Açores O Arquipélago dos Açores é considerado um “Laboratório Geológico”. Actividade 1 – página 160

O Arquipélago dos Açores é considerado um “Laboratório Geológico”.

Actividade 1 – página 160

Métodos de Estudo

Métodos de Estudo Páginas161 e 162

Observação e estudo directo da superfície visível Calçada do Gigante

Exploração de Jazigos Minerais em minas e escavações Minas de S. Domingos

Sondagens Navio perfurador Glomar Challenger

Sondagens Os furos que ultrapassam os -1500 a -1700 metros são designados furos ultraprofundos. A maior perfuração foi realizada na Rússia, em Kola, até uma profundidade de 12 km. As perfurações envolvem problemas complexos : Aspecto económico : são extremamente dispendiosas. Aspecto técnico : devido às elevadas temperaturas os materiais utilizados na perfuração têm, simultaneamente, de ser resistentes a essas temperaturas e suficientemente leves para serem manejados.

Os furos que ultrapassam os -1500 a -1700 metros são designados furos ultraprofundos.

A maior perfuração foi realizada na Rússia, em Kola, até uma profundidade de 12 km.

As perfurações envolvem problemas complexos :

Aspecto económico : são extremamente dispendiosas.

Aspecto técnico : devido às elevadas temperaturas os materiais utilizados na perfuração têm, simultaneamente, de ser resistentes a essas temperaturas e suficientemente leves para serem manejados.

Magmas e Xenólitos

Magmas Os vulcões lançam para o exterior materiais oriundos de profundidades. Estudando as características dos magmas, os cientistas inferem das condições do ambiente em que foram gerados, isto é, as condições de temperatura, de pressão e de composição do manto.

Os vulcões lançam para o exterior materiais oriundos de profundidades. Estudando as características dos magmas, os cientistas inferem das condições do ambiente em que foram gerados, isto é, as condições de temperatura, de pressão e de composição do manto.

Xenólitos O magma na sua ascenção arranca fragmentos das rochas encaixantes – xenólitos – que são muitas vezes fragmentos do manto terrestre que fornecem dados para o conhecimento dessa zona da Terra.

O magma na sua ascenção arranca fragmentos das rochas encaixantes – xenólitos – que são muitas vezes fragmentos do manto terrestre que fornecem dados para o conhecimento dessa zona da Terra.

Métodos de Estudo Páginas163 a 171

Planetologia e Astrogeologia As técnicas utilizadas na estudo de outros planetas do sistema solar podem ser usadas no estudo da Terra.

As técnicas utilizadas na estudo de outros planetas do sistema solar podem ser usadas no estudo da Terra.

Planetologia e Astrogeologia O estudo dos meteoritos tem permitido confrontar a natureza e a composição desses meteoritos com diferentes zonas que se admite constituírem o interior do globo terrestre.

O estudo dos meteoritos tem permitido confrontar a natureza e a composição desses meteoritos com diferentes zonas que se admite constituírem o interior do globo terrestre.

Planetologia e Astrogeologia Aplicando leis físicas foi possível determinar a massa da Terra; Através de satélites foi possível determinar o volume e o diâmetro; A partir da massa e do volume determinou-se a densidade.

Aplicando leis físicas foi possível determinar a massa da Terra;

Através de satélites foi possível determinar o volume e o diâmetro;

A partir da massa e do volume determinou-se a densidade.

Métodos Geofísicos A geofísica é uma ciência que combina os princípios da física e da matemática com o uso de instrumentos de medição muito precisos para determinar as propriedades físicas da Terra, nomeadamente do seu interior. Gravimetria Densidade Terrestre Geomagnetismo Sismologia Geotermismo

A geofísica é uma ciência que combina os princípios da física e da matemática com o uso de instrumentos de medição muito precisos para determinar as propriedades físicas da Terra, nomeadamente do seu interior.

Gravimetria

Densidade Terrestre

Geomagnetismo

Sismologia

Geotermismo

Gravimetria Qualquer corpo situado à superfície da Terra experimenta uma força (F) de atracção para o centro da Terra. Esta força chama-se força gravítica e varia na razão directa das massas e na razão inversa do quadrado da distância ao centro da Terra. A força da gravidade pode ser determinada por gravímetros.

