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PROF.Eric Santos Araujo MINERAIS E ROCHAS UCG/2009 18 de fevereiro de 2009 AULA 1 -Bio1520 C02/3.

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1 PROF.Eric Santos Araujo MINERAIS E ROCHAS UCG/ de fevereiro de 2009 AULA 1 -Bio1520 C02/3

2 DECIFRANDO A TERRA ORGANIZADORES WILSON TEIXEIRA MARIA CRISTINA MOTTA DE TOLEDO THOMAS RICH FAIRCHILD FABIO TAIOLI EDITADO PELA USP

3 GEOLOGIA James Hutton nasceu em Edimburgo na Inglaterra, em 14 de Junho de 1726 e faleceu em 26 de março de 1797 foi um escocês,Geólogo, químico e naturalista, conhecido por ser o pai do uniformitarismo e do plutonismo. Pelo seu trabalho pioneiro na interpretação dos processos geológicos é considerado como o pai da Geologia.

4 O QUE É GEOLOGIA Geologia é a ciência natural que, através das ciências exatas e básicas (Matemática, Física e Química) e de todas as suas ferramentas, investiga o meio natural do planeta, interagindo inclusive com a Biologia em vários aspectos Geologia e Biologia são as ciências naturais que permitem conhecer o nosso habitat e, por conseqüência, agir de modo responsável nas atividades humanas de ocupar, utilizar e controlar os materiais e os fenômenos naturais.

5 OBJETIVOS estudo das características do interior e da superfície da Terra, em várias escalas; compreensão dos processos físicos, químicos e físico-químicos que levaram o planeta a ser tal como o observamos; definição da maneira adequada (não destrutiva) de utilizar os materiais e fenômenos geológicos como fonte de matéria prima e energia para melhoria da qualidade de vida da sociedade;

6 resolução de problemas ambientais causados anteriormente e estabelecimento de critérios para evitar danos futuros ao meio ambiente, nas várias atividades humanas; valorização da relação entre o ser humano e a Natureza.

7 GEOCIENCIAS GEOLOGIA: GEOLOGIA ECONÔMICA GEOFÍSICA GEOQUIMICA BIOLOGIA

8 O GEÓLOGO O geólogo tem atuação profissional marcante na sociedade moderna, devido a crescente demanda por recursos naturais (água, recursos minerais, petróleo e gás entre outros) e a necessidade de conservar o equilíbrio da Terra. O geólogo tem papel estratégico na prevenção de acidentes naturais, atua nos estudos de potencialidade de uso e ocupação do meio físico (áreas agrícolas e urbanas) e na remediação de contaminações tanto do solo como da água subterrânea. No Brasil, apesar de sua grande extensão territorial e riqueza em recursos minerais, o conhecimento geológico é restrito. Além disso, o número de profissionais na área é insuficiente comparativamente com o de outras nações.

9 A profissão do geólogo inclui ainda as atividades ligadas à investigação científica, que permitem obter informações sobre a evolução da Terra, sua composição, estrutura e origem. Demandas recentes da sociedade trouxeram novos desafios para a profissão, exigindo uma formação multidisciplinar; GEOLOGIA MÉDICA Diferentemente de outras profissões, em que a atividade é realizada em escritórios ou outros recintos fechados, o geólogo divide seu tempo entre as pesquisas da natureza e o trabalho de laboratório e escritório.

10 HISTÓRICO DA GEOLOGIA

11 GEOLOGIA CIÊNCIA Se propõe a: 1.Descrever as características do Interior e da superfície da terra, em várias escalas ;. 2.Compreender as razões de ordem física e química que levaram o planeta a ser tal como o observamos.

12 3.Definir de maneira adequada a utilização dos materiais e fenômenos geológicos como fonte de matéria-prima e energia para melhoria da qualidade de vida da sociedade. 4.Resolver os problemas ambientais causados anteriormente e estabelecer critérios para evitar futuros danos ao meio ambiente, nas várias atividades humanas. 5.Valorizar a relação entre o ser humano e a natureza.Já a geomorfologia estuda as formas de relevo, tendo em vista a origem, a estrutura, a natureza das rochas, o clima da região e as diferentes formas internas e externas que formam o relevo terrestre.

13 GEOLOGIA HISTÓRICA ERAS PERÍODOS TEMPO DECORRIDO CARACTERÍSTICAS NO BRASIL CARACTERÍSTICAS GERAIS

14 ERAS GEOLOGICAS As eras geológicas são divisões da escala de tempo geológico que podem ser subdivididos em períodos a fim de se conhecer a longa vida do planeta. As eras são caracterizadas pelas formas em que os continentese os oceanos se distribuíam e os seres viventes que neles se encontravam

15 As eras geológicas são: Pré-Cambriana, Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica

16 Era do Pre-Cambriano: O período Cambriano iniciou-se por uma vasta transgrssão marinha sôbre as áreas continentais; isto fez com que uma rica fauna marinha litorânea invadissem as plataformas inundadas, caracterizando os terrenos sedimentares cambrianos. Era do Pre-Cambriano: Divide-se em dois períodos Algonquiano Arqueano O período Cambriano iniciou-se por uma vasta transgrssão marinha sôbre as áreas continentais; isto fez com que uma rica fauna marinha litorânea invadissem as plataformas inundadas, caracterizando os terrenos sedimentares cambrianos. Tempo decorrido: mais de 2 bilhões de anos atras ( 4 bilhões ?)

