terça-feira, 12 de fevereiro de 2008

Estrutura da geosfera

A Geosfera pode ser caracterizada de duas formas:

Estrutura Baseada na Composição Estrutura Baseada nas Propriedades Físicas
Crosta Litosfera
Astenosfera
Manto Mesosfera
Núcleo Núcleo Externo
Núcleo Interno

Os dados recolhidos sobre a estrutura da Terra foram obtidos:


Clicar na imagem acima...

Segundo as Propriedades Físicas:

Litosfera crosta e parte superior do manto.

É sólida e rígida.

Astenosfera parte entre a litosfera e a mesosfera.

É sólida mas pouco rígida, o que leva à deformação dos materiais.

Mesosfera maior parte do manto. Vai ate ao núcleo externo.

É rígida e sólida.

Núcleo Externo parte liquida do núcleo (presume-se assim porque as ondas S não o atravessam).

Núcleo Interno parte sólida do núcleo (presume-se assim porque nesta zona as ondas P ganham velocidade).

Segundo a Composição:

Crostaa crosta divide-se em 2 tipos:

Crosta continental – de 35 a 40 km de espessura. Constituída basicamente por granitos, rochas metamórficas e rochas sedimentares.

Crosta oceânica – de 5 a 10 km de espessura. Constituída por basaltos.

Mantoé essencialmente formado por rocha sólida. Constituído por peridotito e rochas ultrabásicas.

Núcleo - é formado por ferro e níquel

Vulcanologia



Vulcanologia

Vulcanismo eruptivo

O vulcanismo eruptivo é caracterizado pela emissão de lava, emissão de materiais sólidos, chamados de piroclastos, e por vezes emissão de “nuvens ardentes”.

O vulcanismo eruptivo pode ser:

- Central – os materiais saem pelo cone principal

- Fissural - os materiais saem por fissuras ao longo do cone

Erupções vulcânicas

Existem 3 tipos de erupções vulcânicas:

- Erupção vulcânica do tipo explosivo caracterizam-se por:

- Ter um cone alto e estreito

- Lavas muito viscosas e ácidas

- Fortes explosões devido ao entupimento da cratera por lavas solidificadas (se for em forma de agulha é apelidada de agulha vulcânica, se for de forma arredondada é chamada de doma)

- Libertação de gases

- Libertação de piroclastos

- Situa-se nos limites convergentes

- Erupção vulcânica do tipo efusivo caracterizam-se por:

- Ter um cone baixo e largo

- Lavas muito fluidas e básicas, originando rios de lava ao longo do cone

- Não ocorrem explosões

- Não há libertação de gases comprimidos para formar nuvens ardentes

- Não há libertação de piroclastos

- Situa-se nos limites divergentes

- Erupção vulcânica do tipo mista caracterizam-se por:

- Apresenta características da erupção vulcânica efusiva e da explosiva.

Morfologia de um vulcão:

Produtos expelidos pelos vulcões

Lava

A lava é o magma que vem à superfície. Assim sendo as lavas não são todas iguais, dependem dos materiais do magma de que originam.

A lava pode ser caracterizada pela sua composição:

- Lavas ácidas - lavas quentes ( 800ºC a 1000ºC), muito viscosas e com uma percentagem de sílica superior a 70%.

- Lavas básicas – lavas extremamente quentes (1100ºC a 1200ºC), muito fluidas (pouco viscosas) e com uma percentagem de sílica até 50%.

A lava também pode ser caracterizada pela sua forma consoante o meio onde foi expelida:

- Lavas em almofadas (lavas submarinas)

- Lavas encordoadas (lisas mas com dobras e subaérias)

- Lavas escoriáceas (lavas irregulares fragmentadas e subaérias)

Piroclastos

Os piroclastos são os materiais sólidos expelidos pelos vulcões.

