Exercício 1 Coordenadas UTM e coordenadas geográficas

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1 Exercíci 1 Crdenadas UTM e crdenadas gegráficas O sistema de crdenadas UTM é basead em um tip de prjeçã, e apresenta particularidades derivadas dessa prjeçã. Já sistema de crdenadas gegráficas é independente de prjeçã cartgráfica. Cm base n mapa de znas UTM frnecid, respnda: 1. Quants pnts sbre a superfície d Planeta apresentam as crdenadas UTM / e cm pdems especificar um únic pnt cm crdenadas UTM? 2. Os númers das crdenadas UTM representam distâncias em metrs. Qual (u quais) s pnts de rigem desse sistema de crdenadas? 3. emarque as crdenadas gegráficas ds paralels e meridians que limitam as znas UTM da mérica d Sul e da Eurpa. 4. Em que zna UTM encntra-se pnt cm crdenadas gegráficas S 12 59' 25 e W 40 57' 38

2 2. Mapas Tpgráfics 2.1. Nmenclatura de cartas tpgráficas Tda carta tpgráfica pssui um nme, nrmalmente relacinad a principal pvament u feiçã gegráfica nela cntid, mas também pssui um códig, cm padrã internacinal, basead na subdivisã das cartas, em escalas cada vez maires, a partir das cartas 1: s cartas 1: sã limitadas pr paralels e meridians e pssuem dimensões de 6 de lngitude pr 4 de latitude. Sã designadas pr um códig cmpst pr duas letras e um númer. primeira letra refere-se a hemisféri da carta, e é sempre N u S. segunda letra refere-se à distância d Equadr: de 0 a 4 a carta é (N u S), de 4 a 8 é (N u S) e assim pr diante. O númer refere-se à distância d meridian central de data (a d meridian de Greenwish), cntada de 6 em 6 para Leste, e cincide cm númer da zna UTM crrespndente a duas cartas tpgráficas. Esse sistema internacinal de cartas tpgráficas pssui ainda mapas nas escalas 1: , 1: , 1:.000, 1:50.000, 1:25.000; 1: cada divisã da carta 1: é adicinad um nv algarism u letra a códig, cnfrme a figura abaix: Escalas e exempls de códigs de cartas: 1: SF22 1: SF22 V 1: SF22 V 1:.000 SF22 V I 1: SF22 V I 1 1: SF22 V I 1 NW 1: SF22 V I 1 NW N N S S SC S SE SF SG 72 SH SI 66 1: SF : : : V I II III SF22 V Y Z C IV V VI : : : NW NE I 1 C NW SW SE E F

3 Mapeament Sedimentar Exercíci 2 flha tpgráfica 1: SH22 cntém a Cidade de Prt legre e as áreas a serem mapeadas. ssim cm as demais flhas da carta internacinal a milhnésim, tal flha tem dimensões de 4 de latitude pr 6 de lngitude. Cnsiderand-se esquema de nmenclatura abaix, determine códig da carta 1: que cntém pnt cm as crdenadas gegráficas 53 50' 08 W e 30 09' 44 S. Em qual zna UTM encntra-se esse pnt?

4 2.2. Cm ler cartas tpgráficas Cartas tpgráficas sã representações da superfície d planeta nas quais as altitudes sã representadas pr curvas de nível, que unem tds s pnts que encntram-se em uma determinada cta. Essas curvas pdem ser imaginadas cm a intersecçã entre a superfície tpgráfica e plans hrizntais cm altitude definida pela cta N mapa, representa-se a prjeçã de tdas essas curvas em uma superfície plana hrizntal, cm representad na figura abaix. Essa representaçã permite a visualizaçã rápida das frmas e elevações d relev. Prjeçã em mapa Mapa Um espaçament mair das curvas na prjeçã reflete uma menr declividade, e um espaçament menr, mair declividade. inclinaçã de uma vertente ( ), em graus, pde ser determinada pr: = arctan (H/) nde H = diferença de altura entre as ctas e = distância hrizntal entre as ctas (atentar para a escala) familiaridade cm mapas tpgráfics é fundamental para exercíci da prfissã de geólg. Se vcê tem dificuldade em visualizar as frmas de relev, elevações, direções e inclinações de vertentes, desenvlva hábit de desenhar perfis de mapas tpgráfics em várias direções, cmeçand pel mapa d exercíci 3. Perfil