Qualquer corpo situado à superfície da Terra experimenta uma força (F) de atracção para o centro da Terra. Esta força chama-se força gravítica e varia na razão directa das massas e na razão inversa do quadrado da distância ao centro da Terra.

A força da gravidade pode ser determinada por gravímetros.

Gravímetros Aparelhos de precisão que permitem executar medições do valor da aceleração e a sua sensibilidade permite verificar a existência de variações, em função da latitude, da altitude e da natureza geológica dos locais considerados.

Aparelhos de precisão que permitem executar medições do valor da aceleração e a sua sensibilidade permite verificar a existência de variações, em função da latitude, da altitude e da natureza geológica dos locais considerados.

Gravimetria G = constante de gravidade determinada em laboratório m = massa do corpo M = massa da Terra R = raio terrestre

G = constante de gravidade determinada em laboratório

m = massa do corpo

M = massa da Terra

R = raio terrestre

Gravimetria Na superfície da Terra, existem elevações, cadeias montanhosas, regiões planas e grandes depressões, como os fundos dos oceanos . Para além disso, o raio terrestre equatorial é maior do que o raio polar . Por estes motivos a atracção gravítica varia de zona para zona.

Na superfície da Terra, existem elevações, cadeias montanhosas, regiões planas e grandes depressões, como os fundos dos oceanos . Para além disso, o raio terrestre equatorial é maior do que o raio polar . Por estes motivos a atracção gravítica varia de zona para zona.

Gravimetria A força gravítica varia na superfície da Terra porque esta não é lisa e regular  Há necessidade de introduzir factores de correcção (G) na fórmula, relativos à altitude, latitude, presença de acidentes topográficos, etc.

A força gravítica varia na superfície da Terra porque esta não é lisa e regular  Há necessidade de introduzir factores de correcção (G) na fórmula, relativos à altitude, latitude, presença de acidentes topográficos, etc.

Após a introdução destas correcções seria de esperar que a força gravítica fosse igual para toda a superfície terrestre, como se fosse regular.

Após a introdução destas correcções seria de esperar que a força gravítica fosse igual para toda a superfície terrestre, como se fosse regular.

Mesmo assim, existem zonas em que a fórmula não funciona Anomalias Gravimétricas = anomalias na gravidade devido à presença de corpos rochosos com diferentes densidades no interior da crosta.

Mesmo assim, existem zonas em que a fórmula não funciona

Anomalias Gravimétricas = anomalias na gravidade devido à presença de corpos rochosos com diferentes densidades no interior da crosta.

Anomalias Gravimétricas

Convencionalmente… Força gravítica = 0, ao nível da água do mar Força gravítica <0 – anomalia gravimétrica negativa Força gravítica >0 – anomalia gravimétrica positiva

Força gravítica = 0, ao nível da água do mar

Força gravítica <0 – anomalia gravimétrica negativa

Força gravítica >0 – anomalia gravimétrica positiva

Anomalias gravimétricas As anomalias são devidas, por exemplo, à presença de corpos rochosos com diferentes densidades no interior da crosta.

As anomalias são devidas, por exemplo, à presença de corpos rochosos com diferentes densidades no interior da crosta.

Que podem revelar as anomalias gravimétricas? Relacione a variação da força gravítica com a distância à área situada acima do doma de sal-gema. Como interpreta a variação referida anteriormente? Quais as principais diferenças entre as duas situações consideradas? Faça corresponder as expressões anomalia gravimétrica positiva e anomalia gravimétrica negativa às situações consideradas. Actividade 2 – página 164

Relacione a variação da força gravítica com a distância à área situada acima do doma de sal-gema.

Como interpreta a variação referida anteriormente?

Quais as principais diferenças entre as duas situações consideradas?

Faça corresponder as expressões anomalia gravimétrica positiva e anomalia gravimétrica negativa às situações consideradas.

Actividade 2 – página 164

Proximidade de um doma de sal-gema Força gravítica diminui  Anomalia gravimétrica negativa. Rochas com baixa densidade têm baixa força gravítica. Método utilizado para saber onde há petróleo porque os domas salinos estão normalmente associados a jazigos de petróleo. Proximidade de uma intrusão magmática Força gravítica aumenta  Anomalia gravimétrica positiva. Materiais com elevada densidade têm elevada força gravítica. Método utilizado para localizar jazigos de minerais densos como o ferro.

