Conteúdo - Estudo dos Fósseis

A história da terra faz-se, principalmente, estudando o registo de eventos passados que foram preservados nas rochas. As camadas de rochas são como as páginas do nosso livro de história.

A maioria das rochas expostas à superfície da terra são sedimentares - formadas a partir das partículas de rochas mais velhas que foram erodidas pela água ou pelo vento (Ver Tema Rochas). O cascalho, a areia, o silte e a lama (argilas) existem nos rios, lagos e oceanos. Estas partículas sedimentares ao depositarem-se podem enterrar animais e plantas, mortos ou vivos, no fundo dos lagos, dos rios ou dos mares. Com a passagem do tempo e a acumulação por deposição de mais partículas, frequentemente com mudanças químicas, os sedimentos desagregados transformam-se em rocha cimentada. O cascalho transforma-se numa rocha chamada conglomerado, a areia transforma-se em arenito, a lama transforma-se em calcários ou argilitos, consoante o tipo de lama, e os esqueletos e outras partes animais, bem como as diferentes partes constituintes das plantas podem transformar-se em fósseis.

Um esquema simplificado de uma paisagem actual e de algumas plantas e animais (potenciais fósseis) que poderão ser preservados como fósseis.

No tema História da Geologia referimos que o cientista dinamarquês Nicolau Steno ( 1638-1686 ), foi um dos primeiros investigadores a redescobrir a verdadeira natureza dos fósseis. Estudou as posições relativas das rochas sedimentares. Formulou o Princípio da Sobreposição que consiste no seguinte: a acumulação dos sedimentos, em qualquer ambiente sedimentar, origina uma sequência de camadas ou estratos, em que as camadas mais antigas são cobertas pelas mais recentes. Logo, desde que as camadas sedimentares não tenham sofrido qualquer modificação na sua horizontalidade acumulativa original (lei da horizontalidade), as mais novas encontram-se por cima das mais velhas. Este Princípio da Sobreposição é fundamental para a interpretação da história da terra, porque em qualquer parte do planeta Terra indica as idades relativas das camadas das rochas sedimentares e dos fósseis nelas contidos.

Barreira constítuida por uma formação calcária do Ordovícico de Lexington, Kentucky (USA), rica em conteúdo fossilífero. Estas camadas encontram-se na posição horizontal original. Assim sendo, podemos afirmar que A é mais antigo que B e B mais antigo que C. Aé a parte mais antiga da formação e C a parte mais recente.

Camadas quase verticais, de uma formação calcária nas montanhas de Arbuckle, perto de Ardmore, Oklahoma (USA), que foram perturbadas da sua posição horizontal original pelas forças tectónicas que ergueram a montanha. Neste caso, sem prévios estudos cartográficos, tectónicos e paleontológicos, não se pode dizer se A é mais antiga ou mais recente do que Be C.

Apesar das observações e estudos de Steno, só no fim do século XVIII e início do século XIX, James Hutton (1726-1797) como estudioso dos processos sedimentares confirmou o princípio da sobreposição e estabeleceu o Princípio do Uniformitarismo (Ver o Tema História da Geologia), também conhecido pelo Princípio das Causas Actuais, o qual se pode expressar das seguintes formas: 1) os fenómenos geológicos existentes na actualidade são idênticos aos que ocorreram no passado, 2) os acontecimentos geológicos do passado, explicam-se através dos mesmos processos naturais que se observam na actualidade, 3) " o presente é a chave do passado".

Para determinar a idade da maioria das rochas sedimentares, o estudo científico dos fósseis contidos nelas é fundamental. Os fósseis fornecem importantes evidências que ajudam a determinar o que aconteceu ao longo da história da Terra e quando aconteceu (Ver Tempo Geológico).

A palavra fóssil faz com que muitas pessoas pensem em dinossauros, isto porque, actualmente, os dinossauros são descritos e caracterizados nos livros, filmes e programas de televisão. Estes répteis foram animais dominantes na Terra durante um certo período do tempo geológico. Depois extinguiram-se, como aconteceu a muitas outras espécies de animais e plantas. As razões das extinções das diferentes espécies são matéria de debate entre cientistas, embora se possam fazer algumas especulações.

