Sismologia

Sismo É movimento vibratório e brusco da crosta terrestre, devido, muitas vezes, a uma libertação de energia (sob o efeito de tensões causadas, na maioria das vezes pela movimentação das placas litosféricas; a litosfera acumula energia que é libertada quando a pressão é suficientemente forte para provocar a ruptura do material) em zonas instáveis do interior da Terra, que ocorrem num período de tempo restrito, em determinado local e que se propaga em todas as direcções (ondas sísmicas). Depois da ruptura acima referida, dão-se várias outras rupturas secundárias - réplicas. Também antes do abalo principal se podem sentir sismos de fraca intensidade, denominados por abalos premonitórios. O ponto em que a energia se liberta é denominado por hipocentro, e o ponto que se encontra à superfície, verticalmente sobre este, chama-se epicentro. O estudo dos fenómenos relacionados com a ocorrência de sismos constitui a sismologia.

• Macrossismos: sismos sentidos pela população.
• Microssismos: sismos imperceptíveis, que não causam danos significativos.

Causas dos sismos

• Sismos Tectónicos: são devidos a movimentos tectónicos. Podem ter origem em forças de vários tipo: Compressivas, Distensivas e Cisalhamento.

1. Compressivas: os materiais são comprimidos, tendendo a diminuir a distância entre massas rochosas.
2. Distensivas: levam ao estiramento e alongamento do material, aumentando a distância entre as massas rochosas.
3. Cisalhamento: os materiais são submetidos a pressões que provocam movimentos horizontais, experimentando alongamento na direcção do movimento e estreitamento na direcção perpendicular ao movimento.

• Sismos de Colapso: são devidos a abatimentos em grutas e cavernas ou ao desprendimento de massas rochosas.
• Sismos Vulcânicos: são provocados por fortes pressões que um vulcão experimenta antes de uma erupção e por movimentos de massas magmáticas relacionadas com fenómenos de vulcanismo.

Efeitos dos sismos - ondas sísmicas

Ondas Sísmicas: movimentos vibratórios de partículas que se propagam a partir do foco, segundo superfícies concêntricas.

Ondas de profundidade

• Ondas P: as partículas vibram paralelamente à direcção de propagação; a propagação produz-se por uma série de impulsos de compressão e distensão através das rochas; propagam-se por todos os meios; são também chamadas ondas de compressão ou longitudinais; provocam variações do volume do material.
• Ondas S: as partículas vibram num plano perpendicular à direcção de propagação; apenas se propagam em meios sólidos; provocam mudanças da forma do material; podem também chamr-se ondas transversais.

Ondas Superficiais

• Ondas de Rayleigh e ondas de Love: resultam da interferência de ondas P e S.
• Ondas de Love: partículas vibram horizontalmente;
• Ondas de Rauleigh: partículas movimentam-se alipticamente.

Sismograma

• Determinar a distância epicentral (para distâncias > 100km)

[(diferença tempo chegada S e P)-1] x 1000 = DE km

Sismos e tectónicas de placas

• Fronteiras convergentes;
• Fronteiras divergentes;
• Fronteiras transformantes;
• Sismos intraplacas

Estrutura interna da geosfera

Estrutura baseada na composição:

• Crosta - contítuida por rochas metamórficas, granitos, rochas sedimentares e basalto;
• Manto - formado por peridotitos;
• Núcleo - constituído por ferro e níquel.

Estrutura baseada nas propriedades físicas:

• Litosfera - sólida e rigída;
• Astenosfera - sólida, mas menos rígida e plástica;
• Mesosfera - rígida;
• Núcleo externo líquido;
• Núcleo interno sólido.

Descontinuidades internas da geosfera

A constituição e as propriedades físicas dos materiais terrestres variam com a profundidade, condicionando assim a velocidade das ondas P e S. A velocidade das ondas sísmicas aumentam com a rigidez dos materiais e diminui proporcionalmente à sua densidade.