Proximidade de um doma de sal-gema

Força gravítica diminui  Anomalia gravimétrica negativa.

Rochas com baixa densidade têm baixa força gravítica.

Método utilizado para saber onde há petróleo porque os domas salinos estão normalmente associados a jazigos de petróleo.

Proximidade de uma intrusão magmática

Força gravítica aumenta  Anomalia gravimétrica positiva.

Materiais com elevada densidade têm elevada força gravítica.

Método utilizado para localizar jazigos de minerais densos como o ferro.

Através do estudo de anomalias gravimétricas é possível detectar a localização de materiais de diferentes densidades, ainda que esses materiais se encontrem a certa profundidade. A gravimetria é o método utilizado na prospecção mineira e de petróleo. Ao nível das grandes cadeias montanhosas existem anomalias gravimétricas negativas, mesmo que se entre em consideração com factores de correcção correspondente à altitude.

Através do estudo de anomalias gravimétricas é possível detectar a localização de materiais de diferentes densidades, ainda que esses materiais se encontrem a certa profundidade.

A gravimetria é o método utilizado na prospecção mineira e de petróleo.

Ao nível das grandes cadeias montanhosas existem anomalias gravimétricas negativas, mesmo que se entre em consideração com factores de correcção correspondente à altitude.

Nas cadeias montanhosas…

Nas cadeias montanhosas… As anomalias negativas são explicadas porque debaixo dessas montanhas existem raízes formadas por rochas pouco densas. Essas raízes são muito maiores do que a zona saliente e mergulham profundamente no manto mais denso.

As anomalias negativas são explicadas porque debaixo dessas montanhas existem raízes formadas por rochas pouco densas. Essas raízes são muito maiores do que a zona saliente e mergulham profundamente no manto mais denso.

Densidade Terrestre Densidade global da Terra = 5,5 Densidades das rochas da superfície terrestre = 2,8 Deduz-se então que no interior da Terra devem existir materiais de densidade muito superior no interior do planeta.

Densidade global da Terra = 5,5

Densidades das rochas da superfície terrestre = 2,8

Deduz-se então que no interior da Terra devem existir materiais de densidade muito superior no interior do planeta.

Densidade Terrestre

Geomagnetismo A Terra tem um campo magnético invisível mas que faz sentir a sua acção. (Exemplo: orientação da agulha magnética da bússola)

A Terra tem um campo magnético invisível mas que faz sentir a sua acção. (Exemplo: orientação da agulha magnética da bússola)

Como se gera o campo magnético? Hipótese mais aceite: O material constituinte do núcleo externo, no estado líquido, encontra-se em movimento de rotação criando uma corrente eléctrica, a qual, por sua vez, estará na origem do campo magnético terrestre. O núcleo deverá ser composto por um material condutor de electricidade – composição metálica.

Hipótese mais aceite:

O material constituinte do núcleo externo, no estado líquido, encontra-se em movimento de rotação criando uma corrente eléctrica, a qual, por sua vez, estará na origem do campo magnético terrestre.

O núcleo deverá ser composto por um material condutor de electricidade – composição metálica.

Influência do Campo Magnético Certas rochas, como o basalto, são ricas em minerais ferromagnéticos. Durante o arrefecimento do magma que as originou formam-se cristais que crescem nesse magma e que podem ficar magnetizados instantaneamente quando a temperatura desce abaixo de um certo valor, chamado ponto de Curie. Conceito: página 167

Certas rochas, como o basalto, são ricas em minerais ferromagnéticos. Durante o arrefecimento do magma que as originou formam-se cristais que crescem nesse magma e que podem ficar magnetizados instantaneamente quando a temperatura desce abaixo de um certo valor, chamado ponto de Curie.

Conceito: página 167

Cristais são “ímanes fósseis” Os Cristais apresentam polaridade igual à do campo magnético terrestre na altura em que se formaram e conservam essa polaridade desde que não sejam aquecidos acima do ponto de Curie.

