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Geologia 10º Ano
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Caption: : Ciclo das Rochas
Todas as rochas têm origem noutras pré-existentes e, consoante as condições a que são sujeitas, poderão dar origem a outros tipos de rochas. Devido a processos de meteorização e erosão de rochas que se encontram à superfície, formam-se sedimentos. Estes, após serem transportados por diversos agentes, por diagénese, formarão novas rochas sedimentares consolidadas. Do mesmo modo, uma rocha que seja submetida a elevadas pressões e temperaturas sofrerá metamorfismo. Se estes dois fatores continuarem a aumentar, a rocha, inevitavelmente, funde, transformando-se em magma.As rochas magmáticas formam-se a partir do arrefecimento e solidificação do magma. Se estes fenómenos se derem em profundidade, obtém-se uma rocha intrusiva ou plutónica; se ocorrerem à superfície, obtém-se uma rocha extrusiva ou vulcânica.
Ciclo das Rochas
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Rochas Sedimentares
A formação de rochas sedimentares pode dividir-se em duas partes: sedimentogénese e diagénese. Sedimentogénese: conjunto de processos físicos e químicos que que permitirão a elaboração, transporte e deposição dos materiais que formarão a nova rocha.Erosão - remoção dos materiais previamente alterados das rochas, pela ação de agentes erosivos, para seu transporte posterior.Sedimentação - deposição dos referidos materiais, que passam a denominar-se sedimentos. Em primeiro lugar, depositam-se os maiores e mais pesados e, em último, os mais pequenos e leves. Ao longo da sua deposição, formam camadas horizontais regulares às quais se atribui o nome estratos.Diagénese -conjunto de processos físicos e químicos que levarão à formação de uma rocha consolidada. Assim, os sedimentos são compactados, desidratados e cimentados, ficando ligados entre si.Ex. Arenito
Caption: : Processos que conduzem à formação de uma rocha sedimentar
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Rochas Magmáticas
Os magmas formam-se no interior da terra, a temperaturas e pressões bastante elevadas, e são misturas de minerais, gases e cristais em suspensão. O magma é menos denso que o ar e as rochas envolventes, por isso pode migrar para menores profundidas, onde solidifica, dando origem a uma rocha magmática. Plutonitos - rochas magmáticas que consolidam em profundidade. Apresentam minerais bem desenvolvidos e visíveis, resultado de um arrefecimento lento e em profundidade. Ex. GranitoVulcanitos - rochas magmáticas que consolidam à superfície. Apresentam minerais pouco desenvolvidos e dificilmente visíveis, resultado de um arrefecimento rápido e à superfície. Ex. Basalto
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Rochas Metamórficas
As rochas, em consequência do dinamismo terrestre, podem ser deslocadas para zonas com diferentes condições daquelas em que se formaram. Se a profundidade a que se encontram da superfície aumenta, ficam sujeitas a temperaturas e pressões mais elevadas além de, por vezes, um ambiente químico diferente. Perante estas mudanças, estas rochas sofrem transformações, nunca alterando o seu estado físico, isto é, as alterações que sofrem são sempre no estado sólido. Os principais fatores de metamorfismo são a temperatura, a pressão, os fluidos de circulação e o tempo.Ex. Mármore
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Datação relativa e datação radiométrica
Datação relativa: baseia-se em princípios que permitem localizar uma rocha/estrato no tempo graças à sua comparação com outros estratos e à identificação de fósseis presentes no mesmo. (Estes princípios serão explorados em Geologia 11º Ano) Este método de datação permite atribuir uma idade relativa, isto é, apenas o seu posicionamento num período de tempo e não uma idade certa.Datação radiométrica: baseia-se na desintegração de isótopos radioativos que se desintegram espontaneamente. Os isótopos--pai desintegram-se em isótopos-filho, que são mais estáveis. Dá-se o nome de semivida ao tempo necessário para que metade dos isótopos-pai presentes numa determinada rocha se desintegrem em isótopos-filho. Estes tempos encontram-se tabelados e são comuns a todas as rochas que contenham o mesmo isótopo-pai. Através da análise da percentagem de isótopo-pai e isótopo-filho numa determinada rocha, é possível descobrir a idade absoluta desta.
Caption: : Datação radiométrica
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Datação radiométrica
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Princípios básicos do raciocínio geológico
Catastrofismo: as grandes alterações ocorridas à superfície da Terra eram consequência de eventos súbitos, violentos e não cíclicos.Uniformitarismo: as alterações ocorridas na Terra são consequência de processos naturais, lentos e graduais. O uniformitarismo assenta em três ideias principais:- As leis naturais são constantes no tempo e no espaço;- Princípio do atualismo: fenómenos equivalentes que ocorram no presente e tenham ocorrido no passado têm a mesma causa, isto é, fenómenos do passado podem ser explicados através da observação de fenómenos do presente;- Princípio do gradualismo: as mudanças geológicas, na sua maioria, são graduais, lentas e devem-se a acontecimentos cíclicos.Neocatastrofismo: é a mais recente e aceite teoria, que junta o catastrofismo e o uniformitarismo, na medida em que aceita as ideias do segundo, mas não exclui a possibilidade de ocorrerem catástrofes isoladas que contribuem para as alteração à superfície da Terra, tal como defende o primeiro.
