GEOLOGIA E PALEONTOLOGIA PROFESSORA MSc. VERONICA LÓPEZ

PLANO DE ENSINO 1. Introdução 2. A Terra: origem e constituição 3. Investigação do subsolo: métodos diretos e indiretos 4. Minerais    4.1 Propriedades dos Minerais 5. Rochas    5.1 Rochas ígneas: reconhecimento, estruturas e classificação.    5.2 Rochas sedimentares: reconhecimento, estruturas e classificação.    5.3 Rochas metamórficas: reconhecimento, estruturas e classificação.     

PLANO DE ENSINO 5.4 Noções de estratigrafia e Paleontologia 6. Tectônica de Placas    6.1 Estruturas das rochas: falhas e dobras 7. Solos    7.1 Solos Lateríticos 8. Aspectos geológicos e geologia aplicada    8.1 Estradas    8.2 Fundações    8.3 Barragens    8.4 Túneis

CALENDÁRIO ACADÊMICO

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DEFINIÇÕES

SIGNIFICADO DE GEOLOGIA • Geologia vem do grego – Geos = terra – Logos = estudo ou conhecimento • Geologia = Estudo da Terra • Geologia Física – Composição da Terra (materiais e processos) • Geologia Histórica – Evolução da Terra (mudanças ao longo do tempo)

SIGNIFICADO DE GEOLOGIA • Geografia: Descrição da Terra – Se interessa mais pelo instante atual – “Fotografia” da Terra atual • Geografia Física – Relevo, Clima, Vegetação, bacias hidrográficas • Geografia Humana – Divisão dos países, populações, línguas, expectativas de vida • Geografia Ambiental – Interações entre o meio e os seres humanos

SIGNIFICADO DE GEOLOGIA

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA Características externas das construções Escolha de materiais de construção Processos de extração de materiais Uso de rochas como material Projeto de estruturas Projeto e construção de túneis Localização de petróleo

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA A escolha de materiais mais apropriados, isto é, mais baratos, depende do conhecimento de sua disponibilidade na composição da Terra, bem como sua facilidade de extração. Em especial, a escolha de materiais com características específicas depende de sua existência na quantidade desejada e com acesso disponível.

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA A definição de processos de extração de materiais, como ferro, cobre e outros, depende do conhecimento de como esses minerais ocorrem na natureza.

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA O uso de rochas como material de construção civil depende do conhecimento de suas propriedades físicas, que dependem diretamente de seu processo de formação.

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA O projeto de estrutura de qualquer obra civil depende das características do solo e das rochas que o compõem, sendo necessário seu conhecimento para que soluções adequadas sejam adotadas para cada tipo de solo. Se a região sofre abalos sísmicos, estes precisam ser conhecidos e compreendidos para que possam ser considerados.

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA O projeto e construção de túneis, em especial, depende do conhecimento da estrutura do solo, incluindo sua composição e a existência de fraturas.

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA A identificação de novos poços de petróleo é feita, em grande parte, a partir do perfil geológico do terreno, isto é, do conjunto de rochas que compõem uma determinada região, visto que os depósitos de petróleo usualmente estão em regiões com o mesmo tipo de formação (formaram-se em épocas similares ou por processos similares).

IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA A definição de características externas de construções tem o objetivo de fornecer proteções contra a ação do intemperismo e, sendo assim, estes agentes devem ser estudados.

A ORIGEM DE TUDO 10 BILHÕES DE ANOS 4,5 BILHÕES DE ANOS

A ORIGEM DE TUDO: O BIG BANG

A ORIGEM DE TUDO: O BIG BANG O Universo começou como um óvulo ou ponto Este ponto era extremamente denso, tornou-se instável e explodiu Hoje o Universo continua a expandir

FORMAÇÃO DA HIDROSFERA E ATMOSFERA Composição inicial da Atmosfera – Rica em CO2 (gás carbônico) – Rica em CH4 (metano) • Efeito estufa: altas temperaturas Dióxido de Carbono; Nitrogênio; Vapor de água Quente e Tóxico Basicamente Magma em evulhição

ORIGEM DA TERRA LUA • Nasceu através de detritos, provenientes de uma colisão, que orbitavam a Terra graças à gravidade. • Único satélite natural – Formado em impacto – Influencia marés – Relevo: mares e terras altas – Mares: basálticos

CARACTERÍSTICAS DA TERRA: Surgimento da água na Terra ORIGEM DA TERRA CARACTERÍSTICAS DA TERRA: Surgimento da água na Terra Através do bombardeamento (durante bilhões de anos) do planeta por meteoritos que carregavam minúsculas gotas de água. Provoca o resfriamento e a formação da crosta

FORMAÇÃO DA HIDROSFERA E ATMOSFERA Com o Resfriamento da Terra forma-se a crosta primitiva. Grande tempestades provocada pela rápida rotação do planeta Afastamento da Lua Planeta começa a girar com menos rapidez

CARACTERÍSTICAS DA TERRA • Litosfera (crosta), Atmosfera, Hidrosfera ORIGEM DA TERRA CARACTERÍSTICAS DA TERRA • Litosfera (crosta), Atmosfera, Hidrosfera