Estes são caracterizados pelas suas dimensões:

- Menor do que 2 mm – cinzas

- De 3mm a 64mm – bagacina e lapili

- Maior do que 64mm – bombas e blocos

Vulcanismo atenuado

O vulcanismo atenuado é caracterizado por não expelir lava nem piroclastos.

O vulcanismo atenuado situa-se em zonas onde já tenha havido vulcanismo eruptivo e são zonas com um fluxo térmico muito elevado.

O vulcanismo atenuado pode-se apresentar de várias formas:

- Fumarolas

- Sulfataras – ricas em enxofre

- Mofetas – ricas em dióxido de carbono

- Géisers – repuxos de água subterrânea

- Águas termais – nascentes de água quente natural

Vulcões e a tectónica de placas

A actividade vulcânica está relacionada com as fronteiras de placas e conforme o limite, o vulcão vai possuir um tipo de actividade diferente.

- Placas divergentes e zonas de rifte: vulcões do tipo efusivo

- Placas convergentes: vulcões do tipo explosivo

- Intraplacas: origina ilhas e mantos de basalto

Normalmente os vulcões intraplacas são os hot spots (pontos quentes).

Estes hot spots estão relacionados com plumas térmicas.

As plumas térmicas são longas colunas de material quente e pouco denso que sobe do manto até à superfície. Esse material funde-se e vai ser a câmara magmática provisora de um vulcão.

Os pontos quentes são fixos e formam-se mantos de basalto.

Por vezes a placa vai-se deslocando sobre o ponto quente e afastando-se extinguindo o vulcão e originando outro no seu lugar.

Minimização de riscos vulcânicos

Para minimizar os danos que uma erupção pode causar à que prevenir para remediar menos.

Para evitar surpresas os vulcões activos devem estar em constante vigilância para a partir dos resultados obtidos dos estudos saber quando pode haver uma erupção.

A variação da força gravítica, as variações magnéticas e sísmicas e os movimentos do magma são alguns dos estudos em questão, como também analisar os gases libertados, a variação da temperatura do solo e detectar as deformações do cone vulcânico.

Depois é preciso identificar as zonas de risco para as populações aí existentes se precaverem.

Sismologia

Hipocentro origem do sismo. É o ponto onde o sismo começou. Fica em profundidade. È o mesmo que foco sísmico.

Epicentro zona á superfície mais próxima do hipocentro. É no epicentro em que o sismo é sentido com maior intensidade.

Causas dos Sismos:

Sismos de colapso – devem-se a abatimentos ou destruição de grutas e cavernas, desprendimento de massas rochosas.

Sismos vulcânicos – devem-se às fortes pressões a que um vulcão está sujeito antes de uma erupção, por movimento de magmas.

Sismos tectónicos – devem-se a movimentos das placas tectónicas.

Tipos de Forças:

Forças compressivas – os movimentos são comprimidos, aumentando a pressão.

Forças distensivas – os materiais afastam-se, provocando a tensão dos materiais.

Forças de cisalhamento – os materiais sofrem uma grande pressão que os leva a realizar movimentos horizontais.

Teoria do Ressalto Elástico:

Esta teoria baseia-se em mecanismos de deformação elástica das rochas, isto é, nas mudanças de volume e de forma da rocha quando é sujeita a forças. Terminada a acção das forças, o material deformado volta ao seu estado original.

Se o material é forçado para além do seu limite de plasticidade, pode quebrar-se, libertando a energia armazenada. Mas as duas forças ficam planas antes da quebra.

A esta zona onde os materiais se quebram chama-se fallha.

Tsunamis:

Quando ocorre um sismo num oceano, o fundo é abatido e a água converge para lá, originando uma grande onda que se vai propagando.

Ondas Sísmicas:

Ondas profundas:

Ondas P – são ondas de compressão. São as ondas mais velozes, logo são sempre as primeiras a serem registadas. Propagam-se por meios sólidos e líquidos (todos os meios). Têm um movimento paralelo à direcção de propagação.