5 Exercíci 2 Mapas tpgráfics O mapa abaix está na escala 1: esenhe setas apntand a direçã da declividade ns pnts numerads e determine a declividade entre s pnts 1-2, 3-4 e 5-6. Elabre perfis tpgráfics, cm exager de 2 x, entre s pnts- e C-. N C

6 3. Cntrn estrutural de cntats gelógics elabraçã e leitura de mapas gelógics depende fundamentalmente da cmpreensã das frmas tridimensinais das unidades gelógicas. O mapa gelógic é a prjeçã, em um mapa plan, das frmas riginadas pela intersecçã ds sólids tridimensinais que sã as unidades gelógicas cm a superfície irregular da tpgrafia Visualizaçã das relações entre tpgrafia e cntats gelógics ssim, quant mais cmplicada a frma das unidades gelógicas u da superfície tpgráfica, mais irregular será cntrn das unidades em mapa. Um cntat hrizntal entre duas unidades necessariamente dará rigem a um desenh paralel a uma curva de nível de um mapa tpgráfic, bastand cnhecer-se a altitude de um aflrament d cntat para se elabrar seu cntrn. Na natureza, cntats gelógics quase nunca sã hrizntais, e basta uma inclinaçã de pucs graus para que desenh d cntat em mapa nã siga mais as ctas: a inclinaçã de apenas 1 gera um desnível de 5 metrs em mens de 300 m de distância. ssim, mesm para uma pequena área de um mapa 1: (nessa escala as curvas de nível sã usualmente espaçadas de 5 metrs), uma inclinaçã de 1 impede que mapa seja fechad nas ctas. Fig E Cntat superir Cntat inferir E Passems entã a analisar a interaçã entre camadas cm mergulh e superfícies tpgráficas. N cas mais simples, uma unidade tabular (cm cntats plans de base e tp e espessura cnstante) aflra em uma área de relev plan hrizntal (fig e ). Nesse cas, traçad ds cntats inferir e superir da unidade serã linhas paralelas cm mesma direçã medida para a camada. distância entre s dis cntats em mapa ( ) será funçã apenas da espessura da camada ( E) e d ângul de mergulh da camada ( ) pis =E/sen. CM CM CM C Cntat superir Área aflrantre Cntat inferir CM CM CM C Fig Cas a tpgrafia seja acidentada, traçad deve ser representad cm base em técnicas de desenh gelógic. Mesm n cas em que a tpgrafia tem inclinaçã em uma só direçã e cincidente cm a direçã da camada (fig ), a distância entre cntat inferir e superir depende ds dis elements. Área aflrantre Cntat superir Cntat inferir CM CM CM C

7 técnica mais simples para reslver esse prblema baseia-se n desenh d cntrn estrutural de cada um ds cntats da unidade que se quer mapear. O cntrn estrutural é uma representaçã de uma superfície cm base n mesm princípi ds mapas tpgráfics: traçad de linhas unind tds s pnts de mesma cta que pertencem a esta superfície. ssim, uma superfície plana pde ser representada pr um cntrn estrutural em que as linhas de cntrn têm a direçã da camada e mergulh ( ) é representad pr variações n espaçament das linhas, seguind mesm princípi da representaçã de declividade em mapas tpgráfics: = arctan (H/) nde H = diferença de altura entre as ctas e = distância hrizntal entre as ctas (atentar para a escala). Um cntat entre unidades gelógicas seria elabrad, prtant, seguind a intersecçã entre a superfície tridimensinal d cntat e a superfície tridimensinal da tpgrafia, u seja, na cta que cincide cm uma linha de cntrn de mesma altitude (fig 3.1.3). Fig Se a direçã d plan d cntat fr a mesma da vertente d relev, cntat será paralela às ctas e às linhas de cntrn. Linhas de cntrn estrutural d cntat Ctas tpgráficas 240 Cntat superir fig representa essa intersecçã para cntat superir da camada da figura Para que se estabeleça traçad da área aflrante da camada é necessári, ainda, realizar mesm prcediment para cntat inferir, que pde ser representad pr um cntrn paralel a d cntat superir. O traç ds aflraments d cntat é marcad pela intersecçã entre a tpgrafia e cntrn estrutural d plan de cntat. Fig Se a direçã d plan d cntat fr diferente da vertente d relev, u relev fr irregular, cntat será uma linha que liga pnts em que a cta intercepta cntrn crrespndente. Linhas de cntrn estrutural d cntat Ctas tpgráficas Cntat superir N cas de nã cincidência entre a direçã da inclinaçã da tpgrafia e a direçã da camada, u n cas de tpgrafia irregular, cntat gelógic em mapa será O traç ds aflraments d cntat é marcad representad cm uma linha que crta várias ctas e que pela intersecçã entre a tpgrafia e cntrn passa, necessariamente, pels pnts em que a cta estrutural d plan de cntat. tpgráfica cincide cm um linha de cntrn estrutural de mesma altitude (fig 3.1.4).

