Reflexão: final de Unidade 3

Considero esta unidade fácil de compreender e interessante uma vez que retrata várias situações atuais do nosso planeta.
Segue-se agora uma etapa complicada de preparação para exame nacional, em que vamos fazer tudo o que podemos para ter as melhores notas possíveis. Boa sorte a todos!

Unidade 3 - Exploração sustentada de recursos geológicos

Os recursos geológicos são materiais terrestres ou formas de energia associadas que têm importância para a vida humana. Os recursos passam a ser chamados de reservas quando são passíveis de exploração e são economicamente viáveis. Se a exploração de um recurso for feita a um ritmo superior à sua capacidade de regeneração da Terra, esse recurso é considerado não renovável. Por outro lado, os recursos renováveis são aqueles que podem ser gerados a um ritmo semelhante ao da sua exploração.

Os recursos energéticos como o carvão, o petróleo e a energia nuclear são não renováveis, e a energia geotérmica é considerada recurso renovável. O carvão e o petróleo estão associados a problemas de poluição, contribuindo para o efeito de estufa e para o aquecimento global. A energia nuclear é perigosa devido à natureza radioativa dos materiais utilizados.


Os recursos minerais são armazenados em jazigos minerais, zonas de alta concentração de certo mineral. O materual rochoso com interesse económico designa-se de minério, e o material sem qualquer interesse desgina-se de ganga. A ganga é frequentemente armazenada ao ar livre, em ecombreiras, e libertam gases altamente tóxicos, contribuindo assim para a poluição.

Os recursos hidrogeológicos (águas subterrâneas) são essenciais para a atividade humana. As águas subterrâneas são armazenadas em formações rochosas que permitem a circulação da água e a exploração rentável da mesma, denominados de aquíferos. Para permitir a circulação e armazenamento da água os aquíferos apresentam permeabilidade e porosidade.




A apresentação à turma acerca de recursos hidrogeológicos feita por mim e pela minha colega Sílvia Almeida, encontra-se no seguinte link: http://prezi.com/lu_-40zldcsh/?utm_campaign=share&utm_medium=copy&rc=ex0share

Encontra-se em baixo a apresentação explicativa que fizemos para apresentar também  à turma:

Observação de rochas

No passado dia 29 de abril tivemos a oportunidade de observar exemplos dos 3 tipos de rochas, trazidas pela nossa professora.

Relfexão: final de unidade 2

Após terminar a unidade 2, é possível concluír que a matéria é acessível e interessante, sendo que foram introduzidos alguns conceitos novos em relação à matéria dada nos anos anteriores.
Gostei desta unidade e penso que a próxima também será interessante e fácil.

2.4) Metamorfismo

Fatores de metamorfismo

• Pressão/tensão:as rochas estão sujeitas a pressão causada pelas camadas de rochas suprajacentes, isto é, superiores. A uma pressão que atua em todos os sentidos dá-se o nome de tensão litostática, e provoca a diminuição do volume das rochas e um aumento da sua densidade. A uma pressão que atua apenas num sentido, dá-se o nome de tensão não-litóstatica, e como consequência desta tensão os minerais da rocha passam a ter foliação, ou seja, sofreram um rearranjo.
  
• Temperatura: pode haver a formação de novos minerais a partir de outros existentes, processo denominado de recristalização, se os minerais entrarem em fusão e a sua rede cristalina passar a ter uma nova disposição. Se o ponto de fusão for ultrapassado, há uma transição de metamorfismo para magmatismo.
   
• Fluídos de circulação: os fluídos podem reagir com os minerais que formam a rocha e dar origem a minerais de composição diferente, o que provoca alterações importantes na composição química e mineralógica da rocha inicial. 

Tipos de metamorfismo 

• Metamorfismo de contacto: ocorre junto de formações magmáticas que se introduziram nas rochas pré-existentes. O calor proveniente do corpo igneo causa o cozimento das rochas vizinhas, formando uma auréola de metamorfismo. A alteração das rochas encaixantes resulta em rochas corneanas, como mármores e quartzitos. Como este metamorfismo está associado a baixos níveis de pressão, as rochas formadas não são foliadas. 
• Metamorfismo regional: ocorre em limites convergentes e zonas de subducção, formando a maior parte das rochas metamórficas que formam a crosta terrestre. As rochas formadas por este tipo de metamorfismo apresentam uma foliação evidente, uma vez que há muita pressão não-litostática. O xisto e o gnaisse são exemplos destas rochas.   

