Métodos indiretos (densidade) e vulcanologia

Densidade

A densidade média da Terra é de 5,5 g/dm³. Na crusta terrestre é de 2,8, ligeiramente mais baixa que a média terrestre. Sendo assim a densidade das rochas aumenta com a profundidade, mas porquê?

Isto deve-se á maior pressão a que os materiais estão sujeitos com o aumento de profundidade provocando a compressão (diminuição do volume) dos materiais, o que, em parte, explica o aumento de densidade com a profundidade.

 Gradiente geobárico- variação da densidade com a temperatura.

Vulcanologia

Tipos principais de vulcanismo

• vulcanismo primário ou erutivo- é caracterizado pela ocorrência de erupções vulcânicas (vulcanismo central, vulcanismo fissural);
• vulcanismo secundário, residual ou atenuado- é caracterizado pela atividade vulcânica na erutiva (fumarolas, nascentes termais, gêiseres).

Erupção vulcânica

É um tipo de atividade vulcânica onde são emitidos materiais no estado sólido, gasoso e liquido.

as estruturas naturais que permitem que estes sejam libertados chamam-se aparelhos vulcânicos.

• Vulcanismo do tipo central- Neste tipo de vulcanismo o aparelho vulcânico chama-se vulcão.
• Vulcanismo do tipo fissural- As erupções neste tipo de vulcanismo ocorrem ao longo de fendas e fraturas ao longo da superfície terrestre.

Magma

É um material rochoso silicatado fundido, que contem percentagens variáveis de gases, e a sua temperatura varia entre 800º e 1500ºC.

Tipos de erupções vulcânicas

As erupções podem ser:

• Calmas- chamadas de efusivas, libertam piroclastos (mas não cinzas), lava fluida e gases
• Violentas- chamadas de explosivas, libertam piroclastos (bombas,lapili e cinzas), lavas viscosas e gases.

 

Métodos geofísicos (Geotermismo,Geomagnetismo,Gravimetria)

1.Geotermismo

  O Geotermismo é a energia térmica da Terra que provém de duas fontes fundamentais:

1- a energia inicial do planeta (o impacto de palrearíamos e compressão gravítica);

2- decaimento radioativo do elementos radioativos do interior da Terra;

  Os cientistas para estudar o calor interno da Terra usam três conceitos esses são :

•Fluxo geotérmico;

•Gradiente geotérmico;

•Grau geotérmico;

  -Fluxo Geotérmico é a quantidade de calor libertado por unidade de superfície e de tempo.

Na maioria a energia é libertada de mod impercetível , por condução térmica.

  -Gradiente geotérmico é a variação de temperatura cima profundidade,isto é, o aumento de temperatura por Km de profundidade.

  -Grau geotérmico consiste no número de metros aprofundados para que a temperatura aumente 1ºC.

2.Geomagnetismo

   O campo magnético da Terra tem invertido a sua polaridade ao longo do tempo.

Polaridade Normal- o pólo N magnético está junto ao do pólo N geográfico.

Polaridade inversa - o polo N magnético está junto do pólo S geográfico.

   A mudança de uma polaridade normal para a uma inversa designa-se pó inversão do campo magnético.

   Certas rochas retêm uma "memória" do campo magnético terrestre pois o minerais ferromagnéticos destas rochas ficam orientados de acordo com o campo magnético da Terra vigente na altura da sua gênese designa-se campo paleomagnético.

3.Gravimetria

    Parte pertencente à geofísica que se ocupa com o cálculos e das medições da aceleração da gravidade em vários locais da Terra.

    A aceleração gravítica consiste na variação da velocidade que os corpos em queda livre para a Terra experimentam.Varia de local para local dependendo da latitude e altitude.

Os gravimetros são os instrumentos que medem a aceleração da gravidade.

A Terra um planeta especial

Os planetas telúricos

Apesar de todas as semelhanças (idade, densidade, massa, etc..) cada planeta telúrico apresenta características morfológicas, geológicas e ambientais únicas.

Geologia planetária

Objeto de estudo: planetas. Parâmetros mais estados:

•       Estrutura interna;
•       Cartografia e albedo;
•       Composição;
•       Cronologia relativa e absoluta.