A reflexão e refracção das ondas sísmicas permitem localizar três superfícies de descontinuidade:

• Descontinuidade de Mohorovic - profundidade média de 40km, separa a crosta do manto.
• Descontinuidade de Gutenberg - profundidade de 2883km, separa o manto do núcleo externo.
• Descontinuidade de Wiechert / Lehmann - profundidade de 5140km, separa o núcleo externo do núcleo interno.

Para cada sismo existe uma zona de sombra sísmica, comprendida entre ângulos epicentrais de 103º e 143º, onde não são recebidas ondas P nem ondas S directas.

Estrutura interna da geosfera

Estrutura baseada na composição:

• Crosta - constítuida por rochas metamórficas, granitos, rochas sedimentares e basalto;
• Manto - formado por peridotitos;
• Núcleo - constítuido por ferro e níquel.

Estrutura baseada nas propriedades físicas:

• Litosfera - sólida e rígida;
• Astenosfera - sólida, mas menos rígida e plástica;
• Mesosfera - rígida;
• Núcleo externo - líquido;
• Núcleo interno - sólido.

Vulcanologia

Vulcanismo Eruptivo

Um vulcão surge quando material sólido, no manto terestre, passa ao estado líquido, devido a um desequilíbrio entre a pressão e a temperatura, e ascende à superfície terrestre.

O magma pode preencher espaços no interior da crosta, formando grandes reservatórios, as câmaras magmáticas, ou reervatórios de menores dimensões, as bolsas magmáticas. Em torno detes reservatórios existem rochas, sobre as quais o magma exerce grande pressão, denominadas por rochas encaixantes.

Assim, surge uma abertura (a cratera) por onde é ejectada rocha no estado líquido (o magma) e material incandescente, originando uma erupção vulcânica, em que há libertação de material rochos fundido, com origem no magma (a lava) e materiais sólidos (os piroclastos)

O magma formado em profundidade sobe, através de fracturas na crosta terreestre. Quando o magma chega à superfície passa a designar-se por lava. A ascensão do magma não tem que se fazer necessariamente por uma só chaminé principal. Pode, também, subir por fissuras mais pequenas (as chaminés secundárias). Ao longo de sucessivas erupções, vão-se depositando, em redor da cratera, lava consolidada, cinzas e fragmentos rochosos, contituindo, assim, o cone vulcânico. Um vulcão é considerado activo no caso de ter entrado em erupção recentemente, ou pleo menos durante períodos históricos. Um vulcão do qual não há registo de existência de actividade, que se apresenta bastante erodido e do qual não há registos de erupção é considerado extinto.

Vulcões que não estejam completamente erodidos e dos quais não existem registo da actividade são considerados vulcões adormecidos. Podem formar-se, na parte superior dos vulcões, grandes depressões, chamadas caldeiras. As caldeiras têm forma circular e paredes ingremes e podem formar-se devido ao afundimento da parte central do vulcão, após fortes erupções, em que grande quantidade de materiais é rapidamente expelida, ficando um vazio na câmara magmática. A existência de fracturas circulares e o peso das camadas superiores provocam o abatimento do testo da câmara.

Podem também ocorrer erupções fissurais, nas quais a lava é expulsa através de fendas alongadas.

Tipos de Erupções:

• Erupções Eplosivas: as lavas são muitos viscosas, fluem com dificuldade e impedem libertação de gases, o que provoca a ocorrência de explosões violentas. Por vezes a lava não chega a derramar, constítuindo estruturas arredondadas, chamadas domas ou cúpulas , dentro da cratera. A lava pode chegar a solidificar dentro da chaminé formando agulhas vulcânicas.
• Erupções Efusivas: a lava é fluida, a libertação de gases é fácil e a erupção é calma, com derramamento de lava abundante. Se os terrenos onde ocorre a erupção forem planos, a lava pode constítuir mantos de lava. Se houver declive acentuado podem formar-se correntes de lava.
• Erupções mistas: assumem aspectos intermédios entre as erupções explosivas e as erupções efusivas. Observam-se fases explusivas, que alternam com fases efusivas.

