Biologia e Geologia 10º ano | Geologia e métodos

BIOLOGIA E GEOLOGIA A | 10º ANO

GEOLOGIA E MÉTODOS

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GEOLOGIA

Geologia e métodos

1. A Terra e os seus subsistemas em interação

A Terra é um planeta ativo e dinâmico. A sua atividade e dinamismo são demonstradas nos mais diversos processos que alteram constantemente a morfologia da sua superfície. Desde que se formou, o nosso planeta já passou por enormes modificações e por períodos de vida intensa alternados com períodos de extinção maciça.

A Terra enquanto constituinte do Universo é um sistema, pois verifica-se interação organizada entre os seus vários componentes havendo fluxo de matéria e energia entre eles.

Consoante as inter-relações que se estabelecem entre um sistema e o meio envolvente, podem considerar-se três tipos de sistemas:

• Sistema Isolado: não ocorre troca de matéria nem de energia com o meio envolvente. Estes sistemas não ocorrem naturalmente.
• Sistema Fechado: sistema em que ocorre troca de energia mas não existe troca de matéria entre as fronteiras do sistema.
• Sistema Aberto: sistema em que ocorre troca de energia e matéria com o meio envolvente.

Desta forma, considera-se que a Terra é um sistema fechado, pois ocorrem trocas de energia nas suas fronteiras, mas a troca de matéria é residual, podendo considerar-se inexistente. As principais fontes de energia da Terra são a energia geotérmica (fonte interna) e a energia solar (fonte externa).

1.1 Subsistemas terrestres

Como qualquer sistema, também o sistema terrestre é composto por vários subsistemas:

• Hidrosfera: é a totalidade da água existente na superfície terrestre, independentemente do seu estado físico (oceanos, rios, lagos, águas subterrâneas, glaciares).
• Atmosfera: corresponde à camada gasosa da Terra sendo, essencialmente, composta por azoto (78%) e oxigénio (21%), seguindo-se o árgon (0,9%) e o dióxido de carbono (0,03%), para além de outros gases menos significativos.
• Geosfera: corresponde à parte mais superficial da Terra que se encontra no estado sólido, a litosfera, englobando as grandes massas continentais e as bases dos oceanos, bem como os restantes materiais que se encontram no interior da Terra dispostos em camadas concêntricas.
• Biosfera: é o conjunto de todas as zonas do planeta Terra, onde é possível encontrar formas de vida.

1.2 Interação de subsistemas

Os quatro subsistemas terrestres interagem e permanecem em equilíbrio entre si. Desta forma qualquer alteração provocada pelo Homem em apenas um destes subsistemas, afetará todos os outros com graves consequências para o equilíbrio dinâmico do planeta Terra, podendo levar a alterações no ambiente que coloquem em causa a própria sobrevivência humana.
Facilmente nos apercebemos de que forma os subsistemas interagem entre si. A geosfera é o suporte para a existência de outros subsistemas, como a biosfera e a hidrosfera, sendo na geosfera que a maior parte dos seres vivos encontra o suporte para se deslocar e habitar. Os seres vivos constituintes da biosfera dependem da hidrosfera, uma vez que a água é o elemento fundamental à vida. Também os gases existentes na atmosfera são fundamentais para assegurar a sobrevivência dos seres vivos, pois não só intervêm nos fenómenos de respiração e fotossíntese, mas também são eles que os protegem da radiação ultravioleta proveniente do sol.

2. As rochas, arquivos que relatam a história da Terra

As rochas constituem importantes arquivos, nos quais se encontram registadas as modificações geológicas, geográficas e biológicas que ocorreram ao longo da história da Terra.

Uma rocha é, normalmente, uma associação natural de minerais, agregados ou desagregados. Existem, ainda que mais raramente, rochas monominerálicas, isto é constituídas por um único mineral.

De acordo com a sua origem, definem-se três grandes grupos de rochas:

• Rochas magmáticas/ígneas: resultam da consolidação direta do magma à superfície (rochas ígneas vulcânicas) ou em profundidade (rochas ígneas plutónicas).
• Rochas sedimentares: formam-se à superfície ou próximo desta, a partir de deposições de sedimentos oriundos de rochas pré-existentes ou provenientes da atividade dos seres vivos que, posteriormente, sofrem alterações físicas e químicas sendo compactados e ligados entre si.
• Rochas metamórficas: formam-se a partir de rochas pré existentes, que sofrem transformações mineralógicas e estruturais, devido à ação de pressões e/ou temperaturas elevadas, ou à ação de fluidos de circulação, mas mantêm o estado sólido ao longo de todas as transformações.

2.1 Rochas sedimentares

As rochas sedimentares, como foi referido, resultam da deposição de fragmentos/sedimentos oriundos de rochas pré-existentes ou de materiais provenientes da atividade dos seres vivos.

Embora cubram uma grande parte da superfície terrestre (75% da área dos continentes), constituem apenas 5% do volume da crosta terrestre.

