Tema 1 – A geologia, os geólogos e os seus métodos
Capitulo 1 – A Terra e os seus subsistemas em interação # Subsistemas Terrestres - Definição e classificação de sistemas A Terr Terra a é um sist sistem ema a cons constit tituí uído do por por um conj conjun unto to de subs subsis iste tema mass ue ue intera!em entre si" m sistema corresponde a uma parte do ni$erso% constituída por massa e ener ener!i !ia a e limi limita tada da por por uma uma fron fronte teir ira a &rea &reall ou ima! ima!in inar aria ia'" '" m sist sistem ema a é constituído por $(rios subsistemas ue intera!em entre si" Atendendo )s interaç*es% ao ní$el da matéria e da ener!ia os sistemas ue podem e+istir entre um sistema e o seu meio en$ol$ente% podemos considerar tr,s tipos de sistemas sistema isolado% sistema fec.ado e sistema aberto" Sistema isolado são raríssimos na nature/a% s0 se conse!uem em laborat0rios ão e+iste trocas de matéria nem de ener!ia com o e+terior" matéria
matéria
ener!ia
ener!ia
3ste sistema s0 sobre$i$e enuanto ti$er ener!ia e matéria pr0pria disponí$el% pois tem de $i$er por 4conta pr0pria5
Sistema 2ec.ado não e+iste trocas de matéria com o e+terior% mas .( trocas de ener!ia matéria
matéria ener!ia
Sistema Aberto e+iste trocas de ener!ia e de matéria para o e+terior matéria
matéria ener!ia
A Terra pode ser considerada um sistema aberto" o entanto% mais corretamente de$e ser considerada um sistema fec.ado" A terra pode ser considerada um sistema aberto% pois recebe ener!ia luminosa do seu meio
en$ol$ente% assim como matéria% como é o casado dos meteoritos" o entanto% a uantidade de matéria ue recebe é despre/í$el uando comprada com a sua pr0pria massa% pelo ue podemos considerar ue esta não e+iste" este caso% admitindo ue e+istem apenas trocas de ener!ia% a Terra é um sistema fec.ado" - Subsistemas Terrestres A Terra é constituída por uatro subsistemas abertos% ue intera!em entre si a !eosfera% a .idrosfera% a biosfera e a atmosfera" A !eosfera corresponde ) parte s0lida da Terra% en!loba a parte superficial &continentes e fundos oce6nicos' e a parte mais interna A biosfera en!loba toda a $ida da Terra% a esta pertencem as formas de $ida terrestre e au(tica% assim como as formas de $ida simples e comple+as A .idrosfera corresponde ) totalidade das (!uas terrestres% esteja no estado líuido ou no estado s0lido% esta é constituída pelos rios% oceanos% (!uas subterr6neas% !laciares e ne$es Atmosfera corresponde ) massa !asoso ue en$ol$e o planeta - 7nteração de subsistemas Atmosfera e 8iosfera 2otossíntese – as plantas retiram C9 e libertam 9: Ação do ;omem – o .omem pro$oca a emissão de !ases mais ou menos poluentes a partir de f(bricas% de $eículos e das e+ploraç*es a!rícolas Atmosfera e ;idrosfera Ciclo .idrol0!ico – parte da (!ua ue percorre o ciclo da a!ua e$apora% deslocando-se para a atmosfera até ser no$amente de$ol$ida ) .idrosfera Circulação de massas de (!ua nos oceanos – permite transfer,ncias de calor entre a .idrosfera e a atmosfera% o ue condiciona a distribuição clim(tica ) superfície do !lobo Atmosfera e
8iosfera e
uitos dos produtos resultantes da decomposição dos cad($eres e restos de seres $i$os ue ficam inte!rados na !eosfera Ação dos seres $i$os – alteram as roc.as% muito importante a ação do ;omem% na poluição% e+ploração de minas e pedreiras
Capitulo : – As roc.as - arui$os ue relatam a .ist0ria da Terra A superfície terrestre é constituída por um $asto conjunto de roc.as% diferentes uanto ) cor% composição uímica e mineral0!ica e ori!em As roc.as são
são constituídas por