O estudo das estruturas dos planetas é feito através da comparação de estruturas da terra. Depois de reconhecidas tenta-se inferir a sua génese, partindo do princípio que as forças e os processos que as originaram foram semelhantes aos das estruturas da Terra.

O estudo dos planetas permitiu identificar três tipo de estruturas:

Estruturas endógenas- formam-se através de processos e forças que atuam no interior dos planetas (dobras, falhas, etc);

Estruturas exógenas- formam-se através  de processos e forças da superfície dos planetas (dunas, marcas de ondulação).

Estruturas exóticas- (crateras de impacto) originam-se por processos e forças que se originam no exterior dos planetas.

Inatividade e atividade dos planetas

A atividade geológica consiste na ação de um agente modificador. Os agentes podem ter origem interna (acreção do planeta, contração gravítica, decaimento radioativo) ou origem externa (água, calor irradiado pelo sol, impacto meteorítico)

Mercúrio e Marte são planetas geologicamente inativos, ou seja, não apresentam sinais atuais de dinâmica interna/externa.

Terra e Vénus são planetas geologicamente ativos, ou seja, apresentam sinais atuais de dinâmica interna/externa.

Mercúrio

Mercúrio é constituído por rochas com uma idade entre 4000 a 3000 Ma, a sua superfície apresenta grande quantidade de crateras de impacto. Não tem dimensão suficiente para gerar forca gravítica para reter atmosfera, nem calor interno suficiente para ter atividade interna. Devido as suas elevadas temperaturas é impossível a manutenção de fluído á superfície. Por fim, este planeta é geologicamente inativo.

Vénus

As suas dimensões são semelhantes as da Terra, possuindo uma atmosfera muito densa (sem oxigénio ou vapor de agua, mas com grande quantidade de dióxido de carbono, gerador de um grande efeito de estufa). Em Vénus regista-se uma intensa atividade vulcânica, renovando constantemente a sua superfície, pelo que as suas rochas não têm mais de 500 M.a. A mobilidade litosférica não é evidente. Este planeta tal como a Terra é um planeta geologicamente ativo.

Marte

As suas dimensões são inferiores às da Terra, pelo que a sua atmosfera é muito rarefeita. A sua superfície não tem mais de 2000 M.a. Parece ser constituído apenas por uma placa litosférica imóvel e apresenta vestígios de uma intensa atividade vulcânica (Monte olimpo). Encontram-se vestígios de água liquida na sua superfície, e as crateras de impacto e os cones vulcânicos estão aplanadas pelo vento. É um planeta geologicamente inativo.

O sistema terra lua

Entre a Terra e a Lua existe uma forte interação gravitacional (planetas duplos) responsável por: marés dos oceanos; e pela rotação mais lenta da Terra.

Relevo da lua:

Mares lunares

São as zonas mais escuras da superfície lunar e são constituídas por basalto. Existem predominantemente na zona visível da terra e são mais recentes que os continentes lunares, apresentando assim menos crateras de impacto.

Continentes lunares

Estas são as zonas mais claras da superfície lunar, mais acidentadas e são constituídas por anortositos e noritos. Apresentam grande quantidade de crateras de impacto e ocupam a maior parte da superfície lunar.

A lua, um fóssil da Terra

A terra e a lua formaram-se na mesma altura, ou seja, são contemporâneas. E um planeta geologicamente inativo, permitindo obter dados sobre as características da Terra primitiva, da qual não existem vestígios a sua superfície.

Porque que a Terra é um planeta tao especial?

A Terra esta bem localizada no sistema sola, não esta nem muito próxima nem muito afastada do sol, permitindo a existência de água nos três estados. Tem massa suficiente para possuir uma força gravitacional capaz de reter atmosfera. A sua atmosfera contém camada de ozono, que protege os seres vivos da radiação solar, dos meteoritos, etc. Regista uma temperatura amena.

A superfície terrestre

Continentes ocupam 29% da superfície terrestre e os oceanos 71%.

Escudo- é a base dos continentes; tem baixo relevo; é constituído por rochas magmáticas e metamórficas expostas, porem de origem profunda e muito deformadas.