8 3.2. Cntats cm atitude medida em camp Para a representaçã de um cntat gelógic em mapa é necessári, prtant, cnhecer-se a frma e a atitude da superfície d cntat, para pderms traçar seu cntrn estrutural e desenhar sua intersecçã cm a tpgrafia. Fig Ctas tpgráficas Linhas de cntrn estrutural d cntat N cas de cntats plans, a determinaçã d cntrn estrutural d cntat depende smente d cnheciment de sua direçã (que irá determinar a direçã das linhas de cntrn) e de seu mergulh (que irá determinar espaçament das linhas de cntrn). Há duas frmas de bter-se esses dads: 1- através da mediçã direta da superfície de cntat em um aflrament. 2- através da determinaçã da psiçã de três diferentes pnts em que cntat aflra. O cas 1 é mais simples, prém pde resultar em maires errs na determinaçã d cntrn d cntat, pis pdem existir pequenas irregularidades de alta freqüência em superfícies que sã planas em escala de mapa e a mediçã cm bússla tem precisã de até 2, que pde influenciar muit n cntrn final d mapa. elabraçã d cntrn estrutural de um cntat cm base em medida de bússula exige, ainda, cuidads adicinais, cm a precupaçã cm tip de ntaçã empregad na medida. Se a medida seguir padrã de ntaçã d rum d mergulh / mergulh ( ntaçã Clar ), a direçã das linhas de cntrn estará a 90 d rum medid, e espaçament das linhas será dad pela prjeçã hrizntal da distância entre as linhas de diferentes altitudes: = H/tan, nde H = diferença de altura entre as linhas de cntrn e = distância entre as linhas de cntrn em mapa (atentar para a escala). Ctas tpgráficas Prjeçã em mapa O traç ds aflraments d cntat é marcad pela intersecçã entre a tpgrafia e cntrn estrutural d plan de cntat. Linhas de cntrn estrutural d cntat Fig = H/tan distância é btida em metrs, depis transfrmada em H=20 centímetrs cnhecend-se a escala d mapa. Pr exempl, para = 22, tems =50 metrs. Essa é a distância na superfície da Terra. Se, pr exempl, mapa estiver em escala 1:10.000, a distância n mapa será =xe, nde Eéaescala. Prtant =50/.000 = 0,005 m, u 0,5 cm. Para desenhar cntrn estrutural, traçarems linhas paralelas cm a direçã medida e espaçament cnstante de 0,5cm.

9 Exercíci 4 Cntats cm atitude medida - esenhe mapa gelógic cm base n traçad d cntat. O mapa abaix está na escala 1: O pnt representad abaix refere-se a aflrament de cntat entre duas unidades litestratigráficas. Em camp, sua atitude medida (ntaçã rum d mergulh / mergulh) fi 170/02. Par traçar cntat entre as unidades em mapa, siga s prcediments abaix: 1- trace uma reta passand pel pnt d cntat, cm direçã a 90 d rum d mergulh (a reta fará um ângul de cm Nrte). Essa será a linha de cntrn estrutural de altitude 525 m. 2- determine espaçament entre as linhas de cntrn estrutural. Cm há uma cta tpgráfica a cada 5 m, as linhas de cntrn deverã ter espaçament vertical de 5 m, entã a distância será: =H/tana; =5m/tan2=143m. etermine qual será essa distância n mapa, dada a escala. 3- esenhe e numere as linhas de cntrn cm espaçament btid ( as linhas de menr altitude estarã para sul). Marque s pnts em que as linhas de cntrn encntram ctas de mesma altitude. Seu cntat passará pr esses pnts. 4- Ligand s pnts, vcê irá determinar nde plan intercepta a tpgrafia. unidade inferir irá aflrar abaix d plan, e a superir acima. Para ligar s pnts, siga as seguintes regras: a) cntat crta ctas apenas ns pnts de aflrament; b) cntat sbe gradualmente entre uma cta e utra, seguind um cntrn mais paralel às ctas pssível ( mergulh d cnta é de apenas 2 ). 5- Para auxiliar n racicíni tridimensinal (necessári para ligar s pnts de maneira crreta), elabre s seis perfis (-', -'...), desenhand a tpgrafia e cntat. Um exager vertical de 5x pde ser útil. 6- Pinte as áreas aflrantes das unidades inferir e superir n mapa e ns perfis. N C E C E F F

