B I O L O G I A- G E O L O G I A 1 1 º A NO ROCHAS MAGMÁTICAS

Transcrição

1 Escola Secundária de Francisco Rodrigues Lobo Ano letivo 13/14 GEOLOGIA T4C2. MAGMATISMO E ROCHAS MAGMÁTICAS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA E GEOLOGIA B I O L O G I A- G E O L O G I A 1 1 º A NO FT 9CC ROCHAS MAGMÁTICAS EXERCÍCIOS DE EXAME I A Colômbia é um país da América do Sul localizado num limite de convergência de placas. Possui vulcões ativos, entre os quais, o Nevado del Ruiz. No dia 13 de Novembro de 1985, o vulcão entrou em erupção, tendo levado ao deslizamento de massas que provocaram a morte de 25 mil pessoas, transformando-se no pior desastre natural do país. Este vulcão, com 5389 metros de altitude, cujo cume está coberto de neve desde os 4900 metros, libertou, para além dos fluxos piroclásticos, grande quantidade de calor responsável pelo degelo das massas de água que o cobriam. A água e os piroclastos originaram um fluxo de lamas, fenómeno conhecido por lahar, que escorreram a grande velocidade pelas linhas de água, provocando efeitos devastadores. Uma hora depois de ter entrado em erupção começaram a cair cinzas vulcânicas e lapili, na cidade de Armero, localizada a 45 km da cratera vulcânica. O dia escureceu bastante e choveu intensamente. A cidade de Ambalema, situada no vale do rio Lagunilla, a 80 km da cratera, sofreu esta catástrofe quatro horas após o início da erupção principal. A área do vale mais próxima do rio Lagunilla ficou coberta por um manto de lama cujo volume foi estimado em 300 milhões de metros cúbicos. Exame 2008, 2.ªfase 1 - Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes, relativas à caracterização do lahar. (A) O lahar é um fluxo de lamas onde os piroclastos ficam instáveis pela saturação com água. V (B) O lahar é um fenómeno que só pode ser observado em vulcões com lavas fluidas. F (C) A elevada densidade das massas em deslocação permite o transporte de grandes blocos rochosos.v (D) O fluxo de lamas é função das características geológicas, topográficas e climáticas da região.v (E) As lamas em movimento possuem grande poder erosivo, devido às elevadas pressões que exercem.v (F) No lahar, a ação da água é determinante, porque faz diminuir o atrito e aumentar o peso.v (G) A deslocação é lenta, porque o movimento em massa arrasta detritos de grandes dimensões.f (H) À medida que se desloca no vale, vai perdendo resistência interna e deposita primeiro os blocos menores.f 1

2 2 - A cada um dos itens, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta Os movimentos em massa são pelas grandes amplitudes térmicas, pelo declive acentuado e pela natureza dos materiais do substrato rochoso da vertente. (A) potenciados ( ) permeável (B) potenciados ( ) impermeável (C) inibidos ( ) permeável (D) inibidos ( ) impermeável Os magmas andesíticos podem consolidar num processo, originando uma rocha que se designa por. (A) lento ( ) diorito. (B) rápido ( ) diorito. (C) rápido ( ) gabro. (D) lento ( ) gabro O magma é classificado em função da sua temperatura e da sua, correspondendo a uma mistura silicatada, em fusão, gases dissolvidos. (A) composição química ( ) sem (B) composição química ( ) com (C) localização ( ) sem (D) localização ( ) com No grupo das olivinas, a faialite e a fosterite são minerais isomorfos, porque (A) apresentam a mesma estrutura cristalina. (B) surgem, na natureza, na forma de cristais. (C) têm a mesma composição química. (D) possuem elevado grau de pureza Nas reações de cristalização da série contínua de Bowen, à medida que ocorre diferenciação magmática,... (A) a cristalização de minerais máficos aumenta. (B) a temperatura vai aumentando. (C) há maior quantidade de cristais polimorfos em formação. (D) há formação de plagióclases cada vez mais sódicas. 3. A ocupação antrópica de locais próximos dos vulcões torna as populações vulneráveis e potencia a perda de vidas humanas. Relacione as medidas de prevenção que devem ser tomadas, para evitar novas tragédias, com as características geológicas da região do Nevado del Ruiz. 2

