Metamorfismo de combustão

O Metamorfismo é o processo que envolve mudanças no conteúdo/ composição mineral e/ou na microestrutura de uma rocha, predominantemente no estado sólido. Esse processo ocorre principalmente devido à adaptação da rocha a condições físicas diferentes daquelas em que se formou e que também diferem das condições físicas que ocorrem normalmente na superfície da Terra e na zona da diagênese.

O processo pode coexistir com fusão parcial e também envolver alterações na composição química da rocha. A principal classificação de metamorfismo do ponto de vista da extensão, das características geológicas e da causa é mostrada abaixo:

Principais tipos de metamorfismo. Essa gráfico não inclui todos os termos conhecidos da literatura. Fonte: “Rochas Metamórficas: classificação e glossário” Ed. Oficina de Textos 2014

O uso de alguns nomes em petrologia metamórfica evoluiu de forma distinta em diferentes países e uma gama especializada de termos de rochas tem sido aplicada regionalmente.

A Subcomissão de Sistematização das Rochas Metamórficas (SSRM) da IUGS tem como objetivo prover uma sistematização das definições e da nomenclatura de rochas metamórficas, para ser amplamente adequada e aceita internacionalmente. Os resultados finais deste trabalho foram consolidados no livro Metamorphic Rocks: A Classification and Glossary of Terms, que agora chega ao Brasil pela Editora Oficina de Textos com o título Rochas Metamórficas: classificação e glossário.

Metamorfismo de combustão

Segundo a SSRM a definição de metamorfismo de combustão é: um tipo de metamorfismo de âmbito local produzido pela combustão espontânea de substâncias naturais, como rochas betuminosas, carvão ou óleo. Na literatura, o processo tem sido considerado há muito tempo um tipo distinto de metamorfismo.

A SSRM prefere o termo metamorfismo de combustão para o processo de combustão (queima) de rochas, como um nome coletivo para os diversos tipos de rochas (porcelanitos, buchitos, paralavas), formadas próximas a leitos incinerados de carvão, petróleo, fontes de gás ou folhelhos betuminosos. Auréolas de metamorfismo produzidas por combustão geralmente não ultrapassam alguns metros de espessura, a título excepcional, podem chegar a algumas dezenas de metros. Em alguns casos, o metamorfismo de combustão tem sido descrito impropriamente como pirometamorfismo.

Fonte: http://www.comunitexto.com.br/

O que é um sistema cristalino?

Os cristais são sólidos que possuem ordem de longo alcance. O arranjo dos átomos em torno de um ponto qualquer de um cristal é idêntico ao arranjo em outro ponto qualquer equivalente do mesmo cristal (com exceção de possíveis defeitos locais).

A Cristalografia descreve os modos pelos quais os átomos que formam os cristais estão organizados e como a ordem de longo alcance é produzida. Muitas propriedades químicas (bem como bioquímicas) e físicas dependem da estrutura cristalina. Portanto, o conhecimento de Cristalografia é essencial para a exploração das propriedades dos materiais.

Esta ciência se desenvolveu inicialmente como uma ciência de observação, como coadjuvante da Mineralogia. Os minerais eram (e ainda são) descritos pelo seu hábito, que é a forma típica das espécies minerais e que pode variar desde massas indistintas até cristais bem formados.

As formas belas e regulares de cristais naturais despertam nossa atenção desde o passado distante. A forma e o arranjo das faces dos cristais foram desde cedo usados como critérios de classificação. Mais tarde, a simetria passou a ser tratada matematicamente e se tornou um quesito importante na descrição de minerais.

A determinação de estruturas cristalinas, ou seja, da posição de todos os átomos em um cristal, foi um desenvolvimento posterior, um refinamento que dependeu da descoberta dos raios X e de suas aplicações.

Famílias de cristais e sistemas cristalinos

As medições detalhadas de espécimes minerais permitiram a definição de seis famílias cristalinas, denominadas anórtica, monoclínica, ortorrômbica, tetragonal, hexagonal e isométrica. Essa classificação foi ligeiramente expandida pelos cristalógrafos na definição dos sete sistemas cristalinos, que são conjuntos de eixos de referência definidos por sua direção e magnitude e que, portanto, são vetores (grafados em negrito ao longo deste livro). As famílias e classes cristalinas são:

Imagem retirada do portal All About Gemstones (allaboutgemstones.com).

Adaptação e tradução Editora Oficina de Textos

Sistemas Cristalinos. Retirado do livro “Cristalografia” de Richard J. D. Tilley

Fonte: http://www.comunitexto.com.br/

Geocronologia e a geoquímica isotópica

As rochas sedimentares podem ser datadas de maneira relativa a partir dos fósseis nelas existentes ou por correlação estratigráfica.

Quando estas não têm um conteúdo fossilífero diagnóstico ou quando a correlação não é possível nem conclusiva, a tarefa de estimar a época de deposição de uma determinada rocha fica inviável.