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Mobilismo geológico
Caption: : Limites das placas litosféricas
Litosfera: camada mais exterior, rígida, constituída por crosta continental, crosta oceânica e uma parte do manto superior.Astenosfera: camada sólida, mas plástica, constituída pela região superior do manto. Limites divergentes: situam-se nas dorsais oceânicas, onde existem um rifte pelo qual o material mantélico ascende, e são zonas onde há formação de nova crosta. Limites convergentes: há destruição de de crosta nas zonas de subducção (a placa mais densa -geralmente oceânica- afunda sob a menos densa -geralmente continental-).Limites conservativos: situam-se no no limite de falhas transformantes que cortam transversalmente as dorsais oceânicas e ao longo das quais não há formação nem destruição de crosta, apenas deslizamento das placas.
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Caption: : Limites conservativos
Caption: : Limites divergentes
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Caption: : Limites convergentes - Colisão
Caption: : Limites convergentes - Subducção
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Formação do sistema solar
O sistema solar começou como uma gigantesca nebulosa formada por gases, pós e gelo que, devido a forças gravíticas, se achatou, prolongando-se na forma de disco. De seguida, com o aumento da sua velocidade de rotação aumentou, surgiu o proto-sol no seu centro, local onde se encontravam os materiais mais densos. A matéria menos densa que se encontrava mais afastada do centro começou a colidir e agregar-se entre si, processo denominado de acreção, formando os planetesimais que, posteriormente, continuaram a colidir e agregar-se, originando os proto-planetas e, através de contínuas acreções e do processo de diferenciação, os planetas que hoje conhecemos.
Caption: : Formação do sistema solar
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Planetas telúricos
Caption: : Planetas telúricos
Pequenas dimensões, com diâmetro aproximado ao da Terra;
Elevada densidade, constituídos maioritariamente por material rochoso;
Os materiais que constituem o seu interior estão estruturados em camadas mais ou menos concêntricas;
Têm núcleo metálico;
Possuem poucos satélites naturais ou mesmo nenhuns;
Os movimentos de rotação que descrevem são lentos.
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Caption: : Planetas telúricos
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Planetas gasosos
Grandes dimensões, com diâmetro muito superior ao dos planetas telúricos;
Baixa densidade, uma vez que são maioritariamente constituídos por gases;
Possuem um núcleo pequeno;
Têm inúmeros satélites;
Movimento de rotação muito rápido.
Caption: : Planetas gasosos
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Asteróides, cometas e meteoróides
Cometas: corpos muito primitivos do sistema solar, constituídos por um núcleo rochoso rodeado por água e gases congelados, com órbitas muito excêntricas relativamente ao Sol. Dividem-se em núcleo, cabeleira e cauda. Asteróides: corpos rochosos de forma irregular que se deslocam, geralmente, entre as órbitas de Marte e Júpiter (cintura de asteróides).Meteoróides: corpos de dimensões variáveis, resultantes da colisão e fragmentação de asteróides ou da desagregação de cometas e que se tornam incandescentes ao atravessarem a atmosfera.-Meteoro: rasto luminoso deixado por um meteoróide ao atravessar a atmosfera;-Meteorito: parte de um meteoróide que atinge a superfície terrestre.
Caption: : Cometa e mudanças na cauda com o afastamento e a aproximação ao Sol
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Tipos de meteoritos
Caption: : Tipos de meteoritos
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A Terra - acreção e diferenciação
A Terra, tal como os outros corpos do sistema solar, teve origem a partir da acreção de planetesimais por ação da força gravítica, seguida de um processo de diferenciação. Inicialmente, a Terra teria uma estrutura homogénea, com uma distribuição regular de ferro, de silicatos e de água. No entanto, após a fusão dos materiais, estes distribuiram-se de acordo com a sua densidade: os mais densos, como o ferro, para o núcleo; os intermédios, para o manto; os menos densos, para a periferia, originando a crosta. A esta diferenciação, seguiram-se fenómenos de vulcanismo, durante os quais ocorreu a libertação de grande quantidade de gases que permitiram o aparecimento da atmosfera e de vapor de água que, ao condensar, originava chuvas abundantes que se acumulavam na superfície terrestre e formaram os oceanos primitivos.Ainda, a composição da atmosfera inicial era bastante diferente da atual, pois a primeira era rica em dióxido de carbono, azoto, vapor de água, metano e amoníaco e não continha oxigénio.
Caption: : Diferenciação
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A Terra - acreção e diferenciação
Que fontes de energia estariam envolvidas no processo de diferenciação?-Impacto dos planetesimais: A energia cinética era convertida em calor;-Compressão dos materiais constituintes: As zonas internas do planeta eram comprimidas sob o peso crescente da acumulação de novos materiais. Como resultado, o calor acumulava-se e a temperatura da Terra aumentava;-Desintegração radioativa: Os átomos dos elementos pesados desintegram-se espontaneamente, emitindo energia e transformando-se em elementos mais estáveis.