 

A presença de novos minerais (minerais de neoformação) permite inferir as condições de pressão e temperatura em que decorreram os processos de metamorfismo. Denominam-se minerais índice aos minerais que permitem caracterizar as condições de pressão e temperatura em que decorreram as transformações.

2.3) Falhas e dobras

As rochas da litosfera estão sujeitas a pressões constantes, que resultam dos movimentos tectónicos. As rochas apresentam determinados limites plásticos e elásticos, e quando esses limites são ultrapassados, formam-se formas e dobras. Dependendo das características das rochas, estas podem apresentar dois tipos diferentes de comportamentos:

• Comportamento frágil: se estiverem mais próximas da superfície e a temperaturas mais baixas do que o ponto de fusão dos materiais constituintes. Os materiais são muito rígidos, e por essa razão há a fraturação dos blocos rochosos, originando falhas. 
• Comportamento dúctil: maiores profundidades e sujeitas a altas temperaturas. Formam-se dobras.

Falhas
São fraturas na crosta terrestre que ocorreram devido a tensões e a movimentos de blocos rochosos. Existem 3 tipos de falhas, e as falhas têm vários elementos, como se pode verificar nas figuras seguintes:
 

Dobras
Correspondem a alterações da forma e da dimensão dos blocos rochosos, que têm um comportamento dúctil face às tensões que sofrem. Tal como as falhas, existem vários tipos de dobras e as suas características também podem ser evidenciadas:

Magmatismo

As rochas magmáticas ou igneas resultam da cristalização ou solidificação do magma, que é uma mistura viscosa constituida essencialmente por sílica.

Diferenciação magmática
À medida que o magma vai arrefecendo dentro da câmara magmática há a cristalização de minerais que deixam de fazer parte do magma inicial, passando a haver frações magmáticas com composição diferente do magma inicial. A partir deste processo - diferenciação magmática - é possível que se formem rochas muito diferentes a partir de um só magma inicial.
A cristaçização fracionada, expressa pela Série de Bowen, permite a formação sequencial de diferentes minerais. Primeiro formam-se os minerais com o ponto de fusão mais elevado, e seguidamente cristalizam os outros, numa sequência decrescente de pontos de fusão. A Série de Bowen está dividida em duas sequências:

• Série descontínua: minerais ferromagnesianos, cuja estrutura cristalina difere ao longo da seqência de cristalização. A olivina é o primeiro mineral a cristalizar, e o último é a biotite. 
• Série contínua: minerais do grupo das plagiocláses que mantêm a mesma estrutura cristalina ao longo da sequência de cristalização. Nesta série, o balanço entre o cálcio e o sódio vai-se alterando ao longo da sequência, formando-se primeiro as palgioclases cálcicas. 

As rochas plutónicas resultam de um arrefecimento lento do magma em profundidade, e por essa razão apresentam estrutura granular e minerais bem desenvolvidos. Por outro lado, as rochas vulcânicas estão associadas a um arrefecimento rápido do magma, o que leva ao pouco desenvolvimento dos minerais constituintes e a uma estrutura agranular.
Quanto à cor, as rochas podem ser:

• Leucocratas: predominam os minerais claros, como feldspato e quartzo (granito e riólito);
• Mesocratas: aproximadamente igual quantidade de minerais claros e escuros (andesito e diorito);
• Melanocratas: predominancia dos minerais escuros, como a olivina, piroxena e biotite (basalto e gabro). 

Rochas sedimentares - arquivos históricos da Terra

Fósseis
São restos de seres vivos (somatofósseis) ou simples vestígios da sua atividade (icnofósseis). Existem vários processos de fossilização, isto é, processos que conduzem à conservação dos vestígios dos seres vivos em rochas sedimentares.

• Mumificação: organismos conservados inteiros, quando envolvidos por um meio isolante que não permite o contacto com o oxigénio (ambar, resina, gelo...)
• Moldagem: impressão de um molde nos sedimentos que envolvem o ser.
• Mineralização: as partes duras podem ser preenchidas por minerais transportados em solução aquosa que substituem a matéria organica, sem alterar a forma e composição do orgão.
• Marcas fósseis: pegadas, ninhos, fezes, marcas de reptação, entre outros.