Os Cristais apresentam polaridade igual à do campo magnético terrestre na altura em que se formaram e conservam essa polaridade desde que não sejam aquecidos acima do ponto de Curie.

Cristais são “ímanes fósseis”

Os minerais ferromagnéticos das rochas sedimentares também mantêm conservam, no momento de sedimentação, a polaridade do campo magnético na altura da sua formação.

Os minerais ferromagnéticos das rochas sedimentares também mantêm conservam, no momento de sedimentação, a polaridade do campo magnético na altura da sua formação.

Paleomagnetismo Campo Paleomagnético – é o campo magnético que fica registado nas rochas. Paleomagnetismo – é a Ciência que estuda os campos paleomagnéticos

Campo Paleomagnético – é o campo magnético que fica registado nas rochas.

Paleomagnetismo – é a Ciência que estuda os campos paleomagnéticos

O estudo das propriedades magnéticas de amostras de basalto retiradas dos fundos oceânicos mostram que o campo magnético da Terra experimentou inversões várias.

O estudo das propriedades magnéticas de amostras de basalto retiradas dos fundos oceânicos mostram que o campo magnético da Terra experimentou inversões várias.

Inversão do Campo Magnético Durante a inversão do campo magnético, o pólo magnético que estava próximo do pólo Norte moveu-se para uma posição perto do pólo Sul e vice-versa.

Durante a inversão do campo magnético, o pólo magnético que estava próximo do pólo Norte moveu-se para uma posição perto do pólo Sul e vice-versa.

Polaridade Normal – Rochas com polaridade idêntica à actual (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Norte Geográfico) Inversa – Rochas com polaridade inversa à normal (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Sul Geográfico) Análise da imagem 13, página 168

Polaridade

Normal – Rochas com polaridade idêntica à actual (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Norte Geográfico)

Inversa – Rochas com polaridade inversa à normal (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Sul Geográfico)

Análise da imagem 13, página 168

Ficha de Trabalho

As faixas com anomalias alternadamente positivas e negativas correspondem a porções da crosta oceânica de idades diferentes, formadas em diferentes períodos de polaridade, respectivamente normal e inversa do campo magnético terrestre.

As faixas com anomalias alternadamente positivas e negativas correspondem a porções da crosta oceânica de idades diferentes, formadas em diferentes períodos de polaridade, respectivamente normal e inversa do campo magnético terrestre.

Como se mede o Campo Magnético “fossilizado” das rochas? Magnetómetro – aparelho que permite medir a intensidade dos campos magnéticos e determinar a direcção e sentido do campo magnético “fossilizado” nas rochas. Nas zonas com polaridade normal  Anomalia Magnética Positiva (Campo Magnético actual + Campo Magnético Fossilizado) Nas zonas com polaridade inversa  Anomalia Magnética Negativa (Campo Magnético actual – Campo Magnético Fossilizado)

Magnetómetro – aparelho que permite medir a intensidade dos campos magnéticos e determinar a direcção e sentido do campo magnético “fossilizado” nas rochas.

Nas zonas com polaridade normal  Anomalia Magnética Positiva

(Campo Magnético actual + Campo Magnético Fossilizado)

Nas zonas com polaridade inversa  Anomalia Magnética Negativa

(Campo Magnético actual – Campo Magnético Fossilizado)

Importância do geomagnetismo O geomagnetismo é importante porque: A existência do campo magnético terrestre apoia o modelo sobre a composição e as características físicas do núcleo terrestre; O paleomagnetismo fornece informações sobre o passado da Terra pois: Regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre; Apoia a hipótese da deriva continental e da formação dos fundos oceânicos a partir do rifte; Permite tirar ilações sobre a posição dos continentes relativamente aos pólos magnéticos; Permite determinar a latitude geográfica que a rocha em estudo ocupava no momento da sua formação.

O geomagnetismo é importante porque:

A existência do campo magnético terrestre apoia o modelo sobre a composição e as características físicas do núcleo terrestre;

O paleomagnetismo fornece informações sobre o passado da Terra pois:

Regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre;

Apoia a hipótese da deriva continental e da formação dos fundos oceânicos a partir do rifte;

Permite tirar ilações sobre a posição dos continentes relativamente aos pólos magnéticos;

Permite determinar a latitude geográfica que a rocha em estudo ocupava no momento da sua formação.