3 A resposta contempla os seguintes tópicos: - relação entre a região do nevada del Ruiz e o limite convergente, com vulcanismo (lapilli, cinzas e piroclastos) e cones vulcânicos acentuados com gelo. - relação entre a monitorização do vulcão (inclinómetros, gravímetros, sismógrafos e gasómetros) e a avaliação do risco vulcânico. - relação entre o ordenamento do território, impedindo a ocupação antrópica, e evitar novas tragédias II O Parque Nacional de Yellowstone, o mais antigo parque nacional do mundo, está localizado nos Estados Unidos da América e cobre uma área de 8987 km². Yellowstone é um ponto quente, com uma pluma de magma que se ergue do manto, penetrando em rochas ácidas. Apesar da atual aparência pacífica da paisagem, Yellowstone sofreu períodos de violência extrema no último milhão de anos. Esse passado resultou na presença de milhares de fontes termais, fumarolas, geiseres e caldeiras naturais. Figura 1A Localização e idade (M.a.) dos centros vulcânicos Adaptado de 3

4 Figura 1B Perfil da caldeira vulcânica Adaptado de Exemplos dessa atividade vulcânica são os geiseres, sendo o Old Faithful (Velho Fiel) um dos mais conhecidos do mundo pela regularidade das suas erupções. Os estudos dos geiseres do parque, que tem vindo a ser efetuados, sugerem que as secas provocadas pelas alterações climáticas estão a retardar as erupções regulares, podendo estas, em condições extremas, virem a cessar num futuro próximo. Entre 1998 e 2006, os geólogos acompanharam a periodicidade das erupções de cinco geiseres do parque, utilizando sensores de temperatura. Em Yellowstone, a caldeira atual foi criada por uma erupção catastrófica que ocorreu há cerca de anos e que libertou para a atmosfera 1000 km 3 de cinza, rocha e materiais piroclásticos, que recobriram uma área de milhares de quilómetros quadrados, devastando a paisagem. Nenhuma erupção vulcânica ocorreu em Yellowstone, desde há anos. Contudo, desde os anos 70 do seculo XX, os cientistas tem vindo a detetar mudanças significativas neste notável sistema vulcânico e hidrotermal, incluindo movimentos ascendentes do solo e aumento da atividade sísmica. Para acompanhar com rigor estas alterações, os cientistas colocaram 22 sismógrafos no parque. A análise dos dados registados permitiu revelar as dimensões da camara magmática. Das observações e dos estudos realizados recentemente, concluiu-se que estamos perante um sistema dinâmico, com episódios de ascensão e subsidência, a ocorrer em diferentes locais e em momentos distintos. Em 2006, o observatório vulcanológico de Yellowstone decidiu implementar um programa que se estendera até 2015 e que equipara o local com sistemas de observação e de alerta mais sofisticados. Exame 2009, 1.ªfase 4

5 1 - A cada um dos itens, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta Podemos encontrar geiseres e fumarolas que são exemplos de vulcanismo, em Yellowstone, região com gradiente geotérmico elevado do que aquele que habitualmente encontramos na crosta continental. (A) primário mais (B) secundário menos (C) primário menos (D) secundário mais As posições e idades dos centros vulcânicos de Yellowstone permitem inferir que esta em movimento para. (A) a Placa Norte-Americana este (B) o ponto quente este (C) a Placa Norte-Americana oeste (D) o ponto quente oeste A periodicidade das erupções do geiser Old Faithful alterou-se, porque o período de seca fez aumentar (A) a temperatura dentro do reservatório de agua. (B) o ponto de ebulição da agua do reservatório. (C) a pressão da agua no interior do reservatório. (D) o tempo de recarga do reservatório de agua Nos bordos da caldeira de Yellowstone, existem falhas que contribuem, na atualidade, para a ocorrência de fenómenos. (A) inversas sísmicos (B) normais vulcânicos (C) normais sísmicos (D) inversas vulcânicos A determinação das dimensões da camara magmática através de um método foi possível, porque, ao atingirem a camara magmática, as ondas P de velocidade, e as ondas S deixam de se propagar. (A) direto diminuem (B) indireto aumentam (C) indireto diminuem (D) direto aumentam 5