Plataforma estável- zona não aflorada do escudo, coberta por sedimentos (ou seja formada por rochas sedimentares); as sequências não se encontram deformadas.

Montanhas- as cadeias montanhosas são formadas pelo choque de placas; as cadeias mais recentes são mais elevadas que as antigas, devido a não sofrerem de desgaste pelos agentes erosivos; as rochas constituintes apresentam-se muito deformadas e dobradas, apresentando rochas magmáticas recentes.

A intervenção do Homem nos subsistemas terrestres

O homem faz parte da biosfera

 

O Homem é o ser mais protegido do sistema Terra

Aumento efetivo populacional

Aumenta da pressão nos subsistemas

Imagens retiradas de: http://novosinsolitos.blogspot.pt/2012/03/nasa-descobre-indicios-de-agua-gelada.html

http://www.ccvalg.pt/astronomia/sistema_solar/venus.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Marte_(planeta)

http://hypescience.com/10-fatos-incriveis-sobre-a-lua-2/

Métodos para investigar o interior da Terra

Métodos Diretos

Estudo direto dos materiais e processos geológicos acessíveis.

Métodos Indiretos

Estudo indireto do interior da Terra inacessível ao Homem.

Métodos Diretos

->Observação da superfície visível (afloramentos);
->Exploração de jazidas minerais em minas e escavações;
->Sondagens;
->Magmas e xenólitos;

Métodos Indiretos

->Planetologia
->Astnologia

Métodos geofísicos

A geofísica é a ciência que, através de cálculos matemáticos e físicos, permite inferências acerca das características geológicas do interior da Terra.

Métodos geofísicos que permitem elaborar modelos do interior da Terra:

- Geotermismo
-Geomagnetismo
-Gravimetria
-Densidade
-Sismologia

Meteoritos,asteróides e cometas

Classificação de meteoritos:

Os meteoritos são classificados como :

- Sideritos (ou férreos ou férricos)

- Siderólitos (ou petroférreos ou litoférreos)

- Aerólitos( ou pétreos ou líticos): condritos ou acondritos. Nos meteoritos aerólitos condritos podem ser : ordinários ou carbonáceos;

Meteoritos Sideritos:

- são constituídos por 98% de ligas de Fe-Ni ;

- tem densidade elevada e fortemente magnéticos ;

- não apresentam côndrulos ;

Meteoritos Siderólitos:

- são constituídos por ligas Fe-Ni e silicatos em proporções idênticas ;

- não apresentam côndrulos ;

Meteoritos Aerólitos :

-reduzida percentagem de ligas de Fe-Ni ;

-constituição essencialmente silicatada ;

-se apresentar côndrulos designa-se por condrito;

- se não apresentar côndrulos designa- se por acondrito;

Meteoritos Aerólitos - condritos ordinários:

- são constituídos por olivinas, piroxenas,plagioclases,troilete e ligas de Fe-Ni ;

- apresentam estruturas globulares de olivina;

Meteoritos Aerólitos -condritos carbonáceos :

-são constituídos por olivinas, piroxenas,plagioclases,troilete e ligas de Fe-Ni ;

-apresentam compostos orgânicos e água ;

-são raros pois tem pouca densidade e desintegram -se muito facilmente;

Meteoritos acondritos :

-são semelhantes as rochas da Terra;

-não apresentam côndrulos ;

-apresentam textura homogênea ;

Gênese dos meteoritos

  Ocorre a acreção de fragmentos dos espaço que originam um corpo indiferenciado e neste pode ocorrer a fragmentação criandos o meteoritos condritos ou pode ocorrer o aquecimento e diferenciação e de seguida a fragmentação originando os meteoritos Sideritos , Siderólitos e Acondritos.

Asteróides

-são corpos de pequenas dimensões e irregulares;

-existem muitos destes, mas apenas duas partes desses apresentam diâmetro superior a 100km e são corpos diferenciados ao contrário dos outros.