Caption: : Fontes de energia envolvidas no processo de diferenciação
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Sistema Terra-Lua
A Lua divide-se em várias zonas denominadas de continentes ou mares. Os continentes são escarpados e constituídos por rochas claras, formadas por feldspatos e que refletem 18% da luz solar incidente. Geralmente, apresentam um maior número de crateras de impacto e ocupam a maior extensão da superfície lunar.Por sua vez, os mares são mais planos e constituídos por basaltos, escuros, e refletem apenas entre 6% a 7% da luz solar incidente. Os mares são resultado da consolidação de lavas de natureza basáltica que foram libertadas devido à subida de magmas desta natureza, consequência de impactos meteoríticos. Adicionalmente, são mais abundantes na face visível do que na não visível. Os materiais pulvurentos, soltos e de cor acizentada e as esférulas vitrificadas resultantes do arrefecimento de rocha fundida após o impacto meteorítico constituem o rególito lunar.
Como na Lua não existe água no estado líquido nem atmosfera, não ocorre erosão hidráulica nem eólica, sendo a alteração da superfície lunar pouco significativa. Assim, preserva as marcas dos acontecimentos ocorridos antes da formação dos continente atuais, podendo servir como método de estudo.A Lua não possui atmosfera, como referido anteriormente, pois, graças às suas reduzidas dimensões, tem uma fraca força gravítica e não consegue reter os gases necessários para a sua formação. Além disso, qualquer fenómeno de vulcanismo está necessariamente relacionado a um impacto meteorítico, uma vez que é geologicamente inativa, não revelando sinais típicos da tectónica de placas (vulcanismo, sismologia...).
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Face da Terra
Áreas continentaisEscudos - São vastas extensões em que afloram rochas muito antigas desgastadas pelos agentes erosivos. Na maior parte dos casos, estes são as raízes de montanhas que foram erodidas desde há muito tempo. Plataformas estáveis - Correspondem a zonas dos escudos que não afloram. Estão cobertas por sedimentos de origem marinha que foram depositados no decurso de fases de subida do nível das águas do mar.Cinturas orogénicas recentes - Enormes cadeias de montanhas alongadas resultantes de colisões continente-continente ou placa oceânica-continente. Estas cadeias de montanhas formadas num contexto de colisões continuam ainda em formação.
Áreas oceânicasDomínio continentalPlataforma continental - Faz parte da crosta continental e prolonga o continente sob o mar.Talude continental - Representa o limite da parte imersa do domínio continental, sendo uma zona de forte declive.Domínio oceânicoPlanícies abissais - Compreendem depressões designadas por fossas, que apresentam grandes profundidades. Podem, ainda, existir ilhas e colinas formadas pela acumulação de materiais vulcânicos emitidos por vulcões submarinos.Dorsais oceânicas - Situam-se na parte média ou nos bordos dos oceanos. Na parte central de algumas dorsais, existe um rifte. São cortadas por falhas transversais. As encostas destas montanhas são constituídas por lavas consolidadas.
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Face da Terra
Caption: : Áreas continentais
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Face da Terra
Caption: : Áreas oceânicas
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Estudo do interior da geosfera
Métodos diretos:- Estudo da superfície visível;- Exploração de jazigos minerais efetuada em minas e escavações;- Sondagens: perfurações que permitem retirar colunas de rochas (carotes=tarolos).- Magmas e xenólitos: vulcanismo. Com a sua análise, é possível inferir acerca de algumas condições em que foram gerados. Adicionalmente, o magma, ao movimentar-se, arranca e incorpora fragmentos de rochas do manto e da crosta, que posteriormente ficam incluídos na rocha magmática após a sua solidificação.
Caption: : Sondagem
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Estudo do interior da geosfera
Métodos indiretos:- Planetologia e astrogeologia: As técnicas aplicadas no estudo de outros planetas do Sistema Solar podem ser usadas no da Terra;- Gravimetria: Se, após correções relativas à latitude, à altitude, entre outras, a força gravítica não for regular, as suas variações são designadas de anomalias gravimétricas. Quando são acima de zero, denominam-se positivas; quando são abaixo de zero, denominam-se negativas. *Os domas salinos, formados por rochas salinas de baixa densidade, são responsáveis por anomalias negativas. Encontram-se, ainda, associados a jazigos de petróleo.*A presença de um jazigo mineral mais denso do que as rochas encaixantes determina à superfície uma anomalia gravimétrica positiva.*Ao nível das cadeias montanhosas, não se verificam anomalias gravimétrica positivas, o que leva a concluir que existem profundas raízes das mesmas formadas por rochas de baixa densidade.