A!re!ados naturais de partículas s0lidas
>inerais
como% por e+emplo uart/o >osco$ite 9li$ina >inerais
podem classificar-se em @artículas naturais s0lidas de composição uímica bem definida e propriedades físicas
ue se podem classificar se!undo a sua 9ri!em
>a!m(ticas como por e+emplo Sedimentares como por e+emplo >etam0rficas como por e+emplo
Composição uímica 3strutura cristalina @ropriedades físicas
3sta di$ersidade litol0!ica relata-nos diferentes .ist0rias% diferentes condiç*es de formação% e+istindo% no entanto% tr,s .ist0rias comuns% o ue nos permite considerar tr,s tipos de roc.as uanto ) sua ori!em roc.as sedimentares% roc.as metam0rficas e roc.as ma!m(ticas" As roc.as sedimentares t,m ori!em em sedimentos% as roc.as ma!m(ticas t,m ori!em na consolidação de um ma!ma e as roc.as metam0rficas t,m ori!em na atuação de fatores de metamorfismo" # ?oc.as sedimentares As roc.as sedimentares t,m ori!em em sedimentos% isto é% em materiais roc.osos ue resultaram da alteração de roc.as pree+istentes e ue% posteriormente% sofreram um transporte e uma deposição" As roc.as ue ori!inaram os sedimentos podem ser roc.as ma!m(ticas intrusi$as ou e+trusi$as% roc.as metam0rficas ou até roc.as sedimentares" 9s detritos resultantes da alteração das diferentes roc.as% são depois transportados e depositados numa bacia de sedimentação% ori!inando os sedimentos
&sedimento!énese'% onde sofrem um conjunto de processos ue os transformam em roc.as sedimentares &dia!énese'" A ar!ila% o calc(rio% o petr0leo e o car$ão são al!uns e+emplos de roc.as sedimentares% cujas diferentes características re$elam a presença de diferentes sedimentos e de diferentes condiç*es de formação" A formação de uma roc.a sedimentar% implica uma seu,ncia de acontecimentos ue t,m inicio com a sedimento!énese e ue terminam com a dia!énese" A sedimento!énese corresponde ao conjunto de alteraç*es de uma roc.a até ) formação de sedimentos" A sedimento!énese implica uma alteração da roc.amãe% atra$és da ação dos seres $i$os% da c.u$a% do frio &a!entes de meteori/ação'% e posterior remoção destes materiais &erosão'% o ue le$a ) formação de detritos" @osteriormente% esses detritos serão transportados &sofrem transporte' até uma bacia de sedimentação% onde serão depositados se!undo as suas dimens*es e densidades &sedimentação'% ori!inando os sedimentos" 9 transporte dos detritos pode ser efetuado por ação !ra$ítica atra$és das (!uas das c.u$as% dos rios% do $ento% ou então dissol$idos nas a!uas" a bacia de sedimentação% os sedimentos são sujeitos a um conjunto de processos &compactação% cimentação% recristali/ação' ue transformarão os sedimentos numa roc.a sedimentar" Ao conjunto de processos físicos e uímicos ue le$am ) formação de uma roc.a sedimentar% a partir de sedimentos% d(-se o nume de dia!énese" 9 resultado de deposição dos sedimentos% se!undo a sua densidade% em bacias de sedimentação ue não sofrem perturbaç*es é a formação de estrato% o ue fornece )s roc.as sedimentares a típica estratificação &or!ani/ação dos sedimentos em camadas' ?oc.a >eteori/ação
3rosão
Sedimento!énes
Detritos Transporte Deposi ão
Sedimenta ão Compacta ã Cimenta ã Dia!énes ?ecristali/a ã ?oc.as sedimentares
# ?oc.as ma!m(ticas e metam0rficas - ?oc.as ma!m(ticas As roc.as ma!m(ticas t,m ori!em na consolidação de um ma!ma% ue corresponde ao material roc.oso ue se encontra no estado fluido% no interior da Terra" As roc.as ma!m(ticas podem ser di$ididas em dois tipos o ?oc.as plut0nicas ou intrusi$as - 9 ma!ma arrefece no interior da crosta terrestre% desta forma a solidificação d(-se lentamente - 9 arrefecimento do ma!ma d(-se de forma lenta e !radual dando tempo dos minerais se formarem e se tornarem $isí$eis - Apresentam te+tura de minerais mais desen$ol$ida - Como e+emplo
@ressão