Vulcanismo Residual

• Fumarolas: emissões de gases e vapores em regiões com manifestações de vulcanismo.

- Sulfataras: quando abundam os compostos de enxofre.

- Mofetas: quando abunda o dióxido de carbono.

• Géiseres: repuxos intermitentes de água e vapor.
• Nascentes termais: águas subterrâneas sobreaquecidas devido ao calor dissipado nas regiões vulcânicas. Se essas águas têm origem magmática, designam-se por águas juvenis.

Vulcões e Tectónica de Placas

• Vulcanismo associado e fronteiras divergentes: predominantemente do tipo efusivo.
• Vulcanismo associado a fronteiras convergentes: predominantemente do tipo explosivo.
• Vulcanismo intraplacas: do tipo efusivo, associado à existência de pontos quentes relaccionados com a presença de plumas térmicas.

Métodos para o estudo do interior da geosfera

Métodos Directos:

• Observação e estudo directo da superfície visível;
• Exploração de jazigos minerais efectuada em minas e escavações;
• Sondagens.

Métodos Indirectos;

• Planetologia e astrogeologia: as técnicas aplicadas no estudo de outros planetas do sistema solar podem ser usadas no estudo da Terra.

• Métodos geofísicos:

- Gravimetria: estudo de variações no campo gravítico da terra - anomalias gravimétricas. A presença de rochas menos densas dá origem a anomalias gravimétricas negativas; a presença de rochas mais densas, leva a anomalias positivas.

- Densidade: comparação da densidade de rochas presentes a diversas profundidades.

- Geomagnetismo: estudo das alterações no campo magnético da Terra.

- Sismologia: estudo dos sismos e da propagação das ondas sísmicas.

- Geotermismo: estudo da energia térmica da Terra.

Domínio Continental e Oceânico

Plataforma Continental: faz parte da crosta continental e prolonga o continente sob o mar. Talude Continental: limite da parte imersa do domínio continental; tem declive acentuado. Planícies Abissais: de profundidade compreendida entre 2500 e 6000m. Por vezes podem existir fossas. Dorsais: situam-se na parte média ou bordas oceânicas. Contêm um vale central - rifte.

A Face da Terra- Continentes e Fundos Oceânicos

Áreas Continentais Escudos: extensas áreas continentais que se mantiveram estáveis durante muitos milhões de anos. Plataformas: regiões aplanadas que podem estar cobertas por sequências sedimentares de origem marinha e que ainda apresentam as características da sua deposição original. Cadeias Montanhosas: cadeias resultantes de colisões entre placas litosféricas, actividade magmática e metamórfica que, no seu conjunto, se designam orogenia. Fundos Oceânicos O fundo oceânico apresenta uma paisagem submarina idêntica à paisagem dos continetes: montanhas, vales e planícies. As principais áreas que constituem o fundo dos oceanos são: a plataforma continental, o talude continental, a planície abissal, a crista médio-oceânica e as fossas oceânicas.

Génese da Lua

Teoria da fissão: esta teoria sustenta que a rotação da Terra primitiva seria tão rápida que, devido à força centrífuga, uma porção dela se separou e foi arremessada para o espaço dando origem à Lua. Teoria da co-acreção (ou concepção binária): teoria que afirma que a Terra e a Lua se formaram, simultâneamente, a partir da condensação da nébula solar primitiva. Teoria da Captura: teoria preconiza que a Lua se teria formado noutro local do sistema solar e que, devido à força gravitacional da Terra, foi capturada e começou a orbitar em torno desta. Teoria da Colisão com Injecção (teoria mais aceite actualmente, pois é apoiada por dados geoquímicos, geofísicos e gravitacionais): o impacto de um grande planetesimal provocou a volatilização e ejecção de parte do interior e superfície da Terra, ainda em formação. Posteriormente, este material sofreu acreção e diferenciou-se, formando, deste modo, a Lua. A Lua tem uma baixa força gravítica, daí que não tenho atmosfera nem hidrosfera. A superfície da lua é formada por zonas negras, os "mares", planos e constítuidos por basaltos e "continentes", acidentados, constituídos por rochas claras, feldspáticas, que reflectem bastante a luz.

