A Terra e os seus subsistemas em acção

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A Terra e os seus subsistemas em acção
Sistema Isolado – não existe permuta de matéria nem de energia através das suas fronteiras.
Na Natureza não existem sistemas completamente isolados.
Sistema fechado – ocorre intercâmbio energético através dos seus limites, mas não há permuta
de matéria.
Sistema aberto – ocorre intercâmbio de energia e de matéria através das respectivas fronteiras.
Um sistema tem normalmente:
-Uma fronteira = limite do sistema;
-Os elementos;
-Uma lei que rege;
-Um objectivo;
-Fluxos.
Subsistemas terrestres
Os geólogos estudam a Terra
como um conjunto integrado de
diferentes componentes de
interacção, constituindo cada um
desses componentes um
subsistema. Tradicionalmente,
consideram-se quatro subsistemas
principais:
- Hidrosfera;
- Atmosfera;
- Geosfera;
- Biosfera.
Alguns geólogos também juntam
aos quatro subsistemas terrestres
a Criosfera, que é água em forma
sólida, mas que normalmente está
integrado na hidrosfera já que é
uma pequena porção da Terra.
1
Os subsistemas considerados são enormes reservatórios de matéria e de energia que
funcionam como sistemas abertos, interagindo de diferentes modos e mantendo, em regra, um
equilíbrio dinâmico.
As rochas, arquivos que relatam a história da Terra
Tipos de
rochas
Magmática ou ígnea
Metamórfica
Sedimentar
Processo
de
formação
Solidificação do
magma em
profundidade ou à
superfície.
Transformações
mineralógicas e texturais
de outras rochas,
ocorridas no estado
sólido devido ao calor e a
tensões.
Deposição, afundimentos e
litificação de detritos
provenientes de outras rochas,
de materiais provenientes da
precipitação ou substâncias
dissolvidas ou da actividade de
seres vivos
Granito
Gnaisse
Arenito
Exemplos
Rochas sedimentares
Nas rochas sedimentares ocorrem fundamentalmente duas fases:
- Sedimentogénese;
- Diagénese.
 A sedimentogénese é o acto que compreende os processos que intervêm desde a
elaboração dos materiais que vão constituir as rochas sedimentares até à deposição
desses materiais:
o Meteorização – Fenómeno que corresponde a alteração da rocha quer do ponto
de vista físico – meteorização física (formação de partículas cada vez mais
pequenas), quer do ponto de vista químico – meteorização química (alteração da
composição química dos minerais, podendo serem transformados noutros
produtos).
o Erosão: Processo de remoção das partículas anteriormente formadas. É
processada pelos diversos agentes erosivos (vento, água, correntes…).
o Transporte: Fenómeno executado pelos agentes erosivos e transportadores
(água, vento, correntes), que levam os sedimentos até a bacias de sedimentação
o Sedimentação: Fenómeno que ocorre quando as condições são favoráveis (a
corrente e a velocidade da água diminuem), que consiste na deposição dos
sedimentos;
 A diagénese refere-se a qualquer mudança química, física ou biológica sofrida por um
sedimento após a sua deposição inicial, durante e após a sua litificação, excluindo
alteração superficial e metamorfismo. Estas mudanças ocorrem a temperaturas e
pressões relativamente baixas e resultam em alterações na mineralogia e textura das
rochas:
2
o Compactação: Com a pressão e o peso dos sedimentos de cima, os de baixo
tornam-se mais compactos e juntam-se;
o Cimentação: Processo pelo qual se forma um cimento natural, que une os
sedimentos, agregando-os.
Rochas magmáticas
As rochas magmáticas resultam da solidificação do magma (material rochoso que se encontra
total ou parcialmente fundido, em locais profundos da Terra, no qual tem gases dissolvidos).
Estas rochas podem ser classificadas de:
- Vulcânicas ou extrusivas: se o magma solidifica à superfície, desta forma, a
solidificação é brusca e repentina;
- Plutónicas ou intrusivas: se o magma solidifica no interior da crusta terrestre, desta
forma, a solidificação dá-se lentamente.
Rochas metamórficas
As rochas que se encontram à superfície e que sofrem um afundamento, são expostas a
condições de pressão e temperatura elevadas, experimentando alterações na sua composição
mineralógica.
Estas alterações dão-se no estado sólido. Este processo chama-se metamorfização. Os
minerais que se formam apresentam orientação e posições diferentes (disposição dos
minerais) – domínio do metamorfismo.
Factores de metamorfização:
- Pressão;
- Temperatura;
- Tempo;
- Fluidos de circulação;
Os tipos de metamorfismo:

Metamorfismo regional: ocorre em regiões em que as rochas ficam sujeitas a
pressões e a temperaturas muito elevadas, como acontece nas zonas de subducção;