Sismologia Muito do conhecimento do interior da Terra proveio do estudo do comportamento das ondas sísmicas que se propagam através do Globo. Se a Terra fosse homogénea, a velocidade das ondas sísmicas deveria manter-se constante em qualquer direcção e a trajectória dos raios sísmicos seria rectilínea.

Muito do conhecimento do interior da Terra proveio do estudo do comportamento das ondas sísmicas que se propagam através do Globo.

Se a Terra fosse homogénea, a velocidade das ondas sísmicas deveria manter-se constante em qualquer direcção e a trajectória dos raios sísmicos seria rectilínea.

Sismologia Na Terra real, a velocidade das ondas sísmicas experimenta alterações, as ondas são desviadas e algumas deixam de propagar-se a partir de certa profundidade. Estes acontecimentos fornecem informações sobre a constituição e as características do globo terrestre. Página 163

Na Terra real, a velocidade das ondas sísmicas experimenta alterações, as ondas são desviadas e algumas deixam de propagar-se a partir de certa profundidade.

Estes acontecimentos fornecem informações sobre a constituição e as características do globo terrestre.

Página 163

Geotermismo Gradiente Geotérmico: taxa de variação da temperatura com a profundidade, ou seja, aumento da temperatura por km de profundidade. Determinações feitas em minas e sondagens, até às profundidades possíveis de atingir, mostram que a temperatura aumenta com a profundidade. Página 169

Gradiente Geotérmico: taxa de variação da temperatura com a profundidade, ou seja, aumento da temperatura por km de profundidade.

Determinações feitas em minas e sondagens, até às profundidades possíveis de atingir, mostram que a temperatura aumenta com a profundidade.

Página 169

Para zonas inacessíveis, a determinação da temperatura é feita com base em cálculos indirectos. Nas determinações directas verificou-se que a temperatura aumenta 30ºC /km, isto é, 1ºC em cada 33 a 34 metros de profundidade. Grau Geotérmico: número de metros que é necessário aprofundar para que a temperatura aumente 1ºC.

Para zonas inacessíveis, a determinação da temperatura é feita com base em cálculos indirectos.

Nas determinações directas verificou-se que a temperatura aumenta 30ºC /km, isto é, 1ºC em cada 33 a 34 metros de profundidade.

Grau Geotérmico: número de metros que é necessário aprofundar para que a temperatura aumente 1ºC.

Variação da Pressão e Temperatura Gradiente Geobárico: taxa de aumento da pressão com a profundidade Actividade 3 – página 170

Gradiente Geobárico: taxa de aumento da pressão com a profundidade

Actividade 3 – página 170

O calor interno da Terra é o motivo da actividade do nosso planeta e vai-se libertando continuamente através da superfície. A dissipação de calor é constante e denomina-se fluxo térmico , que é avaliado pela quantidade de calor libertada por unidade de superfície e por unidade de tempo. O fluxo térmico tem um valor muito superior ao somatório das energias de todos os processos sísmicos, vulcânicos e tectónicos da Terra. Em alguns casos esse fluxo é perceptível e espectacular, como acontece nas zonas vulcânicas e fontes termais. Na generalidade porém, não nos apercebemos dessa libertação do calor interno, devido à baixa condutibilidade térmica da crosta terrestre, que determina uma dissipação extremamente lenta.

O calor interno da Terra é o motivo da actividade do nosso planeta e vai-se libertando continuamente através da superfície. A dissipação de calor é constante e denomina-se fluxo térmico , que é avaliado pela quantidade de calor libertada por unidade de superfície e por unidade de tempo.

O fluxo térmico tem um valor muito superior ao somatório das energias de todos os processos sísmicos, vulcânicos e tectónicos da Terra. Em alguns casos esse fluxo é perceptível e espectacular, como acontece nas zonas vulcânicas e fontes termais. Na generalidade porém, não nos apercebemos dessa libertação do calor interno, devido à baixa condutibilidade térmica da crosta terrestre, que determina uma dissipação extremamente lenta.

Modelos da Estrutura Interna da Terra Modelo Químico Modelo Físico

Modelo Físico

Modelo Químico

Comparação Modelo Químico e Físico