10 3.2. Cntats cm três pnts Uma situaçã cmum em trabalhs de mapeament é a determinaçã d traçad de um cntat cm base na psiçã de três aflraments desse cntat, pis para a determinaçã de qualquer plan, basta cnhecer-se três pnts pertencentes a esse plan. Em trabalhs de mapeament, pnts adicinais pdem ser utilizads para cnfirmar u nã a natureza plana de um cntat. Cas quart pnt nã pertença a mesm cntrn estrutural, cntat pde ser irregular (item 4.2), dbrad (item 3.5) u pde haver uma falha segmentand cntat em dis cntrns distints (ver item 3.6). e frma prática, pde-se estabelecer cntrn estrutural e a prjeçã em mapa de um cntat pel prcediment descrit na figura 3.1.8, prém a repetiçã mecânica desse prcediment, sem a visualizaçã tridimensinal d prblema (fig ) pde dificultar a sluçã de situações cm muits cntrns em um mesm mapa. Fig ads mapa tpgráfic e três pnts de cntat: Fig Ctas tpgráficas flrament flrament Linhas de cntrn estrutural d cntat flrament Cntat O traç ds aflraments d cntat é marcad pela intersecçã entre a tpgrafia e cntrn estrutural d plan de cntat. Trace segments de reta entre s três pnts e divida-s em partes iguais, marcand as altitudes intermediárias entre cada par de pnts: Ligand s pnts de mesma altitude, trace as linhas de cntrn estrutural d plan de cntat: Marque s pnts em que há cruzament entre linhas de cta tpgráfica e linhas de cntrn estrutrual demesma altitude. Esses sã pnts em que cntat aflra: Ligand s pnts de aflrament, trace a prjeçã d cntat em mapa. Para refinar traçad d cntat, vcê pde traçar a psiçã esperada de ctas e linhas de cntrn intermediárias às frnecidas: Pinte as áreas aflrantes das unidades gelógicas separadas pel cntat. Para nã cnfundir as psições estratigráficas das unidades, nunca deixe de imaginar a situaçã tridimensinal da figura 3.1.7, Psiçã esperada da cta. UNIE SUPERIOR UNIE INFERIOR

11 3.4. eterminaçã de atitudes e espessuras de camadas em mapas gelógics técnica de elabraçã de cntrns estruturais de cntats é muit útil também para a determinaçã de atitudes e espessuras de camadas a partir de mapas gelógics. Um mapa deve ter cerência cm s dads de camp, se um determinada unidade apresentu, em seções medidas, uma espessura determina, mapa resultante deve ser cerente cm essa espessura. Para a btençã da atitude de um plan de cntat btid cm a técnica ds três pnts, basta fazer a peraçã inversa à d exercíci 4, u seja, medir ângul entre nrte e as linhas de cntrn e adicinar u subtrair 90 para determinar rum d mergulh, e medir a distância hrizntal entre as linhas para calcular a inclinaçã (u mergulh) d plan. Para a determinaçã da espessura de uma unidade, deve-se elabrar s cntrns estruturais de seus cntats de tp e de base. Entã mede-se a distância hrizntal entre duas linhas de cntrn de mesma altitude, uma de cada cntat, e calcula-se a espessura pr : E= x sen cnfrme a fig Fig Cntrn estrutrual d cntat de tp ireçã d perfil Cntrn estrutrual d cntat de base E Cntrn d tp Cntrn da base E 1- esenhe s cntrns d tp e da base da unidade. 2- Identifique uma linha de cntrn cm a mesma altitude em cada cntat. 3- Meça a distância entre as duas linhas de mesma altitude na direçã d rum d mergulh. 4- Cnverta para a distância real, cnsiderand a escala d mapa. 5- Calcule ângul de mergulh cm base n prcediment d exercíci Calcule a espessura E= x sen Plan de cntat Mergulhs aparentes em perfis representaçã de perfis gelógics em direções diferentes da direçã de mergulh das camadas exige a determinaçã d mergulh aparente da camada naquela direçã. Para tant, basta cnhecer-se mergulh real e a diferença, em graus, entre a direçã d mergulh e a direçã d perfil. O us de ábacs é desnecessári, pis, cm mstra a figura 3.20, mergulh aparente será dad pr: =arctan (tan x cs ) ireçã d perfil Tan = 1/ Tan = 1/ Cs =/ Cs = Tan / Tan = rctan (Tan x Cs ireçã d mergulh