de 3feito - A temperatura pro$oca alteraç*es ao ní$el da composição mineral0!ica e na distribuição e orientação dos minerais nas roc.as sobre as uais atua" - 9 efeito da temperatura pro$oca o aparecimento de no$os minerais &recristali/ação'% típicos das condiç*es de metamorfismo" - A pressão pro$oca a orientação dos minerais constituintes das roc.as% conferindo )s roc.as metam0rficas uma orientação mineral0!ica a ue se d( o nome de +istosidade" - @or $e/es% a pressão ori!ina nas roc.as metam0rficas um aspeto de fol.a% tal como acontece nos +istos% a ue se d( o nome de foliação"
A causa ue le$a ) atuação dos diferentes fatores de metamorfismo le$a ) ocorr,ncia de um dos dois tipos b(sicos de metamorfismo – metamorfismo re!ional e metamorfismo de contacto" Se uma bacia de sedimentação sofre% por aumento da car!a de sedimentos% um afundamento% esta $ai estar sujeita a um aumento de pressão e de temperatura ue afeta toda a bacia de sedimentação – metamorfismo re!ional" Se ocorrer a ascensão de uma bolsa ma!m(tica a altas temperaturas% essa ele$ada temperatura ira afetar as roc.as encai+antes por onde ascende – metamorfismo de contacto 9s !naisses% os +istos% os m(rmores% os mica+istos e os uart/itos são al!uns e+emplos de roc.as metam0rficas"
# Ciclo das roc.as
Capitulo – A medida do tempo e a idade da Terra A descoberta da radioati$idade e a interpretação dos seus resultados permitiu a utitli/ação do decaimento radioati$o dos elementos para a datação terrestre% sur!indo% deste modo% a datação absoluta" 9s fosseis de idade foram outro elemento utili/ado para a datação da Terra – datação relati$a A datação absoluta e a datação relati$a são dois processos de datação das roc.as% permitindo-nos obter uma idade radiométrica ou absoluta e uma idade relati$a% respeti$amente" A datação relati$a% como o nome indica% não permite obter uma idade absoluta% isto é% em $alores numéricos% mas uma comparação de idades" @elo contr(rio% a datação absoluta permite-nos obter um $alor numérico para uma determinada idade" @or e+emplo% se disseres ue o osé tem 1E anos e ue o @edro tem 1F anos% est(s a efetuar uma datação absoluta% mas se disseres ue o @edro é mais no$o ue o osé% então efetuaste uma datação relati$a" # 7dade ?elati$a e idade radiométrica - 7dade relati$a A idade relati$a% obtida por um processo de datação relati$a% não nos permite determinar um $alor numérico para a idade da Terra nem dos seus materiais constituintes% permitindo-nos apenas estabelecer relaç*es entre os seus diferentes constituintes" A datação relati$a apoia-se na posição relati$as dos estratos e na presença de fosses de idade @rincípio da .ori/ontalidade 9s estratos sedimentares formam-se de estratos .ori/ontalmente 3stratos i!uais com o mesmo tipo de f0ssil @rincípio da identidade mas em locali/aç*es diferentes paleontol0!ica correspondem a idades !eol0!icas i!uais
@rincípio da inclusão @rincípio da interceção
7ncluir f0sseis de idades diferentes no mesmo estrato Determinados objetos !eol0!icos intercetam seuencias de estratos sedimentares e são mais recentes do ue as estruturas !eol0!icas ue atra$essam
