GEOLOGIA E GEOTECNIA AMBIENTAL

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1 Disciplina GEOLOGIA E GEOTECNIA AMBIENTAL (GGA) AMB30094 GEOLOGIA E GEOTECNIA AMBIENTAL Professora Esp. EDILENE DA SILVA PEREIRA Ji-Paraná/RO, 29 de julho de

2 Disciplina GEOLOGIA E GEOTECNIA AMBIENTAL (GGA) AMB30094 GEOLOGIA E GEOTECNIA AMBIENTAL Professora Esp. EDILENE DA SILVA PEREIRA O conteúdo exposto tem como referência a obra de Teixeira et al (2010), e as aulas do Prof. Alex Mota dos Santos 2

3 1. APRESENTAÇÃO Por quê estudar Geologia em Engenharia? Qual sua importância na vida das pessoas? Qual sua importância para o ambiente? Qual sua relevância na Engenharia Ambiental? Quais implicações sociais, ambientais e econômicas da não observação da Geologia? 3

4 2. INTRODUÇÃO Os processos geológicos são responsáveis pela evolução da terra e condicionam o aparecimento de recursos naturais. E é através dos estudos desses fenômenos que se busca explicações para os eventos remotos registrados nas rochas e em fósseis. As ciências da terra (como a Eng. Ambiental), possibilita compreender fenômenos ligados as transformações da natureza, e são fundamentais para a construção de uma sociedade sustentável, seja no conhecimento especializado dos tomadores de decisões e agentes do desenvolvimento científico e tecnológico, seja no ensino básico e superior, para que a sociedade possa compartilhar da compreensão dos processos naturais. 4

5 2. INTRODUÇÃO Portanto o estudo da Geologia, nos proporciona um conhecimento integrado com implicações vitais para os bilhões de seres humanos que habitam a terra. Entender as causas das mudanças locais e globais é fundamental para a sobrevivência da nossa espécie, já que a explosão demográfica e o consumo em ritmo crescente dos recursos naturais do planeta têm chegado a níveis críticos. 5

6 3. DEFINIÇÕES E CONCEITOS Geologia do grego γη (geo, "aterra")e λογος (logos, "palavra", "razão"). Jensen et al. (2009) afirmam que Geologia é a ciência das rochas,querevelaaimensahistóriadaterrae explana suas formações geológicas. Para Press et al (2006), a Geologia é a ciência que estuda a Terra: sua origem, evolução, funcionamento e como podemos contribuir para preservar os habitats que sustentam a vida. 6

7 3. DEFINIÇÕES E CONCEITOS Geologia e Engenharia Ambiental Resolução Nº 447, De 22 De Setembro de Em síntese é atribuída a administração, gestão e ordenamento ambientais e ao monitoramento e mitigação de impactos ambientais, seus serviços afins e correlatos. 7

8 4. A ORIGEM DA TERRA Segundo Teixeira et al (2000) e Press et al (2006), a explicação científica mais aceita para origem da Terra é a teoria da Grande Explosão (Big Bang), a qual considera que nosso Universo começou entre 13 e 14 bilhões de anos atrás, a partir de uma explosão cósmica. Os astrônomos entendem que, a partir deste evento, o Universo expandiu se e dividiu se para formar as galáxias e as estrelas. Os geólogos ainda analisam os últimos 4,5 bilhões de anos dessa vasta expansão, um tempo durante o qual nosso sistema solar estrela que nós chamamos de Sol e os planetas que em torno dela orbitam formou se e evoluiu. Os geólogos estudam a origem do sistema solar para entender a formação da Terra. 8

9 4. A ORIGEM DA TERRA Durante o processo de formação a Terra recebeu em sua superfície uma chuva de meteoritos de vários tamanhos após esta colisão a temperatura do nosso planeta aumentou muito e a maior parte do planeta fundiu ocorrendo uma acomodação diferenciada de seus componentes. Os materiais mais leves ficaram próximos a superfície e os materiais mais pesados aprofundaram 9

