Ficha Informativa Ciclo das Rochas 10º Ano As rochas, em geral, como sistemas abertos que são, compostas por minerais (que neste contexto podemos entender como sub-sistemas), perdem estabilidade sempre que saem do ambiente em que foram geradas. Ainda que muito lentamente, à escala humana de avaliação do tempo, os minerais dessas rochas tendem a adaptar-se aos novos parâmetros termodinâmicos e químicos, modificando-se química e estruturalmente. As modificações geológicas, geográficas e biológicas estão registadas e preservadas nas rochas que se geraram ao longo de cada episódio da história da Terra. As rochas são geradas por processos naturais, desde épocas remotas, e testemunham as condições em que se originaram. São "livros" cheios de informações, cujas páginas os cientistas procuram ler e interpretar. Cada rocha tem, pois, uma história para contar. Atendendo às características e às condições que presidiram à sua génese, consideram-se três grandes categorias de rochas: sedimentares, magmáticas e metamórficas, que assumem diferentes aspectos na paisagem. Rochas sedimentares A superfície da Terra é um lugar de encontro entre a actividade geológica resultante da energia interna da Terra e a actividade da biosfera, da atmosfera e da hidrosfera, dinamizadas pela energia solar. Em consequência dessa interacção, as rochas são alteradas e erodidas, conferindo à Professora: Susana Morais
paisagem aspectos, por vezes, supreendentes pela sua beleza e invulgaridade. Muitos dos cenários mais espectaculares e únicos que existem na Terra foram criados por factores ambientais que actuaram sobre as rochas que afloram à superfície. Na génese das rochas sedimentares ocorrem, fundamentalmente, duas fases: sedimentogénese e diagénese. Sedimentogénese - compreende os processos que intervêm desde a elaboração dos materiais que vão constituir as rochas sedimentares até à deposição desses materiais. As rochas que afloram na superfície terrestre, principalmente as rochas magmáticas e metamórficas, ficam expostas a condições muito diferentes daquelas em que foram geradas. Consequentemente, essas rochas alteram-se quimicamente e fisicamente por processos que fazem parte da meteorização. Os materiais resultantes da meteorização são removidos por acção da gravidade, pela água no estado líquido ou sólido e pelo vento, designando-se este processo por erosão. Frequentemente, os materiais são transportados para locais por vezes bem longínquos. Podem ser partículas ou fragmentos de dimensões variadas, designados, em ambos os casos, por detritos ou clastos, ou podem ser substâncias dissolvidas na água. Os seres vivos podem também contribuir com diferentes materiais, nomeadamente conchas e outras peças esqueléticas, fragmentos de plantas, pólen, etc., para a formação de rochas sedimentares. Em condições propícias, os materiais transportados depositam-se, constituindo sedimentos. O processo de deposição designa-se por sedimentação e é determinado pela força gravítica sobre os materiais, quando a velocidade do agente transportador o permite. De acordo com a natureza e origem da fracção predominante dos sedimentos, podem considerar-se: rochas sedimentares detríticas, rochas sedimentares de origem química e rochas sedimentares biogénicas.
