Powerpoint - Energia da Biomassa

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Conteúdo - Formação de Montanhas 6

Cadeia Montanhosa dos Himalaias

Os Himalaias (em Sanscrito, `hima alaias´, significa `morada das neves´), é um sistema montanhoso do Continente Asiático, formado por una série de cordilheiras, a chamada Grande Cordilheira dos Himalaias, sensivelmente, paralelas e convergentes, constituindo a região montanhosa mais alta do Planeta Terra. Apresenta centenas de picos, mas mais de trinta atingem ou ultrapassam os 7.620 m de altitude, de entre os quais se destaca o Monte Evereste (8.850 m), a montanha mais elevada do mundo. Este enorme complexo forma um arco de 2.410 km, em extensão, desde o rio Indo, ao norte de Paquistão. O sistema ocupa uma área de 594.400 km2.

Na página 2, do TEMA Formação de Montanhas, mostramos um esquema animado ( Esquema animado mostrando o movimento relativo das placas - Ver Tectónica de Placas), de há 280 Milhões de Anos (M.A.) até à actualidade. De salientar, o movimento convergente da Placa Indiana com a Placa Eurasiática. A colisão das duas placas, que prossegue na actualidade, deu origem à formação da cadeia montanhosa dos Himalaias (Ver o texto), em que fizemos referência à colisão da Placa Indiana com a Placa Eurasiática, resultando daí a formação da Cadeia Montanhosa dos Himalaias. O evento geológico, causador das mais profundas e complexas deformações da litosfera, é a colisão e respectiva interacção entre placas continentais.

Bloco diagrama simplificado mostrando a colisão entre duas placas continentais convergentes.

Mapa esquemático mostrando as macroplacas envolvidas na formação dos Himalaias e analisadas no texto.

Durante o Precâmbrico (parte do Proterozóico Superior) e o Paleozóico (Ver Tabela Cronoestratigráfica) , o "Continente Indiano", limitado ao norte pelo Cimmerian Superterranes, fazia parte da Gondwana estando separado da Eurásia pelo Oceano Paleotethys ( Ver figura abaixo e à esquerda).

No Carbónico (Carbonífero) Superior, deve ter surgido um rifte entre o "Continente Indiano" e o Cimmerian Superterranes. Durante o Pérmico Superior, aquele rifte deve ter dado origem ao Oceano de Neotethys.

No Noriano - Triássico Superior (há cerca de 210 Milhões de Anos), um episódio avançado da abertura do rifte terá dividido a Gondwana em duas partes. O "Continente Indiano" deve ter passado a fazer parte do leste da Gondwana, junto com a Austrália e Antárctica. Posteriormente, durante o Caloviano (há cerca de 160-155 Milhões de Anos), deve ter ocorrido a divisão da parte leste e da parte ocidental da Gondwana, tendo-se formado, a partir do rifte, uma crosta oceânica. A placa Indiana, separou-se da Austrália e da Antárctica no Cretácico Médio (há cerca de 130 - 125 Milhões de Anos), dando origem à abertura "do Oceano Índico Sul" (Ver figura abaixo e à direita).

Reconstrução paleogeográfica da Terra durante o Silúrico Superior, há cerca de 435 M.A.. Nesse tempo, a Índia fazia parte da Gondwana e era limitada ao Norte pelo Cimmerian Superterrane. A posição da actual região de Zanskar, nos Himalaias, é mostrada por uma estrela negra.

Reconstrução paleogeográfica da Terra durante o Cretácico, há cerca de 100 M.A.. O Cimmeridian Superterrane deve ter sido "acrescentado" à Mega Laurásia. A crosta oceânica ao Norte do Oceano Neotethys estará em subducção ao longo do arco vulcânico de Dras. Abriu-se o oceano de Shigatze, como consequência do rifte e consequente expansão do fundo oceânico. A Índia deverá ter estado separada de África e E. Gondwana. Abriu-se o Oceano Índico. A posição da actual região de Zanskar, nos Himalaias, é mostrada por uma estrela negra.

Conteúdo - Tectónica de Placas 6

Há quatro tipos de limites de placa:  · Limites divergentes -- onde a nova crusta é gerada, enquanto as placas são "empurradas" afastando-se. · Limites convergentes -- onde a crusta é destruída, enquanto uma placa "mergulha" sob outra. · Limites transformantes -- onde a crusta nem está a ser produzida nem a ser destruída, enquanto as placas deslizam horizontalmente uma em relação à outra.  · Zonas dos limites entre placas -- as largas bandas em que os limites entre placas não estão bem definidos, e os efeitos da interacção das placas não são claros.