17 É a era mais antiga que se conhece onde não se pode afirmar com precisão o seu início, mas acredita-se que esta se prolongou por 4 bilhões de anos Característica Geral : Intenso ~trabalho de erosão e sedimentação; Erupções vulcânicas inclusive o Brasil; Desenvolvimento excepcional dos molusculos e répteis; Primeiros mamíferos e aves

18 Características no Brasil: Formação de bacias do Paraná-Uruguai; Araguaia e São Francisco: Formação de desertos no Planalto Meridional: Derrame de Lavas ( Deserto de Botucatu)

19 Era Paleozoica Divide-se em três Períodos : Primário Inferior: Ordoviciano Cambriano ( a anos) Primário Médio: Siluriano Devoniano ( a anos) Primário Superior : Carbonifero Permiano ( a anos)

20 Características do Periodo Primário Inferior: Características Gerais : Presença de Rochas Metamórficas e sedimentares; Desenvolvimento da vida principalmente no mar: Aparecimento de invertebrados na Terra e gigantescas Florestas: Divisão da Terra em 05 Continentes: Gondwana,Angara, Algonquiana, Terra Escandinava e Terrínia. Grandes movimentos Tectônicos

21 Características dos Periodos Médio e Superior: Características no Brasil : Intensa erosão dos terrenos Brasileiros; Formação das grandes bacias sedimentares; Grandes abalos orogênicos Formação das jazidas de carvão no sul do Brasil.

22 Era Mezozoica É a era posterior à paleozóica e a antecessora da cenozóica. É bastante conhecida como a Idade dos Répteis por causa do aparecimento dos dinossauros neste período, além de moluscos e outros. O clima do planeta neste período era quente, uniforme e tendia para o resfriamento dos pólos. Já se podia observar a formação dos continentes do sul.

23 Divide-se em três Períodos: TRIÁSICO JURÁSSICO CRETÁCIOS

24 PROF.Eric Santos Araujo MINERAIS E ROCHAS UCG/ de MARÇO de 2009 AULA 2

25 Características do Período Triassico é caracterizado por três tipos de rocha: (arenito fluvial vermelho), (calcário marinho fossilífero) e (evaporitos e arenitos continentais). A caracterização do período com base na litologia é apenas local. Globalmente o Triássico é identificado pela sua fauna típica.

26 Características do periodo Jurássico Definido pelo geógrafo e naturalista alemão von Humboldt em 1795, o Período Jurássico durou de a 142 milhões de anos. O limite inferior é caracterizado pela mudança das condições de sedimentação, que antes eram continentais, e que passaram a ser marinhas, já que o período se inicia com uma grande transgressão, ou seja, o nível dos oceanos sobe, e as águas invadem os continentes, formando grandes mares intracontinentais. Tempo decorrido : anos

27 Fósseis do Jurássico

28 21/07/2006 ( separação da Etiópia da África)

29 Fósseis do Triássico

30 Geocites,com

31 Características do Período Cretáceo Em terra os dinossauros ainda eram dominantes, mas igualmente se extinguiram no final do período. Mamíferos e aves ainda são insignificantes em número.

32 Quanto à flora, os angiospermas (plantas com flores) se diversificam e adquirem bastante importância. Nesse período, grande parte da superfície da Terra estava coberta por mares rasos (Europa, Norte da África, Madagascar, norte da Índia, Japão, margem leste da América do Norte, México e leste da América do Sul).

33 No início do Cretáceo haviam quatro grandes áreas de terra bem próximas, e um vasto Oceano Pacífico. Essas massas consistem da América do Sul + África, Índia, América do Norte + Groenlândia + Europa ( também chamada de Laurásia) e Austrália.

34 Histórico da Geologia Pitágoras ( a.C. ) teve a verdadeira intuição acerca da natureza das referidas impressões ( fósseis ). Contudo, ainda no século XVII, Plot admitia que as marcas ( impressões - fósseis ) observadas nas rochas seriam o resultado de propriedade inerente à Terra a qual originaria as marcas como ornamento das regiões ocultas do Globo, da mesma maneira que as flores são o ornamento da superfície

35 Leonardo da Vinci ( ), realizou estudos importantes nos domínios da Geometria, Biologia, Geologia, Astronomia e Anatomia, quem esclareceu o problema das impressões ( fósseis ).

36 . Nicolau Steno ( ), foi um dos primeiros investigadores a redescobrir a verdadeira natureza dos fósseis.

37 Georges Cuvier ( ) prestou muitas e importantes contribuições à História Natural, no que se refere a espécies extintas e à reconstituição de alguns fósseis dando-lhe o aspecto que teriam quando eram vivos. Foi defensor de uma versão da história da Terra, segundo a qual uma sucessão de catástrofes teria exterminado as primitivas formas de vida, sendo a última destas catástrofes o DiIúvio descrito na Bíblia.

38 James Hutton ( ), considerado o fundador da geologia, fazendo uso da observação de campo dos fenómenos atuais deduziu que as mesmas leis físicas atuais que os condicionam terão sido as mesmas que atuaram no passado Formulou, deste modo, o princípio do Uniformitarismo: o presente é a chave da interpretação do passado.

39 William Smith ( ), que enunciou dois princípios fundamentais da estratigrafia, a lei "da sobreposição dos estratos" e a "das camadas identificadas pelos fósseis". Durante quase cinquenta anos, percorreu a Inglaterra elaborando o primeiro mapa geológico daquele país.