Características para a Vida ORIGEM DA TERRA Características para a Vida • Atmosfera: O, N e Ar – Enriquecida ao longo do tempo – Emanações gasosas do interior – Corpos cadentes (água e matéria orgânica) • Temperatura – Água nos três estados: gelo, água e vapor – Estufa natural (biosfera) – Mantida pelo Sol e calor interior • Sol influencia regime de ventos e chuva

FORMAÇÃO DA HIDROSFERA E ATMOSFERA

ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA Maior túnel já feito: 17 km Raio do planeta terra: 6.371 km

ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS DIRETOS Dados através da utilização direta da Terra: Observação direta da superfície da terra Observação de atividade vulcânica MÉTODOS INDIRETOS Dados obtidos indiretamente através da análise de geofísicos (gravimetria, geomagnetismo, sismologia) e planetologicos (meteoritos)

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA Somente alguns metros de profundidade. Folhas e dobras, tipo de rocha e idade. Poucos metros de profundidade. Maiores profundidades. Qual rocha existe em várias dezenas de profundidade, sua idade. Presença e ausência de dobras e folhas

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA Os furos ultra profundos (geralmente para exploração petrolífera) não podem atingir profundidades muito elevadas, devido ao elevado preço a que essa perfuração ficaria, principalmente aos problemas técnicos. A temperatura e a pressão aumentam com a profundidade, pelo que os materiais utilizados teriam de conseguir resistir a essas elevadas pressões e temperaturas.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA ATIVIDADE VULCÂNICA Até cerca de 150km de profundidade; Lança para o exterior materiais que se encontram no interior da terra (lavas, cinzas, gases); Vulcão fornece fragmentos de chaminé e câmara magmática – os xenólitos.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS INDIRETOS Interpretação de dados sem ligação direta ao interior da Terra. Meteoritos; Bandas geomagnéticas dos oceanos; Gradiente geotérmico Servem para tirar conclusões sobre a estrutura terrestre.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA PLANETOLOGIA E ASTROGEOLOGIA Estudar os demais planetas do sistema solar nos permite obter conclusões sobre o nosso próprio planeta, pois admitimos que possuímos origem em comum, assim, as características existentes nos outros planetas se aplicavam ao nosso.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS Estuda a Terra através de métodos físicos e matemáticos

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS GRAVIMETRIA Domo salino de menor densidade diminui a força gravitacional

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS DENSIDADE Densidade da Terra é de 5, 5 kg/m³ aproximadamente. Densidade média das rochas da superfície é de 2,8 kg/m³ Assim, a densidade das rochas aumenta com a profundidade: maior pressão, maior compressão.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS GEOMAGNETISMO A existência do campo magnético se deve ao movimento de rotação do núcleo externo que se encontra no estado líquido.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS GEOMAGNETISMO Responsável pela orientação de todos os objetos magnetizáveis Atualmente o norte magnético não coincide com o norte geográfico.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS Paleomagnetismo: Alguns minerais sofrem magnetização quando se formam; Na magnetite, mineral comum em rochas basálticas, as partículas magnéticas alinham-se paralelamente ao campo magnético quando a temperatura desce abaixo dos 580°C.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS Paleomagnetismo: Com o abaixamento progressivo da temperatura os minerais deixam de sofrer magnetização, mantendo a orientação magnética do momento de sua formação. Assim esta propriedade permite estudar as variações magnéticas ao longo dos tempos.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA MÉTODOS GEOFÍSICOS O geomagnetismo permite concluir através do paleomagnetismo (registro histórico dos campos magnéticos) que: Já houve inversões do campo magnético terrestre; Apoia a hipótese de deriva continental; Permite determinar a latitude geográfica que as rochas ocupavam no momento de sua formação

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA SISMOLOGIA As ondas sísmicas atravessam a totalidade do planeta e o seu comportamento revela o tipo de materiais que atravessa. Se a terra fosse homogênea, as ondas sísmicas atravessariam o planeta sem qualquer modificação no seu comportamento.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA SISMOLOGIA Mas como aterra é heterogênea, as ondas sísmicas são desviadas do ponto onde eram esperadas, a sua velocidade média sofre grande alterações, e algumas ondas até deixam de se propagar. Desta forma, se conhece a estrutura da terra, assim como a composição e estado físico dos materiais que a constituem.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA GEOTERMISMO Vulcões e sismos não são as únicas formas de manifestação de energia da Terra. A terra emana constantemente considerável quantidade de energia em forma de calor. Gradiente Geotérmico: Aumento da temperatura com a profundidade A temperatura aumenta cerca de 30° C por quilômetro, ou seja, um aumento de temperatura de 1° C a cada 33/34 m de profundidade (grau geotérmico).

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA GEOTERMISMO ~ 6371 Km

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA GEOTERMISMO Medições a baixas profundidades: Realizadas em minas e sondagens Medições a elevadas profundidades: Cálculos matemáticos e físicos.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA GEOTERMISMO A gradiente geotérmica não é constante. A baixas profundidades a gradiente geotérmica (aumento da temperatura por km)é maior do que em elevadas profundidades, admitindo-se que este dado diminua com a profundidade, isto explica porque razão o interior da Terra não se encontra em estado líquido, a exceção no núcleo externo, tal como indicam o comportamento das ondas sísmicas.

MÉTODOS DE ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA GEOTERMISMO Admite-se com base em dados matemáticos e sísmicos que a temperatura no centro da Terra deve atingir os 6600°C.