Cometas

-são corpos de pequenas dimensões , esféricos e existe neles poeiras ,água e gases congelados;

-apresentam órbitas muito excêntricas ;

-podem ter origem na cintura de Kuiper ou na nuvem de Oort;

-em cada passagem pelo Sol vai perdendo o seu material;

-são os corpos mais primitivos do Sistema Solar;

  Quando os cometas passam pelo Sol aquecem e sofrem do vento solar e estruturam-se em três partes: núcleo , cauda de gases e cauda de gás ionizado.

Origem do Sistema Solar (SS)

 

Teoria Nebular

Os planetas encontram-se , aproximadamente, no mesmo plano equatorial do Sol , as suas orbitas são elipsóides e quase circulares. As translações destes realizam se no mesmo sentido (direto) assim como as suas rotações há excepção de Vénus e Úrano que fazem a sua rotação no sentido retrógrado.

Como se formou a Terra?

A Terra ter-se-á  formado há cerca de 4600 Ma , ao mesmo tempo que os restantes corpos do SS, ter-se-á formado a partir de materiais de uma nébula primitiva. Estes materiais ter-se-ão formado de elementos de ponto de fusão elevado e mais densos da nuvem  (ferro , níquel ,oxigénio e silício)

 

Atração gravítica->Acreção->Protoplaneta->Diferenciação->Planeta

A temperatura aumenta devido a:

->impacto dos planetesimais ;

->compressão;

->desintegração radioactiva;

 

Um protoplaneta apresenta a mesma composição química que o planeta a que dá origem. Porém, enquanto que nos protoplanetas os seus constituintes apresentam uma distribuição homogénea, nos planetas os seus constituintes distribuem-se por camadas concêntricas sendo que as mais densas ficam no centro. A este processo de transformação chama-mos de diferenciação.

Durante a diferenciação que formou a Terra os materiais mais leves como os gases (dióxido de carbono, metano, enxofre)  escaparam-se da superfície do planeta formando a atmosfera primitiva.

Diferenciação

Processo de migração dos elementos mais densos para o centro do planeta e dos elementos mais leves para a superfície.

 

 

Planeta:

         Principal: executa uma trajectória desimpedida à volta do sol.

           Secundário (satélite): corpo celeste que gira em torno de um planeta principal.

           Anões: executam uma trajectória não desimpedida  à volta do sol.

A Terra- origem da atmosfera e dos oceanos

A camada primordial terá sido removida por acção da radiação solar, depois por arrefecimento da superfície forma-se a superfície terrestre. O bombardeamento constante por meteoritos fratura a crusta originando intensos fenómenos vulcânicos, os gases dos inúmeros vulcões ter-se-ão acumulado à volta da terra formando a atmosfera primitiva. O vapor da água vindo do vulcanismo terá condensado e precipitado ao longo de dezenas de anos formando os oceanos.

Planetas Principais

Os planetas principais estão divididos entre dois grupos: os gigantes (gasosos) e os menores (telúricos ou terrestres) os gigantes têm grandes dimensões , densidade reduzida , muitos satélites , têm anéis , rotação rápida e o seu interior é formado por 2 camadas concêntricas. Já os menores têm pequenas dimensões , uma densidade elevada , poucos ou mesmo nenhuns satélites , rotação lentas e o seu interior é formado por 3 camadas concêntricas.

Meteoroides

São restos de cometas ou asteróide desviados da sua rota , têm dimensões variáveis , quando são atraídos pelo campo gravitacional de um planeta podem chocar com a superfície deste. Estão divididos em 2 grupos os:

-Meteoros: de pequenas dimensões e vaporizam-se na atmosfera .

-Meteoritos: de maiores dimensões , atravessam a atmosfera chocando com a superfície e formando crateras de impacto.

Meteoritos

A queda de meteoroides é um fenómeno raro , a maioria corresponde a meteoros e apenas  500 são meteoritos. Como a superfície da Terra é formada por 70% de água a maioria dos meteoritos não é recuperada. Quando um meteorito atravessa a atmosfera origina efeito sonoro, luminoso e mecânico (cratera de impacto)

Crateras de impacto

São depressões circulares , com bordos elevados pela acumulação de matérias proveniente do meteorito e ejetado pelo solo. As maiores crateras (>2km) têm uma elevação (anel central), originada pelas ondas de descompressão e paredes com terraços. As dimensões , aspeto e profundidade destas estão relacionadas com as dimensões dos meteoritos.