Apesar de todo o interesse nos dinossauros, eles representam uma muito pequena fracção das milhões de espécies que vivem e viveram na Terra. O grande volume do registo fóssil é dominado por fósseis dos animais com esqueleto e os restos microscópicos das plantas e dos animais, os quais estão gravados ou contidos nas rochas sedimentares. São estes fósseis que são estudados pela maioria dos paleontólogos.

Conteúdo - Tipos de Lavas

As lavas, conforme a sua composição e o tipo de arrefecimento (lento ou rápido) a que foram submetidas, podem apresentar à superfície aspectos muito variados. Assim sendo, surgem 1) lavas encordoadas ou «pahoehoe» (designação havaiana), que se caracterizam pelo aspecto rugoso que apresentam; durante a consolidação, surge, em primeiro lugar, uma fina crosta superficial debaixo da qual a lava continua a fluir, enrugando-a e dando-lhe a forma final de um encordoamento; são típicas de erupções efusivas 2) lavas escoriáceas ou «aa» (designação havaiana), caracterizam-se por apresentarem uma superfície irregular, com saliências ponteagudas; têm origem em lavas viscosas, com elevada percentagem de gases, que solidificam rapidamente; são típicas de erupções explosivas e 3)lavas em almofada ou «pillow-lavas», caracterizam-se pelo seu aspecto tubular ou em rolos; são típicas dos derrames submarinos, sendo o seu aspecto resultante do rápido arrefecimento da lava em contacto com a água.

Lava encordoada ou «pahoehoe».	Lava encordoada ou «pahoehoe».
Lava escoriácea ou «aa».	Lava escoriácea ou «aa».
Lava em almofada ou «pillow-lava».	Lava em almofada ou «pillow-lava».