Modelo esquemático da representação dos limites das placas, bem como dos principais aspectos determinantes da tectónica das placas. É notável a ligação entre a actividade vulcânica e as placas oceânicas e continentais, particularmente nos limites das placas. Deste modo, podemos falar em vulcanismo de subducção resultante do choque de placas oceânicas, originando, por exemplo, os arcos insulares activos, e do choque de uma placa oceânica com uma placa continental, originando a formação de cadeias montanhosas costeiras com actividade vulcânica (limites convergentes); vulcanismo no interior das placas oceânicas, o vulcanismo associado aos pontos quentes, o qual resulta da ascensão de plumas de material sobreaquecido nos níveis mais profundos do manto; vulcanismo de crista oceânica em expansão, originando a libertação do magma com formação de nova crusta oceânica (limites divergentes); no interior das placas continentais, a formação de riftes continentais precursores de cristas médio-oceânicas explica a existência de vulcanismo em locais afastados do limite das placas.

Modelo animado de placas de limites convergentes, mostrando o movimento relativo das placas.

Modelo animado de placas de limites transformantes, mostrando o movimento relativo das placas.

Em princípio os interiores das placas são geologicamente calmos. Existem, contudo, algumas excepções. Por exemplo, uma observação a um mapa do oceano Pacífico revela muitas ilhas na placa pacífica, afastadas dos seus limites. Todas elas são ou foram vulcões, isto é, tiveram origem no vulcanismo do fundo do mar. As ilhas do Havai são um exemplo tipico, formando um arquipélago alinhado. A datação de lavas da cadeia havaiana (e outras) mostrou que as suas idades aumentam à medida que nos afastamos do vulcão actualmente activo.

Esquema mostrando uma secção (a) e um plano (b) de parte da placa pacífica, na região da cadeia havaiana. Observa-se o ponto quente estático dando origem a novas ilhas (Hawai-vulcanismo activo). As ilhas mais velhas, vulcanismo extinto (inactivo), foram arrastadas pela placa pacífica, na direcção Noroeste, sendo a mais velha a ilha de Kauai.

Bloco diagrama mostrando o mecanismo de formação da cadeia havaiana, constituída por ilhas vulcânicas assentes na placa pacífica e longe dos limites desta.

A maior parte dos vulcões que surgem no interior das placas, serão criados por pontos de erupção, fontes fixas de material vulcânico (magma) que se erguem das profundezas do manto. À sua expressão actual, como no Havai, chamamos pontos quentes. A maior parte dos grandes vulcões activos no interior das placas apresenta um rasto de vulcões extintos cada vez mais velhos que assinala opercurso da placa litosférica sobre o ponto de erupção. Os pontos quentes parecem ter origem a grande profundidade, talvez até nos limites entre o núcleo e o manto; muitos deles estão activos há muito tempo. Os vulcões mais antigos originados pelo ponto havaiano têm idades próximas dos 80 milhões de anos.