Sistema Solar

O sistema solar é formado pela estrela Sol e pelos corpos giram em torno dele.

Como se formou o sistema solar?

Atualmente, a teoria mais aceite é a Teoria Nebular Reformulada. Esta teoria diz que:

• Na via Láctea existia uma nébula de gases e poeiras muito difusa, que por ação da gravidade se contraiu.
• Esta contração provocou o aumento da temperatura e o aumento da velocidade de rotação, conduzindo ao achatamento e contração da massa no seu cento, originando um proto-Sol.
• Esta nébula arrefeceu e ocorreu a condensação dos materiais em grãos sólidos. Os materiais com menor ponto de fusão condensaram na periferia e os com menor condensaram mais perto do núcleo. 
• Por ação da gravidade os grãos sólidos foram-se aglomerando, formando corpos até 100m (planeta esimais). A acreção destes originou os proto planetas.
• Por acreção e diferendação os proto planetas transformaram-se em planetas.

Constituição do sistema solar:

Classificação dos Planetas e dos outros corpos celestes:

Planeta:

É um corpo celeste que:

• está em orbita em torno do sol;
• tem uma órbita definida e não tem nenhum corpo celeste na sua órbita;
• tem massa suficiente para que a força gravítica o leve a assumir forma esférica;

Planeta anão:

• está em orbita em torno do sol;
• tem massa suficiente para que a força gravítica o leve a assumir forma aproximadamente esférica;
• a sua órbita tem uma vizinhança que não está impedida de outros corpos celestes;

Todos os outros corpos ,para além destes, que orbitam em torno do Sol denominam-se pequenos corpos do Sistema Solar.

Imagem retirada de:

http://planetariodorio.com.br/bloguinho/index.php?option=com_k2&view=item&id=272:planetas-rochosos&Itemid=207 

Os limites de placas tectónicas

    As placas tectónicas movimenta-se devido às correntes de convecção que faz deslocar as placas e como consequência os continentes.

    Há três tipos de movimentos que as placas poderão ter relação umas às outras:

-Convergente;

-Divergente;

-Lateral ou Transformante;

    Os limites das placas litosféricas, nas zonas de fronteira podem ser:

-Covergentes destrutivos;

-Convergentes de colisão;

-Conservativos;

-Divergentes ou Construtivos;

     Os limites convergentes de destrutivos acontece quando a crusta ocêanica subducta na placa continental, este acontecimentos origina muita atividade sísmica e vulcânica.

     Os limites convergentes de colisão ocorre entre duas crustas continentais ou entre duas crustas oceânicas.

Nos limites conservativos não existe formação ou destruição de placas e movem-se lateralmente em sentidos opostos.

Rochas

Datação

Relativa: Baseia-se na aplicação de principios estratigráficos e permite apenas afirmar se a rocha é mais antiga , mais recente ou da mesma idade que outra rocha.

Radiométrica ou absoluta: utiliza o decaimento radioativo de isótopos de certos elementos químicos. Os isótopos instaveis (átomos pai) transforman-eem átomos estáveis (atomos filho) , a taxas constantes. Uma semi vida é o tempo necessário para que metade da quantidade de átomos-pai se transforme em átomos-filho.

Escala do tempo Geológico ou cronostratigráfica

- a unidade básica do tempo geológico é o milhão de anos.
- a divisão em éons resulta da separação entre rochas sem registo fóssil evidente e rochas fossiliferas.
- a divisao em eras e períodos resulta da ocorrência de extinções em massa de seres vivos.

Príncipios do pensamento geológico

Catastrofismo (Georges Cuvier): as grandes alterações da terra foram provocadas por grandes catástrofes como: erupções vulcanicas,sismos e inundações que aconteciam devido á intervenção divina.
Uniformitarismo: os processos geológicos podem ser explicados á luz dos processos ocorrentes na atualidade.
Neocatastrofismo:- Reconhece o uniformitarismo como guia pessoal;
                             - Interpreta o efeito de fenómenos catastróficos;
                          -A teoria da extinção dos dinossaurios encontra-se nesta conceção neocatrastrofismo;

Mobilismo Geológico

Teoria da deriva dos continentes : Os continentes nem sempre estiveram na posiçãio que se encontram na atualidade , estiveram separados e moveram-se até as posições que se encontram hoje.