Ondas S – são ondas mais lentas que as P. são as segundas a serem registadas. Tem um movimento perpendicular ao movimento de propagação. Não se propagam em meios líquidos.

Ondas superficiais:

Ondas Love e Ondas Rayleigh – as ondas Love e as ondas Rayleigh só são registadas quando o sismo é intenso ao ponto de as ondas de compressão e as ondas transversais interagirem.

Sismólogo, Sismógrafo e Sismograma

Sismólogo – pessoa que estuda os sismos.

Sismógrafo – aparelho que regista os sismos. Existem sismógrafos verticais e horizontais (2) para registarem um sismo. Regista os movimentos de um local.

Sismograma – registo de todos os movimentos da Terra.

Escalas Sísmicas:

Escala de Intensidade – a escala de intensidade é a escala de Mercalli (12 níveis em numeração romana). Qualificativa.

A intensidade é o efeito de um sismo nas pessoas, objectos e estruturas.

Após registadas as diferentes intensidades de um sismo em vários locais, pode-se numa carta de isossistas unir os vários locais com a mesma intensidade

Nota sobre isossistas: as isossistas não têm uma forma regular porque as ondas sísmicas vão se propagando por locais constituídos por diferentes materiais, levando as ondas a terem comportamentos diferentes.

Escala de magnitude – a escala de magnitude é a escala de Richter (escala aberta, quantitativa).

A magnitude está relacionada com a energia libertada por um sismo.

Cada nível de magnitude que se aumenta representa um aumento de 30x mais energia libertada.

Por exemplo, se uma bomba atómica equivale ao nível/grau 6, o grau 7 seria igual a 30 bombas atómicas, o nível 8 seria 30x30=900 bombas atómicas…

Distribuição Geológica dos Sismos:

Zonas de grande actividade sísmica, como o “anel-de-fogo”, a cintura mediterrâneo-asiática e as zonas de rifte são as zonas mais sísmicas do planeta.

As zonas limites são altamente sísmicas.

A sismicidade intraplacas deve-se a falhas.

Profundidade dos focos sísmicos:

Limites

Convergentes

Misto – foco profundo

Oceano/Oceano – foco intermédio e profundo

Continente/Continente – foco intermédio e profundo



Divergentes

foco superficial



Conservativos

foco superficial

Descontinuidades:

Descontinuidade de Mohorovicic – da crosta para o manto.

Descontinuidade de Gutenberg – do manto para a crosta.

Descontinuidade de Lehaman – do núcleo externo para o núcleo interno.

Comportamento das Ondas:

- A velocidade das ondas aumenta com a profundidade.

- A velocidade aumenta com a rigidez dos materiais.

- A velocidade diminui com a densidade.

- O efeito da rigidez sobrepõe-se ao efeito da densidade.

Nota: Ângulo crítico – ângulo que marca o limite entre refracção (+90º) e reflexão (até 90º).

Quanto maior o ângulo de reflexão for em relação ao ângulo de incidência maior é a velocidade.

Quanto menor o ângulo de reflexão for em relação ao ângulo de incidência menor a velocidade.

Zona de Sombra:

Zona onde não há registo de ondas P e S directas.

A zona de sombra das ondas P é menor que a zona de sombra das ondas S, porque as ondas S não atravessam o núcleo externo por ser liquido.

Zona de Baixas Velocidades:

Conforme a profundidade aumenta a temperatura aumenta também.

Na Astenosfera a temperatura é suficiente para alguns materiais se fundirem e assim crias uma zona menos rígida, mais plástica.

Logo, como a rigidez diminui, a velocidade das ondas também diminui.

Métodos de estudo do interior da Terra

Directos:

- Observação da superfície

- Sondagens

- Minas

- Magmas e rochas

Indirectos:

- Geotermismo

- Geomagnetismo

- Sismologia

- Gravimetria

- Densidade

Gravimetria

É o estudo dos solos a partir da força gravítica e das anomalias observadas.