10 4. A ORIGEM DA TERRA A evolução da Terra é resultado: a) Forças da Natureza que se manifestam internamente; a) E a dinâmica externa. 10

11 4. A ORIGEM DA TERRA O que faz da Terra um planeta com vida? Distância ao Sol Temperatura Existência de Atmosfera Água Líquida Filme2 11

12 4. A ORIGEM DA TERRA AocontráriodoidealizadoporJúlio Verneemsuaobra ViagemaoCentroda Terra, o interior mais profundo da terra é inacessível às observações diretas feitas pelo homem. Não é possível acessar as partes mais profundas em razão das limitações tecnológicas diante de altas pressões e temperaturas. O furo de sondagem mais profundo feito até hoje, situado em Kola, na Rússia, atingiu apenas 12 km, uma fração insignificante se comparada ao raio médiodaterra,queéde6.370km. /figuras/terra1.gif Oceânica camada mais densa, rochas basálticas; Continental km. Superior = silício rochas graníticas; Inferior alumínio/magnésio rochas basálticas 12

13 UNIR 4. A ORIGEM DA TERRA /figuras/terra1.gif Outra propriedade física do interior do interior terrestre que se especulava desde o séc. XIX é a sua temperatura. As medidas de temperatura no interior de minas e túneis subterrâneos indicavam que a temperatura aumentava com profundidade, cerca de 1 C a cada 30 metros (gradiente geotérmico). Com essa taxa, a 500 km de profundidade, a temperatura do interior 13 da terra alcançaria C.

14 4. A ORIGEM DA TERRA Crosta: A parte menos densa e mais consistente das camadas que compõem a Terra. Constitui se de duas camadas: o Sial parte externa de 5 a 25 km de profundidade e o Sima parte interna com até 60 Km. No Sial encontramos elementos químicos que concentram 90% dos minerais que formam as rochas do subsolo da crosta, como silício, alumínio, oxigênio e ferro. Abaixo do Sial vem o Sima que é uma camada basáltica, com predominância da rocha vulcânica basalto, onde dominam os elementos químicos silício e magnésio. A litosfera dos oceanos tem cerca de 5 km e só apresenta o Sima, daí as ilhas oceânicas serem de natureza basáltica. 14

15 4. A ORIGEM DA TERRA Manto: O manto constitui 83% do volume e 65% da massa do nosso planeta. Está abaixo da crosta e apresenta se em estado pastoso (material magmático), entre 60 e km de profundidade, e a C. Tal material magmático está sempre em movimento são as correntes convectivas, que podem ser ascendentes (do manto para a crosta) e descendentes (da crosta para o manto). Tais movimentos resultam nas diferenças de temperatura das camadas internas da Terra e influenciam nos deslocamentos das placas tectônicas e agentes internos do relevo (tectonismo, vulcanismo e abalos sísmicos). As pressões exercidas pelo magma sobre a crosta terrestre provocam mudanças na superfície terrestre. 15

16 4. A ORIGEM DA TERRA Núcleo: O núcleo é a parte interna mais densa e quente (4.000 a C) da Terra, com pressões altíssimas (cerca de 3 milhões de vezes maior que ao nível do mar). Apresenta duas divisões: núcleo externo em estado fluido (entre e km) e o interno também chamado de semente em estado sólido. Ambos são formados de materiais pesados (níquel e ferro, justificando outro nome: Nife), além de oxigênio juntocomoenxofre. Para tanto, a densidade na superfície da terra de 2,5 g/cm³, aumenta para valores em cerca de 10 a 15 g/cm³ no seu centro. Com a ciência que estuda os terremotos (Sismologia), obteve se grandes avanços no conhecimento sobre o interior da Terra, através de estudos como a propagação das ondas 16 elásticas geradas por terremotos, etc.

