PROCESSOS E MATERIAIS GEOLÓGICOS IMPORTANTES EM AMBIENTES TERRESTRES
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- Paula Santarém Pereira
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1 PROCESSOS E MATERIAIS GEOLÓGICOS IMPORTANTES EM AMBIENTES TERRESTRES
2 PRINCIPAIS ETAPAS DE FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES A Terra é um planeta geologicamente ativo e distingue-se: Geodinâmica externa alimentada essencialmente pelo Sol que fornece energia suficiente para que ocorra na superfície terrestre Geodinâmica interna alimentada pelo calor interno da Terra (Geotermia) que aciona os movimentos de convecção e, em consequência, o movimento das placas litosféricas.
3 Atmosfera Biosfera hidrosfera CICLO LITOLÓGICO Solidificação Sedimentogénese / diagénese Solidificação Metamorfismo Metamorfismo Fusão
4 Rochas: são associações de minerais que se formaram em determinadas condições de pressão e de temperatura. Minerais: são os constituintes das rochas, distinguindo-se pela sua composição e estrutura cristalina. Podem definir-se como compostos: Naturais os compostos sintetizados não são considerados minerais; Inorgânicos os minerais são formados por compostos inorgânicos, excluindo assim as substâncias orgânicas que compões os seres vivos; No estado sólido com uma estrutura cristalina ordenada os minerais possuem os átomos em posições ordenadas, repetindo uma estrutura tridimensional;
5 Com composição química definida pode variar ligeiramente mais dentro de limites específicos. Diversos compostos naturais assemelham-se a minerais mas não possuem a estrutura interna cristalina, designando-se por mineraloides, como por exemplo e a ágata.
6 METEORIZAÇÃO: conjunto de fenómenos que leva à alteração das caraterísticas iniciais das rochas por ação de processos físicos e químicos que ocorrem na superfície da Terra. Pode ser: Meteorização física ou mecânica: processos de fragmentação das rochas em pedaços mais pequenos sem que ocorram transformações químicas que alteram a composição mineralógica
7 Ação abrasiva da água As rochas e os minerais colidem numa corrente em movimento; Crioclastia As variações da temperatura podem originar cristais de gelo nas diaclases (fendas) das rochas que expandem e sofrem fragmentação. Tendem a formar-se depósitos na base dos relevos; Termoclastia o aumento brusco da temperatura expande de forma diferente os diversos minerais que se contraem com o arrefecimento extremo, aumentando a fragilidade da rocha; Haloclastia A formação de cristais de sais nas fendas por evaporação da água provoca a fragmentação das rochas; Alívio da pressão / esfoliação mecânica As rochas expandem e fragmentam-se quando as camadas superiores são removidas, diminuindo a pressão a que as rochas estão sujeitas; Ação dos seres vivos As raízes de árvores de elevado porte podem ser responsáveis pela expansão das fendas e aumento da meteorização.
8 Meteorização química: ocorre alteração quer na composição química, quer na composição mineralógica. Alguns minerais são destruídos, formando-se outros com estruturas cristalinas mais estáveis nas condições que passam a dominar no ambiente terrestre. Hidratação / desidratação São processos que envolvem a combinação de água com os minerais, levando a variações de volume, como, por exemplo, a conversão de anidrite em gesso quando combinada com a água. Este processo facilita os reações como a hidrólise.
9 Hidrólise para ocorrer é necessária a presença de água ligeiramente ácida. A acidez deve-se essencialmente à dissolução de dióxido de carbono existente. A dissolução do CO 2 resulta na formação do ácido carbónico que se ioniza para formar o protão H + e o ião carbonato. Os protões são muito reativos e as suas reduzidas dimensões permitem que entrem nas estruturas cristalinas e substituam outros iões, modificando a composição e formando novos minerais.
10 Oxidação: é um processo em que um elemento químico perde um eletrão e o seu estado de oxidação aumenta. O mais comum é o ferro (presente na biotite, olivina e piroxena sob a forma de Fe 2+ ) libertar-se da rede cristalina e ceder um eletrão ao oxigénio. Assim o ferro oxida de Fe 2+ para Fe 3+, reage com a água e origina óxido de ferro (hematite) que é insolúvel e origina um precipitado avermelhado.
11 Dissolução alguns minerais solúveis dissolvem-se em H 2 O. Por exemplo, a halite (NaCl) é um mineral rapidamente meteorizado quimicamente e a calcite (CaCO 3 ) dissolve-se na presença de ácidos fracos. A dissolução tende a acompanhar os processos de hidrólise, quando se geram iões minerais solúveis em água e que não precipitam. Os seres vivos também influenciam a ocorrência de meteorização química. Por exemplo, as raízes contribuem para o aumento da circulação de água no solo, libertam elevadas quantidades de CO 2 que lançam para o solo, permitindo diminuir o ph e aumentar a hidrólise ou dissolução dos minerais A meteorização química é afetada pelo clima, pela topografia, pela presença de seres vivos, pelo tempo, pela composição inicial do mineral e pela suscetibilidade destes à meteorização.