Caption: : Gravimetria
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Estudo do interior da geosfera
- Densidade e massa volúmica: A massa volúmica da Terra é cerca de 5,5g/cm^3, no entanto as rochas da superfície terrestre são muito menos densas, apresentando uma massa volúmica média de 2,8g/cm^3. Daqui, conclui-se que devem existir materiais de elevada densidade no interior do planeta.- Geomagnetismo: A lava oriunda do manto, ao chegar à superfície, solidifica e os cristais magnetizam-se de acordo com a polaridade do campo magnético vigente nessa altura. Este altera periodicamente a sua polaridade, então, quando está perto do pólo norte, denomina-se normal e quando está perto do pólo sul, denomina-se inversa. A este fenómeno atribui-se o nome de inversão do campo magnético. Se a intensidade do campo magnético medida por um magnetómetro for superior à atual, anomalia positiva, a polaridade dessa zona é igual à atual, se for inferior, anomalia negativa, a polaridade é inversa.*Quando a temperatura sobe acima de um determinado valor, ponto de Curie, e SÓ nessa situação, os minerais alteram a sua polaridade para aquela que se vive nesse momento.
Caption: : Geomagnetismo
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Estudo do interior da geosfera
- Sismologia: A velocidade, os desvios e a propagação ou falta dela das ondas sísmicas fornecem informações acerca da constituição e caraterísticas do globo terrestre.- Geotermismo: Determinações feitas em minas e sondagens mostram que a temperatura terrestre aumenta com a profundidade. A sua variação pode ser medida através do gradiente geotérmico, aumento da temperatura por quilómetro d profundida, ou do grau geotérmico, número de metros que é necessário aprofundar para que a temperatura aumente 1ºC.*O gradiente geotérmico diminui com a profundidade.*O calor interno da Terra é o motor da atividade do nosso planeta e vai-se libertando continuamente através da sua superfície. A dissipação de calor é permanente e denomina-se fluxo térmico.
Caption: : Geotermismo
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Vulcanismo central
O magma é formado a profundidas entre os 70 e os 200 km, devido à fusão parcial das rochas.
Devido às elevadas temperaturas, o magma é menos denso do que as rochas e sobre, acumulando-se em câmaras magmáticas, delimitadas por rochas encaixantes.
Quando há um aumento de pressão, o magma é forçado a subir através de fendas das rochas, passando por outras câmaras magmáticas até chegar à superfície através da chaminé.
A acumulação de materiais expelidos na superfície origina uma estrutura designada por cone principal. A parte superior da chaminé termina, muitas vezes, numa depressão afunilada no topo do cone vulcânico, chamada cratera, por onde os materiais são ejetados.
É frequente haver emissões através de fendas que se abrem nos flancos do cone principal, designadas por crateras adventícias, e os materiais por elas expelidos formam cones adventícios ou secundários.
Em determinadas situações, podem formar-se caldeiras no topo dos vulcões. As caldeiras de subsidência formam-se devido ao afundimento da parte central do vulcão. A existência de fraturas circulares e o peso das camadas superiores provocam o colapso do teto da câmara vazia, o que ocasiona o seu afundimento.
Quando os vulcões deixam de estar em atividade, é comum as crateras ou as caldeiras serem preenchidas pela água da chuva, proveniente do degelo ou do solo, formando lagoas.
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Caption: : Vulcanismo primário do tipo central
Caption: : Formação de uma caldeira
Vulcanismo central
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Vulcanismo fissural
Além do vulcanismo central, existe um outro tipo de vulcanismo primário: o fissural.O vulcanismo fissural carateriza-se pela expulsão de lava através de fendas alongadas, que podem atingir vários quilómetros de comprimento. As erupções fissurais estão carateristicamente associadas a magmas basálticos. Quando ocorrem ao nível dos continentes, a lava espalha-se, formando mantos basálticos com enormes extensões.Os mais extensos sistemas de erupções fissurais verificam-se nos fundos oceânicos, ao nível das dorsais, onde existem fissuras por onde são expelidas grandes quantidades de magma que, solidificando, geram os fundos oceânicos.
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Tipos de lavas
Lavas básicas- São as mais pobres em sílica e, como tal, possuem baixa viscosidade e apresentam temperaturas entre os 1100ºC e os 1200ºC. Adicionalmente, são pobres em substâncias voláteis.- As erupções correspondentes a este tipo de lava são predominantemente efusivas, podendo a rocha resultante da sua solidificação assumir aspetos diferentes:*Lavas encordoadas ou pahoehoe - Quando a superfície externa da lava é relativamente lisa, mas contorcida em pregas ou dobras;*Lavas escoriáceas ou aa - A superfície externa da lava rompe-se durante o arrefecimenti, tornando-se extremamente rugosa, irregular e formada por fragmentos porosos;*Túneis de lavas - A crosta da escoada lávica solidifica, constituindo uma estrutura em arco por debaixo da qual a lava fluida pode avançar, deixando um túnel oco.
*Estalactites basálticas;*Tubos de órgãos - A contração das rochas basálticas durante o arrefecimento pode ocasionar o aparecimento de fendas de retração, designadas por diaclases. Em certas condições, essas diaclases determinam um conjunto de estruturas prismáticas regulares conhecidas por tubos de órgãos;*Lavas em almofada ou pillow-lava - Formam-se nas erupções subaquáticas marinhas. A lava solidifica em contacto com a água, tomando um aspeto em forma de massas arredondadas revestidas por uma película de vidro vulcânico, devido ao rápido arrefecimento.Lavas ácidas- São as mais ricas em sílica e, como tal, também muito viscosas e apresentam temperaturas entre os 800ºC e os 1000ºC. Adicionalmente, são ricas em substâncias voláteis.