m f0ssil de idade corresponde ao f0ssil de um ser $i$o ue $i$eu apenas durante um curto período de tempo% embora possa ter ocupado uma e+tensa (rea e /onas muito dispersas da Terra" A presença de um f0ssil de idade em dois estratos diferentes% mesmo ue se encontrem muito distanciados% permite-nos afirmar ue os dois estratos possuem a mesma idade" - 7dade absoluta ou radiométrica A idade radiométrica permite-nos obter um $alor numérico para a idade das roc.as" A determinação da idade radiométrica% baseia-se na desinte!ração de is0topos radioati$os naturais" 3ste facto torna imediatamente limitati$a a aplicação deste método de datação a todas as roc.as% pois nem todas apresentam na sua constituição mineral0!ica% elementos radioati$os% ou então% possuem-nos numa uantidade muito peuena" As roc.as ma!m(ticas% ao contr(rio das sedimentares e metam0rficas% são roc.as ue podem ser sujeitas a este método de datação" As roc.as metam0rficas e as sedimentares resultam da acumulação e da transformação de sedimentos com ori!ens e idades diferentes% o ue impede ue seja determinada a idade absoluta da sua !énese" 9 método de datação radiométrica é baseado no facto de os is0topos radioati$os se desinte!rarem espontaneamente% a uma $elocidade constante% ao lon!o do tempo para cada um dos diferentes elementos radioati$os" A $elocidade de decaimento não é afetada pelas condiç*es ambientais &temperatura% .umidade% pressão'% o ue torna o seu $alor específico do elemento e não as condiç*es a ue esse elemento est( sujeito" 9s (tomos iniciais de um is0topo radioati$o &is0topo-pai' são incorporados na estrutura dos minerais% auando da !énese desses minerais% lo!o% da roc.a ue os contem" Como estes elementos são inst($eis% o n=cleo dos seus (tomos desinte!ra-se espontaneamente% libertando radioati$idade% isto é% ener!ia sob a forma de calor e radiaç*es% ori!inando um no$o is0topo% o is0topo-fil.o" 3ste is0topo-fil.o é mais est($el ue o is0topo-pai% ocorrendo a desinte!ração sempre no sentido de obtenção de is0topos-fil.os cada $e/ mais est($eis" A semi$ida% meia-$ida corresponde ao tempo necess(rio para ue ocorra a desinte!ração de metade do n=mero inicial de is0topos-pais de uma amostra% ori!inando is0topos-fil.os
est($eis" 9s $alores de semi$ida obtidos numa determinada roc.a% até ) atualidade permitem-nos datar radiometricamente essa roc.a # >em0ria dos tempos !eol0!icos A Terra% ao lon!o dos seus GFHH >"a"% tem sofrido $(rias alteraç*es% uer biol0!icas uer !eol0!icas" 9s oceanos formaram-se% possibilitando a $ida nos oceanos" As montan.as soer!ueram-se e foram erodidas" 9s seus sedimentos foram incorporados no ciclo das roc.as e% desta forma% sur!iram% mais tarde% incorporados em roc.as sedimentares e em roc.as metam0rficas" Al!uns seres $i$os saíram dos oceanos e ocuparam as terras emersas% onde foram e$oluindo e adaptando-se )s no$as condiç*es clim(ticas e ambientais" Apareceram no$os seres e e+tin!uiram-se outros% numa luta contínua pela sobre$i$,ncia nas diferentes condiç*es ue l.es iam sur!indo
Tema 2 – A Terra – um planeta muito especial
Capitulo 1 – 2ormação do sistema solar # @ro$($el ori!em do sol e dos planetas - Al!umas teorias sobre a ori!em do Sistema Solar 7deias Catastrofistas A formação do Sistema Solar resultaria da colisão entre duas estrelas - 9 sol teria sido o primeiro a formar-se - 7nicialmente o sol não teria ualuer planeta a !irar ) sua $olta - ma estrela $a!ueando no espaço teria c.ocado com o sol - 9 impacto teria feito com ue peuenos 4pedaços5 se libertassem e condensassem em seu redor% dando ori!em aos planetas ;ip0tese de C.amberlain @ossi$el apro+imação% sem colisão de duas estrelas - @or ação dos campos !ra$íticos elas seriam de tal forma deformadas ue peuenas porç*es seriam 4arrancadas5 - 3stas porç*es