6 1.6 - O facto de um magma basáltico apresentar menor teor em sílica do que um magma riolítico tem como consequência... (A) uma maior dificuldade na libertação dos gases. (B) iniciar a solidificação a temperaturas mais elevadas. (C) apresentar uma consistência mais viscosa. (D) a formação de rochas de cor mais clara. 2. Pelas observações efetuadas em Yellowstone, os cientistas receiam que possam ocorrer, num futuro próximo, erupções explosivas com consequências devastadoras. Explique a possível ocorrência de erupções explosivas, tendo em conta que a catividade vulcânica em Yellowstone se deve a existência de um ponto quente. A resposta contempla os seguintes tópicos: - relação entre o ponto quente e um magma basáltico, mantélico, associado a erupções efusivas. - relação entre a localização de Yellowstone/região continental e rochas ácidas (riólito) - relação entre a subida de magma basáltico, a incorporação de material continental e a produção de um material mais viscoso, associado a erupções explosivas. III Na região norte de Portugal continental, o granito da serra da Freita enquadra-se no domínio dos granitos de duas micas, tendo uma fácies de grão médio equigranular. Junto à aldeia da Castanheira, situada na mesma serra, encontra-se uma das mais notáveis formações geológicas de Portugal: um outro granito de grão médio, contemporâneo do granito da serra da Freita, envolvido por xistos metamórficos, que apresenta numerosos nódulos biotíticos com a forma de discos circulares. O afloramento rochoso da Castanheira, uma pequena janela granítica, como se representa na Figura 1, parece corresponder à parte superior de um maciço granítico cuja cobertura de xisto foi erodida. Este tipo de granito é considerado único em Portugal e raro no mundo. De entre os granitos portugueses, o da Castanheira é o único que apresenta discos circulares biotíticos. Os nódulos achatados, biconvexos, de 1 a 12 cm de diâmetro, possuem um núcleo de quartzo e feldspato, revestido por camadas concêntricas de biotite. Na Figura 2 está representada, esquematicamente, a caracterização mineralógica de um nódulo biotítico. As fortes amplitudes térmicas que se fazem sentir na região, as cunhas de gelo que vão crescendo junto aos nódulos e a erosão do granito nodular da Castanheira contribuem para a separação e posterior expulsão dos nódulos de biotite. Ao soltarem-se, deixam à superfície da rocha-mãe cavidades revestidas de biotite. Na região, chamam a esta rocha «a pedra que pare pedra» e, daí, a famosa designação popular de «Pedras Parideiras» para esta invulgar formação geológica. 6

7 Figura 1 Carta geológica esquemática da área envolvente da aldeia da Castanheira. Figura 2 Caracterização esquemática de um nódulo do granito nodular da Castanheira. 1 - A cada um dos itens, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Exame 2010, 1.ªfase O granito é uma rocha magmática intrusiva, proveniente de um magma (A) com baixo teor de gases dissolvidos, expelido ao longo de riftes. (B) fluido, formado pela subdução de uma placa oceânica sob uma continental. (C) pobre em sílica, que individualiza lentamente minerais em profundidade. (D) ácido, com origem na fusão parcial de rochas da crosta continental O granito da Castanheira e o granito da serra da Freita apresentam (A) diferente textura e diferente composição mineralógica. (B) diferente textura e idêntica composição mineralógica. (C) idêntica textura e diferente composição mineralógica. (D) idêntica textura e idêntica composição mineralógica A redução da pressão litostática sobre um maciço granítico pode causar a sua (A) expansão e a posterior formação de dobras. (B) contração e a posterior formação de dobras. (C) contração e a posterior formação de diáclases. (D) expansão e a posterior formação de diáclases. 7