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Lavas básicas
Caption: : Lavas encordoadas
Caption: : Lavas escoriáceas
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Lavas básicas
Caption: : Túneis de lavas
Caption: : Estalactites basálticas
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Lavas basálticas
Caption: : Tubos de órgão
Caption: : Lavas em almofada
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Tipos de atividade vulcânica
Atividade explosivaAs lavas são muito viscosas, fluem com dificuldade e impedem a libertação de gases, o que resulta em violentas explosões.Nas erupções explosivas, a lava nem sempre chega a derramar, acumulando-se dentro da cratera em estruturas arredondadas chamadas domas ou cúpulas. Por outro lado, esta acumulação pode ocorrer dentro da chaminé vulcânica, formando agulhas vulcânicas. Durante as erupções explosivas, os fragmentos são projetados e, devido ao seu peso, acabam por cair, constituindo os piroclastos de queda. *Bombas: > 64mm*Lapili: 2mm < x < 64mm*Cinzas: < 2mm*Pedra-pomes: Rocha muito pouco densa e muito porosa, considerada um vidro vulcânico.
Caption: : Piroclastos de queda
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Tipos de atividade vulcânica
Há piroclastos que podem movimentar-se ao longo das vertentes envolvidos em água ou em gases, constituindo os piroclastos de fluxo.*Nuvem ardente: Formadas por fragmentos de várias dimensões, mas com predomínio das cinzas, envolvidos em gases a elevadíssimas temperaturas, que se deslocam a elevadas velocidades pelas encostas, chacinando tudo à sua passagem;*Lahar: Deslocamento a grande velocidade de lama composta por materiais piroclásticos (cinzas) e água ao longo de vales ou encostas íngremes.
Caption: : Lahar
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Tipos de atividade vulcânica
Atividade efusivaO magma é fluido, a libertação de gases é fácil e a erupção é calma, com derramamento de lava abundante a altíssima temperatura. Em erupções do tipo efusivo, a lava desliza rapidamente, espalhando-se por grandes distâncias. Se os terrenos forem planos, a lava pode cobrir grandes áreas, constituindo os mantos de lava. Se houver declive acentuado, pode formar correntes de lava.Os vulcões predominantemente efusivos, quando formam cones, são baixos, pois a lava espalha-se por grandes superfícies. O vulcanismo do fundo dos oceanos é do tipo efusivo.
Atividade mistaMuitas erupções assumem aspetos intermédios daqueles apresentados por erupções explosivas e efusivas, observando-se fases explosivas que alternam com fases efusivas, com predomínio de uma ou de outra, conforme os casos.Nestas erupções, formam-se, em regra, cones mistos, em que alternam camadas de lava com camadas de piroclastos de queda.
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Tipos de atividade vulcânica
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Atividade vulcânica e alterações climáticas
Há evidências de que as erupções vulcânicas afetam o comportamento do clima em curtos períodos de
tempo e possivelmente influenciam as alterações de longa duração. O maior impacto dos gases vulcânicos dá-se pela liberação de cinzas e SO2. Este gás transforma-se
em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera para, então, formar camadas de aerossóis. Estas resistem em suspensão na estratosfera por muito tempo após as partículas
de cinza se terem depositado na Terra, uma vez que em altitudes muito elevadas não há nuvens e
chuva para uma lavagem mais rápida e efetiva.
Observações meteorológicas comprovam que essas camadas, entre altitudes de 15 e 30 km,
interceptam a luz solar, aquecendo a estratosfera e diminuindo a temperatura da superfície
terrestre e da própria atmosfera. A erupção do monte Pinatubo injetou na atmosfera gases sulfurosos que, através de reações químicas, formaram aerossóis com enormes quantidades de ácido sulfúrico. Este aerossol bloqueou a radiação solar, o que fez baixar a temperatura global durante um ou dois anos.
Caption: : Formação de aerossóis como consequência da libertação de SO2 aquando de uma erupção vulcânica
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Vulcanismo residual
Caption: : Manifestações de vulcanismo residual
Após a extinção das erupções, mantêm-se, muitas vezes, emissões de água ou gases a elevadas temperaturas. Em primeiro lugar, as emissões de gases são designadas por fumarolas. Muitas vezes são constituídas apenas por vapor de água, mas podem também ser ricas em compostos de enxofre, denominando-se, então, sulfataras, ou em CO2, denominando-se mofetas. Em segundo lugar, a expansão das fumarolas pode projetar as águas subterrâneas para o exterior sob a forma de repuxos intermitentes, emissões às quais se atribui o nome de géiseres.Por último, devido ao calor dissipado nas regiões vulcânicas, as águas subterrâneas são sobreaquecidas e podem brotar à superfície, constituindo as nascentes termais. Devido à temperatura a que se encontram, as águas termais possuem um grande poder dissolvente e, por isso, algumas delas são muito mineralizadas, daí o seu valor medicinal.