40 O PLANETA TERRA E SUAS ORIGENS O PLANETA TERRA EM QUE VIVEMOS É FORMADO PELO MESMO MATERIAL QUE COMPOEM OS DEMAIS CORPOS DO SISTEMA SOLAR E TUDO O MAIS QUE FAZ PARTE DO NOSSO UNIVERSO

41 O PLANETA TERRA E SUAS ORIGENS A ORIGEM DA TERRA ESTÁ LIGADA DIRETAMENTE O A FORMAÇÃO DO SOL DOS DEMAIS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR DAS ESTRELAS A PARTIR DE NUVENS DE GAS E POEIRAS INTERESTRELARES NOVAS ESTRELAS - ESTUDO DE MARTE

42 A INTERAÇÃO DE ESTUDOS QUÍMICOS, ASTRONOMIA, ASTROFÍSISCA, COSMOQUÍMICAS A NATUREZA E A NATUREZA DADO MTERIAL TERRESTRE TAIS COMO COMPOSIÇÃO QUÍMICA, FASES MINERAIS ETC... ESTÃO SENDO ESTUDADOS ATÉ HOJE PARA EXPLICAR

43 1 – COMO SE FORMARAM OS ELEMENTOS QUÍMICOS; 2 -COMO SE FORMALRAM AS ESTRELAS 3 - COMO SE FORMARAM OS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR 4 - QUAL A IDADE DA TERRA E DO SISTEMA SOLAR 5 - QUAL A IDADE DO UNIVERSO 6 - QUAL É O FUTURO DO SISTEMA SOLAR

44 O QUE HAVIA ANTES DO UNIVERSO TEMA DE DIVERSAS RELIGIÕES E DOGMAS

45 Minerais e rochas: constituintes da Terra Sólida MINERAIS E ROCHAS : MINERAIS : São elementos ou compostos químicos Com composição definida dentro de certos limites Cristalizados e formados naturalmente por meio de Processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em Corpos estraterrestres. Espécie mineral : quando um mineral se cristaliza Em condições geológicas ideais, a sua organização Atômica interna se manisfesta em uma forma Geométrica esterna com o aparecimentos de faces, Formando um cristal.

46 Minerais e rochas: constituintes da Terra Sólida ROCHAS : é um conjunto ou associação de minerais. de minerais. Minérios :é utilizado apenas quando o mineral ou Rocha apresetar uma importância econômica.

47 Propriedades físicas dos minerais: Hábito cristalino ; Clivavgem; Sistemas cristalinos: cúbico, tetragonal, hexagonal, Trigonal, ortorrombico, monoclínico, triclinico DurezaBrilhoFraturaDiafaneidade Propriedades elétricas e magnéticas

48 A origem dos minerais: Está condicinada aos ingredietes químicos e às Condições físicas ( pressão e temperatura ) reinantes No seu ambiente de formação. Mágma.....

49 Classificação sistemática dos minerais: elementos nativos : ouro ( Au) Platina (Pt), Prata (Ag) Sulfetos : Galena (PbS), esfalerita ( ZnS),pirita (FeS2); Óxidos :hematita ( Fe2O3), cassiterita (SnO2) Carbonatos : Calcita ( Ca Co3); Nitratos : Salitre ( KNO3); Boratos : Bórax Na2B4O7.10H2O; Sulfatos e cromatos: Barita e Gipsita; Fosfatos e arseniatos Silicatos :granada, zircão, topásio, feldspastos

50 IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS Podem ser identificados algumas veses com a observação de suas propriedades físicas e morfológicas, outras vezes com estudos mais específicos....

51 ROCHAS : Unidades Formadoras da Crosta Rochas são produtos consolidados, resultantes da união natural de minerais. Dependendo do processo de formação e aglutinação dos grãos as rochas podem ser duras ou brandas. EX : GRANITOS E CONGLOMERADOS

52 ROCHAS : Estrutura, textura e mineralogia das rochas Estrutura : é o formato externo da rocha, que pode ser maciço, cavernoso, vesicular etc... Textura : tamanho, forma e relacionamento entre os cristais constituintes da rocha. Minerais essenciais e minerais acessórios....

53 Classificação Genética das rochas Ígneas ou magmáticas; Sedimentares;Metamórficas.

54 Ciclo das Rochas

55 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA

56 O QUE É O TERREMOTO? Com o lento movimento das placas litosféricas Tensões vão se acumulando em vários pontos principalmente nas suas bordas. Quando essas tensões atingem o limite de resistencia das rochas, ocorre uma ruptura. O plano de ruptura das rochas, ocorre uma ruptura. O plano de ruptura Forma o que se chama de Falha Geológica. O ponto onde se inicia a ruptura é chamado de Hipocentro ou foco.

57 O QUE É O TERREMOTO? Embora Terremoto seja utilizada para os grande eventos destrutivos, enquanto que os menores são eventos destrutivos, enquanto que os menores são Conhecidos como abalos ou tremores de terra, todos São resultados do mesmo processo geológico.