12 EROSÃO: Os produtos que se geram com a meteorização química e física podem ser removidos do local onde se geraram por ação de agentes de transporte como a água, o vento e o gelo. Os sedimentos podem ser: Detríticos / clásticos porção sólida fisicamente removida pelos agentes de transporte. Químicos resultam do material meteorizado das rochas e minerais e que permanece dissolvido na água até ser transportado e precipitado num outro local, sob a forma de novos minerais estáveis Bioquímicos são formados a partir da atividade dos organismos.
13 ASPETOS RELEVANTES RESULTANTES DA EROSÃO Erosão pela água Ravinamentos: formação de sulcos profundos nos solos, principalmente quando estão desprovidos de vegetação
14 Chaminé de fadas: quando a erosão se faz de modo diferente arrastando os sedimentos menos resistentes à volta dos sedimentos mais resistentes
15 Erosão pelo vento: a ação erosiva é feita principalmente, através de dois processos: 1º processo: remoção de partículas sedimentares, deixando a rocha sã a descoberto. 2º processo: desgaste da rochamãe por ação dos sedimentos que transporta
16 TRANSPORTE existem diversos agentes de transporte, nomeadamente a gravidade, a água, o gelo (glaciares) e o vento. Todos os agentes, com exceção do vento, transportam sempre os sedimentos no sentido descendente, a favor da gravidade.
17 Apenas os minerais mais resistentes à meteorização química e mecânica e os que se formam durante a meteorização são transportados para longas distâncias. Os minerais mais suscetíveis apenas se encontram próximos da sua fonte, pois são alterados formando outros minerais mais estáveis como as argilas que são transportadas em suspensão para longas distâncias. Ao longo do transporte ocorre uma triagem dos sedimentos de acordo com a sua dimensão, forma, densidade e agente de transporte. Ao longo do transporte pela água e pelo vento, os fragmentos com forma angular sofrem arredondamento, tornando-se mais lisos.
18 ASPETOS RELEVANTES RESULTANTES DO TRANSPORTE Transporte pelo vento O transporte pelo vento está dependente da velocidade de deslocação das massas de ar e do tamanho da partículas. Os sedimentos apresentam-se calibrados e ligeiramente arredondados com picotado à superfície e de aspeto baço. Há tendência a formar dunas por deposição dos sedimentos em consequência da diminuição da capacidade de transporte a existência de obstáculos no percurso.
19 Transporte pela água O transporte feito pela água varia de acordo com os seu estado físico. Durante o transporte, muitos minerais vão reagir com a água, sendo transportados apenas os minerais mais resistentes à meteorização química e mecânica A capacidade de transporte varia ao longo dos leitos dos rios havendo assim uma triagem dos sedimentos. Os sedimentos transportados pela água, apresentam-se normalmente mais arredondados. O transporte pode ser feito por deslizamento no leito do rio; por saltação; em suspensão e em dissolução.
20
21 Os glaciares tem pouca capacidade de transporte. Assim, não se verifica a triagem dos sedimentos e são essencialmente compostos por sedimentos grandes e angulosos.
22 DEPOSIÇÃO/ SEDIMENTAÇÃO: Quando a energia do agente de transporte não suficiente para transportar as partículas detríticas, ocorre a deposição por ação da gravidade. No caso dos sedimentos químicos e bioquímicos, a deposição ocorre por precipitação, quando as condições meio aquoso (temperatura, pressão, salinidade, composição, etc ) A maioria das bacias de sedimentação ocorrem nos oceanos.
23 AFUNDAMENTO E DIAGÉNESE:
24 Os sedimentos não consolidados são sujeitos a afundamento e o seu volume é reduzido até 40%, expulsando elevados volumes de água que se encontrava nos poros. O afundamento está associado à diagénese das rochas sedimentares consolidadas, que envolve diversas modificações físicas e químicas.
25 Um processo importante na diagénese é a cimentação de novos minerais que permitem preencher os poros dos sedimentos, unindo as diferentes partículas, aumentando a consolidação / litificação da rocha. Os cimentos mais comuns são a calcite e a sílica. A cimentação resulta numa diminuição da porosidade. Após a precipitação, muitos dos minerais recristalizam, originando novos minerais estáveis para as pressões de condições e temperaturas superiores.
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