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Vulcanismo e tectónica de placas
Fronteiras divergentes das placas tectónicas - Existe uma grande atividade vulcânica nas zonas correspondentes ao eixo das dorsais oceânicas, resultado da qual é, por exemplo, a Islândia. Também, o vulcanismo açoriano é consequência da posição do arquipélago relativamente a fronteiras divergentes.Fronteiras convergentes das placas tectónicas - Os vulcões distribuem-se junto das zonas de subducção, formando alinhamentos paralelos às fossas que acompanham as placas que constituem a bacia do Pacífico, formando o anel de fogo, do qual fazem parte vulcões célebres como o do monte de Sta. Helena ou os dos Andes. Existe, ainda, uma outra cintura constituídas pelas margens convergentes da placa Africana, da qual fazem parte vulcões como o Etna e o Vesúvio.
Vulcões intraplacas - Existe, por vezes, atividade vulcânica no interior das placas litosféricas. A estes centros de atividade dá-se o nome de pontos quentes ou hot spot, que se relacionam com plumas térmicas, longas colunas de material sólido, quente e pouco denso que sobem até à base da litosfera enquanto sofrem descompressão, o que pode causar a sua fusão e, consequentemente, a alimentação de fenómenos de vulcanismo à superfície da Terra. Assim, surgem cadeias de ilhas, como o Hawaii, que se formam por cima de um ponto quente. A placa desloca-se sobre o mesmo, que se mantém estacionário, portanto as ilhas são mais antigas quanto mais afastadas do ponto quente estiverem. O vulcanismo associdao às margens divergentes das placas e com pontos quentes são, normalmente, do tipo efusivo, enquanto que o associado às margens convergentes é do tipo explosivo e com lavas mais ácidas.
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Vulcanismo e tectónica de placas
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Caption: : Formação de um ponto quente
Caption: : Vulcanismo intraplaca
Vulcanismo e tectónica de placas
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Previsão e prevenção de erupções
Não é possível evitar uma erupção vulcânica, mas pode prever-se, possibilitanto a evacuação atempada das populações.A vigilância de um vulcão permite detetar fenómenos precursores de uma erupção vulcânica:*Detetar a deformação do cone vulcânico, através de aparelhos que medem a inclinação - clinómetros;*Detetar a variação da distância entre dois pontos específicos do vulcão;*Determinar variações do campo magnético através de magnetómetros;*Registar sismos utilizando uma rede de sismógrafos ligados a uma estação central;*Registar a variação da temperatura das fumarolas, de fontes termais, da água dos lagos e de poços próximos;*Detetar variações súbitas da temperatura do solo nas proximidades do vulcão, através de sensores localizados em satélites artificiais;*Analisar a composição química dos gases libertados em estações geoquímicas;*Detetar variações da força gravítica utilizando gravímetros.Um bom processo para minimizar os riscos do vulcanismo é fazer mapas de zonas de risco para todos os vulcões potencialmente ativos. Estas cartas baseiam-se na história da atividade eruptiva do vulcão e permitem prever o seu comportamente futuro. A sensibilização e a educação das populações para uma situação de risco e o uso de cartas de risco podem ajudar a salvar muitas vidas humanas.
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Vulcanismo, fonte de recursos naturais
Apesar dos desastres e destruição provocados por certas erupções vulcânicas, o vulcanismo tem também aspetos positivos. Em primeiro lugar, os fenómenos vulcânicos fornecem dados importantes sobre a constituição e caraterísticas do interior da Terra.De seguida, pode ter contrapartidas económicas, como:*Utilização agrícola dos solos, que são muito férteis devido à deposição de cinzas vulcânicas;*Explorações de vários produtos mineiros, como enxofre, cobre, ferro, platina e diamantes;*Interesse turístico, como acontece com o Etna, o Vesúvio, o Hawaii...*Aproveitamento da energia geotérmica.
Nas regiões de vulcanismo ativo podem existir, a algumas centenas de metros de profundidade, acumulações de vapor de água e aquíferos a temperaturas muito elevadas, por vezes superiores a 200ºC, devido ao contacto com rochas aquecidas pelo calor emanado de uma câmara magmática próxima. Essa água pode ter várias utilizações:*Aquecimento de habitações, piscinas ou estufas;*Produção de energia elétrica - o vapor de água é captado sob pressão e conduzido a uma central elétrica onde aciona as turbinas.Existem centrais geotérmicas em vários pontos do Mundo, como nos Açores, EUA, Islândia, Japão, etc.Estas contrapartidas económicas fazem com que, apesar das ameaças, as regiões vulcânicas sejam densamente povoadas.