 

Datação relativa
Através destes métodos, é possível reconstruir a sequencia cronológica que levou à formação de certos estratos. Os principios da estratigrafia são os seguintes:

• Princípio da sobreposição: numa sequencia de estratos que não sofreu nenhuma alteração, a última camada (a que está a maior profundidade) é a mais antiga, e a camada que se encontra mais à superfície é a mais recente.
• Princípio da continuidade lateral: se as sequências de deposição de duas colunas laterais separadas forem semelhantes, é possível estabelecer uma relação entre elas e concluir que estavam juntas anteriormente. 
• Princípio da identidade paleontológica: estratos pertencentes a colunas estratigráficas diferentes e que possuam conjuntos de fósseis semelhantes têm a mesma idade relativa. Esta datação é feita através de fósseis de idade, uma vez que estes viveram durante um curto intervalo de tempo geológico e tiveram grande expansão geográfica.
• Principio da interseção: qualquer estrutura que intersete vários estratos formou-se depois deles e é mais recente.
• Princípio da inclusão: os fragmentos de rocha incorporados num dado estrato são mais antigos do que ele.

Paleoambientes
Os paleoambientes são os ambientes em que as rochas sedimentares foram formadas. Existem diferentes tipos de ambientes, que alteram a composição, estrutura, características principais da rocha. Dá-se particular importância aos fósseis de fácies nesta reconstituição, uma vez que estes são os fosseis que dão informações preciosas acerca do ambiente aquando da sua formação, e o ambiente de formação dos fósseis corresponde ao das rochas que contém esses fósseis. Os melhores fósseis de ambientes caracterizam-se por pertencerem a seres que ocuparam ambientes muito específicos e que sofreram poucas alterações evolutivas.

A partir da datação relativa de sequências estratigraficas de diferentes locais no planeta, e da datação radiométrica foi possível organizar por ordem cronológica os acontecimentos geológicos da Terra, numa escala do tempo geológico.

Combustíveis fósseis

As bacias sedimentares pouco profundas situadas em zonas pantanosas, no interior dos continentes, reúnem as condições necessárias à formação de combustíveis fósseis. Os restos vegetais vão perdendo azoto, oxigénio e hidrogénio, e vão ganhando carbono, sendo que este processo de incarbonização.
Por outro lado, os petróleos derivam de sedimentos orgânicos contidos na rocha-mãe. As moléculas de hidrocarbonetos que se formam vão-se tornando mais densas e volumosas, criando um aumento de pressão brusco que faz com o petróleo abandone a rocha-mãe pelos espaços vazios, e vá em direção à superfície. Designam-se de rochas de cobertura as rochas impermeáveis que impedem que o petróleo avance e fazem com que ele fique retido em fraturas e poros. A retenção de petróleo origina jazigos e armadilhas petrolíferas.

Tipos de rochas sedimentares

• Rochas sedimentares detríticas não-consolidadas: detritos que passaram pela sedimentogénese, mas não pela diagénese. Distinguem-se pela sua granulometria, sendo a ordem decrescente do tamanho dos grãos a seguinte: balastros, areias, siltes e argilas.
• Rochas sedimentares detríticas consolidadas: resultantes da consolidação das rochas detríticas não consolidadas. Variam conforme o tamanho dos sedimentos que as constituem: conglomerados ou brechas (com sedimentos rolados ou angulosos, respetivamente), arenitos, siltitos e argilitos.
• Rochas sedimentares biogénicas: contém fragmentos de seres vivos.
• Rochas quimiogénicas evaporíticas: resultam da evaporação da água que continha os sais dissolvidos. Rochas muito vulgares formadas pela evaporação são o gesso e o sal-gema. 
• Rochas quimiogénicas calcárias: formam-se a partir da precipitação de soluções aquosas sobressaturadas. Exemplos frequentes: travertino e tufos calcários. As rochas calcárias existem em abundância nos mares, uma vez que os seres marinhos fazem a fixação do carbonato de cálcio para formarem conchas. Após a morte dos seres marinhos, há uma acumulação das suas conchas que se designa de calcário conquífero. 

Rochas sedimentares

Para a formação de rochas sedimentares existem várias etapas a ter em conta, sendo a primeira a meteorização. Ao interagirem com os elementos da atmosfera, biosfera e hidrosfera, as rochas sofrem meteorização, sendo que esta designa transformações físicas e químicas da rocha-mãe, fazendo com que esta solte fragmentos. Existem dois tipos de meteorização:

• Meteorização química: ocorre a hidrólise, a dissolução e/ou a oxidação dos materiais. 
• Meteorização física ou mecânica: ocorrem variações de pressão e temperatura que alteram a rocha. 