Conteúdo - Estudo dos Fósseis

William Smith (1769-1839) e os paleontólogos franceses Georges Cuvier (1769-1832) e Alexandre Brongniart descobriram que as rochas da mesma idade podem conter os mesmos fósseis, mesmo quando as rochas estão separadas por longas distâncias terrestres. Publicaram os primeiros mapas geológicos de extensas áreas, nas quais as rochas que continham fósseis similares foram consideradas da mesma idade relativa. Pelas observações cuidadosas das rochas e dos seus fósseis, aqueles homens e outros geólogos podiam reconhecer as rochas da mesma idade (Ver Tempo Geológico) em locais bastante afastados da Inglaterra. O princípio da correlação estratigráfica ou da identidade paleontológica, estabelecido por William Smith, no fim do século XVIII, determina que os estratos ou conjuntos de estratos caracterizados pelas mesmas associações de fósseis são da mesma idade. Smith e outros cientistas da época sabiam que a sucessão das diferentes formas da vida preservadas como fósseis seriam úteis para compreender como e quando as rochas se formaram. Mais tarde, cientistas desenvolveram uma teoria para explicar essa sucessão. As colunas litoestratigráficas (subdivisões das sucessões de rochas existentes na crosta terrestre, distinguidas e delimitadas na base das suas características litológicas) aqui representadas contém fósseis caracteríticos indicados, no esquema, pelas letras do alfabeto. Estes fósseis permitem estabelecer correlações entre diferentes locais. A partir dessas correlações, podemos construir uma sequência temporal; por exemplo, neste esquema simples, é claro que os grupos fósseis A e B são mais antigos do que F e G, mesmo que nunca surjam no mesmo local. Saliente-se que, por vezes, as unidades litológicas (rochosas) desaparecem completamente, como aconteceu à unidade D. Na coluna mais à direita, existe uma descontinuidade entre C e E, o que indica uma falha temporal no registo. Neste local, a erosão eliminou a unidade D e parte da C antes do depósito da unidade E. O primeiro mapa geológico com aplicabilidade prática. William Smith, considerado o pai da geologia inglesa, foi o autor deste mapa geológico de parte da Inglaterra. Os fósseis podem ser usados para reconhecer rochas da mesma idade (fazer correlações) ou de idades diferentes. Os fósseis da figura, são esqueletos de algas microscópicas. As fotografias apresentadas foram feitas com um microscópio electrónico, e foram ampliadas, aproximadamente, 250 vezes. Em Carolina do Sul, três espécies foram encontradas no interior da rocha. Em Virgínia, somente duas das espécies foram encontradas. Ficamos a saber, a partir das espécies presentes, que o registo das rochas da parte inícial do Eocénico Médio (Ver Tempo Geológico) falta em Virgínia. Usamos as mesmas espécies para o reconhecimento das rochas das mesmas idades (Eocénico Inferior e parte final (topo) do Eocénico Médio) em Carolina do Sul e em Virgínia. O estudo das rochas estratificadas (sob a forma de estratos) e dos fósseis que elas contêm é chamado biostratigrafia.

Os conceitos que passamos a apresentar são importantes no estudo e no uso dos fósseis: 1) os fósseis representam os restos (sobretudo os esqueletos, as carapaças e outras estruturas duras) ou vestígios de seres vivos que ficaram preservados em rochas cuja génese foi contemporânea da existência desses seres, 2) a maioria dos fósseis são restos ou vestígios de seres vivos extintos; isto é, pertencem às espécies que tiveram grande expansão na Terra, mas tiveram um período de vida curto em termos de tempo geológico, 3) os diferentes tipos de fósseis encontrados nas rochas de diferentes idades são a prova que a vida na terra mudou ao longo do tempo geológico. Se nós começarmos no presente e examinarmos camadas de rochas sedimentares cada vez mais velhas, atingiremos um nível onde nenhum fóssil dos antepassados dos seres humanos está presente. Se continuarmos a examinar camadas ainda mais antigas, chegaremos sucessivamente aos níveis onde nenhum fóssil de plantas com flôr estará presente. Prosseguindo com esta metodologia atingiremos os níveis em que nenhuns pássaros, nenhuns mamíferos, nenhuns répteis, nenhuns vertebrados, nenhumas plantas, nenhuns peixes, nenhunas conchas, até que chegamos ao nível em que nenhum ser vivo fóssil estará presente.  Os três conceitos atrás enunciados são sumariados no princípio geral chamado a lei da sucessão fóssil. Os cientistas, sobretudo os paleontólogos e alguns biólogos, investigam, entre outras coisas, a existência de antepassados e descendentes de um dado fóssil ao longo do tempo geológico. O fóssil acima representado é de um Archaeopteryx. Este fóssil foi um animal, que se extinguiu noJurássico (há cerca de 150 milhões de anos-Ver Tempo Geológico), com o esqueleto de um réptil, incluindo os dedos com garras nas asas, a espinha dorsal que se estende ao longo da cauda, e os dentes, mas tinha o corpo coberto com penas. Podemos encontrar fósseis de outros répteis nas rochas da mesma idade, mas o Archaeopteryx é o fóssil mais velho, até agora encontrado, com penas. Fazendo uso da interpretação das provas, podemos concluir que este animal foi o elo de ligação entre os répteis e os pássaros, e que, por conseguinte, os pássaros terão descendido dos répteis. O espécime tem aproximadamente 45 centimeters de comprimento. Quando vivia, o Archaeopteryx assemelhava-se provavelmente a esta reconstituição, baseada em provas fósseis. Teria partilhado com as aves actuais algumas estruturas, tais como as asas aerodinâmicas equipadas com rémiges. Outros aspectos, incluindo o bico com dentes, garras ou esporões nas asas e a longa cauda com muitas vértebras, revelam a ancestralidade réptil. A espécie é a unidade mais básica da classificação para os seres vivos. Estas fotografias de um grupo de moluscos fósseis, representado no esquema, mostra prováveis relações do antepassado-descendente ao nível da espécie, isto é, a espécie pode mudar (evoluir) com o tempo. A observação como a forma da extremidade (traseira) posterior destes moluscos se torna mais arredondada na espécie mais nova, e a área onde as duas valvas (conchas) estão ligadas, isto é, a charneira, vai sendo maior. Os paleontólogos dão uma atenção particular à forma das valvas e aos detalhes da anatomia preservada nas valvas.  Os números na coluna da esquerda correspondem aos seguintes segmentos do tempo geológico relativo: 1=Pliocénico; 2=Miocénico; 3=Oligocénico; 4=Eocénico; 5=Paleocénico; 6=Cretácico Inferior (Ver Tempo Geológico).