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Sismologia
Os sismos são movimentos vibratórios que ocorrem na superfície terrestre originados por uma libertação brusca de energia. A sismologia ocupa-se do estudo dos fenómenos relacionados com a ocorrência de sismos. Quando a agitação do solo é sentida pela população, o abalo sísmico é denominado de macrossismo; quando tal não acontece, é designado por microssismo. Frequentemente, são precedidos por uma sucessão de pequenos abalos, abalos premonitórios, e seguem-se-lhe sismos de menor magnitude, as réplicas.Os sismos podem ser devidos a causas artificiais (minas, ensaios nucleares,...) ou naturais (vulcanismo, colapso de estruturas geológicas, tectónica de placas).A zona localizada no interior da Terra onde ocorre a libertação da energia denomina-se hipocentro e o ponto da superfície que fica na sua vertical chama-se epicentro. Os sismos podem ser classificados de acordo com a profundidade do hipocentro: superficiais (<70km), intermédios (70<x<300km) ou profundos (>300km).
Caption: : Pârametros da caraterização sísmica
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A teoria aceite para explicar o mecanismo responsável pela ocorrência de sismos tectónicos é a teoria do ressalto elástico.De acordo com esta, as forças tectónicas criam estados de tensão que vão deformando lentamente as rochas, que, por sua vez, vão acumulando essa mesma tensão. No decurso deste processo, as rochas atingem o limite máximo de acumulação de energia, pelo que, num dado ponto, a resistência das rochas à tensão é excedida, ocorrendo uma falha, ou seja, uma rotura acompanhada por um movimento relativo entre dois blocos.O deslocamente repentino dos dois blocos da falha origina vibrações no solo que se propagam segundo ondas sísmicas. O deslocamento dos blocos rochosos ao longo do plano de falha permite que a rochas deformada recupere parte da sua forma original. Este processo denomina-se por ressalto elástico, dado que a rocha tem um comportamento elástico e regressa ao seu estado inicial após cessar o estado de tensão.
Teoria do ressalto elástico
Caption: : Teoria do ressalto elástico
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Ondas internas ou de volume - Transmitidas no interior da Terra.Ondas longitudinais (P=primárias) - As partículas constituintes do material rochoso vibram na mesma direção da propagação da onda. A passagem desta onde através de um meio rochoso é assinalada por sucessivas compressões e distensões. As ondas longitudinais possuem velocidade elevada e, como tal, são as primeiras a chegar a qualquer ponto da superfície do globo.Ondas transversais (S=secundárias) - As partículas do meio rochoso vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda. Estas ondas apresentam uma velocidade inferior à das ondas P, pelo que surgem em segundo lugar. Ondas superficiais - Propagam-se à superfície ou próximo dela.Ondas de Love - O deslocamento das partículas é perpendicular à direção de propagação e paralelo à superfície.Ondas de Rayleigh - A trajetória da partícula tem uma forma elíptica e move-se em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio.
Ondas sísmicas
Caption: : Propagação das ondas sísmicas
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Ondas sísmicas
Caption: : Ondas P
Caption: : Ondas S
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Ondas sísmicas
Caption: : Ondas de Love
Caption: : Ondas de Rayleigh
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Intensidade sísmica e magnitude
A intensidade sísmica é um parâmetro qualitativo que corresponde aos efeitos produzidos e sentidos à superfície num dado local devido à propagação das ondas sísmicas. A escala de Mercalli atribui um valor, traduzido por um número romano de I a XII, consoante as perceções e acontecimentos qualitativos produzidos num dado local. Após a determinação da intensidade de um sismo em vários locais da região onde ele foi sentido e localizado o epicentro, pode obter-se uma carta de isossistas. As isossistas são linhas que delimitam, em redor do epicentro, as zonas onde a intensidade registada apresenta igual valor. Como nos oceanos não se observa a topografia nem existem construções humanas, não é possível definir a intensidade e, portanto, não são traçadas isossistas.A magniture é uma grandeza calculada matematicamente, representando a ordem da grandeza da energia libertada no foco através da propagação de ondas elásticas. Na escala de Richter, a energia libertada por um sismo de determinada magnitude é cerca de 30 vezes a de um sismo de uma unidade de magnitude abaixo.
Caption: : Escala de Richter e de Mercalli
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Sismos e tectónica de placas
Quando o epicentro de um sismo com foco pouco profundo se localiza no oceano, pode originar uma onda marinha gigante, ou seja, um tsunami. No momento em que ocorre a libertação de energia, o fundo oceânico é sacudido devido ao movimento ao longo da falha e ocasiona a compressão da massa de água, fazendo com que o nível do mar suba e originando uma vaga. Esta apresenta, em alto mar, grande extensão, fraca amplitude e enorme velocidade. À medida que se propaga e se aproximas das zonas costeiras, menos profundas, a onda marinha é travada, o que faz diminuir o seu comprimento, havendo, ao mesmo tempo, o aumento da sua amplitude.