Em tais casos, os métodos radiométricos, usualmente aplicados em rochas ígneas e metamórficas para obtenção de idades absolutas, têm sido aplicada como segunda alternativa.

Método radiométrico

O método radiométrico Rb-Sr é tradicionalmente aplicado para determinação de idades absolutas de rochas ígneas, pelo fato das condições de formação destas serem de alta temperatura.

No caso da cristalização de um magma, o 87Sr radiogênico possui considerável mobilidade e migra entre as fases minerais enquanto a temperatura for superior a 350° C.

Como resultado, ocorre um fenômeno chamado homogeneização isotópica do Sr, o qual é interrompido pelo resfriamento da rocha considerada.

Entendendo a homogeneização isotópica

A homogeneização isotópica ocorre porque as propriedades químicas dos diferentes isótopos de um mesmo elemento são muito próximas entre si, apesar de não serem idênticas. Esse princípio pode ser ilustrado pela comparação apresentada na figura logo mais abaixo.

Um jardim cercado e com uma árvore no centro representa dois sítios cristalinos com níveis diferentes de energia. No primeiro caso, soltamos alguns cães e os gatos no sistema jardim-árvore e podemos imaginar que, após alguns movimentos muito rápidos, eles irão se distribuir nos sítios apropriados, ou seja, os gatos na árvore e os cães no chão, sob a árvore.

Os cães e gatos são dois elementos diferentes em competição pelos mesmos sítios: eles se arranjam espontaneamente e assumem a configuração mais estável. Qualquer configuração alternativa seria intrinsecamente instável (cães na árvore e gatos no solo) ou fora de equilíbrio (cães e gatos no solo).

Esquema: fracionamento elemental versus homogeneização isópica. Fonte: retirado o livro “Geoquímica: uma introdução”. Ed. Oficina de Textos.

Na imagem acima vemos à esquerda: cães e gatos interagem vigorosamente, o que afeta a ocupação dos sítios disponíveis no sistema (árvore, chão). Assim como dois elementos químicos com propriedades diferentes, eles se distribuem para atingir o nível de mínima energia. À direita: gatos brancos e pretos têm características similares e, como os isótopos de um mesmo elemento, se distribuem aleatoriamente pelos sítios disponíveis. O arranjo mais provável é uma proporção idêntica de isótopos em cada sítio.

Agora, retiramos todos os animais do jardim e soltamos um novo conjunto de animais: apenas gatos com pelos de diferentes cores, alguns brancos e outros pretos. A probabilidade de que um gato fique na árvore ou no solo é independente de sua cor, a energia de interação é baixa e o arranjo mais provável é o de máxima entropia, com iguais proporções de gatos brancos e pretos em cada sítio.

Os gatos brancos e pretos são como isótopos de um mesmo elemento com propriedades similares, que compartilham os sítios disponíveis de modo independente de seu nível de energia.

Quando os elementos e seus isótopos podem se mover facilmente entre os sítios de estruturas cristalinas, líquidos e gases (seja porque os estados líquido e gasoso permitam misturas eficientes ou porque a difusão térmica permita que os átomos se movam rapidamente entre os sítios cristalinos dos sólidos), os elementos com propriedades químicas diferentes se arranjarão nos sítios disponíveis de modo a minimizar a energia total do sistema.

Por outro lado, as trocas isotópicas de um único elemento entre as fases contribuem pouco para o balanço energético do sistema, e os isótopos de um mesmo elemento estarão distribuídos homogeneamente de modo a maximizar a entropia do sistema.

Fonte: http://www.comunitexto.com.br/

Geologia: mais de 400 km² de cores!

O Parque Geológico Nacional Zhangye Danxia é sem dúvida um dos mais belos do planeta. Obra-prima da natureza, está localizado perto da cidade de Zhangye, na província de Gansu, no noroeste da China e abrange uma área de mais de 410 quilômetros quadrados.

Esse tipo de geomorfologia peculiar consiste em arenitos vermelhos e outros depósitos minerais do Período Cretácico (Era Mesozóica) que foram se acumulando por mais de 24 milhões de anos.

O resultado, semelhante às camadas de um bolo, está ligado à ação das mesmas placas tectônicas responsáveis pela criação de partes das montanhas dos Himalaias. Vento, chuva e tempo então esculpiram formas extraordinárias, incluindo torres, pilares e ravinas, com diferentes cores, padrões e tamanhos.

Fonte: http://www.comunitexto.com.br/

Metamorfismo

Segundo o Glossário de Geotectônica do autor Benjamin Bley de Brito Neves, metamorfismo (metamorphism) na concepção mais simples, é o conjunto de fenômenos geológicos que produzem transformações físico-químicas e estruturais nas rochas sedimentares, ígneas e até mesmo (por sobreposição) nas rochas metamórficas. Esses processos são provocados (e conduzidos) por mudanças significativas na temperatura e na pressão nas quais as rochas originais (protólitos) foram geradas, e por deformação, que causam a recristalização dos minerais em estado sólido e o consequente estabelecimento de novas texturas e estruturas. Os vínculos do conhecimento dos processos de transformação termodinâmica nas rochas e a concepção da Geotectônica são importantes. Esses processos e seus estudos são alimentadores fundamentais do conhecimento em Geotectônica, uma vez que focam as condições geradas nos diferentes tipos de interações de placas e também nos processos intraplacas.