le$ariam também ) formação de planetas - ascimento da Teoria ebular 1IJJ% 7mmanuel Kant% pon.a a .ip0tese de ue o sistema solar tin.a ori!em numa nu$em turbil.onante e fria de !ases e poeiras" 1ILF% Maplace desen$ol$eu a teoria de Kant% a nu$em teria sido animada de um mo$imento de rotação em torno de si pr0pria% em conseu,ncias das forças de !ra$itação a nu$em ter-se-ia contraído% as partículas centrais formaram o Sol% esta teoria não resistiu )s leis fundamentais da física" 9 Sol% uando submetido a tal força% !iraria cada $e/ mais depressa ) medida ue o seu $olume fosse diminuindo" A $elocidade de rotação teria de ser substancialmente superior ) ue apresenta atualmente Atualmente a .ip0tese mais aceite para e+plicar a formação do sistema solar é a Teoria ebular - 7nicio com um nu$em primordial enriuecida com elementos pesados% fria% de dimens*es !i!antes% constituída por !ases e matéria interestelar
- 9 n=cleo foi auecendo !radualmente de$ido ) condensação da matéria - A nu$em começou a rodar - o n=cleo da nu$em a temperatura ter-se-( ele$ado a mil.*es de !raus - 7nicio das reaç*es termonucleares% por fusão do .idro!énio - Ap0s al!uns mil.ares de anos% a $elocidade de rotação foi sendo cada $e/ mais r(pida e le$ou ao ac.atamento da nu$em - >uitas das partículas a!lutinaram-se no centro - 2ormação do Sol - As partículas ue rodea$am o sol foram-se concentrando nas /onas internas% tendo ocorrido condensação da matéria% com o aumento da temperatura - 2ormação de planetas tel=ricos ou terrestres com ele$ada densidade - Condensação de matéria semel.ante ) do Sol nas /onas e+ternas da nu$em% onde a temperatura é inferior - 2ormação dos planetas !asosos% de menor densidade - 9s planetas começaram a descre$er orbitas% mais ou menos circulares - As orbitas entraram posteriormente em euilíbrio% de modo a interferirem minimamente entre si
@lanetas e @euenos Corpos do Sistema Solar 9 Sistema solar é constituído por uma estrela centra o Sol% ) $olta da ual !iram oito planetas principais% de/enas de planetas secund(rios% al!uns planetas an*es e outros objetos referidos coleti$amente como @euenos Corpos do Sistema Solar% onde se incluem os asteroides e os cometas" - @lanetas do Sistema Solar @lanetas @rincipais t,m de descre$er uma orbita re!ular em torno do Sol% t,m de ter massa suficiente para ter !ra$idade pr0pria e t,m de possuir uma orbita desimpedida de outros astros" 9s planetas principais podem ser di$ididos em - Terrestres% tel=ricos ou interiores são planetas de ele$ada densidade e cuja composição uímica é cilicatada &>erc=rio% Nénus% Terra% >arte' -
apro+ima-se do sol um n=cleo bril.ante% uma cabeleira e uma comprida cauda% resultado da e$aporação pro$ocada pelo calor do sol" T,m ori!em na cintura de Kuiper ou na nu$em de cometas de 9ort" >eteoroides partículas roc.osas de $ariadas dimens*es ue se formam de$ido ) desa!re!ação de cometas ou ) colisão entre asteroides" Durante a entrada na atmosfera terrestre% o meteoroide sofre auecimento de$ido ao atrito% torna-se incandescente e dei+a um rasto luminoso c.amado meteoro" o entanto% pode suceder ue al!uns meteoroides resistam ao atrito pro$ocado pela entrada na atmosfera terrestre% $apori/em parcialmente e colidam com a superfície terrestre% formando desta forma meteoritos" 9s meteoritos são classificados em sideritos% sider0litos e aer0litos" Classificação dos meteoritos Sideritos ou férreos são formados por uma li!a met(lica de ferro e níuel Sider0litos são constituídos por proporç*es id,nticas de minerais silicatados% tal como feldspato% e de uma li!a met(lica de ferro e níuel Aer0litos Condricos são 9rdin(rios não t,m um possuem na sua meteoritos com comportamento di!no composição cQndrulos &peuenos Carbonosos cont,m compostos ele$ada a!re!ados esféricos% de ori!em e+traterrestre e a!ua percenta!em de de minerais de alta minerais temperatura' silicatados e uma Acondricos são meteoritos de te+tura .omo!