Caption: : Formação de um tsunami
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Sismos e tectónica de placas
A localização geográfica dos epicentros dos sismos permite classificá-los de acordo com o seu enquadramento tectónico. Pode-se definir sismos intraplaca ou sismos interplaca.Cintura mediterrânico-asiáticaEstende-se desde a Itália até à China Ocidental.Zonas de dorsais oceânicasFormam um alinhamento no sentido norte/sul do Atlântico que contorna a África do Sul e entra no oceano Índico, para se dividir em dois ramos. Um sobe em direção ao mar Vermelho, onde curva pronunciadamente para terminar no rifte oriental africano; o outro ramo segue em direção a sul, ao redor da Austrália, continua no oceano Pacífico e entra no golfo da Califórnia.Cintura circumpacíficaEsta zona do oceano Pacífico, também designada por anel de fogo, inclui, por exemplo, a Nova Zelândia, as Filipinas e o Japão.
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Previsão e prevenção sísmica
Estudo geológico do substrato rochoso - Antes da edificação de grandes construções e de obras de engenharia, deve ser feito um estudo prévio sobre os materiais geológicos existentes na região onde serão implantadas tais obras. Desenho sismorresistente das construções - A existência de normas e dispositivos legais de forma a aumentar a resistência sísmica das construções e a obrigatoriedade de uma construção com um desenho sismorresistente em locais de elevada perigosidade sísmica são condições que podem minimizar os efeitos de um sismo.A previsão a curto prazo de um sismo ainda não é possível. No entanto, alguns acontecimentos anómalas podem ser considerados sinais precursores de um abalo sísmico. Antes da ocorrência de um grande sismo, abrem-se pequenas fraturas no interior das rochas próximas de zonas sismogénicas. Também a variação do nível de água em poços próximos de falhas ativas e anomalias no padrão de comportamento dos animais podem ser citadas como alterações sinalizadoras da possível ocorrência de um sismo. No entanto, nenhum sinal é universalmente aceite. Como a previsão atempada ainda está longe de ser uma realidade, deve investir-se tanto quanto possível em campanhas de educação das populações, de forma a minimizar os efeitos de um sismo.
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Ondas sísmicas e descontinuidades int.
No interior da Terra, a uma profundidade média de 35km a 40km, existe uma superfície de descontinuidade que separa a crusta do manto, formad por materiais de composição e propriedades físicas diferentes, à qual se atribui o nome de superfície de descontinuidade de Mohorovicic. Esta é resultado da observação de que as ondas P refratadas chegam primeiro do que as diretas a estações sismográficas a mais de 150km do foco sísmico, pois as primeiras, ainda que percorram um trajeto mais longo, propagam-se num meio que as permite atingir uma velocidade mais elevada.A cerca de 2900km de profundidade, estabelece-se uma outra superfície de descontinuidade, a de Gutenberg, que separa o manto do núcleo externo. Esta foi localizada tendo como base a zona de sombra sísmica, ou seja, a zona por onde nem as ondas P nem as ondas S se propagam.
Caption: : Zona de sombra sísmica
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Ondas sísmicas e descontinuidades int.
A zona de sombra está diretamente relacionada com as propriedades plásticas dos materiais que as ondas sísmicas atravessam, nomeadamente a densidade, a incompressibilidade e a rigidez. As ondas S não se propagam a partir da descontinuidade de Gutenberg, dado que o núcleo externo é líquido, e, por isso, todos os locais que se encontram a distâncias superiores a ângulos epicentrais de 103º não recebem ondas S. As ondas P refratam-se através do núcleo e a sua velocidade reduz-se devido ao aumento da densidade e à diminuição da rigidez dos materiais. Devido à refração, as ondas P são desviadas, mas o seu desvio é suficiente para que não surjam na zona compreendida entre os 103º e os 143º.Aos 5150km de profundidade, existe a superfície de descontinuidade de Lehmann, que separa o núcleo externo, líquido, do núcleo interno, sólido.
Caption: : Superfícies de descontinuidade
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Estrutura interna da geosfera
Pressão - A pressão aumenta com a profundidade. A quantificação da variação da pressão por quilómetro de profundidade denomina-se gradiente geobárico. A pressão altera a estutura dos minerais, tornando-os mais densos, e faz subir o ponto de fusão dos mesmos.Temperatura - Aumenta, igualmente, com a profundidade.Densidade dos materiais - A densidade média do planeta é cerca de 5,5. Tal como as caraterísticas anteriores, também a densidade aumenta com a profundidade, admitindo-se que, no interior do Globo, devem existir materiais muito densos, que podem atingir densidades de 12 a 13 no núcleo.
Velocidade das ondas sísmicas - Varia de acordo com a profundidade. A velocidade é condicionada pela rigidez e pela densidade dos materiais, aumentando com a rigidez e diminuindo com o aumento da densidade. A variação brusca da velocidade das ondas sísmicas, ao atingirem determinadas profundidades, permite detetar superfícies de descontinuidade que separam zonas cujos materiais têm diferentes propriedades.Composição dos meteoritos - O estudo dos meteoritos levou a estabelecer correspondência entre os diferentes tipos de meteoritos e as zonas estruturais da Terra. Admite-se, por exemplo, que o núcleo tenha uma composição idêntica à dos sideritos, isto é, essencialmente ferroniquélica.
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Modelo segundo a composição química
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Modelo segundo as propriedades físicas
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