A Terra - acreção e diferenciação

A diferenciação da Terra foi provocada por energia de diferentes fontes:

1. Calor resultante do impacto dos planetesimais;
2. Calor resultante da compressão dos materiais constituintes;
3. Calor resultante da desintegração radioactiva.

A Terra passou de um corpo homogéneo para um corpo zonado, com núcleo denso, essencialmente constítuido por ferro, uma crosta, composta de materiais pouco densos, e o manto, formado por materiais de densidade intermédia, compreendido entre o núcleo e a crosta.

Em consequência da diferenciação formou-se ainda a atmosfera e a hidrosfera.

Planetas, Asteróides e Cometas

Planetas Principais: descrevem as suas órbitas directamente em torno do Sol. Planetas Secundários ou Satélites: descrevem translações em torno dos planetas principais. Asteróides: corpos rochosos de forma irregular que se deslocam geralmente entre as órbitas de Marte e Júpiter. Cometas: corpos muito primitivos do sistema solar, rochosos, com órbitas muito excêntricas relativamente ao Sol. São constituídos por núcleo, cabeleira e cauda. Meteoróides: corpos de dimensões variáveis, provenientes do espaço, que se tornam incandescentes ao atravessar a atmosfera. O rasto luminoso deixado por eles ao atravessar a atmosfera chama-se meteoro. Quando uma parte dos meteoróides consegue atingir a superfície, tem o nome de meteorito.

Provável Origem do Sol e dos Planetas

Teoria nebular reformulada (teoria actualmente mais aceite): esta teoria consiste na existência de uma nébula formada por gases e poeiras que, devido a forças gravíticas, se achatou e aumentou a sua velocidade de rotação, dando origem a que no seu centro se formasse um proto-sol. Este "disco" achatado tinha a matéria mais densa próxima do centro e a menos densa mais afastada deste. Essa matéria, começou por chocar uma contra a outra e a agregar-se, formando planetesimais, aos quais se agregaria mais matéria (a este choque e agregação de matéria dá-se o nome de acreção). Os planetesimais continuaram a chocar entre si, dando origem a proto-planetas que, devido a mais acreção e diferenciação, deram origem a planetas.

Mobilismo geológico

Litosfera: camada mais exterior, rígida, contítuida por crosta continental, crosta oceanica e uma parte do manto superior. Astenosfera: Camada sólida mas plástica, constítuida por uma parte do manto superiore uma parte do manto inferior. Tipos de limites das placas litosféricas:

• Limites divergentes: situam-se nas dorsais oceanicas e são zonas onde é gerada nova crosta. Geralmente as dorsais têm um vale central chamado rifte, onde há ascensão de material.
• Limites Convergentes: verifica-se a destruição de placas litosféricas -> zonas de subducção: uma placa (a mais densa) afunda sob a outra (menos densa), sendo destruída. (a crosta oceânica mergulha sob a continental).
• Limites Conservativos: situam-se no limite de falhas transformantes que cortam transversalmente as dorsais e ao longo das quais não se verifica destruição nem alastramento, mas apenas deslizamento de uma placa em relação à outra.

Princípios básicos do raciocínio geológico

Catastrofismo: alterações à superfície da Terra são provocadas por catástrofes ocasionais. Uniformitarismo: alterações ocorridas à superfície são provocadas por processos naturais, graduais e lentos. O uniformitarismo pressupõe que:

1. As leis naturais são constantes no espaço e no tempo;
2. Princípio do actualismo - as causas que provocam determinados fenómenos no passado são identicas às que provocam o mesmo tipo de fenómenos no presente;
3. A maioria das mudanças geológicas é gradual e lenta.