A ordem de sedimentação dos detritos é condicionada pelas dimensões e pela densidade desses materiais. Primeiro, depositam-se os detritos de maiores dimensões e mais densos e, posteriormente, os mais pequenos e leves. Se não houver nenhuma perturbação, a sedimentação realiza-se regularmente, formando-se camadas geralmente paralelas e horizontais que se distinguem pela diferente espessura, pelas dimensões e pela coloração dos materiais. Cada uma dessas camadas, individualmente, designa-se por estrato e é delimitada por duas superfícies. A formação de cada estrato corresponde à sedimentação que ocorre num período de tempo em que as condições de material disponível e de deposição se mantêm globalmente constantes. Diagénese - um sedimento não é ainda uma rocha sedimentar consolidada. Após a deposição, os sedimentos experimentam uma evolução mais ou menos complexa, em que intervêm processos físico-químicos diversos que os transformam em rochas sedimentares. O conjunto desses processos constitui a diagénese. No decurso da diagénese os sedimentos perdem água, são compactados e cimentados. A compactação é devida à pressão das camadas superiores e, em consequência da compressão, certos minerais podem ficar orientados. Os espaços vazios ainda existentes podem ser preenchidos por materiais resultantes da precipitação de substâncias químicas dissolvidas na água de circulação como, por exemplo, sílica e carbonato de cálcio. Formase, assim, um cimento que liga os sedimentos, originando uma rocha sedimentar consolidada. As rochas sedimentares representam apenas 5% do volume da crosta terrestre. No entanto, recobrem uma extensa superfície, ocupando 75% da área dos continentes. Tipicamente apresentam estratificação e são frequentemente fossilíferas, conservando vestígios de seres vivos contemporâneos da sua génese, que ficaram incluídos no seio dos sedimentos. Foi também Nicolau Stenon que, num trabalho que publicou em 1669, referiu pela primeira vez que os fósseis são restos de vida antiga. As suas conclusões foram ridicularizadas nessa altura, mas, um século mais tarde, passou a ser universalmente aceite que os fósseis são vestígios de seres que viveram no passado. Através do registo fóssil é possível conhecer, pelo menos em parte, a vida passada da Terra, as suas características e evolução. Sabemos que existiram dinossauros, fazemos uma ideia da sua diversidade, das suas dimensões e anatomia e inferimos dos respectivos hábitos, porque têm sido encontrados inúmeros fósseis destes animais.
Rochas magmáticas Os magmas formam-se no interior da Terra, nos locais onde as condições de pressão e de temperatura permitem a fusão das rochas. São misturas complexas de substâncias fundidas, onde podem existir em suspensão cristais de minerais cuja temperatura de fusão ou cristalização seja superior à da mistura fundida. Fazem ainda parte dos magmas diversos gases dissolvidos na mistura fundida. Normalmente, o magma é menos denso do que as rochas envolventes e, por isso, tende a ascender na crusta, aproximandose da superfície. Ao fazê-lo, arrefece e entra em consolidação, formando rochas magmáticas. Se o magma consolida no interior da crusta, origina rochas magmáticas intrusivas ou rochas plutónicas, como, por exemplo, o granito. O granito é uma rocha constituída essencialmente por quartzo, feldspatos e micas. Se os magmas consolidam à superfície ou próximo dela, originam rochas magmáticas extrusivas ou rochas vulcânicas, como o basalto. O basalto tem, em regra, cor negra, é compacto e denso e apresenta, por vezes, cristais visíveis de um mineral esverdeado, a olivina. Rochas plutónicas e rochas vulcânicas apresentam aspectos texturais diferentes que fornecem informações sobre as condições da sua génese. As rochas plutónicas apresentam, geralmente, minerais de dimensões identificáveis à vista desarmada. Um arrefecimento lento em profundidade é propício ao crescimento dos cristais. Nas rochas vulcânicas os minerais são geralmente de pequenas dimensões, podendo, em alguns casos, existir mesmo uma pequena quantidade de matéria vítrea (não cristalizada). Esta textura indica um arrefecimento rápido do magma. Em Portugal continental há importantes afloramentos de granitos, enquanto nos Açores e na Madeira são abundantes os afloramentos de basaltos. Granitos e basaltos são apenas dois exemplos da grande diversidade de rochas magmáticas, diferentes não só na sua composição mineralógica como no aspecto textural. Rochas metamórficas Em consequência do dinamismo terrestre, rochas formadas em determinado domínio podem ser deslocadas para zonas onde predominam outras condições. Se aprofundam na crusta, ficam submetidas a tensões e a temperaturas elevadas, bem como envolvidas, por vezes, por um ambiente químico diferente. Nas novas condições as rochas tornam-se instáveis e, embora mantendo-se no estado sólido, experimentam transformações mais ou menos profundas, que