17 4. A ORIGEM DA TERRA OcalorinternodaTerra A radiação solar é a principal responsável pelos fenômenos que ocorrem na atmosfera e na superfície da Terra. Entretanto, a poucos metros de profundidade da superfície, seus efeitos diretos são praticamente desprezíveis e o aumento da temperatura que sentimos ao descer a uma mina subterrânea, deve se ao calor interno do planeta, chamado de fluxo geotérmico. O conhecimento sobre a variação de temperatura com a profundidade é limitado quando comparado com o conhecimento das variações de densidade e parâmetros elásticos. O motivo é que só são conhecidas as temperaturas próximas a superfície da terra. A condutividade térmica também é medida experimentalmente com rochas próximas a superfície, e os valores para maiores profundidades são inferidos a partir de outras propriedades físicas, obtidas principalmente pelo estudo da propagação de ondas sismicas. 17

18 4. A ORIGEM DA TERRA Professor Geólogo Laércio da Costa 18

19 5. SISMOLOGIA Quando ocorre um terremoto, vibrações propagam se pelo planeta e são registradas por aparelhos chamados sismógrafos. A análise desses registros fornece modelos da estrutura interna da terra, sendo que o especialista nessas análises é o sismólogo. Terremotos, abalos sismicos ou tremores de terras, ambos são resultantes do mesmo processo geológico de acúmulo lento e liberação rápida de tensões. O lento movimento da camada mais externa da Terra (cerca de cm) produz tensões que vão se acumulando em vários pontos. Tais tensões podem ser compressívas ou expansivas. Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre uma ruptura. O movimento repentino entre os blocos de cada lado da ruptura gera vibrações que se propagam em todas as direções. O plano de ruptura forma o se se chama de falhas geológicas. Os abalos sismicos portanto, podem ser decorrentes do contato entre duas placas tectônicas, ou ainda no interior de uma delas (vide figura). 19

20 5. SISMOLOGIA 20

21 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS A história do planeta divide se em eras geológicas, períodos, épocas e idades, não sendo proporcional a duração entre elas. No Brasil, as eras geológicas ocorreram na seguinte escala, da mais recente à mais antiga: Cenozóica, Mesozóica, Paleozóica e Proterozóica. 21

22 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS Sistema de datação leva em conta a idade aproximada do Sistema Solar; As rochas mais antigas seriam as gnaisses Isua do Sodoeste da Groelândia (3.800 Ma), uma província vulcânica contendo rochas sedimentares metamorfizadas e formações ferríferas. 22

23 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS FANEROZÓICO ERA PERÍODO MILHÕES DE ANOS CENOZÓICO MESOZÓICO PALEOZÓICO Quaternário Terciário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Devoniano Siluriano Ordoviciano 1,6 64,4 250 Cambriano 540/570 NEOPROTEROZÓICO PROTEROZÓICO MESOPROTEROZÓICO PALEOPROTEROZÕICO ARQUEANO

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26 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS As províncias consideradas do eon Arqueano contém rochas datadas de Ma a Ma: Auto grau de metamórfico e associações de bacias cratônicas; Expõe seemtodososcontinentes: No Brasil, existem em MG, BA. Há presença de seres vivos nas rochas; No eon Proterozóico (2.500 Ma e 570 Ma), existiam grandes crátons rodeados de faixas móveis de rochas que foram dobradas e matamorfizadas: Bacias cratônicas; Abundância de minérios de ferro (MG); Glaciações; Surgimento de primeiras faunas. 26

27 OeonFanerozóico: 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS Placas continentais instáveis; Origem das cadeias de montanhas; Continente Gondwana; No Fanerozóico formou se o Gondwana, hemisfério sul mais a península Indu. Uniu se a América do Norte, Europa e Ásia e formou a Laurásia. Fechou se o continente entre a América do Norte e a África formando se a Pangea. No Jurássico os continentes se separam dando origem a configuração que se 27 conhece hoje.

