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Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22

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Transcript

  • 1. PARA ENTENDER A TERRA CAPÍTULO 22 ENREGIA E RECUSOS MINERAIS Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan
  • 2. Trans-Alaska Pipeline, Alaska
  • 3. RECURSOS Constituem a quantidade total de um dado material que pode se tornar disponível para uso no futuro.
  • 4. Recursos Reservas São depósitos que já foram descobertos e que, no tempo presente, podem ser Legalmente explorados economicamente. Constituem a quantidade total de um dado material que pode se tornar disponível para uso no futuro.
  • 5. Fig. 22.1 Recursos e Reservas Categorias que constituem as reservas totais. Os recursos consistem em reservas - depósitos conhecidos, cuja extração atual é economicamente rentável - e depósitos que são conhecidos, mas que são sub econômicos. As reservas não descobertas constituem os depósitos que podem ser encontrados.
  • 6. Classificação dos Recursos:
    • Renováveis : aqueles que podem ser reabastecidos durante curtos períodos de tempo (meses, anos, décadas)
    • Não renováveis : aqueles necessitam de processos longos para se formarem (em milhões de anos).
  • 7. Tipos de Recursos
    • Energia
    • Mineral
      • Metálicos e não Metálicos
    • Água
  • 8. Tipos de fontes energéticas
    • Não renováveis
      • Combustíveis Fósseis
      • Energia Nuclear
    • Renováveis
      • solar
      • eólica
      • geotermal (recurso potencial)
  • 9. Fig. 22.2 Uma estimativa aproximada dos recursos energéticos não-renováveis que restam no mundo Combustíveis Fósseis quantidade de energia (quad).
  • 10. Fig. 22.3 Uso e Consumo de Energia1850-2000 O que está representado como "Outros", no ano de 2000, significa 3,4'7'0, distribuídos em energia geotérmica, solar, biomassa, vento e outros tipos de energia.
  • 11. Fontes de Energia
    • Radiação Solar
    • Energia Geotérmica
    • Energia Gravitacional
  • 12. Taxas do Fluxo de Energia
    • Radiação Solar: 120 mil unidades / ano
    • Energia Geotérmica: 30 unidades / ano
    • Gravitacional Energia 3 unidades / ano A radiação solar = 99,97% de energia na Terra
  • 13. Energy Transfer CO 2 + H 2 O + energia solar Glicose + O 2
  • 14. Energy Transfer CO 2 + H 2 O + energia solar Glicose + O 2 (fotossintese)
  • 15. CO 2 + H 2 O + energia solar Glicose + O 2 (fotossinthese) Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + energia Tranferência de Energia
  • 16. Tranferência de Energia CO 2 + H 2 O + energia solar Glicose + O 2 (Fotossinthese) Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + energia (Oxidação)
  • 17. Fig. 22.4 Ciclo do Carbono e Combustível Fóssil A fotos síntese produz matéria orgânica a partir de dióxido de carbono (C02) e água (H20). Se a matéria orgânica morta é transformada em carvão, petróleo ou gás natural, torna-se um produto fossilizado da fotossíntese - um combustível fóssil. A queima de combustíveis fósseis liberta o dióxido de carbono e a água que os constituem..
  • 18. Combustível Fóssil Esses recursos energéticos se formaram através do sepultamento e conseqüente transformação do material orgânico.
  • 19. TIPOS DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
    • ÓLEO
    • GÁS NATURAL
    • CARVÃO
    • XISTOS BETUMINOSOS
    • AREIAS BETUMINOSA
    • GÁS HIDRATOS
  • 20. Como se formam os depósitos de gás?
    • produção de grandes quantidades de biomassa preservação de um ambiente redutor (pobre em oxigênio) sepultamento, aumento da temperatura e pressão, fazendo com que a decomposição de matéria orgânica torna-se líquida ou gás
  • 21. Outras Formas?
    • Migração: uma rocha reservatório permeável
    • Trapeamento: aprisionamento de fluidos por uma vedação impermeável
  • 22. Em resumo é necessário:
    • produção preservação maturação migração trapeamento
  • 23. Condições térmicas da formação do Petróleo faixa de temperatura relativamente baixa: ≈ 5-20 ° C (também depende do tempo) temperatura e duração determinam o tipo e a presença de hidrocarbonetos: petróleo - o gás úmido - gás seco * duração de milhões de anos
  • 24. Fig. 22.5 Tipos de Tapes
  • 25. Fig. 22.5a Anticlinal Trap
  • 26. Fig. 22.5 Fault Trap
  • 27. Fig. 22.5 Stratigraphic Trap
  • 28. Fig. 22.5 Salt Dome Trap
  • 29. Fig. 22.6 Reservas de petróleo por região no final de 2000 Reservas de petróleo medidas até o fim de 2000 Bilhões de barris (bbl) (% do total mundial)
  • 30. Fig. 22.7 Efeito de um derrame de óleo sobre a vida selvagem no Alasca
  • 31. O que é preciso para formar o carvão?