Conteúdo - Formação de Rochas 2

Amostra de basalto. Microfotografia de uma lâmina delgada de basalto.	Alguns dos aspectos que devemos ter em consideração no estudo macroscópico (olho nu) das rochas são as dimensões (cristalinidade), a forma (granularidade) e o arranjo dos minerais constituintes. O conjunto destas características denomina-se textura. No caso das rochas extrusivas diz-se que a rocha apresenta textura afanítica. As rochas extrusivas mais comuns são o basalto, andesito, riolito, traquito, fonólito, traquiandesito e traquibasalto. O basalto é uma das rochas cuja formação tem sido observada directamente pelo homem, em muitas ocasiões. As lavas com composição basáltica são as mais comuns. Não podemos esquecer que hoje, sempre que se dá uma erupção vulcânica, o homem, de forma directa ou indirecta, tem acesso aos mantos e/ou escoadas de lava, isto é, ao material em fusão que se gera no interior da crosta terrestre a profundidades que vão para além dos 100 quilómetros. O basalto é uma rocha bastante escura, compacta, por vezes com cavidades, apresentando alguns cristais desenvolvidos sobre a massa compacta. Esta massa compacta não pode ser estudada a olho nu nem á lupa, porque é constituída por cristais microscópicos. Logo o seu estudo terá de ser feito ao microscópio de luz polarizada, usando ampliações elevadas. Normalmente, os cristais que se observam a olho nu são de minerais como augites, olivinas e, por vezes, plagioclases. Os cristais microscópicos são, normalmente, plagioclases do tipolabradorite, piroxenas, magnetite e olivina. Quando o arrefecimento da lava /magma derramado à superfície da crosta terrestre) é de tal modo brusco apenas se podem formar cristais microscópicos ou vidro vulcânico (matéria não cristalizada). Há rochas que a olho nu não temos duvidas em classificá-las como basaltos, contudo quando submetidas a exame microscópico, mostram, pela constituição mineralógica, serem diferentes de um verdadeiro basalto. Vem agora a propósito fazermos uma breve referência a outras rochas vulcânicas, formadas, como o basalto, pela solidificação das lavas. Os andesitos são rochas mais ricas em sílica e menos escuras que os basaltos, sendo constituídas por minerais como quartzo, plagioclases e ferromagnesianos. Os fonólitos, cinzentos mais ou menos claros ou esverdeados, não são, muitas vezes, fáceis de distinguir dostraquitos, a não ser pela análise microscópica que permite identificar a presença de nefelina ou de outros silicatos "alcalinos"; formaram-se, como os traquitos, a partir de lavas de alta viscosidade e, por isso, podem apresentar-se com aspectos similares. Os riolitos são as rochas vulcânicas mais ricas em sílica ("ácidas), com minerais constituintes como o quartzo, os feldspatos alcalinos e ferromagnesianos, apresentando textura cristalina, por vezes vítrea no caso das obsidianas. Os produtos que ascendem à superfície da Terra, devido à actividade vulcânica, não são apenas lavas. Estas, sob a forma de línguas ou escoadas incandescentes, derramam-se normalmente durante as fases mais tranquilas das erupções. Mas há, também em muitos casos,fases explosivas caracterizadas pela emissão de fragmentos lávicos, que recebem a designação geral de piroclastos. Conforme as suas dimensões, os piroclastos podem classificar-se em poeiras ou cinzas (de extrema finura), areias vulcânicas, bagacina (ou lapilli) eblocos ou bombas, que são os fragmentos maiores. Um tópico comum nestes materiais é a porosidade. Não se trata em geral de pequenos poros, mas de cavidades com dimensões apreciáveis chamadas vacuolos. Os fragmentos muito vacuolares de lavas basálticas são as escórias e os de lavas mais claras (como traquitos e riolitos) são as pedras-pomes, que chegam a ser mais leves do que a água. As rochas intrusivas ou plutónicas apresentam uma grande diversidade, contudo os granitos são as mais abundantes. Se percorrermos, em certa extensão, uma região granítica, verificamos que a granularidade das rochas graníticas é assaz variável, embora sejam sempre rochas cristalinas; sem falar nesses tipos formados por enormes cristais, no geral euédricos (com faces perfeitamente desenvolvidas), que são os pegmatitos graníticos, podemos estabelecer toda uma seriação desde granitos de grão grosso até granitos de grão fino. Osgranitos são constituídos, essencialmente, por minerais como o quartzo, as micas (biotite e/ou moscovite) e feldspatos. Segundo a natureza ou proporção relativa de certos constituintes, podem distinguir-se diversas variedades de granitos, tais como, granitos biotíticos, granitos moscovíticos, granitos de duas micas, granitos turmalínicos. A textura dos granitos é denominada, em termos gerais, por fanerítica (formada por grãos cristalinos que se distinguem uns dos outros a olho nu). Certos granitos oferecem uma textura particular: o feldspato forma grandes cristais, quase sempre alongados (prismáticos ou prismáticos tabulares), envolvidos pela fracção restante da rocha, em geral com grão médio ou grosso; são os granitos porfiróides, também chamados granitos dente-de-cavalo. O magma teve um arrefecimento lento sob pressão