28 5. TEMPO GEOLÓGICO ERAS GEOLÓGICAS 28

29 6. DINÂMICA DA EVOLUÇÃO Dinâmica Interna = novos relevos (formação de cadeias de montanhas, cadeias orogênicas, planaltos, fossas tectônicas e cadeias vulcânicas). Dinâmica Externa = ação dos agentes geológicos externos, ação do homem e suas interrelações. 29

30 6. DINÂMICA DA EVOLUÇÃO 30

31 6. DINÂMICA DA EVOLUÇÃO O homem conhece, por meio de perfurações, apenas os primeiros quilômetros da camada terrestre; Abaixo destes primeiros quilômetros são as ondas sísmicas que revelam conhecimentos sobre o interior do planeta; A propagação das ondas sísmicas varia de velocidade e trajetória, de acordo com as características do meio elástico em que trafegam; A correta interpretação do registro destas ondas por sismogramas, permite inferir valores de velocidade e densidade tanto em rochas no estado sólido, ou parcialmente fundidas, como aquelas próximas da superfície ou em grande profundidade. Assim, é possível comprovar suposições sobre o estado dessas estruturas externas. 31

32 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Ao se observar a superfície de nosso planeta, tem se a impressão de que ela é lisa, plana, apresentando certa homogeneidade. Essa imagem é equivocada, pois a Terra apresenta uma superfície rugosa e, do topo até o centro, possui várias camadas. A camada mais importante para nós, seres vivos, é uma pequena casca conhecida como litosfera a superfície sólida do planeta, que atinge no máximo 50 km de espessura. E mesmo essa camada não é inteira, estando fragmentada em várias partes, chamadas placas tectônicas. 32

33 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL 33

34 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL 34

35 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL 35

36 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Abalos Sísmicos ou Terremotos: Vibração que se origina das profundezas da crosta. A vibração propaga se pelas rochas por meio de ondas sísmicas. O ponto onde se inicia o terremoto é o hipocentro. O ponto da superfície da Terra onde ele se manifesta é o epicentro. Os sismógrafos são os aparelhos que medem as ondas sísmicas, e a intensidade é dada pela Escala Richter, que mede a quantidade de energia liberada em cada terremoto. Charles Francis Richter 36

37 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Considera se que há na superfície terrestre 15* placas formando a litosfera. O seu movimento foi percebido já no século XVII, quando, ao se observar o contorno dos continentes, vários pensadores imaginavam como um gigantesco quebra cabeça. Essa teoria foi aprofundada no começo de nosso século, quando o meteorologistaalemãoalfredwegenercriouateoriadaderiva Continental. Segundo ele, há aproximadamente 200 milhões de anos todos os continentes estavam juntos, formando uma só unidade que chamava de Pangéia. 37

38 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Elas recebem esse nome porque relacionamsecomosmovimentosocorridosnasuperfície (movimentos tectônicos), que as empurram umas contra as outras. Abaixo da litosfera (também conhecida como crosta terrestre), encontramos uma camada de material derretido conhecida como magma, cuja movimentação provocará colisões ou separações das placas. 38

39 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Nos locais para onde as correntes de magma confluem, temos a provável formação de uma cordilheira. Essa formação é um processo conturbado, podendo causar terremotos ou o surgimento de vulcões. Esse é o caso de toda a costa oeste da AméricadoNorteedoSul,ondeoencontroda placa da América com a do Oceano Pacífico fez surgir a Cordilheira dos Andes e as Montanhas Rochosas. O mesmo ocorreu no encontro da placa do subcontinente indiano com a da Ásia, fazendo surgir o Himalaia, que cresce 5 cm por ano. 39

40 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL Nos locais onde as correntes se separam, podem ocorrer o afundamento do terreno e o surgimento de rachaduras. O magma que por aí fluir vai se amontoando, fazendo crescer uma nova montanha. É o caso da Cadeia Dorsal Atlântica, que se originou do fundo do Oceano Atlântico. 40

41 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL 41

42 7. PLACAS TECTÔNICAS E DERIVA CONTINENTAL As placas podem eventualmente deslizar sobre a superfície em direções opostas, separando partes da litosfera como ocorre na América do Norte, nas proximidades da cidade de São Francisco, onde a falha de Santo André vai destacar a Península da Califórnia do continente americano, levando a para o meio do Oceano Pacífico. 42