    • produção de grandes quantidades de biomassa
    • preservação de um ambiente pobre em oxigênio
    • sepultamento e compactação
  • 32. Fig. 22.8 O processo de formação do carvão Turfa Lenhito Carvão Betuminoso Atracito Ambiente úmido, vegetação abundante O processo de formação de camadas de carvão começa com a deposição de vegetação.
  • 33. Fig. 22.9 U.S. Coal Fields
  • 34. Fig. 22.10 Indiana Mina de Carvão: Antes da recuperação
  • 35. Fig. 22.10 Indiana Mina de Carvão: Depois da Recuperação
  • 36. Fig. 22.13a Developed countries (OECD) (Organização para Cooperação Econômica e Desenvolvimento) Developing countries Demanda de Energia do Mundo Transitional economies
  • 37. Fig. 22.13b Produção de Energia Primária no Mundo Developed countries (OECD) Developing countries Transitional economies
  • 38. Alternativas ao Combustível Fóssil
    • nuclear
    • energias renováveis, por exemplo,  solar vento marés geotérmica células a combustível de hidrogênio
  • 39. Alternativas ao Combustível Fóssil 1. Energia nuclear vantagens: fonte virtualmente inesgotável Desvantagens: resíduos perigosos
  • 40. Box 22.1 Os resíduos radioativos lixiviados para as águas subterrâneas em marcha lenta (1), bem como no rio Columbia (2)
  • 41. Box 22.1 Pluma Radioativa Subterrânea
  • 42. Alternativas ao Combustível Fóssil 2. energia solar vantagens: fonte virtualmente inesgotável Desvantagens: tecnologia atual muito cara
  • 43. Fig. 22.11 Solar Cells in Nepal
  • 44. 3. energia geotérmica vantagens: mais barato e limpo Desvantagens: não podem ser transportados a longas distâncias Alternativas ao Combustível Fóssil
  • 45. Fig. 22.12 Geothermal Energy in California
  • 46. Fig. 22.14 Recursos Minerais Native Gold on Quartz
  • 47. Fatores de concentração econômica de alguns elementos de importância comercial * Fator de concentração = abundância em depósito dividido pela abundância crustal Table 22.1
  • 48. Fig. 22.15 Quantidade de metais primários e reciclados utilizados no os E.U. from 1960-2000
  • 49. Hidrotermais Depósitos Minerais
    • Depósitos hidrotermais: minerais depositados a partir de águas quentes, normalmente associados a intrusões ígneas Estes fluidos carregam “ íons de baixa temperatura", quando os fluidos esfriam (perto da superfície), a solubilidade diminui e minerais com Pb, Fe, Hg, Cu, Zn, Ag, Au, etc, são precipitadas
  • 50. Fig. 22.16 A água subterrânea, ao percolar pelas fendas e pela rocha fraturada dissolve óxidos e sulfetos metálicos. Aquecida pelo magma, ela sobe. precipitando os minérios metálicos em juntas.
  • 51. Fig. 22.16 Muitos depósitos de minérios são encontrados como veios hidrotermais formados a partir de soluções quentes que ascendem de intrusões magmáticas. Depósito de veio de quartzo (com cerca de 1 cm de espessura) contendo minérios de ouro e de prata
  • 52. Fig. 22.16
  • 53. Fig. 22.17 Alguns sulfetos metálicos Minerais * * Sulfetos são os mais comuns dos minérios metálicos
  • 54. Fig. 22.18 Alguns minérios de cobre
  • 55. Fig. 22.19 Mina de Cobre de Kennecott, Utah (EUA), uma mina a céu aberto. A mineração a céu aberto é um típico método utilizado para a extração de depósitos de minérios muito disseminados.
  • 56. Fig. 22.20 Cromita (minério de cromo, faixas escuras) num corpo intrusivo estratiforme. Complexo de Bushveldt, África do Sul.
  • 57. Fig. 22.21 Camadas pré-cambrianas de ferro bandado. As camadas cor-de-ferrugem são de limonita, intercaladas com hematita e snex. Hamersley, Austrália.
  • 58. Fig. 22.22 Grandes quantidades de minérios sulfetados são encontradas em centros de expansão nas dorsais mesoceânicas. 1. água do mar fria percola através das rochas vulcânicas fraturadas em dorsais mesoceânicas e é aquecida quando atinge a câmara magmática localizada abaixo. 2. O fluido quente lixivia os metais da rocha basáltica e ascende até o assoalho oceânico. 3. Quando o fluido quente aflora no fundo do oceano frio, os metais que ele está carregando em solução precipitam como valiosos sulfetos de ferro, zinco, cobre e outros minérios.
  • 59. Fig. 22.23 Papel da tectônica de placas no controle da distribuição de depósitos de minério
  • 60. Fig. 22.24 Nódulos de manganês do fundo ceânico ~7.5 cm * May contain up to 20% Mg
  • 61. Fig. 22.25 Localização de alguns dos principais depósitos de minérios. As Concentrações situam-se nos limites de placas e em plataformas submarinas. As áreas em cinza delimitam zonas econômicas do oceano adentro até o limite de 200 milhas náuticas..