Neocatastrofismo: (teoria actualmente aceite) aceita os pressupostos do uniformitarismo, mas atribui também um papel importante aos fenómenos catastróficos como agentes modeladores da superfície terrestre.

Idade Relactiva e Idade Radiométrica

Idade Relactiva (datação relactiva): baseia-se no principio da sobreposição de estratos e na existência / presença de fósseis de idade em determinados camadas.

• Princípio da sobreposição de estratos: numa série de rochas sedimentares não deformadas, o estrato "A", que se encontra sobre o estrato "B" é mais antigo do que este, ou seja, um estrato é mais velho que aqueles que o recobrem e mais novo dos que os que lhe estão subjacentes.

Idade Absoluta (datação absoluta / radiométrica): baseia-se na desintegraçã de isótopos radioactivos que se desintegram espontaneamente. Os isótopos-pai desintegram-se em isótopos-filho mais estáveis. O tempo necessário para que metade dos isótopos-pai de uma rocha se desintegrem em isótopos-filho, denominam-se por semi-vida.

Rochas Magmáticas e Rochas Metamórficas

Rochas Magmáticas: os magmas formam-se no interior da Terra e são misturas complexas de minerais fundidos, cristais em suspensão, e gases. O magma é menos denso que o ar e que as rochas envolventes, por isso pode, quando sujeito a pressões, movimentar-se, aproximando-se da crosta. Ao fazê-lo, consolida, formando rochas magmáticas.

• Rochas Magmáticas Intrusivas (ou Plutónicas): rochas resultantes da consolidação do magma no interior da crosta. Apresentam, geralmente, minerais desenvolvidos, identificáveis à vista desarmada, devido ao arrefecimento lento e em profundidade que é propício ao crescimento e desenvolvimento dos cristais. Ex: granito.
• Rochas Magmáticas Extrusivas (ou Vulcânicas): rochas resultantes da consolidação do magma à superfície. Os minerais são de pequenas dimensões, podendo existir matéria não cristalizada. Esta textura indica um arrefecimento rápido do magma. Ex: basalto.

Rochas Metamórficas: as rochas, em consequencia do dinamismo terrestre, podem ser deslocadas para zonas com diferentes condições. Se se afundam na crosta, ficam sujeitas a maiores pressões e temperaturas e, por vezes, a um ambiente químico diferente. Embora mantenham o estado sólido, alteram-se.Os principais factores de metamorfismo são a temperatura, a pressão, os fluidos de circulação e o tempo.

Rochas Sedimentares

Ocorrem fundamentalmente duas fases na génese de rochas sedimentares: sedimentogénese e diagénese. Sedimentogénese: conjunto de processos físicos e químicos que compreendem a elaboração dos materiais que vão constituir as rochas sedimentares - o transporte e a deposição desses materiais.

• Erosão: remoção dos materiais, previamente alterados, das rochas, por agentes erosivos. Os materiais (clastos ou detritos) são transportados.
• Sedimentação: deposição desses materiais, que passam a denominar-se por sedimentos. Primeiro depositam-se os detritos mais densos e pesados, e, depois, os menos densos e mais leves. Se não houver perturbações, a sedimentação realiza-se de forma regular, sendo que os sedimentos formam camadas horizontais, não deformadas - estratos.

Diagénse: conjunto de processos físicos e químicos que intervêm após a sedimentação e pelos quais os sedimentos evoluem para rochas sedimentares coerentes. No decurso da diagénese os sedimentos são compactos, desidratados e cimentados ficando ligados entre si.

Ciclo das rochas - 10º ano

Rochas Sedimentares: formadas à superfície ou perto dela, a partir de deposiçõesde sedimentos que, posteriormente, experimentam uma evoluçao, sendo compactados e ligados entre si.

Rochas Magmáticas: resultandes da solidificação de magma.

Rochas Metamórficas: originadas a partir de rochas preexistentes que experimentam transformações mineralógicas e estruturais, mantendo-se no estado sólido. Essas transformações são devidas a condições de pressão e de temperatura elevadas ou à acção de fliudos de circulação.