8 2. Um caso particular de meteorização física é o que ocorre no Norte de Portugal, com as conhecidas «Pedras Parideiras». Explique em que medida as fortes amplitudes térmicas da serra da Freita contribuem para a expulsão dos nódulos biotíticos das «Pedras Parideiras». Ver FT de Etapas da formação das rochas sedimentares) 3. Faça corresponder a cada uma das caracterizações das rochas, que constam da coluna A, o termo que identifica cada rocha, expresso na coluna B. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. COLUNA A (a) Rocha vulcânica, ácida e extrusiva. 3 (b) Rocha detrítica desagregada e impermeável.5 (c) Rocha magmática ultrabásica e mantélica.6 (d) Rocha sedimentar consolidada e rica em quartzo.2 (e) Rocha magmática agranular, sem quartzo.1 COLUNA B (1) Basalto (2) Arenito silicioso (3) Riólito (4) Calcário fossilífero (5) Argila (6) Peridotito (7) Marga (8) Diorito IV A Serra da Estrela é um maciço montanhoso que atinge 1993 metros no planalto da Torre, no lado sudoeste. O seu processo de formação iniciou-se ainda antes do Paleozoico, prolongando-se durante toda esta era geológica. Em meio marinho, desde o Pré-câmbrico até ao Câmbrico, há cerca de 500 milhões de anos (M.a.), foram-se acumulando sedimentos provenientes da erosão dos continentes então existentes, atingindo uma espessura estimada em alguns quilómetros. Estes sedimentos, constituídos essencialmente por camadas alternadas de areias e argilas, deram origem, primeiro, por diagénese, a alternâncias de argilitos e grauvaques e, depois, por metamorfismo, a alternâncias de filitos e metagrauvaques, que observamos hoje no Complexo Xistograuváquico da Serra da Estrela. No Devónico, há 380 M.a., os sedimentos acumulados sofreram movimentos compressivos, característicos do início da orogenia hercínica, provocando dobras com orientação NO-SE. Debaixo destes sedimentos, foi-se instalando, durante cerca de 30 M.a., uma grande massa de granitos, rocha predominante em todo o maciço. No final da orogenia hercínica, há 240 M.a., ocorreu a fracturação das rochas formadas. Durante o Mesozoico, por erosão dos níveis superiores da crosta, esta, por alívio de carga, foi subindo, trazendo para a superfície as rochas que se formaram em profundidade. Originou-se, assim, uma superfície aplanada. No Cenozoico, iniciou-se uma nova fase, relacionada com a orogenia alpina, que provocou nova movimentação das falhas formadas na orogenia hercínica, que passaram de falhas de desligamento a 8

9 falhas inversas. Mais recentemente, iniciaram-se os movimentos de subida dos blocos responsáveis pela elevação do maciço e dos quais resultou a atual estrutura da Serra da Estrela. A tectónica mantém-se ativa, condicionada pelos grandes sistemas regionais de fraturas, com a ocorrência de pequenos sismos e de nascentes termais em toda a região. Há cerca de anos, ocorreu a última glaciação que deixou testemunhos geomorfológicos únicos em Portugal, nomeadamente na Serra da Estrela. A temperatura atmosférica média mensal era sempre negativa, permitindo a existência de neves perpétuas acima dos 1650 metros, formando uma calote de gelo. Esta calote deu origem aos glaciares, cujos vestígios se encontram registados nos típicos vales glaciários da Serra. Texto elaborado com base em Ferreira & Vieira et al., 1999 Exame 2010, Época Especial 1 - A cada um dos itens, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta Os detritos acumulados na bacia de sedimentação marinha deram origem a argilitos, por seguida de desidratação, e a filitos, por metamorfismo. (A) compactação de contacto (B) cristalização de contacto (C) cristalização regional (D) compactação regional A existência de diferentes granulometrias nos granitos do maciço da Serra da Estrela deve-se ao facto de os minerais que os constituem (A) terem tido tempos de cristalização diferentes. (B) apresentarem pontos de fusão distintos. (C) possuírem diferente composição química. (D) provirem de magmas com teores de sílica variáveis Durante a orogenia alpina, ocorreu a elevação do maciço da Serra da Estrela, por atuação de forças, originando-se falhas. (A) distensivas normais (B) distensivas inversas (C) compressivas inversas (D) compressivas normais Numa das nascentes termais de Manteigas (Serra da Estrela), a água aflora a 42 C, porque (A) o gradiente geotérmico aumenta com a profundidade. (B) o fluxo de calor, nessa zona, é elevado. (C) se situa numa zona de alta entalpia. (D) nessa zona há manifestação de atividade sísmica. 9