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59 anolocal Nº de mortes 1531Portugal China China Norte do Irãn India Japão Turquia15.000

60 A TERRA COMO UM EDIFÍCIO PRESSÃO E TEMPERATURA -No piso térreo, são realizadas experiências sob condições de pressão e temperatura compatíveis com aquelas da superfície terrestre. Investigam- se aqui os efeitos da atmosfera oxidante, da água da chuva (geralmente, levemente ácida) e dos organismos sobre os minerais e rochas que se encontram expostos na superfície da terra. PISO TERREO

61 Ciclo da água

62 Chuva ácida As chuvas normais têm um pH de, aproximadamente 5,6, que é levemente ácido. Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando o ácido carbônico segundo a reação: CO2 + H2O > H2CO3

63 Efeitos da Chuva ácida

64 Neste caso,são enfocados diferentes aspectos em em reposta às seguintes questões: 1- qual o destino dos elementos químicos, usados como nutrientes pelas plantas, durante a decomposição das rochas e dos minerais?; ou ainda, os elementos químicos que poluem o meio- ambiente em conseqüência da atividade industrial descontrolada são fixados em quais produtos formados na superfície?; 2 - Em que ponto do espaço e do tempo estes compostos superficiais se formam?

65 1 º SUBSOLO No primeiro subsolo, pesquisa-se o comportamento de óxidos de Mg, Al, Ca,Si, Ferro e outros elementos químicos sob temperaturas de até pouco menor que 2.000°C, e pressões de até umas centenas de milhares de vezes superior à pressão atmosférica, que é de 1 kg.cm-2, aproximadamente.

66 Pesquisa-se, também, o comportamento de silicatos de magnésio, alumínio, cálcio e ferro. Novamente, busca-se saber quais os minerais estáveis sob cada condição de P e T quando teve início o processo de fusão das misturas de minerais investigadas.

67 2º SUBSOLO as experiências são realizadas em equipamentos, sob condições de temperatura de milhares de graus centígrados e de pressão da ordem de milhões de vezes superior à da pressão atmosférica.

68 Estuda-se aqui o comportamento de ligas metálicas, de ferro e níquel, na presença de pequenas quantidades de enxofre, oxigênio, e outros elementos químicos. Verifica-se, também, as condições de início de fusão das misturas, e a natureza dos compostos químicos produzidos em cada experiência.

69 Como surgiu a estrutura interna da terra? Considera-se que o planeta Terra tenha se formado no interior de uma nebulosa solar quente (composta por gases e sólidos na forma de poeira) a partir de componentes químicos mais refratários, que se condensaram em temperaturas muito altas.

70 Assim, os elementos químicos mais abundantes do planeta são bastante restritos, a saber: ferro (que pode existir como metal, como óxido, ou silicato, ou sulfeto - hematita, especularira,hematita), oxigênio (geralmente, combinado com outros elementos, especialmente com o sílicio), silício, magnésio (geralmente como óxido ou silicato-quartzos), níquel (como liga junto ao ferro, silicato junto ao magnésio, ou sulfeto junto ao ferro- piritas,galena), enxofre (nos sulfetos), cálcio (como óxido ou silicato) e alumínio. Estes oito elementos, juntos, compõem cerca de 90% da massa do nosso planeta. Estes elementos, juntos, compõem cerca de 90% da massa do nosso planeta.

71 CAMADAS DA ESTRUTURA INTERNA A estrutura interna da Terra é também estudada de forma indireta, principalmente através de dados sísmicos (Geofísica Terrestrre) 3 camadas principais:

72 CROSTA: a É a camada mais externa da Terra e que pode ser subdividida em dois tipos conforme sua composição química e estrutura: ccrosta continental e oceânica.. A crosta oceânica, por sua vez, é bastante fina (de 3 a 12km de espessura), de densidade um pouco mais elevada (2,7g/cm3) e de composição relativamente mais rica em Mg e Fe comparável a dos basaltos.

73 CROSTA: a É a camada mais externa da Terra e que pode ser subdividida em dois tipos conforme sua composição química e estrutura: crosta continental :A crosta continental é relativamente espessa, de 35 a 70 km de espessura, de densidade relativamente baixa (2,4g/cm3) e de composição relativamente rica em Al e Si, além de Na e K, comparável a dos granitos

74 CROSTA OCEÂNICA A crosta oceânica, por sua vez, é bastante fina (de 3 a 12km de espessura), de densidade um pouco mais elevada (2,7g/cm3) e de composição relativamente mais rica em Mg e Fe comparável a dos basaltos.

75 Manto É a camada mediana da Terra, consideravelmente mais complexo que o núcleo pois contém mais elementos, os quais se agrupam de diferentes formas dependendo da porção do manto (i.e. dependendo das condições de P e T) em que se encontram.

76 A composição média é relativamente homogênea, abaixo das primeiras dezenas de quilometros do topo do manto, correspondendo aproximadamente a de um lhezorlito (tipo de peridotito formado por 60% de olivina + 30% de piroxênio + 10% de feldspato). O manto superior, que se extende em média de 35km à 400km apresenta regiões com diferentes estados físicos (ver abaixo).

