1. A GEOLOGIA, OS GEÓLOGOS E OS SEUS MÉTODOS by Ana Kastro Biologia – Geologia (10º ano) Escola Secundária c/ 3º ciclo D. Manuel I  As rochas, arquivos que relatam a história da Terra  Ciclo das rochas

2. As rochas - arquivos que relatam a história da Terra A Terra tem cerca de 4.600 M.a. … e desde então sofreu várias alterações. Julga-se ainda que as formas mais modernas de Homo sapiens sapiens só surgiram há 120.000 anos … Então como é que sabemos o que aconteceu no planeta antes de nós próprios existirmos? …

3. As rochas - arquivos que relatam a história da Terra Grand Canyon, USA – “ páginas de um belo livro de histórias ”

5. As rochas - arquivos que relatam a história da Terra Opps… Já nem me lembro de nada sobre rochas… Sólidos naturais constituídos por minerais Granito Xisto

6. Tipos de Rochas De acordo com a sua génese (modo de formação) as rochas podem ser classificadas em TRÊS grandes grupos: Basalto, granito, … Xisto, mármore, … Areias, calcário, …

9. Rochas Magmáticas ou Ígneas Mistura complexa de material rochoso fundido (“derretido”) ; apresenta uma componente gasosa. O magma pode ainda conter material sólido (se o ponto de fusão desses materiais forem superiores à temperatura desse magma)! Quando o magma ascende à superfície durante uma erupção passa a designar-se por lava (esta contém menor teor em gases). ignis = fogo

10. Rochas Magmáticas ou Ígneas Magma rocha encaixante Se o magma não ascender e não for expelido através de uma erupção vulcânica irá arrefecer lentamente , em profundidade … O que as distingue? Se o magma apresentar um elevado teor em gases, torna-se menos denso que as rochas encaixantes e tenderá a subir e a ser expelido – aí o arrefecimento será rápido e brusco !

11. Rochas Magmáticas ou Ígneas Granito Basalto

12. Minerais Minerais

13. Rochas Magmáticas ou Ígneas Basalto – rocha negra, compacta, por vezes com pequenos mas visíveis minerais de olivina Granito – Rocha de cor clara com minerais bem visíveis (quartzo, feldspatos, micas)

14. Rochas Magmáticas ou Ígneas Por vezes o arrefecimento do magma é tão brusco que não há formação de verdadeiros minerais. Apenas se está na presença de uma massa amorfa ou vítrea (sem organização em termos de átomos). Obsidiana ou Vidro vulcânico rocha magmática do tipo vulcânico ou extrusivo

15. Rochas Magmáticas ou Ígneas A identificação das rochas magmáticas tem por base a análise da composição química da rocha, bem como da sua cor e textura … Tamanho, forma e arranjo dos minerais na rocha TEXTURA FANERÍTICA ou GRANULAR TEXTURA AFANÍTICA ou AGRANULAR TEXTURA VÍTREA Minerais de grande dimensão Minerais de pequena dimensão ou invisíveis à vista desarmada Não se conseguem identificar minerais

16. Rochas Magmáticas ou Ígneas Calçada dos Gigantes (Irlanda) – cerca de 40 000 colunas prismáticas de basalto indicam que ocorreu uma erupção vulcânica. Neste caso particular, a lava arrefeceu rapidamente em contacto com o mar e adquiriu aquelas formas. Se existem granitos … podemos inferir que existiam bolsas de magma em profundidade. o qual cristalizou lentamente! A erosão das rochas subjacentes permite o seu afloramento!

17. Rochas Magmáticas ou Ígneas … e uma erupção vulcânica permite-nos conhecer e estudar directamente o interior da Terra! Através do estudo das rochas magmáticas podemos inferir informações relativamente à composição química do magma!