O processo de formação de rochas sedimentares envolve duas etapas fundamentais:

• Sedimentogénese: esta etapa engloba um conjunto de processos físicos e químicos nos quais são elaborados os materiais que vão integrar as rochas sedimentares (meteorização e erosão), o seu transporte e a sua deposição (sedimentação).
  • Meteorização: processo físico e químico que promove alterações físicas e químicas nas rochas pré existentes, que se encontram à superfície do planeta, através da ação de agentes erosivos como a água, a temperatura, o vento, a ação dos seres vivos, etc.;
  • Erosão: processo de remoção dos materiais previamente alterados das rochas, por ação de agentes erosivos (água, vento, seres vivos, gravidade);
  • Transporte: os materiais erodidos (detritos/clastos), de dimensões variadas, são transportados, por ação do vento, da água, da gravidade, de seres vivos, por distâncias mais ou menos longas até se depositarem;
  • Sedimentação: deposição dos materiais transportados que agora se designam sedimentos. Em condições propícias a deposição regular, em estratos, é feita de acordo com a densidade dos sedimentos. Nos estratos inferiores depositam-se os sedimentos mais densos e pesados e nos estratos superiores os menos densos e menos pesados. Estes estratos, caso não se verifiquem perturbações formam camadas horizontais não deformadas. Cada estrato corresponde à deposição que ocorreu num local, num determinado intervalo de tempo, em que os materiais disponíveis e as condições de deposição se mantiveram inalterados.
• Diagénese: etapa que engloba um conjunto de processos físicos e químicos que atuam após a sedimentação e que promovem a evolução dos sedimentos para rochas sedimentares coerentes. No decurso da diagénese os sedimentos sofrem compactação, desidratação e cimentação, ficando ligados entre si.

Nas rochas sedimentares é possível encontrar fósseis de seres vivos, pois as condições de formação destas rochas são compatíveis com os processos de fossilização.

2.2 Rochas magmáticas e metamórficas

Estes dois tipos de rochas correspondem a 95% do volume da crosta terrestre e, embora normalmente não apresentem fósseis, pois as suas condições de formação destroem os vestígios dos seres vivos, o seu estudo permite perceber em que condições se formaram e, portanto, inferir sobre as condições que existiam no planeta aquando da sua génese.

Rochas magmáticas/ígneas: uma vez que estas resultam do arrefecimento e da consolidação de magmas e atendendo a que os magmas são misturas complexas de minerais fundidos, cristais em suspensão, e gases que podem apresentar diferentes composições químicas, poderão originar também diferentes tipos de rochas magmáticas.

• Rochas ígneas plutónicas ou intrusivas: resultam do arrefecimento e consolidação do magma em profundidade. Desta forma o arrefecimento é lento, havendo tempo para que se formem cristais bem definidos nas rochas. Apresentam portanto uma textura granulocítica (cristais visíveis a olho nu). Ex: granito.

• Rochas ígneas vulcânicas ou extrusivas: resultam do arrefecimento e consolidação do magma à superfície. Desta forma o arrefecimento é rápido, não havendo tempo para que se formem cristais bem definidos nas rochas. Apresentam portanto uma textura amorfa (cristais não visíveis a olho nu). Ex: basalto.

Rochas metamórficas: estas rochas têm origem em rochas preexistentes (sedimentares ou magmáticas). Uma vez que a Terra é um planeta ativo e dinâmico, as rochas podem ser deslocadas para zonas com diferentes condições das condições que estiveram na sua génese. Desta forma podem experimentar maiores pressões ou maiores temperaturas, assim como depararem-se com um ambiente químico diferente, que vai promover transformações minerais, químicas e estruturais, ainda que não alterem o seu estado físico (permanecem no estado sólido). Os principais fatores de metamorfismo são: a temperatura, a pressão, os fluidos de circulação e o tempo de duração do processo. Ex. Gnaisse

2.3 Ciclo das rochas

O ciclo das rochas, ou ciclo litológico, demonstra as relações que existem entre os três grandes grupos de rochas, pois os fenómenos que levam à formação de rochas sedimentares, magmáticas e metamórficas estão intimamente ligados entre si, uma vez que qualquer tipo de rocha tem a possibilidade de se transformar noutro tipo de rocha.

Pela interpretação do ciclo litológico percebemos que qualquer rocha que aflore à superfície vai sofrer meteorização e erosão pela ação de agentes erosivos. Os detritos daí resultantes serão transportados até bacias de sedimentação onde sofrem deposição, passando a designar-se sedimentos. A sedimentogénese é seguida da diagénese, formando-se rochas sedimentares. Se as condições de diagénese forem superadas, isto é, se as pressões e temperaturas ultrapassarem determinados limites, as rochas sofrerão ação de fenómenos de metamorfismo transformando-se em rochas metamórficas. Por sua vez, se as condições de pressão e temperatura se elevarem além das fronteiras do metamorfismo, as rochas podem fundir (alteram o seu estado físico de sólido para líquido), originando magma. Este, ao arrefecer e solidificar originará novas rochas magmáticas.

3. A medida do tempo e a idade da Terra

(em breve)

4. A Terra, um planeta em mudança

(em breve)

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