77 litosfera: camada mais externa da Terra, de comportamento rígido. Inclui a crosta e a porção superior do manto, até 100km de profundidade. * astenosfera: camada situada logo abaixo da listofera, que se encontra parcialmente fundida (- de 10% de fusão) e apresenta comportamento plástico. Estende-se de 100 a 250km de profundidade, aproximadamente, estando totalmente situada no interior do manto. * mesosfera: camada rígida de temperaturas e pressões muito elevadas que compreende o restante do manto, estendendo-se do limite inferior da astenosfera ao limite manto núcleo. * núcleo externo: corresponde a porção externa do núcleo que é líquida. Estende-se da profundidade de 2885km (limite manto-núcleo) à 5155km *

78 núcleo interno: os 1115km mais internos da Terra são constituídos por matéria em condições de pressão e temperatura muito elevadas, encontrando-se no estado sólido. A existência de uma casca rígida, a litosfera, diretamente assentada sobre uma camada de comportamento parcialmente fundida capaz de fluir, a astenosfera, é característica fundamental que define os processos da dinâmica interna da Terra. A litosfera está segmentada em diversas placas, que podem conter crosta oceânica e continental. Os processos da dinânica interna afetam toda a listosfera provocando movimentos horinzontais das placas (Tectônica de Placas) e movimentos verticais (Isostáticos) no interior das mesmas

79 Estrutura interna da terra

80

81 O sistema solar O Sol contém 99,85% de toda a matéria do Sistema Solar Planetas: 0,135% Cometas: 0,01% ? Satélites: 0,00005% Planetas menores: 0, % ? Meteoróides: 0, % ? Meio Interplanetário: 0, % Que giram em torno do sol em forma elíptica

82 Principais planetas do sistema solar MercurioVenusTerraMarteJupiterSaturnoUranoNetunoPlutão

83 Suas distancias em relação ao sol Obedecem a uma relação empírica. Denominada de lei de Titius-Bode d= 0,4 + 0,3 x 2 n d é a distancia média entre a terra e o sol Cerca de 150 milhões de km n = distancia interplanetária Tabela 1.3 características de Cada planeta.

84 Meteoritos São fragmentos de matéria sólida provenientes Do espaço de tamanho diminuto que podem ser volatilizados pela atrito quando entram na Atmosfera da terra. Alguns são grandes e podem Fazer crateras na terra Sobre caldas novas...

85 Tipos de meteoritos Podem ser rochosos,pétreos ou metálicos

86 Meteoritos rochosos Podem ser CONDRITOS E ACONDRITOS OS CONDRITOS podem ser ordinários ou carbonáceos – 81 ou carbonáceos – 81 %m – Os ordinários Idade entre 4,5 a 4,6 bilhões de anos e são ricos em elementos pesados. Os carbonáceos apresentam mineraes silicáticos ( olivina e piroxênios) e material metálico – Fe-Ni Os condritos possuem côndrulos, pequenos Glóbulos esféricos ou elipsoidais com pequenos diâmetros ( 0,5 a 1mm), constituidos de minerais > olivina, piroxênios e plagioclásios

87 Meteorito de Chondrito Este meteorito foi coletado nas Colinas Allan na Antártica. Meteoritos são pedaços de pedra que são capturadas pela gravidade de um planeta e puxados à superfície. Este meteorito é de um tipo chamado chondrite, e acredita-se que tenha-se formado ao mesmo tempo que os planetas, na nebulosa solar, a aproximadamente 4,55 bilhões anos atrás. (Cortesia NASA/JPL)

88 Acondritos : idade entre 4,4 a 4,6 bilhões Características : idade entre 4,4 a 4,6 bilhõesDeanos; Composição : heterogênea na maioria similar Aos basaltos terrestres; Minerais principais :olivina,piroxênios e plagio- cásios;

89 Meteorito acondrito Descoberto no Pico Reckling, Antártica, este tipo de meteorito é conhecido como achondrite. Tem uma composição basáltica, e provavelmente foi formado quando um asteróide derreteu-se a aproximadamente 4,5 bilhões anos atrás. O asteróide se partiu algum tempo depois e este pedaço pequeno do asteróide foi capturado pela gravidade da Terra e caiu ao solo. (Cortesia NASA/JPL)

90 Meteoritos ferro-petreos : mistura de menerais silicáticos Composição : mistura de menerais silicáticos e material metálicos ( Fe + Ni ) Provenientes do cinturão de asteroides

91 Meteorito férreo Este meteorito de ferro foi achado no Pico Derrick, Antártica. Este tipo de meteorito ganhou seu nome porque é principalmente feito de ferro e níquel. Esta amostra provavelmente é um pedaço pequeno do núcleo de um asteróide grande que quebrou-se em pedaços. (Cortesia NASA/JPL)

92 Visão microscópica de um meteorito. A maior parte deste meteorito (em amarelo, verde, rosa, e negro) é o mineral olivine, que é comum em algumas pedras basálticas. O grão listado perto do centro é de mineral pyroxene. (Cortesia Allan Treiman, LPI)

93 Meteoritos Metálicos : Fe + Ni Composição : Fe + Ni :interior de corpos diferenciados Proveniência :interior de corpos diferenciados do cinturão de asteroides do cinturão de asteroides Asteroides :

94 Meteorito de Achondrito () Descoberto no Pico Reckling, Antártica, este tipo de meteorito é conhecido como achondrite. Tem uma composição basaltica, e provavelmente foi formado quando um asteróide derreteu-se a aproximadamente 4,5 bilhões anos atrás. O asteróide se partiu algum tempo depois e este pedaço pequeno do asteróide foi capturado pela gravidade da Terra e caiu ao solo. (Cortesia NASA/JPL)

95 Meteoros São estrelas cadentes observadas em noites escuras

96 Minerais rochas e constituintes da Terra solida Minerais – são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites, formados naturalmente por processos geológicos; Minerais – são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites, formados naturalmente por processos geológicos; Espécie mineral Espécie mineral Cristal Cristal Rocha Rocha