Metamorfismo de contacto: Quando uma intrusão magmática se instala perto de uma
zona rochosa, essa zona vai ser sujeita a elevadas temperaturas. Neste tipo de
metamorfização, o principal factor é a temperatura que prevalece sobre a pressão.
Ciclo das rochas
Na sequência de processos das rochas podem considerar-se diferentes etapas:



As rochas sedimentares são produto de processos externos que caracterizam o domínio
sedimentar. Meteorização, erosão, sedimentação e diagénese são processos
característicos deste domínio.
Se as rochas sedimentares aprofundam na crusta, ficam submetidas ao peso das rochas
suprajacentes. Podem ainda ser comprimidas, devido a tensões que se geram no
interior da Terra, experimentando simultaneamente um aquecimento progressivo.
Quando o valor das tensões e da temperatura ultrapassam os limites superiores da
diagénese, as rochas entram no domínio de metamorfismo, em que se verificam
3


alterações essencialmente no estado sólido. Formam-se assim novos minerais a partir
dos minerais das rochas preexistentes, que assumem nova forma e orientação.
Se as condições de temperatura e de pressão (fluxos de circulação) são tais que
provocam a fusão dos minerais que constituem as rochas, passa-se ao domínio do
magmatismo, originando-se magmas. Os magmas, ao movimentarem-se na crusta,
podem experimentar um arrefecimento progressivo, o que leva à consolidação e
formação de rochas magmáticas.
As rochas geradas em profundidade, quer sejam magmáticas quer sejam metamórficas,
podem ser soerguidas devido aos movimentos da crusta. A remoção das rochas
suprajacentes pela erosão acaba por pôr as rochas que se formaram em profundidade a
descoberto, expostas na superfície terrestre.
Nestas novas condições as rochas experimentam alterações, originando materiais que, por
acumulação, acabarão por formar outras rochas sedimentares.
A medida do tempo geológico e a idade da Terra
Datação relativa
A datação relativa é o processo de datação que permite avaliar a idade de umas formações
geológicas em relação a outras. Na datação relativa são importantes alguns fósseis chamados,
fósseis de idade.
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Principio da sobreposição – em 1669, Nicolaus Steno enunciou, que, numa dada sequência
estratigráfica, os estratos que se encontram no topo são mais recentes do que aqueles que
estão na base. O princípio da sobreposição deve ser aplicado com precaução, uma vez que em
terrenos que experimentaram fenómenos de deformação, como por exemplo, dobras ou falhas,
o geólogo deve apoiar-se em métodos de interpretação complementar.
Princípio da horizontalidade – igualmente proposto por Steno, determina que os sedimentos
que estiveram na origem dos estratos, são depositados, em regra, segundo camadas
horizontais
Princípio da intersecção – um filão ou uma intrusão magmática é sempre posterior às
formações rochosas que atravessa.
Princípio da inclusão – certos encraves ficam englobados numa determinada rocha são
provenientes de rochas mais antigas do que aquela que os contém. De uma forma geral,
podemos dizer que qualquer rocha que contenha elementos de uma outra rocha preexistente é
sempre mais recente.
Princípio da continuidade lateral – um estrato tem sempre a mesma idade ao longo de toda
a sua extensão, independentemente da ocorrência da variação horizontal (lateral) de fácies.
Deste modo, uma camada limitada por um muro (base) e por um tecto (topo) e definida por
uma certa fácies tem a mesma idade ao longo de toda a sua extensão lateral.
Princípio da idade paleontológica – o princípio da Identidade Paleontológica estabelece que
estratos que apresentam o mesmo conjunto em fósseis terão a mesma idade.
Datação absoluta
A datação absoluta consiste na determinação da idade das formações geológicas ou de certos
acontecimentos, referidos em valores numéricos, normalmente em anos.
Datação radiométrica – baseia-se na desintegração regular de isótopos radioactivos naturais.
Semi-vida – é o tempo que os isótopos-pai demoram a transformar-se em 50% de isótoposfilho. Pode também designar se de meia-vida ou semi-transformação.
Os minerais constituintes das rochas podem conter pequenas quantidades de elementos
radioactivos, cuja desintegração se faz a uma velocidade constante. O conhecimento dessa
velocidade e das quantidades dos elementos químicos presentes permite datar essas rochas.
Cada átomo (de um dado elemento químico)
É constituído por
protões
neutrões
electrões
Átomos com o mesmo número de protões e
diferente nº de neutrões designam-se por
ISÓTOPOS
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Forma mais
abundante e
estável
Isótopo estável
Isótopo instável
Isótopo radioactivo
São utilizados na datação radiométrica (idade absoluta)
Descobriu-se que determinados elementos químicos, como:
 O potássio (K)
 O chumbo (Pb)
 O rubídio (Rb)
 O tório (Th)
 O urânio (U)
 Entre outros...
Apresentavam uma propriedade que poderia ser usada para determinar a idade de certas
rochas e certos minerais.
Decaimento radioactivo
O decaimento radioactivo:
•
•
•
•
Consiste na transformação de um átomo noutro com a libertação de energia.
Admite-se que cada átomo tem a sua própria constante de decaimento, que é utilizada
nos cálculos para determinação de idades das rochas.
Esta desintegração não é afectada por condições ambientais, como a temperatura e a
pressão.
O decaimento radioactivo é irreversível, isto é, depois de se desintegrar, não volta a
adquirir as propriedades iniciais.
Quando uma rocha se forma, adquire sempre uma certa quantidade de isótopos
radioactivos integrados nos seus minerais constituintes.
Com o passar do tempo, estes isótopos vão-se desintegrando, a uma velocidade que é
função da constante de decaimento.
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Isótopos instáveis
átomo–pai
Os que resultam da desintegração
dos átomos-pai.
átomo-filho
O tempo necessário para que
metade dos átomos – pai se
transforme em átomos - filho
tempo de semi-vida
Limitações deste processo de datação:
-
Não se pode aplicar nas rochas metamórficas nem sedimentares pois os constituintes
minerais destas rochas provieram de rochas pré – existentes.
As rochas e os minerais onde não existem elementos radioactivos não podem ser
datados por este processo.
Em certas circunstâncias pode auxiliar na datação de camadas de outras rochas:
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Memória dos tempos geológicos
Tal como as nossas vidas são medidas em anos, dias e horas, também os geólogos, baseados
em grandes alterações, como modificações biológicas significativas observadas à escala do
Globo, consideram nos tempos geológicos várias divisões como as Eras e os Períodos.
O conjunto constitui uma escala de tempo geológico das rochas de origem
sedimentar, baseada essencialmente num registo estratigráfico que permite estabelecer uma
escala estratigráfica correspondente às formações geológicas geradas num certo intervalo de
tempo.
Na história da vida podem-se referir alguns acontecimentos:

A vida deve ter aparecido na Terra há cerca de 3800 M.a ;
8



Os tempos pré-câmbricos conheceram uma diversificação importante das formas de
vida. Foi no início da Era Paleozóica, há cerca de 550 M.a, que apareceram formas de
vida com concha e carapaça;
Durante o Paleozóico foram surgindo formas cada vez mais complexas, existindo já
representantes de quase todos os grandes grupos de organismos actuais.
O limite entre a Era Paleozóica e a Era Mesozóica corresponde ao desaparecimento
massivo de espécies marinhas.
A Terra, um planeta em mudança
Explicações para a extinção dos dinossauros:


Queda de um meteorito gigante sobre a Terra;
Enormes erupções vulcânicas e se produziram há cerca de 65 M.a
Princípios básicos do raciocínio geológico
Catastrofismo
Foi o princípio mais aceite até meados do século XVIII e o seu principal defensor foi Cuvier,
considerado o pai da paleontologia.
Segundo a teoria do catastrofismo, as grandes alterações ocorridas à superfície da
Terra foram provocadas por catástrofes, como, por exemplo, grandes inundações. Segundo o
catastrofismo as mudanças ocorridas seriam pontuais, dirigidas e sem ciclicidade.
Uniformitarismo
No século XVIII, James Huton, escocês e pai da geologia moderna, afirmou que os aspectos
geológicos podem ser explicados à luz de processos ocorrentes na actualidade.
O uniformitarismo pressupõe 3 princípios orientadores originais:



As leis naturais são constantes no espaço e no tempo;
Deve explicar-se o passado a partir do que se observa hoje isto é, as causas que
provocaram determinados fenómenos no passado são idênticos às que provocaram o
mesmo tipo de fenómenos no presente – principio do actualismo ou principio das
causas actuais, que pode resumir-se na seguinte frase: “o presente é a chave do
passado”;
As mudanças geológicas são cíclicas.
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Neocatastrofismo
Aceita os pressupostos do uniformitarismo, mas atribui também um papel importante aos
fenómenos catastróficos como agentes da evolução de Terra.
Mobilismo geológico
Alguns cientistas, como por exemplo, Wegener, admitiram que os continentes já estiveram
unidos num supercontinente (Pangeia) no passado. Esse supercontinente ter-se-ia
fragmentado em dois continentes, um a norte, chamado Laurássia, e outro a sul, Gonduana.
Diferentes dados apoiam a hipótese da existência do continente Gonduana, formado por
continentes que se encontram hoje separados:
 A complementaridade dos contornos dos continentes;
 Rochas com a mesma idade que se encontram em regiões actualmente distantes;
 Regiões com um determinado clima que possuem vestígios indicadores de um clima
diferente no passado;
 Existência de fosseis idênticos que se encontram em continentes diferentes e
encaixantes.
Paulo Jorge Fonseca Ferraz
Nº19
10ºA
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