podem incluir alterações mineralógicas e modificações na forma, distribuição e orientação dos minerais. Este conjunto de modificações registado numa qualquer rocha caracteriza o metamorfismo, ou seja, a transformação dessa rocha numa rocha metamórfica. Os principais factores de metamorfismo são o calor, as tensões, os fluidos de circulação e o tempo. De acordo com as condições presentes em cada situação, existem diferentes tipos de metamorfismo. Citemos apenas dois dos mais importantes: metamorfismo regional e metamorfismo de contacto. Metamorfismo regional - ocorre, em regra, em regiões em que as rochas ficam progressivamente submetidas a tensões e temperaturas elevadas. Estas regiões correspondem a zonas de colisão de massas continentais. As rochas nessas condições experimentam alterações profundas, ficam intensamente deformadas ocorrendo transformações mineralógicas e texturais. O gnaisse e o micaxisto são rochas que se formam no contexto de metamorfismo regional. Devido às tensões, os minerais ficam orientados em determinados planos definindo uma foliação que confere à rocha um aspecto textural característico. Metamorfismo de contacto - quando uma intrusão magmática se instala entre rochas preexistentes, o calor proveniente do magma pode metamorfizar as rochas encaixantes. Um calcário, por exemplo, em contacto com uma intrusão magmática, pode recristalizar e originar um mármore. O principal factor de metamorfismo, neste caso, é o calor, embora alguns fluidos provenientes do magma também possam contribuir para certas transformações mineralógicas. Ciclo das rochas Qualquer rocha é a expressão das condições em que é gerada. Quando a rocha é sujeita a outras condições, a sua textura e/ou os seus minerais transformam-se por modificações no estado sólido, por fusão parcial ou total ou por meteorização física e/ou química. Portanto, rochas sedimentares, rochas metamórficas e rochas magmáticas estão profundamente relacionadas, pois a mesma
matéria pode integrar diferentes tipos litológicos. Nesta sequência de processos das rochas podem considerar-se diferentes etapas: As rochas sedimentares são produto de processos externos que caracterizam o domínio sedimentar. Meteorização, erosão, sedimentação e diagénese são proces-sos característicos deste domínio. Se as rochas sedimentares aprofundam na crusta, ficam submetidas ao peso das rochas suprajacentes. Podem ainda ser comprimidas, devido a tensões que se geram no interior da Terra, experimentando simultaneamente um aquecimento progressivo. Quando os valores das tensões e da temperatura ultrapassam os limites superiores da diagénese, as rochas entram no domínio do metamorfismo, em que se verificam alterações essencialmente no estado sólido. Formam-se assim novos minerais a partir dos minerais das rochas preexistentes, que assumem nova forma e orientação. Se as condições de temperatura e de pressão são tais que provocam a fusão dos minerais que constituem as rochas, passa-se ao domínio do magmatismo, originando-se magmas. Os magmas, ao movimentarem-se na crusta, podem experimentar um arrefecimento progressivo, o que leva à consolidação e formação de rochas magmáticas. As rochas geradas em profundidade, quer sejam magmáticas quer sejam metamórficas, podem ser soerguidas devido aos movimentos da crusta. A remoção das rochas suprajacentes pela erosão acaba por pôr as rochas que se formaram em profundidade a descoberto, expostas na superfície terrestre. Este conjunto de transformações é o resultado da confrontação do sistema hidrológico com o sistema tectónico. O primeiro tem que ver com a circulação de água à superfície da Terra, sob a forma de um ciclo, que é comandado pela energia solar, associada às mudanças de estado daquela substância. Guiada pela gravidade, a água tende a exercer uma acção destrutiva sobre os relevos, arrastando sedimentos do alto de uma montanha para o fundo de um oceano. Ao sistema hidrológico estão, portanto, associados processos externos do ciclo das rochas: meteorização, erosão, sedimentação e até a diagénese, que, não sendo estritamente superficial, se enquadra no âmbito sedimentar.
Os processos com origem interna metamorfismo, fusão e solidificação são alimentados pelo calor acumulado no interior da Terra energia geotérmica, responsável pela circulação de material rochoso quente em profundidade. Esta dinâmica tectónica, que é transmitida à parte superficial da Terra mais rígida, consegue, a longo prazo, abrir e fechar oceanos e criar relevos (orogénese), por colisão de continentes ou por actividade vulcânica, entre tantas outras «proezas», como sejam transportar rochas de um fundo oceânico para o cimo de uma montanha.