18. Rochas Magmáticas ou Ígneas Ilha da Madeira – paisagem basáltica Serra da Estrela – paisagem granítica

19. Rochas Metamórficas … do grego meta / mórphosis = alteração / forma

20. Rochas Metamórficas Quando uma rocha fica sujeita a pressões e temperaturas elevadas , torna-se instável e sofrerá profundas transformações físicas e químicas (mas sempre com a manutenção do estado sólido !!!!) Este processo pode ocorrer a profundidades variáveis na crosta da Terra e implica um rearranjo da forma e orientação dos minerais constituintes das rochas e, muitas vezes, a sua alteração! Podem formar-se novos minerais ( recristalização ) Gnaisse

21. Rochas Metamórficas  CALOR  PRESSÃO / TENSÃO  TEMPO  FLUIDOS DE CIRCULAÇÃO Quebra ligações químicas entre átomos Reorienta os minerais Permite a troca de alguns átomos dos minerais por outros…

22. A zona mais superficial do nosso planeta está fragmentada em placas tectónicas . E estas movem-se, ainda que lentamente! Existem placas tectónicas continentais (como a euro-asiática) e ôceânicas (como a placa do pacífico). … e estas placas, durante o seu movimento, podem colidir ou afastar-se umas das outras. Quando duas placas continentais colidem, formam-se grandes relevos (cadeias montanhosas). Quando a colisão ocorre com uma placa oceânica (mais densa), esta irá “mergulhar” ( subducção ), afundando-se no sentido do interior da Terra!

23. http://www.seed.slb.com/flash/science/features/earth/livingplanet/plate_boundaries/en/index.html?width=570&height=475&popup=true Durante a subducção, a placa que “afundou” irá fundir e, por isso, formam-se vulcões!

24. Rochas Metamórficas A B C Em que locais será provável que ocorram fenómenos de metamorfismo ?  Nas zonas de subducção (onde ocorre a formação de magma devido às elevadas temperauras e onde a pressão é considerável) – local A  Nas zonas onde se estão a formar montanhas (onde a pressão é enorme e a temperatura é elevada devido ao atrito) – local B

25. Rochas Metamórficas

26. Rochas Metamórficas – tipos de metamorfismo Perto de intrusões magmáticas (bolsas de magma) , as rochas que lhe estão próximas (rochas encaixantes) são alteradas (mas não chegam a fundir) devido ao calor que lá se faz sentir. Alguns fluidos quentes que existem na zona podem também contribuir para a ocorrência de transformações mineralógicas. O tipo de rocha encaixante, a a quantidade de fluidos e a temperatura são factores determinantes do tipo de rocha metamórfica que se irá formar!

27. Rochas Metamórficas Auréola de metamorfismo Zona nas imediações da intrusão magmática que irá sofrer metamorfismo Mármore Corneana Quartzito

29. Rochas Metamórficas – tipos de metamorfismo Por exemplo, em zonas de colisão de placas tectónicas onde ocorre a formação de montanhas e dobras, a existência de elevadas pressões e temperaturas também provoca alterações nos minerais das rochas … Gnaisse Xisto

34. Rochas Metamórficas Como vou eu saber que estou a observar uma rocha metamórfica …?

35. Rochas Metamórficas – as características Fácil…! A maioria das rochas metamórficas apresenta texturas características!

36. Rochas Metamórficas As rochas evidenciam FOLIAÇÃO Orientação e alinhamento dos minerais em planos aproximadamente paralelos Se houve forças, os minerais vão reorientar-se… (normalmente numa direcção perpendicular ao sentido dessa força)! A foliação, quando o metamorfismo é de um grau mais elevado, pode ainda traduzir-se numa característica/textura muito própria: a xistosidade ! Planos de fragilidade ao longo dos quais a rocha costuma fracturar / partir com mais facilidade. Típico dos xistos.

37. Rochas Metamórficas FOLIAÇÃO Gneisse – rocha metamórfica Esta textura é típica do metamorfismo regional…PORQUÊ? Esse é o tipo de metamorfismo que implica a ocorrência de deformações, de forças (são elas que vão reorientar os minerais)

38. Rochas Metamórficas Mármore – rocha metamórfica O mármore não apresenta uma textura foliada… Porque será? O mármore forma-se por metamorfismo de contacto, onde as forças têm pouca importância . Este tipo de metamorfismo dá-se por acção do calor, então os minerais não tenderão a orientar-se em direcções definidas…