A água também é um agente de meteorização física, uma vez que tem vários comportamentos perante variações de pressão e temperatura que alteram as rochas. Estas alterações designam-se de termoclastia (fraturação dos minerais devido a bruscas mudanças de temperatura), crioclastia (congelamento de águas armazenadas em fraturas ou poros que causa o aumento de volume da rocha), haloclastia (desenvolvimento de cristais dentro de fraturas ou fissuras), descompressão (expansão da rocha à superfície por alívio de pressão) e ações biológicas (por exemplo, raízes de árvores). 

Da meteroziação das rochas resultam minerais de neoformação e minerais residuais, que estarão presentes nas rochas sedimentares. 

Após a meteorização, ocorre a erosão e o transporte, em que os detritos são transportados até se imbilizarem em zonas baixas, como fundos marinhas ou foz dos rios. Dá-se então por finalizada a sedimentogénse (meteorização + erosão + transporte) e inicia-se a diagénese, em que ocorrerão a desidratação, a compactação e a cimentação. 

Ao se depositarem numa bacia de sedimentação, os detritos serão pressionados por camadas de detritos que se depositarão posteriormente. Ao sofrerem pressão litostática, as camadas inferiores serão desidratadas pois a água que se encontrava entre os sedimentos ascende como resultado da pressão. A mesma pressão causa a compactação dos sedimentos. Há uma precipitação dos sais dissolvidos para a água e forma-se um cimento natural, que irá cimentar os fragmentos, formando assim uma rocha sedimentar detritica consolidada. 

Caracterização dos minerais

A caracterização de um mineral faz-se pela composição química e a estrutura cristalina (forma regular como os átomos constituintes se distribuem no espaço, definindo um modelo tridimensional regular).
Dá-se o nome de polimorfos aos minerais que são quimicamente iguais mas têm estruturas cristalinas diferentes, uma vez que foram formados em ambientes diferentes.

• Clivagem:propriedade que certos minerais têm de se partir sempre nas mesmas direções, em planos perfeitos. Isto deve-se à fraqueza de determinadas ligações químicas na rede cristalina. 

• Dureza: é a resistência que um material tem a ser riscado por outros ou por objetos duros. Mede-se recorrendo à escala de Mohs, que foi estabelecida em 1822 por Mohs. Esta  propriedade resulta da força das ligações químicas da rede cristalina.
• Densidade: propriedade relacionada com a composição química e estrutura cristalina, sendo mais densos os minerais com estruturas mais compactas. A densidade relaciona a massa do mineral com o volume que ele ocupa. 

•  Cor:os minerais podem ser idiocromáticos (apresentam sempre a mesma cor) ou alocromáticos (apresentam cores variadas, devido à presença de impurezas ou pequenos defeitos na estrutura cristalina).

Idiocromáticos

• Brilho: os principais tipos de brilho que os minerais podem ter são metálico e não-metálico.

• Risca:é uma propriedade que permite ver a verdadeira cor do mineral, isto é, a cor que ele apresenta ao riscar a porcelana. É a cor do mineral reduzido a pó. Porém, o método de riscar a porcelana só funciona em minerais com a dureza inferior à da porcelana. 

Existem ainda outras propriedades mais complexas que permitem aferir características do mineral e classificá-lo. 

Unidade 2 - Processos e materiais geológicos importantes em ambientes terrestres

2.1) Minerais e rochas.
Os minerais são constituídos por uma rede cristalina de elementos químicos organizados. Se um mineral for constituído pelo mesmo elemento químico (exemplo: diamante.) denomina-se de alótropo.
Nas rochas, os minerais ocorrem em extensões limitadas que podem ter dimensão microscópica. Estes formam-se por diversos processos, como por exemplo a consolidação magmática (que origina rochas plutónicas), as transformações controladas pelos aumentos de pressão e temperatura, e a precipitação de substâncias dissolvidas em soluções aquosas, sendo que estes últimos fenómenos se associam a rochas metamórficas. A temperaturas e pressões mais baixas formam-se as rochas sedimentares, a partir das águas superficiais. Para a formação destas rochas há sedimentógenese e diagénese. Devido à modificação química de minerais instáveis à superfície, pode haver formação de novos minerais.