97 Simetria cristalográfica Simetria cristalográfica Eixo de simetria Eixo de simetria Sistemas cristalinos Sistemas cristalinos Origem dos minerais Origem dos minerais Classificação sistemática dos minerais: Classificação sistemática dos minerais: Polimorfos (poli>muitos morfhos> forma e isomorfos(isso> igual morfhos forma; e isomorfos(isso> igual morfhos forma;

98 Classificação sistemática dos minerais As espécies minerais são agrupadas em classes minerais com base no ânions dominante em sua fórmua química; As espécies minerais são agrupadas em classes minerais com base no ânions dominante em sua fórmua química; James D.Dana( ),teve papel fundamental na elaboração desta classificação James D.Dana( ),teve papel fundamental na elaboração desta classificação

99 Principais classes minerais : Au(ouro), S( enxofre),Pt(platina) Elemento nativo : Au(ouro), S( enxofre),Pt(platina) Sulfetos : PbS ( galena), esfalerita( ZnS), pirita (FeS2 ), Sulfetos : PbS ( galena), esfalerita( ZnS), pirita (FeS2 ), : calcita (CaCO3); Carbonatos : calcita (CaCO3); :Barita ( BaSO4), Gipsita( CaSO4.2H2O) Sulfatos :Barita ( BaSO4), Gipsita( CaSO4.2H2O) : Apatita ([Ca5( F,Cl,OH)(PO4); Fosfatos : Apatita ([Ca5( F,Cl,OH)(PO4); :Granada, topázio, berilo, turmalina, micas: ( muscovita, biotita ), feldspatos (Na e K ) etc... Silicatos :Granada, topázio, berilo, turmalina, micas: ( muscovita, biotita ), feldspatos (Na e K ) etc...

100 Nomenclatura dos minerais É controlada pela Comissão de Novos Minerais e novos nomes de Minerais ( CNMNM) da Associação Mineralógica Internacional (IMA), criada em 1959 É controlada pela Comissão de Novos Minerais e novos nomes de Minerais ( CNMNM) da Associação Mineralógica Internacional (IMA), criada em 1959 Terminação ita Terminação ita Ex:, cuprita, arsenopirita Ex: molibdenita, cuprita, arsenopirita Andradita – homenagem a José Bonifácio de Andrade Andradita – homenagem a José Bonifácio de Andrade Calungalita – Encontrada nas terras dos Calungas-GO Calungalita – Encontrada nas terras dos Calungas-GO

101 Identificação dos Minerais Hábito cristalino Hábito cristalino Transparência Transparência Brilho Brilho Cor Cor Dureza Dureza Fratura Fratura Clivagem Clivagem Densidade relativa Densidade relativa Propriedades elétrica e magnéticas Propriedades elétrica e magnéticas

102 Hábito cristalino É a forma geométrica externa do, habitual exibida pelos c, que cristais que reflete sua estrutura cristalina É a forma geométrica externa do, habitual exibida pelos c, que cristais que reflete sua estrutura cristalina

103 granadas grosularita andradita uvarovita

104 Transparência Depende da absorção da luz. Os que absorvem são chamados transparentes, os que não absorvem são chamados de opacos Depende da absorção da luz. Os que absorvem são chamados transparentes, os que não absorvem são chamados de opacos Transparentes: quartzo turmalina etc Transparentes: quartzo turmalina etc Não trasnparentes : pirita, magnetita, geralmente minerais ferrosos Não trasnparentes : pirita, magnetita, geralmente minerais ferrosos

105 Brilho É a quantidade de luz refletida pelo mineral É a quantidade de luz refletida pelo mineral Os que refletem mais de 75% da luz incidente exibem brilho metálico ( a maioria dos minerais metálicos ) Os que refletem mais de 75% da luz incidente exibem brilho metálico ( a maioria dos minerais metálicos ) Não metálicos : vítreo, gorduroso, sedoso etc Não metálicos : vítreo, gorduroso, sedoso etc

106 Cor Depende da absorção seletiva da luz ou seja depende do comprimento de onda Depende da absorção seletiva da luz ou seja depende do comprimento de onda A presença de elementos químicos também pode infuenciar na cor do mineral ( Fe, Cu, Ni,Cr,V ) A presença de elementos químicos também pode infuenciar na cor do mineral ( Fe, Cu, Ni,Cr,V ) Idiocromáticos > cor bastante característica Idiocromáticos > cor bastante característica ex: quartzo róseo ex: quartzo róseo Alocromático > cores variadas

107 Traço É a cor do pó do mineral ( utilização da Placa de Porcelana ) É a cor do pó do mineral ( utilização da Placa de Porcelana )

108 Dureza Utilização da escala de Mohs Utilização da escala de Mohs 1 - Talco 1 - Talco Gipsita Gipsita Calcita Calcita Fluorita Fluorita Apatita Apatita Ortoclásio Ortoclásio Quartzo Quartzo Topásio Topásio Corindon Corindon 10 - Diamante 10 - Diamante

109 referências Beatty, J. K. and A. Chaikin. The New Solar System. Massachusetts: Sky Publishing, 3rd Edition, Beatty, J. K. and A. Chaikin. The New Solar System. Massachusetts: Sky Publishing, 3rd Edition, Maran, Stephen P. The Astronomy and Astrophysics Encyclopedia. New York: Van Nostrand Reinhold, pp , Maran, Stephen P. The Astronomy and Astrophysics Encyclopedia. New York: Van Nostrand Reinhold, pp , Seeds, Michael A. Horizons. Belmont, California: Wadsworth, Seeds, Michael A. Horizons. Belmont, California: Wadsworth, 1995.