12 Exercíci 5 Cntats cm três pnts O mapa abaix está na escala 1: Três cntats diferentes estã representads n mapa abaix: Os pnts 1, 2, e 3 referem-se a um mesm cntat ( cntat 1), da unidade inferir () cm uma unidade sbrepsta (). O pnt 4 refere-se a cntat da unidade cm uma unidade C sbrepsta ( cntat 2). O pnt 5 refere-se a cntat da unidade C cm uma unidade sbrepsta ( cntat 3). Cm base ns três primeirs pnts, desenhe cntrn estrutural d cntat 1 e trace sua expressã em mapa. Sabend que s cntats 2 e 3 sã paralels a cntat 1, trace também seus cntrns e expressões em mapa. Uma quinta unidade E crre acima da unidade, em cntat parale as demais ( cntat 4). esenhe cntrn estrutrual e trace esse cntat sabend que a espessura da unidade é de 25m. Calcule as espessuras e pinte as áreas aflrantes das quatr unidades. Trace perfil -, mstrand a tpgrafia e as unidades gelógicas. N

13 3.5. bras defrmaçã de camadas implica em mdificações ns cntrns estruturais de cntats entre unidades. Cntats riginalmente plans pdem ser defrmads pr dbrament, resultand em cntrns estruturais que seguem a frma da dbra. Regiões em que as unidades de mapeament estã dbradas apresentam, dessa maneira, uma dificuldade mair de aplicaçã ds métds acima descrits, prém a cerência cm s princípis deve ser sempre mantida, pis um mapa representa a intersecçã entre as superfícies de cntat e a superfície tpgráfica, e a gemetria das superfícies de cntat está sempre implícita n mapa. e frma geral, pde-se recnhecer estil, a amplitude e cmpriment de nda de dbras através de perfis gelógics transversais às estruturas. Uma vez elabrads s perfis, cntrns estruturais pdem ser criads para diferentes cntats. Nesses cass, s cntrns estruturais sã interpretativs, havend um element adicinal de incerteza n mapa final. análise de estruturas em escala de aflrament e a cmparaçã de perfis paralels u em diferentes direções pde revelar cmplexidades ainda maires ns cntrns estruturais, causadas pr dbrament nã cilíndric u padrões de interferência de dbras. bras de arrast junt a falhas sã feições particularmente imprtantes n mapeament de bacias sedimentares. Fig Exempl de cntrn estrutural de dbras cilíndricas de eix hrizntal Fig Exempls de cntrns estruturais de dbras Cilíndrica de eix hrizntal Cilíndrica de eix mergulhante Cônica Eix de anticlinal Eix de sinclinal Eix de anticlinal Eix de sinclinal Eix de anticlinal Interferência em dm e bacia Interferência em cgumel Eix de anticlinal Eix de anticlinal 240 Eix de sinclinal 40 Eix de sinclinal Eix de anticlinal Eix de anticlinal Eix de sinclinal nalisand mapas gelógics técnica de cnstruçã de cntrns estruturais de cntats pde ser utilizada, também, para a análise de mapas gelógics prnts. Um mapa gelógic é a representaçã de um mdel btid a partir de dads de camp e de sensres remts.nã ser em cass extrems, a área de uma determinada unidade gelógica em um mapa nã representa a expsiçã cntínua dessa unidade. ssim, há uma ba dse de interpretaçã em qualquer mapa. Mesm send um mdel, um mapa gelógic deve ter cerência interna e ser cmpatível cm as descrições apresentadas, cm espessuras de unidades, que pdem ser medidas em seções estratigráficas em camp u em pçs, u padrões de dbraments descrits (ver item 3.5). nalisar a cerência ds cntats pde ser útil também ns cass em que partes ds cntats sã extraíds de prduts de sensriament remt. Para extrair cntrns de mapas, basta demarcar s pnts em que cntats cruzam ctas e elabrar um cntrn para cada cntat. Três pnts definem um cntat plan. Se cntat fr descrit cm plan, qualquer pnt adicinal deve cair n mesm cntrn. N cas e cntats nã plans, dbrads u irregulares, cntrn pde ser extraíd demarcand-se váris pnts em que cntat cruza uma mesma cta. Para cada cta pde-se desenhar uma linha de cntrn estrutural irregular, unind-se s pnts cm bm sens. O resultad final deverá ser uma superfície cmpatível cm mdel gelógic utilizad na elabraçã d mapa.