Conteúdo - Formação de Rochas 3

Vamos abordar de forma elementar o conceito de metamorfismo. Salientaremos que o metamorfismo é o conjunto de processos que actuam no interior da crosta terrestre, produzindo transformações, quer nas texturas, quer nas composições das rochas; muito dessas transformações podem incluir-se na designação geral de recristalização: novos minerais se geram, substituindo, no todo ou em parte, os que existiam; os aspectostexturais e estruturais modificam-se, adquirindo a rocha, muitas vezes, caracter mais cristalino. 0 metamorfismo tem lugar em meio essencialmente sólido, ao invés do que acontece no magmatismo . Do ponto de vista físico-químico é o seguinte o significado do metamorfismo: as rochas formadas á superfície da Terra ou próximo desta podem ser levadas, pela dinâmica da Terra, para níveis profundos, onde as condições físico-químicas são bem diversas das que existem à superfície; essas rochas tem então de se adaptar às novas condições de pressão, temperatura e ambiente químico; deste modo desaparece o equilíbrio que existia entre os seus primitivos minerais e, para que a rocha volte a constituir um sistema estável, é necessário que se gerem novos minerais e novas disposições texturais que assegurem o equilíbrio, em face das novas condições físico-químicas. De facto, as experiências de laboratório, conjugadas com as observações naturais, provam que, para cada mineral, há um domínio de estabilidade, definido pela pressão, pela temperatura e, por vezes, por outros factores do ambiente onde o mineral se encontra. Assim, a acção de uma pressão uniforme provoca umadiminuição de volume e gera minerais de densidade elevada; é o caso da formação de granadas (silicatos densos) em rochas fortemente metamorfizadas, por terem sofrido a actuação de pressões intensas. Já outros silicatos, como micas e clorites, apenas são estáveis para pressões e temperaturas relativamente fracas, indicando, por isso, graus atenuados de metamorfismo. Desta forma o metamorfismo envolve uma recristalização parcial ou total e alterações de composição mineralógica, de textura e estrutura das rochas preexistentes.

O metamorfismo ocorre a diversas profundidades da crosta terrestre, sob a parte mais superficial onde se processa a génese das rochas sedimentares, como iremos ver à frente, e acima das condições que poderiam produzir a fusão das rochas, isto é, acima do domínio do magmatismo. Dado que as rochas metamórficas resultam, no estado sólido, de rochas pré-existentes, podemos usar as seguintes designações: 1) parametamórficas se provêm de rochas sedimentares, 2) ortometamórficas se têm origem em rochas magmáticas e 3)polimetamórficas se resultam de rochas metamórficas.

Podemos, de uma forma sintética, considerar três ambientes geológicos de metamorfismo: 1) metamorfismo de contacto causado pela temperatura de intrusões magmáticas e observa-se nas aureolas metamórficas que rodeiam os grandes maciços ígneos. O aumento de temperatura e a acção dos elementos voláteis (fluidos) derivados do magma são os principais factores deste tipo de metamorfismo. As rochas características deste tipo de metamorfismo entram, quase todas, na categoria genérica das corneanas. São rochas, em geral, que não apresentam xistosidade (é a orientação paralela ou sub-paralela de grãos minerais de diferentes dimensões); umas, com grão normalmente fino e cor escura, derivam da transformação de rochas sedimentares argilosas, em particular argilitos. Contem, com frequência, silicatos aluminosos – andaluzite, cordierite, etc. Outras, que podem ser claras e com grão variável, derivam de calcários; há ainda outros tipos de corneanas, dependentes da natureza da rocha original. As corneanas de origem calcária, além de calcite, encerram silicatos cálcicos e alumino-cálcicos, como piroxenas cálcicas, granadas cálcicas, epídotos, wollastonite, etc..