110 1 º SUBSOLO No primeiro subsolo, pesquisa-se o comportamento de óxidos de Mg, Al, Ca,Si, Ferro e outros elementos químicos sob temperaturas de até pouco menor que 2.000°C, e pressões de até umas centenas de milhares de vezes superior à pressão atmosférica, que é de 1 kg.cm-2, aproximadamente.

111 Pesquisa-se, também, o comportamento de silicatos de magnésio, alumínio, cálcio e ferro. Novamente, busca-se saber quais os minerais estáveis sob cada condição de P e T quando teve início o processo de fusão das misturas de minerais investigadas.

112 2º SUBSOLO as experiências são realizadas em equipamentos, sob condições de temperatura de milhares de graus centígrados e de pressão da ordem de milhões de vezes superior à da pressão atmosférica.

113 Estuda-se aqui o comportamento de ligas metálicas, de ferro e níquel, na presença de pequenas quantidades de enxofre, oxigênio, e outros elementos químicos. Verifica-se, também, as condições de início de fusão das misturas, e a natureza dos compostos químicos produzidos em cada experiência.

114 Como surgiu a estrutura interna da terra? Considera-se que o planeta Terra tenha se formado no interior de uma nebulosa solar quente (composta por gases e sólidos na forma de poeira) a partir de componentes químicos mais refratários, que se condensaram em temperaturas muito altas.

115 Assim, os elementos químicos mais abundantes do planeta são bastante restritos, a saber: ferro (que pode existir como metal, como óxido, ou silicato, ou sulfeto - hematita, especularira,hematita), oxigênio (geralmente, combinado com outros elementos, especialmente com o sílicio), silício, magnésio (geralmente como óxido ou silicato-quartzos), níquel (como liga junto ao ferro, silicato junto ao magnésio, ou sulfeto junto ao ferro-piritas,galena), enxofre (nos sulfetos), cálcio (como óxido ou silicato) e alumínio. Estes oito elementos, juntos, compõem cerca de 90% da massa do nosso planeta. Estes elementos, juntos, compõem cerca de 90% da massa do nosso planeta.

116 CAMADAS DA ESTRUTURA INTERNA A estrutura interna da Terra é também estudada de forma indireta, principalmente através de dados sísmicos (Geofísica Terrestrre) 3 camadas principais:

117 CROSTA: a É a camada mais externa da Terra e que pode ser subdividida em dois tipos conforme sua composição química e estrutura: ccrosta continental e oceânica.. A crosta oceânica, por sua vez, é bastante fina (de 3 a 12km de espessura), de densidade um pouco mais elevada (2,7g/cm3) e de composição relativamente mais rica em Mg e Fe comparável a dos basaltos.

118 CROSTA: a É a camada mais externa da Terra e que pode ser subdividida em dois tipos conforme sua composição química e estrutura: crosta continental :A crosta continental é relativamente espessa, de 35 a 70 km de espessura, de densidade relativamente baixa (2,4g/cm3) e de composição relativamente rica em Al e Si, além de Na e K, comparável a dos granitos

119 CROSTA OCEÂNICA A crosta oceânica, por sua vez, é bastante fina (de 3 a 12km de espessura), de densidade um pouco mais elevada (2,7g/cm3) e de composição relativamente mais rica em Mg e Fe comparável a dos basaltos.

120 Manto É a camada mediana da Terra, consideravelmente mais complexo que o núcleo pois contém mais elementos, os quais se agrupam de diferentes formas dependendo da porção do manto (i.e. dependendo das condições de P e T) em que se encontram.

121 A composição média é relativamente homogênea, abaixo das primeiras dezenas de quilometros do topo do manto, correspondendo aproximadamente a de um lhezorlito (tipo de peridotito formado por 60% de olivina + 30% de piroxênio + 10% de feldspato). O manto superior, que se extende em média de 35km à 400km apresenta regiões com diferentes estados físicos (ver abaixo).

122 litosfera: camada mais externa da Terra, de comportamento rígido. Inclui a crosta e a porção superior do manto, até 100km de profundidade. * astenosfera: camada situada logo abaixo da listofera, que se encontra parcialmente fundida (- de 10% de fusão) e apresenta comportamento plástico. Estende-se de 100 a 250km de profundidade, aproximadamente, estando totalmente situada no interior do manto. * mesosfera: camada rígida de temperaturas e pressões muito elevadas que compreende o restante do manto, estendendo-se do limite inferior da astenosfera ao limite manto núcleo. * núcleo externo: corresponde a porção externa do núcleo que é líquida. Estende-se da profundidade de 2885km (limite manto-núcleo) à 5155km * núcleo interno: os 1115km mais internos da Terra são constituídos por matéria em condições de pressão e temperatura muito elevadas, encontrando-se no estado sólido. A existência de uma casca rígida, a litosfera, diretamente assentada sobre uma camada de comportamento parcialmente fundida capaz de fluir, a astenosfera, é característica fundamental que define os processos da dinâmica interna da Terra. A litosfera está segmentada em diversas placas, que podem conter crosta oceânica e continental. Os processos da dinânica interna afetam toda a listosfera provocando movimentos horinzontais das placas (Tectônica de Placas) e movimentos verticais (Isostáticos) no interior das mesmas

123 Estrutura interna da terra

124

125 VULCANISMO Decifrando a Geologia Pg

126 Vulcanismo São considerados fontes de observações científicas das entranhas da terra, uma vez que as lavas, os gases e as cinzas fornecem novos conhecimentos de como os minerais são formados e onde os recursos geotermais de interesse para a humanidade podem se localizar.