As anomalias gravíticas e a atracção gravítica são diferentes em todas as zonas do planeta.

A partir de várias observações concluiu-se que:

- Zonas com materiais mais densos que o meio envolvente são afectadas por maior atracão para o centro da Terra e são acompanhados por anomalias positivas (superiores ao nível médio do mar);

- Zonas com materiais menos densos são afectadas por menor atracão para o centro da Terra e são acompanhadas por anomalias negativas (inferiores ao nível médio do mar).

A Gravimetria permite detectar a localização de materiais, a diferentes profundidades, de diferentes densidades.

Geotermismo

O calor terrestre é a fonte do seu dinamismo.

Estudos mostram que a temperatura aumenta com a profundidade e a esse fenómeno (a taxa de variação da temperatura com a profundidade) chama-se gradiente geotérmico.

A dissipação constante do calor interno da Terra através da superfície chama-se fluxo térmico.

Ao número de metros necessários para a temperatura aumentar 1ºC chama-se grau térmico.

Geomagnetismo

A Terra possui um campo magnético invisível.

Esse campo magnético tem origem por interacção do núcleo interno da Terra com o núcleo externo.

Rochas, como os basaltos, têm tendência a gravar o campo magnético do momento em que foram formados porque se estavam a solidificar. O basalto possui minerais ricos em ferros (minerais ferromagnéticos) que se orientam segundo o campo magnético existente na altura em que solidificaram.

A este fenómeno chama-se paleomagnetismo.

Tipos de polaridade:

- Polaridade normal: o norte geográfico é o norte magnético

- Polaridade inversa: norte geográfico é o sul magnético

E para que serve isto?

Exemplo: Uma das características das faixas magnéticas é serem simétricas em ambos os lados do rifte. Porquê?

- Porque o material libertado pelo rifte é em mesma quantidade para ambos os lados e o material foi formado ao mesmo tempo, ou seja, tanto o material de um lado do rifte como do outro tem a mesma idade e a mesma polaridade registada.

Protecção ambiental

-Medidas de tratamento do ambiente e prevenção:

- Utilização de técnicas limpas;

- Tratamento de afluentes;

- Fiscalização eficaz.

Recuperação de recursos:

- Reciclagem;

- Substituição de recursos raros por recursos abundantes;

- Centro de tratamento de águas residuais.

Utilização de energias renováveis:

- Solar

- Eólica

- Ondas

- Geotérmica

- Biomassa

- Hidroeléctrica

- Marés

Ocupação de áreas de risco

Com o aumento da população o Homem tem a necessidade de procurar mais espaços para habitar, incluindo as áreas de risco:

- Zonas sísmicas

- Zonas vulcânicas

- Zonas sujeitas e cheias

Porquê junto dos vulcões?

- Turismo

- Solos férteis

- Energia geotérmica

- Exploração de minérios

Porquê junto de zonas propicias a inundações?

As zonas do litoral sempre forneceram às populações vantagens, tais como:

- Solos férteis

- Turismo

- Transportes

Mas muitas das inundações junto ao litoral devem-se a:

- Abate de árvores (as raízes absorvem alguma água)

- Impermeabilização (estradas, parques de estacionamento)

Poluição

Os países industrializados são os mais poluidores, devido ao aumento populacional.

No que toca à poluição atmosférica:

Gases mais libertados:

- Dióxido de carbono CO2

- Monóxido de carbono CO

- Dióxido de enxofre SO2

- Compostos de azoto N

Fontes de poluição:

- Industrias

- Transportes

- Partículas radioactivas

Tipos de poluição atmosférica:

- Chuvas ácidas

- Destruição da camada de ozono

- Efeito de estufa

No que toca à poluição da água:

Causas:

- Actividades industriais (lixeiras, acumulação de resíduos)

- Actividades domésticas (autoclismo, máquinas de lavar)

- Actividades agrícolas (pesticidas, fertilizantes)