39. Rochas Metamórficas

40. Rochas Metamórficas

41. Rochas Metamórficas  Se ocorreram fenómenos tectónicos  Se ocorreram episódios magmáticos  Que tipo de rochas lhes deram origem / ambiente de metamorfismo

42. TRILOBITES - Crustáceos marítimos que dominaram a fauna do planeta durante a era Paleozóica. Encontram-se em Canelas (Arouca) algumas das maiores, mais raras e até únicas espécies no mundo! As rochas magmáticas formam-se a partir de magma em fusão – seria impossível que qualquer resto de ser vivo resistisse a semelhantes temperaturas… Por outro lado, na génese das rochas metamórficas entram “em jogo” forças – só raramente (e se o metamorfismo for de baixo grau) os fósseis se conseguem preservar intactos após submissão a tamanhas pressões…

43. Rochas Sedimentares As Rochas Sedimentares são as mais comuns e são essencialmente formadas à superfície terrestre (baixas pressões e temperaturas) a partir de outras pré-existentes. Os sedimentos são os precursores das rochas sedimentares e encontram-se na natureza sob a forma de pequenas partículas, como areias, fragmentos de carapaças de seres vivos, etc… Resultam do desgaste das rochas

45. Rochas Sedimentares METEORIZAÇÃO As rochas pré-existentes que afloram à superfície ficam agora expostas a condições bem diferentes daquelas a que foram geradas – tornam-se instáveis e, sujeitas ao contacto com a atmosfera, biosfera e hidrosfera irão alterar-se física (desagregando-se – detritos ou clastos) e quimicamente (formando novos minerais, mais estáveis). A meteorização não implica qualquer transporte de material SEDIMENTOGÉNESE 1 – DESGASTE DAS ROCHAS

46. Rochas Sedimentares EROSÃO Os materiais resultantes da meteorização (quer sejam fragmentos grandes, quer pequenas partículas dissolvidas em água) são removidos – muitas vezes para sítios bem longínquos! A erosão implica transporte de material As rochas foram desgastadas e desagregadas! SEDIMENTOGÉNESE 1 – DESGASTE DAS ROCHAS

47. Rochas Sedimentares EROSÃO Os materiais resultantes da meteorização (quer sejam fragmentos grandes, quer pequenas partículas dissolvidas em água) são removidos – muitas vezes para sítios bem longínquos! A erosão implica transporte de material As rochas foram desgastadas e desagregadas! SEDIMENTOGÉNESE 1 – DESGASTE DAS ROCHAS

48. Rochas Sedimentares O agente transportador (água, vento) irá transportar os detritos até que tenha “força” para tal… Quando o agente transportador perder a dinâmica, os materiais irão depositar-se (sedimentos)… O transporte é o processo físico responsável pela deslocação dos detritos! SEDIMENTOGÉNESE 2 – TRANSPORTE

49. Rochas Sedimentares

50. Rochas Sedimentares SEDIMENTOGÉNESE 2 – TRANSPORTE A velocidade do agente transportador e o tempo a que as partículas ficam sujeitas a esse mesmo transporte determina o seu tamanho, bem como o seu grau de “polimento”/arredondamento…!!!

51. Rochas Sedimentares SEDIMENTOGÉNESE 2 – TRANSPORTE

52. Durante o transporte, os materiais sólidos vão sofrendo sucessivas alterações!

53. Rochas Sedimentares SEDIMENTOGÉNESE 3 – SEDIMENTAÇÃO Deposição dos sedimentos nas chamadas bacias de sedimentação – este processo é determinado pela força gravítica e pela perda de capacidade de transporte dos agentes responsáveis por esse processo.

54. O ouro, por apresentar uma densidade elevada, tende a depositar-se nas secções mais a montante dos rios …!

55. Rochas Sedimentares SEDIMENTOGÉNESE 3 – SEDIMENTAÇÃO É durante este processo que podem também depositar-se restos de organismos ou das suas actividades (vão originar fósseis - são contemporâneos da rocha que os contém). A sedimentação ocorre maioritariamente em meio aquático - é que a água é um excelente agente transportador…); é também em meio aquático que é mais provável a ocorrência de fósseis (os restos mortais não estão sujeitos às instáveis condições climatéricas ou à acção de outros animais)! http:// www.youtube.com/watch?v=Dz44vr5cehs&NR=1

57. Rochas Sedimentares A ordem de sedimentação é condicionada pelas dimensões e pela densidade dos sedimentos! Primeiro depositam-se os mais densos e maiores e depois os mais pequenos e leves! Formar-se-ão (desde que não ocorram perturbações) ESTRATOS (camadas sobrepostas, paralelas e horizontais que se distinguem pela espessura, dimensão e coloração), nos quais é frequente encontrar fósseis!