127 Os episódios vulcânicos ocorrem desde o início da evolução da Terra ( 4,5 bilhões de anos)

128 As rochas vulcânicas originam-se da consolidação das lavas, constituindo porções significativas da crosta terrestre, representadas por montanhas e enormes depósitos rochosos nos continentes e nos oceanos

129 vulcão de Colima México, 24/05/ O localizado a 500 quilômetros da Cidade do México, registrou a maior explosão em 20 anos

130 A atividade de um vulcão da Ilha Fernandina, que faz parte do arquipélago de Galápagos, no Equador, em erupção desde sexta-feira passada, diminuiu(16/05/2005). Vulcão mais ativo em Galápagos, ele teve de 20 a 22 erupções desde 1813

131 Os 40 acres de terra que desabaram em um vulcão no Havaí estão formando uma nova área de terra onde antes era oceano ( 06 Dez.2005)

132 Vulcão Etna-Itália( cidade da Sicilia) revistaepoca.com

133 Vulcão Fugi - Japão

134 Um vulcão da ilha de Hokkaido, no extremo norte do Japão, entrou no dia 20 de março 2006 em erupção. É a primeira vez desde novembro de 1998 que o vulcão Meakandake registra algum tipo de atividade

135 A erupção faz com que uma coluna de fumaça branca suba cerca de 400 metros no céu, e pequenos filetes de lava escorrem por cerca de 300 metros na face noroeste da montanha Dia 22 de março 2006

136 Andes Equaterianos, outubro de 1999: após70 anos de repouso, o vulcão Tungurauha entra em erupção, forçando pessoas a deixarem suas casas

137 Vulcão tungurahua - Mexico Cobriu dois vilarejos com grosss camadas de cinza

138 Vulcão: abertura na superfície da crosta terrestre, através da qual se da a erupção do magma, dos gases e das cinzas associadas Câmara magmática Cone vulcânico Cratera Chaminé

139 MAGMA: mistura complexa de silicatos, que se encontram em fusão a temperaturas que variam, mais ou menos, entre os 800°C e 1200°C Ácidos: 60% do teor em sílica Andesísticos: teor de sílica ente 50% e 60% Básicos: teor de sílica inferior a 50%

140 Tipos de atividades vulcânicas Efusiva: emissão lenta de larva Explosiva: projeção de matérias sólidas e violenta liberação de gases Mista: alternância de explosões violentas e emissão lenta de larva.

141 Caldeiras: resultante do desaparecimento, total ou parcial, do cone vulcânico

142 Tipos de Larva Lavas escoriáceas: superfície irregular Lavas em almofadadas: aspecto tubular ou em rolos Lavas ecordoadas: aspecto rugoso

143 Fotos de lavas vulcânicas Monte EtnaDepósito de Iahar Deposito piroclastico na Antartica

144 Depositos Piroclásticos São constituídos por materiais soltos ou misturas de cinzas vulcânicas, blocos e gases, produzidos na erupção violentas de gases. Podem ser classificados como: Juvenil :fragmentos solidificados do próprio mágma; Não Juvenil: fragmento originado da parede da cratera; Fragmento de origem diversa associados às lavas

145 Fumarolas e Fontes térmicas São exalações de gases e vapores que se dão através de pequenos condutos e podem continuar por décadas ou séculos após a erupção vulcânica. Gases mais comuns: Hidrogênio, cloro, enxofre, nitrogênio, carbono e oxigênio. Outros elementos: F, S, Zn,Cu, Pb, As, Sn, Mo, U, W, Ag, Hg e Au, que podem se concentrar nas rochas encaixantes

146 Gêiseres e Fontes Térmicas Gêiseres são jatos de água quente e vapor em rupturas de terrenos vulcânicos,.Ocorrem em tempos regulares e com grande força. Principais regiões: Islandia, Nova Zelandia, Chile e Estados Unidos

147 Gêiser Sol da Manhã - Bolívia

148 Pousada das àguas Quentes-GO

149 DISTRIBUIÇÃO PLANETÁRIA

150 EXEMPLO DA ISLÂNDIA Maior parcela de terra inteiramente de origem vulcânica

151 Vulcões brasileiros: Campo Grande – RJ: Localizado na Serra do Mendanha. Com 300m de altura e 400m de diâmetro. Entrou em erupção a aproximadamente 40 milhões de anos atrás.

152 Vulcões brasileiros: Nova Iguaçu – RJ: Localizado na Serra de Madureira. Com 500m de diâmetro. Entrou em erupção a aproximadamente 40 milhões de anos atrás.

153 ARQUIVO DE FOTOS Rios lava_Kilauea_Havaí Sakurajima_Japão Cinzas vulcão Galungung_Indonésia Kilauea_Havaí

154 Pinatubo_Filipinas


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