Argumentos que apoiam a deriva dos continentes (Alfred Wegner)

- Argumentos Morfológicos: os continentes tem contornos complementares que encaixariam uns nos outros formandod uma só massa continental.
- Argumentos Geológicos: há nos diferentes continentes rochas com a mesma idade que quando se simula o encaixe dos continentes prolongariam uma so massa rochosa.
- Argumentos Paleontológicos: em diferentes continentes existem fosseis dos mesmo seres vivos nao nadadores que simulando o encaixe formariam uma comunidade entre eles.
- Argumentos Paleoclimáticos: nos diferentes continentes há glaciares identicos que terão resultado de uma localização desses continentes proximos do pólo-sul que poderiam ter feito parte da mesma massa continetal.

Fósseis

   Os fósseis são os restos ou os vestígios (ovos, pegadas, etc.) de um ser vivo que viveu no passado e que se encontra preservado nas rochas sedimentares através da fossilização.

  A fossilização é um processo longo e complexo (chegando a durar milhares de anos) que acontece raramente. É um fenómeno raro porque necessita de condições extremamente favoráveis para a conservação do vestígio. Essas condições são: o vestígio tem que ser coberto rapidamente por sedimentos leves; o organismo tem que ter partes rígidas (como carapaça, ossos, dentes, etc.); as temperaturas têm que ser baixas; e também o sítio de formação do fóssil deve ser desprovido de oxigénio.

   Os processos de fossilização podem ser: conservação, mineralização, icnofósseis, moldagem.

   Os fosseis ajudam a conhecer vários tipos de acontecimentos geológicos como:

Ø  O conhecimento de hábitos e características dos seres vivos do passado;

Ø  Reconstituições paleoambientais (fosseis de ambiente);

Ø  Dão o conhecimento da datação relativa das rochas onde se encontram (fósseis de idade).

Estratigrafia

    A estratigrafia é um ramo da geologia que estuda as rochas sedimentares a sua estrutura, a composição, os eventos e o processo que as formaram.

Princípios da estratigrafia

Ø  Princípio da horizontalidade original- através da ação da gravidade os sedimentos depositam-se inicialmente na horizontal;

Ø  Princípio da sobreposição de estratos- numa sequência de estratos não deformada, um estrato é mais antigo do que o cobre e é mais recente do que o que esta na sua base;

Ø  Princípio da identificação paleontológica- os estratos com o mesmo tipo de fósseis têm a mesma idade;

Ø  Princípio da inclusão- os fragmentos contidos num estrato são mais antigos do que este;

Ø  Princípio da interseção/corte- as estruturas que intersetam outras são mais recentes do que estas; 

Ø  Princípio da continualidade lateral- cada estrato tem a mesma idade ao longo da sua extensão.

As rochas

Existem três tipos de rochas : as sedimentares, as magmáticas e as metamórficas.


As rochas sedimentares formam-se à superfície e são constituídas por detritos de rochas pré-existentes, de matérias de seres vivos( conchas, esqueletos,carapaças...).
As rochas sedimentares cobrem 75% da superfície terrestre e estão apresentadas em forma de estratos.

As rochas magmáticas formam-se na superfície ou em profundidade devido ao arrefecimento e consolidação do magma. As rochas magmáticas podem ser : rochas intrusivas (ou plutónicas )e rochas extrusivas ou vulcânicas. As rochas intrusivas solidificam-se em profundidade , o arrefecimento do magma é lento e os seus cristais são bem defendidos e visíveis. As rochas extrusivas são solidificadas à superfície , o seu arrefecimento é rápido e os seus cristais são pouco visíveis devido à cristalização incompleta.

As rochas metamórficas formam-se através do processo chamado metamorfismo que é um processo muito lento ,ocorre em profundidades entre 10 a 30 km e que a partir de outras rochas se transformam em outras. A sua formação é afetada por três fatores que são os que se seguem : calor ou temperatura ; tensão ou pressão e fluidos.