58. Rochas Sedimentares A homogeneidade de cada estrato implica que os materiais disponíveis e as condições de sedimentação se tenham mantido sempre constantes!

59. Rochas Sedimentares Cada estrato é limitado superiormente por uma zona chamada tecto e inferiormente por uma chamada muro

60. Rochas Sedimentares Mas nem sempre a estratificação (presença de estratos) típica das rochas sedimentares surge horizontalmente… Em sedimentos fluviais e eólicos são frequentes casos de estratificação entrecruzada . Este tipo de estratificação revela uma variação na intensidade e/ou na direcção do agente de transporte. Se a direcção ou a velocidade da corrente se altera, também a orientação dos estratos subsequentes muda relativamente aos estratos inferiores.

61. Rochas Sedimentares COMO EXPLICAR…?! Depois de formados os estratos, forças “brutais” dobraram-nos!!!

62. Rochas Sedimentares Mas, após o desgaste (por erosão e meteorização) , transporte e sedimentação, os sedimentos continuam soltos!!!! 4 – DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO Conjunto de processos físico-químicos que permite “converter” sedimentos soltos em rochas consolidadas! Nem todas as rochas sedimentares passam por este processo (Ex: areias)

63. Rochas Sedimentares DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO (Do gr. líthos , «pedra» +facère , «fazer») Durante a diagénese os sedimentos irão sofrer algumas mudanças … Se a sedimentação for contínua, os sedimentos vão ocupando posições cada vez mais profundas e, por isso, os estratos mais inferiores vão experimentando um aumento gradual de pressão – ainda que não se atinjam valores que causem metamorfismo!!!)

65. Rochas Sedimentares DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO Cada novo estrato que se forma sobrepõe-se e comprime o estrato que lhe está abaixo – progressivamente vai ocorrendo um afundamento ! (obviamente, isto trará consequências…)

66. Rochas Sedimentares DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO inclui 2 etapas … COMPACTAÇÃO CIMENTAÇÃO

67. Rochas Sedimentares DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO COMPACTAÇÃO ou compacção Devido à compressão pelas camadas superiores, o volume dos espaços vazios entre os sedimentos (poros) diminui; ocorre também a perda da água que se encontrava nesses espaços!

68. Rochas Sedimentares DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO CIMENTAÇÃO Algumas substâncias dissolvidas na água (sílica, carbonato de cálcio, óxidos de ferro) existente entre os sedimentos podem precipitar e, gradualmente, vão ocupar os pequenos espaços vazios que possam ainda existir, formando um cimento que irá unir os sedimentos. ROCHA CONSOLIDADA!

71. Rochas Sedimentares Os principais ambientes sedimentares

72. Rochas Sedimentares 75 % das rochas que afloram à superfície e que se encontram a cobrir parte dos fundos oceânicos são sedimentares! Ainda assim, o seu volume é muito reduzido quando comparado com o volume ocupado em toda a crusta pelos outros tipos de rochas! É que as rochas sedimentares são muito difíceis de preservar (estão em permanente desgaste por estar à superfície) .