43 8. FORMAÇÃO ROCHOSA A disposição destas rochas determina três diferentes tipos de formações: Escudos antigos ou maciços cristalinos São blocos imensos de rochas antigas. Estes escudos são constituídos por rochas cristalinas (magmático plutônicas), formadas em eras précambrianas, ou por rochas metamórficas (material sedimentar) do Paleozóico, são resistentes, estáveis, porém bastante desgastadas. Correspondem a 36% da área territorial e dividem se em duas grandes porções: o Escudo das Guianas (norte da Planície Amazônica) e o Escudo Brasileiro (porção centro oriental brasileira). 43

44 8. FORMAÇÃO ROCHOSA Bacias Sedimentares: São depressões relativas, preenchidas por detritos ou sedimentos de áreas próximas. Este processo se deu nas eras Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica, contudo ainda ocorrem nos dias atuais. Associam se à presença de petróleo, carvão, xisto e gás natural. Corresponde a 64% do território, constituindo grandes bacias como a Amazônica, a do Meio Norte, a do Paraná, a São franciscana e a do Pantanal Mato grossense e outras pequenas. sedimentaresbrasileiras as caracteristicas gerais.html 44

45 8. FORMAÇÃO ROCHOSA Dobramentos Modernos: São estruturas formadas por rochas magmáticas e sedimentares pouco resistentes; foram afetadas por forças tectônicas durante o Terciário provocando o enrugamento e originando as cadeias montanhosas ou cordilheiras. Em regiões como os Andes, as Montanhas Rochosas, os Alpes, o Atlas e o Himalaia, são freqüentes os terremotos e as atividades vulcânicas. Apresentam também as maiores elevações da superfície terrestre. Os dobramentos resultam de forças laterais ou horizontais ocorridas em uma estrutura sedimentar que forma as cordilheiras. As falhas resultam de forças, pressões verticais ou inclinadas, provocando o desnivelamento das rochas resistentes. 45

46 8. FORMAÇÃO ROCHOSA 46 de biogeo 11.blogspot.com/2009_04_01_archive.html

47 8. FORMAÇÃO ROCHOSA A identificação da idade das camadas: 47

48 8. FORMAÇÃO ROCHOSA Antiforma apresentam uma abertura voltada para baixo; Sinforma apresentam uma abertura voltada para cima; Dobra neutra abertura orientada lateralmente. 48

49 8. FORMAÇÃO ROCHOSA A estratigrafia. é o ramo da geologia que estuda os estratos ou camadas de rochas. Critérios utilizados para a elaboração da coluna litoestratigráfica pode basear nas relações de campo, datações radiométricas, petrografia, análises químicas e correlação litológica. 49

50 8. FORMAÇÃO ROCHOSA 50

51 8. FORMAÇÃO ROCHOSA 51

52 8. FORMAÇÃO ROCHOSA 52

53 UNIR 8. FORMAÇÃO ROCHOSA Geologia da nossa região GEOGRAFIA Área: ,2 km2. Relevo: planície a oeste, depressões e pequenos planaltos a norte, planalto a sudeste. Ponto mais elevado: serra dos Pacaás (1.126 m). Rios principais: Madeira, Ji Paraná, Guaporé, Mamoré. Vegetação: floresta Amazônica e cerrado a oeste. Clima: equatorial. Municípios mais populosos: Porto Velho ( ), Ji Paraná ( ), Ariquemes (86.924), Cacoal (76.422), Vilhena (65.807), Jaru (56.242), Rolim de Moura (49.907), Guajará Mirim (42.082), Ouro Preto do Oeste (40.735) Hora local: 1h. Habitante: rondoniano. 53

54 8. FORMAÇÃO ROCHOSA 54

55 8. FORMAÇÃO ROCHOSA As principais análises realizadas no país a escala regional foram suportadas por imagens de sensoriamento remoto ativo, radar Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). 55

56 8. FORMAÇÃO ROCHOSA Por quê estudar Geologia em Engenharia? Discussão Tragédia anunciada no Rio de Janeiro!!! 56

57 REFERÊNCIAS SANTOS, A. M. Apresentações de aula. Ji-Paraná: Graduação em Engenharia Ambiental, UNIR, TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a terra. São Paulo: Oficina de Textos,