énea% sem o redu/ida desen$ol$imento de cQndrulos% com !rande semel.ança percenta!em da )s roc.as da superfície terrestre li!a de ferro e níuel" # A Terra – acreção e diferenciação A diferenciação da Terra foi pro$ocada por ener!ia de diferentes fontes - Calor resultante do impacto dos planetesimaisR - Calor resultante da compressão dos materiais constituintesR - Calor resultante da desinte!ração radioati$a" A Terra passou de um corpo .omo!éneo para um corpo com n=cleo denso% essencialmente constituído por ferro% uma crosta% composta de materiais pouco densos% e o manto% formado por materiais de densidade intermédia% compreendido entre o n=cleo e a crosta" 3m conseu,ncia da diferenciação formou-se ainda a atmosfera e a .idrosfera" Capitulo : – A Terra e os @lanetas Tel=ricos # >anifestaç*es da ati$idade !eol0!ica 9s @lanetas tel=ricos ou terrestres são >erc=rio% Nénus% Terra e >arte" - >étodos utili/ados na
- a carto!rafia% com o recurso a foto!rafias - a composição% fa/endo uso de analises laboratoriais diretas e analise espectrais remotas - cronolo!ia relati$a% com a utili/ação de métodos radiométricos 9 estudo das formas e morfolo!ias presentes nos planetas é feito atra$és de um processo de comparação com estruturas e+istentes no planeta Terra" Con.ecendo as estruturas é possí$el inferir os processos ue as ori!inaram" Assim foram definidos tr,s tipos de estruturas As estruturas end0!enas resultam da ação de processos e forças ue atuam no interior dos planetas% como por e+emplo% dobras% fal.as% fissuras &' As estruturas e+0!enas são ori!inadas por processos ue ocorrem na superfície do planeta% tais como rios e dunas" As estruturas e+0ticas t,m uma ori!em e+terior ao planeta% como é o caso de crateras de impacto de meteoritos e outros corpos celestes" 9s planetas tel=ricos podem ser classificados como
- crateras lunares resultam do pacto de corpos celestes% $isí$eis nos mares e nos continentes Capitulo – A Terra% um planeta =nico a prote!er # A face da terra – continentes e fundos oce6nicos -3scudos roc.as ue afloramR formam os n=cleos dos continentes" - @lataformas est($eis /onas de escudos ue não afloram porue estão cobertos de sedimentos" - Cinturas oro!énicas recentes cadeias resultantes de colis*es entre continente-continente ou placa oce6nica-continente" -2undos 9ce6nicos
Domínio continental - @lataforma continental fa/ parte da crosta continental e prolon!a o continente sob o mar" - Talude continental limite da parte imersa do domínio continentalR tem decli$e acentuado" Domínio oce6nico - @lanícies abissais de profundidade compreendida entre :JHH e FHHHm" @or $e/es podem e+istir fossas" - Dorsais situam-se na parte média ou bordas oce6nicas" Cont,m um $ale central – rifte" Tema 3 – Compreender a estrutura e dinâmica da geosfera
Capitulo 1 – >étodos para o estudo do interior da !eosfera >étodos diretos &baseados na obser$ação direta' - 9bser$ação e estudo direto da superfície $isí$el - 3+ploração de ja/i!os minerais efetuada em minas e esca$aç*es - Sonda!ens >étodos indiretos - @lanetolo!ia e astro!eolo!ia as técnicas aplicadas no estudo de outros planetas do sistema solar podem ser usadas no estudo da Terra" >étodos !eofísicos -