10 1.5 - As águas termais das Caldas de Manteigas, acumuladas num reservatório hidromineral, afloram à superfície a cotas superiores às do aquífero, porque se encontram a uma pressão à pressão atmosférica. (A) livre superior (B) livre igual (C) confinado superior (D) confinado igual As alterações geomorfológicas verificadas no maciço granítico da Serra da Estrela durante a última glaciação são resultado de meteorização física por... (A) alteração da composição mineralógica das rochas. (B) aumento do atrito sobre as rochas do leito glaciar. (C) recristalização dos minerais das rochas meteorizadas. (D) variação do volume dos minerais das rochas do leito glaciar. 2. A formação da Serra da Estrela foi um processo longo, iniciado no Pré-câmbrico. Explique, a partir do texto, a génese do Complexo Xistograuváquico e a génese do granito, desde a formação deste até ao seu afloramento, no maciço montanhoso da Serra da Estrela. A resposta contempla os seguintes tópicos: - relação entre a acumulação de sedimentos no fundo marinho, o seu metamorfismo e a formação de xistos metagrauváquicos. - relação entre a consolidação de um magma ácido em profundidade e a formação de granito. - relação entre a eros 10

11 1-C 2-A 3-C 4-A 5-B 6-D 11

12 V O vulcão Tambora situa-se, em contexto de subdução, na Indonésia. Em 1815, a erupção deste vulcão teve um grande impacto no clima terrestre, tendo o ano de 1816 ficado conhecido como o «ano sem verão». Atualmente, porém, sabe-se que as cinzas vulcânicas têm um papel negligenciável no arrefecimento da superfície terrestre, uma vez que não permanecem na atmosfera tempo suficiente para bloquear a radiação solar. No caso do Tambora, o magma que alimentou a erupção era muito rico em enxofre, tendo sido ejetadas cerca de 85 milhões de toneladas de dióxido de enxofre (SO 2 ) para a atmosfera. Na estratosfera, o dióxido de enxofre e o vapor de água ejetados produzem ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ), que forma uma nuvem de partículas submicroscópicas (aerossol) que permanece na estratosfera durante alguns anos, absorvendo parte da radiação solar. A produção de dióxido de enxofre de origem antropogénica atinge 130 milhões de toneladas anuais, mas tanto os gases emitidos pelas fontes antropogénicas, como os gases emitidos pelas pequenas erupções permanecem na troposfera. A Figura 1 ilustra a emissão de materiais para a estratosfera e para a troposfera. Exame 2013, Época Especial 1 - A cada um dos itens, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta Em 1815, a erupção do vulcão Tambora foi essencialmente (A) efusiva, característica de lavas pobres em sílica. (B) efusiva, característica de lavas ricas em sílica. (C) explosiva, característica de lavas pobres em sílica. (D) explosiva, característica de lavas ricas em sílica. 12

13 1.2. A atividade vulcânica que ocorreu em Tambora foi (A) sustentada por um magma com baixa percentagem de elementos voláteis. (B) consequência da movimentação horizontal de duas placas litosféricas em limites conservativos. (C) sustentada por um magma que resultou da fusão de materiais na presença de água. (D) consequência da divergência de duas placas de diferente densidade Em zonas de subdução, formam-se magmas (A) andesíticos, que, ao consolidarem em profundidade, dão origem a andesito. (B) riolíticos, que, ao consolidarem à superfície, dão origem a granito. (C) andesíticos, que, ao consolidarem em profundidade, dão origem a diorito. (D) riolíticos, que, ao consolidarem à superfície, dão origem a gabro A acumulação de CO 2 na atmosfera provoca o aumento (A) da temperatura, intensificando a meteorização química de minerais das rochas silicatadas. (B) da temperatura, diminuindo a meteorização química de minerais das rochas silicatadas. (C) do ph das chuvas, intensificando a meteorização química de minerais das rochas carbonatadas. (D) do ph das chuvas, diminuindo a meteorização química de minerais das rochas carbonatadas A mobilidade da litosfera é determinada pela (A) condução de calor ao nível da litosfera. (B) convecção de materiais na astenosfera. (C) diferença de estado físico entre a litosfera e a astenosfera. (D) diferença de composição entre a litosfera e a astenosfera. 2. Explique a razão de apenas grandes erupções vulcânicas, como a que se verificou em Tambora, poderem causar períodos de arrefecimento global. A resposta contempla os seguintes tópicos: - relação entre grandes erupções vulcânicas e a libertação de elevada quantidade de SO 2 para a estratosfera - relação entre o SO 2 acumulado na estratosfera e a formação de aerossóis de ácido sulfurico - relação entre a permanência dos aerossóis, a diminuição da quantidade de radiação solar que atinge a superfície terrestre e os períodos de arrefecimento global. 13

14 fim 14