e os cristais tiveram condições físico-químicas para crescerem. Nos granitos, minerais como as piroxenas são raras; pelo contrário, encontram-se, com certa frequência, turmalinas e anfibolas. Já noutras rochas granulares, como gabros, dioritos e sienitos, as piroxenas podem estar presentes, acompanhando, ou não, anfibolas e outros silicatos. São vários os critérios que podem adoptar-se para a classificação das rochas intrusivas ou plutónicas. A textura, a composição química, a composição mineralógica, são alguns dos aspectos, isoladamente ou em conjunto, que podem servir de base para uma classificação das rochas plutónicas. De uma forma elementar passamos aos grandes grupos ou famílias de rochas magmáticas intrusivas. Para isso, vamos tomar como base os seguintes critérios: Separemos três grupos: 1. Rochas claras; 2. Rochas de cor intermédia; 3.Rochas escuras. 1. Deve incluir granitos, sienitos e sienitos nefelínicos, 2. Quartzo-dioritos e dioritos; 3. Gabros e rochas afins. Esta distinção, embora não muito rigorosa, serve os nossos objectivos. Dentro do grupo 1., procuremos observar se existe quartzo, ou nefelina, ou se não está presente nenhum destes dois minerais; a presença de quartzo indica um granito; a de nefelina indica um sienito nefelínico; a ausência de quartzo e nefelina indica um sienito. Dentro do grupo 2., a presença de quartzo permite distinguir os quartzos-dioritos dos dioritos. As rochas de cor escura ou muito escura (grupo 3.) são normalmente gabros, mas podem incluir outros tipos, tais como peridotitos, que são constituídos quase unicamente por minerais corados. 0 exame mais aprofundado das rochas das diversas famílias revelou que a natureza dos feldspatos é de valor capital para definir essas famílias. Os sienitos têm como constituinte principal a ortóclase, geralmente associada a proporção variável de horneblenda, biotite ou augite. Distinguem-se dos granitos, essencialmente, pela ausência de quartzo. No caso dos chamados sienitos nefelínicos, os minerais predominantes são, feldspatos, piroxenas ou anfibolas e a nefelina, mineral que lhe dá o nome. Os dioritos têm como constituintes essenciais as plagioclases "sódicas" (andesina, oligoclase-andesina) e um ou mais minerais ferromagnesianos. Entre os elementos acessórios pode contar-se o quartzo. Dadas as diferenças de composição mineralógica distinguem-se facilmente dos granitos. Os gabros apresentam como constituintes essenciais os minerais ferromagnesianos (piroxenas, horneblenda e por vezes olivina, ou associações destes) e plagioclases "cálcicas". Assim, os feldspatos alcalinos são predominantes ou exclusivos nos granitos, sienitos e sienitos nefelínicos; feldspatos intermédios, em particular andesina, caracterizam os quartzo-dioritos e dioritos, enquanto nos gabros os feldspatos dominantes são mais cálcicos, em especial os dos tipos labradorite e bytownite. A determinação dos feldspatos exige técnicas especializadas. Por sua vez, as análises químicas provam, de modo directo, que a percentagem de sílica diminui quando se caminha dos granitos para os gabros, ao mesmo tempo que aumentam as percentagens de outros componentes químicos, como óxidos de cálcio, de magnésio e de ferro. Com certos tipos de rochas magmáticas intrusivas ligam-se jazigos minerais de grande importância. Num mesmo maciço rochoso podemos encontrar associadas rochas de diferentes famílias, sem prejuízo de que haja preponderância de determinado tipo. Não queremos deixar de dar uma pequena nota sobre a origem dos granitos, isto porque afirmamos, atrás, que o granito é uma rocha magmática intrusiva. É bem certo que muitas doutrinas apenas são aceitáveis em determinado período, de acordo com os factos averiguados nessa altura e com as ideias então predominantes. Assim aconteceu com o problema da origem do granito (e de outras rochas cristalinas e granulares). Acreditava-se, quase sem contestação, que essas rochas se formavam no interior da crosta, em consequência da solidificação e cristalização do magma; posteriormente, a rocha já consolidada teria irrompido até atingir a superfície da Terra, ou teria sido posta a nu pela acção dos agentes erosivos, ao removerem as rochas que a encobriam. Digamos que há factos que levam a aceitar que certos granitos possam ter outra origem, gerando-se em meio sólido, a partir de outras rochas (Exº rochas sedimentares), por meio de transformações complexas e prolongadas que se integram num grande processo geológico, chamado granitização. Com este problema relaciona-se um facto de observação corrente em algumas regiões graníticas: a passagem gradual do gnaisse (e mesmo de outras rochas) ao granito. Ora, como veremos, atribui-se ao gnaisse uma geração em meio essencialmente sólido. 0 que deixamos exposto não significa que não se continue a admitir origem magmática para certos maciços graníticos. A granitização está intimamente ligada com fenómenosmetamórficos, de que trataremos a seguir.
Amostra de obsidiana. Amostra de pedra-pomes. Amostra de traquito.
Amostra de sienito. Amostra de andesito. Amostra de granito porfiróide.
Amostra de gabro. Amostra de granito biotítico.