74. Rochas Sedimentares Detríticas (consolidadas ou não consolidadas) Formadas por detritos de outras rochas. Ex: conglomerados, brechas, argilas, areias, arenitos… Quimiogénicas Resultam da precipitação de substâncias que estavam dissolvidas na água. Ex:calcário, evaporitos (sal-gema), http://www.youtube.com/watch?v=FpYEs1fp1qc

75. Rochas Sedimentares Biogénicas - Formadas pela deposição de restos de organismos … Ex: diamotitos, carvões, calcário conquífero

76. Rochas Sedimentares

77. Rochas Sedimentares  Como era o ambiente de sedimentação e qual o agente de transporte …  Que seres vivos existiram no passado e qual a sua idade …  Idade relativa das rochas  Estudo das rochas que deram origem aos sedimentos

78. Pegadas de Hadrosaurios , uma espécie de dinossauro que viveu há 70 milhões de anos, foram encontradas em uma área protegida da província argentina de Rio Negro, 1.100 km ao sul de Buenos Aires…

79. Rochas Sedimentares No processo de formação das rochas sedimentares intervém a hidrosfera (agente de transporte) , a atmosfera (agente erosivo e de meteorização) , a biosfera (agente de meteorização; contribui para a formação de fósseis) e a geosfera!

80. CICLO DAS ROCHAS “ Na natureza nada se perde, tudo se transforma”. Lavoisier Uma rocha sujeita a condições diferentes daquelas a que se formou irá sofrer alterações (na textura, no tipo e orientação dos minerais, no seu desgaste físico, na sua fusão, entre outros …)

81. Conjunto de transformações do material rochoso no qual rochas são geradas, “recicladas”, destruídas e alteradas devido à dinâmica interna e externa da Terra!

83. CICLO DAS ROCHAS Rochas sedimentares que fiquem sujeitas ao peso das rochas suprajacentes (peso dos estratos que lhe estão por cima) , vão afundando e aquecendo progressivamente! Se os valores de pressão e temperatura ultrapassarem os limites da diagénese entramos no domínio do metamorfismo e irão ocorrer alterações nos minerais e na textura da rocha (no estado sólido) - ela transformar-se-á numa rocha metamórfica !

84. CICLO DAS ROCHAS Se os valores de pressão, e principalmente de temperatura, continuarem a aumentar, a rocha irá fundir (domínio do magmatismo)! Do arrefecimento desse magma acabarão por formar-se rochas magmáticas (extrusivas ou intrusivas, dependendo da velocidade de arrefecimento) .

85. CICLO DAS ROCHAS

86. CICLO DAS ROCHAS Magmatismo e metamorfismo são processos de dinâmica interna A partir dos 10-12 km de profundidade e dos 300 – 350 ºC as rochas sedimentares já começam a sofrer metamorfismo …!!! As rochas sedimentares antes de serem convertidas em magmáticas primeiros pelo domínio do metamorfismo, pois o aumento da temperatura é crescente e progressivo!

87. Qualquer rocha, se exposta à superfície (por erosão ou movimentações tectónicas) ficará expostas aos agentes atmosféricos: formar-se-ão detritos, sedimentos e … rochas sedimentares !

89. Formação de rochas magmáticas Formação de rochas sedimentares Formação de rochas sedimentares Erosão e meteorização Formação de rochas sedimentares Formação de rochas magmáticas Formação de rochas metamórficas Magma

90. CICLO DAS ROCHAS O ciclo das rochas foi proposto pela primeira vez por James Hutton, em Edimburgo, no séc, XVIII !

91. CICLO DAS ROCHAS Existirá alguma desvantagem associada ao facto de na Natureza existir um permanente (ainda que lento) ciclo das rochas …? Há uma desvantagem … a transformação da rochas em resultado da dinâmica terrestre, “apaga” parte da história da Terra o que irá condicionar o seu estudo e interpretação…! http://www.youtube.com/watch?v=SSHVUVfwmQg&feature=related

92. ROCHAS – arquivos que relatam a história da Terra As rochas não se encontram na natureza todas divididas e agrupadas: sedimentares aqui, metamórficas, ali e magmáticas mais além… Ao invés, elas estão organizadas de acordo com a história geológica da região onde se situam! E é isso que os geólogos estudam – os padrões de organização das rochas para que possam, sempre que possível, reconstruir o passado da Terra ! Qual será o nosso futuro …?