Amostra de mármore.

Amostra de corneana. Além das corneanas, o metamorfismo de contacto origina calcários cristalinos, por vezes bastante puros, isto é,constituídos quase totalmente por calcite (e às vezes por dolomite); são designados por mármores; Amostra de uma ardósia. Amostra de um filádio. 2) dinamometamorfismo resulta, essencialmente, das fortes e bruscas pressões que se produzem em zonas submetidas a intensos movimentos da crosta terrestre; 3) metamorfismo regional causado por pressões muito intensas e elevadas temperaturas, a que se juntam soluções aquosas a grandes profundidades da crosta terrestre, caracteristicamente desenvolvido em grandes áreas (milhares de quilómetros quadrados), nas regiões de formação de montanhas. No ambiente de metamorfismo regional há medida que aumenta a pressão e a temperatura, distinguimos os graus seguintes: baixo, médio e alto; no seu conjunto, estes três graus passam gradualmente uns aos outros. Entre as rochas mais típicas desses diferentes graus figuram as indicadas seguidamente, de acordo com os graus de metamorfismo: Baixo – ardósias; filádios, xistos cloríticos; Médio – micaxistos; anfibolitos, gnaisses (parte); Alto – gnaisses (parte); leptinitos; granitos. As ardósias são constituídas por argilas, matéria carbonosa e algum quartzo; como o seu grau de metamorfismo é baixo, podem conter fósseis. A designação genérica de xistos cristalinos e/ou filádios é utilizada para uma sucessão de tipos de rochas, cuja textura cristalina se acentua com o grau do metamorfismo; inclui a generalidade dos xistos metamórficos. Além de quartzo, clorites, micas, anfibolas e piroxenas, outros silicatos salientam-se, em xistos cristalinos, como granadas, estaurolite, andaluzite e feldspatos. Os leptinitos (granulitos segundo alguns autores) são rochas, no geral sem xistosidade, cujo grão é habitualmente fino constituído por quartzo e feldspatos e nos casos típicos, silicatos densos, gerados pelo metamorfismo – como certas piroxenas e granadas. Os micaxistos são rochas de xistosidade acentuada, formadas, essencialmente, por quartzo e mica (moscovite e/ou biotite), podendo conter feldspato, granadas, estaurolite, silimanite e horneblenda. Anfibolitossão rochas essencialmente constituídas por anfíbola e quartzo, por vezes com feldspato e horneblenda, apresentando xistosidade de muito a pouco frequente. Os granitos (pelo menos certos granitos) representam o grau extremo da actividade metamórfica regional. Os gnaisses são, com muita frequência, de composição granítica, resultantes do metamorfismo de rochas sedimentares ou ígneas. Um fenómeno mineralógico capital na passagem dos xistos cristalinos (como micaxistos) a gnaisses e a granitos é o da feldspatização, o que exige a entrada, na rocha, de metais alcalinos e de silício, visto que nos feldspatos alcalinos (predominantes nos granitos) aqueles elementos químicos são essenciais. Amostra de um micaxisto. Amostra de um xisto. Há uma série de rochas metamórficas que se gera a partir de determinadas rochas sedimentares e o termo mais avançado dessa série poderá ser o granito. Assim se explicaria a passagem gradual daquelas rochas a rochas metamórficas. São comuns também as rochas denominadas migmatitos, onde, em graus diversos, se observa, em bandas ondulantes, uma mistura de material claro (quartzo-feldspático) com material escuro (rico em biotite), que representa um xisto, o qual foi invadido por matéria rica de silício e de metais alcalinos. Ter-se-ia dado uma evolução que, desde um sedimento – como uma vasa argilosa – poderia conduzir ao granito. Existem numerosos factos observados, quer na Natureza, quer no laboratório, que levam a admitir tal evolução – que se chama granitização. Ciclo metamórfico dos quartzitos e de alguns granitos. Amostra de um gnaisse. Microfotografia de uma lâmina delgada de uma amostra de gnaisse.(m=feldspato;k=mica;n=quartzo)