94. PREPARA A TUA FOLHA DE RESPOSTAS! CADA ADIVINHA QUE SE SEGUE TEM UMA RESPOSTA COMPOSTA POR UMA E SÓ UMA PALAVRA !!!! A – Qualquer rocha, quando submetida a elevada pressão ou a uma fonte intensa de calor pode ser alterada sem que ocorra a sua fusão. A esse processo chamamos …. C – … , ocorre quando a força da gravidade é superior à capacidade de transporte! B – … é um depósito / camada bem delimitado(a) que se distingue pelas características das partículas que o(a) constituem! Metamorfismo! Estrato! Sedimentação!

95. PREPARA A TUA FOLHA DE RESPOSTAS! CADA ADIVINHA QUE SE SEGUE TEM UMA RESPOSTA COMPOSTA POR UMA E SÓ UMA PALAVRA !!!! D – É o processo que transforma as rochas sedimentares consolidadas em não consolidadas. E – Sedimentogénese (desgaste, transporte e sedimentação) ! I, D, II, A

96. PREPARA A TUA FOLHA DE RESPOSTAS! CADA ADIVINHA QUE SE SEGUE TEM UMA RESPOSTA COMPOSTA POR UMA E SÓ UMA PALAVRA !!!! A – Qualquer rocha, quando submetida a elevada pressão ou a uma fonte intensa de calor pode ser alterada sem que ocorra a sua fusão. Nesse caso irão formar-se rochas…. B – … , ocorre quando a força da gravidade é superior à capacidade de transporte! C – … é um depósito / camada bem delimitado(a) que se distingue pelas características das partículas que o(a) constituem! Metamórficas! Sedimentação! Estrato!

97. PREPARA A TUA FOLHA DE RESPOSTAS! CADA ADIVINHA QUE SE SEGUE TEM UMA RESPOSTA COMPOSTA POR UMA E SÓ UMA PALAVRA !!!! D – É o processo que transforma as rochas metamórficas em magma. E – Fusão! I, D, II, A

99. As rochas formadas à superfície da Terra ou próximo desta podem ser levadas, pela dinâmica da Terra, para níveis profundos, onde as condições físico-químicas são bem diversas das que existem à superfície; essas rochas têm então de se adaptar às novas condições de pressão , temperatura e ambiente químico ; deste modo desaparece o equilíbrio que existia entre os seus primitivos minerais e, para que a rocha volte a constituir um sistema estável, é necessário que se gerem novos minerais e novas disposições texturais que assegurem o equilíbrio, em face das novas condições físico-químicas. As rcohas passam por isso pelo processo de metamorfismo , o qual pode ser de dois tipos: - 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.

100. As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois são as rochas ígneas e as metamórficas) e formam-se por três processos principais: pela deposição (sedimentação) das partículas originadas pela erosão de outras rochas - rochas sedimentares clásticas ou detríticas; pela precipitação de substâncias em solução - rochas sedimentares quimiogénicas; e pela deposição dos materiais de origem biológica - rochas sedimentares biogénicas. Os sedimentos e as rochas sedimentares são caracterizados pela presença de estratificação - que resulta da formação de camadas paralelas e horizontais, pela deposição contínua de partículas no fundo de um oceano, de um lago, de um rio ou numa superfície continental. É quando se dá a deposição de sedimentos que ocorre o enterramento de organismos que poderão originar fósseis. Nos casos em que ocorre boa preservação das evidências orgânicas, reunem-se geralmente quatro condições: - enterramento rápido; - com sedimentos finos; - em ambiente marinho; - o organismo contém partes duras.

101. As rochas magmáticas resultam da solidificação do magma (material rochoso que se encontra total ou parcialmente fundido, em locais profundos da Terra, o 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 e formar-se-à uma textura afanítica ou até vítrea (arrefecimento extremamente rápido); - Plutónicas ou intrusivas : se o magma solidifica no interior da crusta terrestre, desta forma, a solidificação dá-se lentamente e a rocha apresentará uma textura fanerítica com minerais bem visiveis a olho nú! Os três tipos de rochas referidos podem sofrer alterações que as transformam em materiais rochosos de natureza diferente. Ao conjunto de processos associados a essas transformações, que integra fenómenos contínuos de for-mação, destruição e reciclagem das rochas, dá-se o nome de ciclo das rochas.

104. BOM ESTUDO!!!! Ver Ficha de Trabalho nº 2