Tipos de Metamorfismo:

Metamorfismo regional ou dinamotermal – ocorre em grandes extensões bem como em grandes profundidades na crosta. Suas transformações estão relacionadas à ação combinada da temperatura, pressão litosférica e pressão dirigida, sendo aplicadas durante milhões de anos. As rochas são fortemente dobradas e falhadas, sofrem recristalização, apresentando estrutura foliada. São exemplos: ardósias, xistos, gnaisses e anfibolitos.

Fonte: Bakersfield College – GEOL B10 – Intro Geology Lecture #14 – Fall 201. Legenda adaptada por Editora Oficina de Textos.

Metamorfismo de contato ou termal – resultado apenas da ação da temperatura, através do calor cedido por intrusão magmática que corta uma sequência de rochas sedimentares encaixantes, metamórficas ou magmáticas. Com estes cortes e o constante contato entre as superfícies, temos como resultado o fenômeno metamórfico. As rochas deste grupo são conhecidas por “hornfels”.

Metamorfismo dinâmico ou cataclástico – neste caso, o fator determinante e exclusivo é o atrito. É desenvolvido através de longas faixas e estreita adjacência de falhas, nas quais pressões de grande intensidade causam movimentações e rupturas na crosta.

Fonte: Bakersfield College – GEOL B10 – Intro Geology Lecture #14 – Fall 201. Legenda adaptada por Editora Oficina de Textos.

Metamorfismo de soterramento – característica de bacias sedimentares em subsidência. Resultado de espessas camadas de rochas sedimentares e vulcânicas a grandes profundidades, podendo chegar a 300˚C.

Metamorfismo hidrotermal – resultado da infiltração de águas quentes através das fraturas e grânulos da rocha. Os minerais são cristalizados a temperaturas de 100 a 37˚C.

Metamorfismo de fundo oceânico – característico dos rifts das cadeias meso-oceânicas, com a crosta recém formada e quente que interage com a água fria do mar.

Metamorfismo de choque (Shock Metamorphism) – as pressões e as condições exercidas nos sítios de impacto de corpos extraterrestres são extremamente elevadas e capazes de criar mudanças significativas nas rochas e estruturas do sitio de impacto e adjacências. A onda de choque que passa momentaneamente nas rochas as submete a um tipo de metamorfismo especial (formando uma série de minerais específicos, inusitados). Além da pressão muito elevada, a energia cinética de impacto é transformada em calor, e as rochas podem instantaneamente ser aquecidas a temperaturas acima de 1.700˚C. A fusão circunstancial das rochas (pode se fundir a rocha inteira) cria e pode injetar fundidos entre os fragmentos das rochas brechadas (formando os pseudotaquilitos).

O Domo de Araguainha é um exemplo bem preservado de um astroblema complexo e que exibe diversos tipos de evidências macroscópicas e microscópicas de metamorfismo de choque. De importância única para o Brasil e para a América do Sul, essa estrutura representa um sítio de grande valor científico e cultural para o estudo permanente de eventos de impacto. Devido à sua idade, próxima do limite Permiano-Triássico, período em que ocorreu um dos maiores eventos de extinção de vida em massa da história da Terra, esse sítio pode ainda assumir importância no estudo dos eventos de extinção.

Fonte: Blog Earth Impact Data Base http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/araguainha.html – Image Provided by Dr. Carlos Roberto de Souza Filho

O mapa geológico apresentado na Figura 4 mostra a distribuição das principais unidades geológicas que ocorrem na área do Domo de Araguainha.

Fonte: Domo de Araguainha o maior astroblema da América do Sul – de Alvaro P. Crósta – Instituto de Geociências – Universidade Estadual de Campinas

Leia mais sobre os tipos de metamorfismo em:http://professoralexeinowatzki.webnode.com.br/geologia/rochas/metamorficas/

Fonte da Informação: http://www.comunitexto.com.br

O Gaia na Feira de Ciências, 14 de Setembro

Leituras Indispensáveis- Volume 3

O Volume 3 de "Leituras Indispensáveis", com textos compilados pelo geógrafo Aziz Ab'Saber (in memoriam) traz uma homenagem aos primeiros geógrafos no interior do Brasil, como José Veríssimo da Costa Pereira e Carlos Miguel, e às primeiras expedições de Candido Mariano da Silva Rondon, o Marechal Rondon (1865 a 1958). Fora os textos do casal Agassiz, Saint-Hilaire e sobre Tectonica de Placas...

FANTÁSTICOS!!!!

Baixe o volume: http://www.sbpcnet.org.br/site/publicacoes/outras-publicacoes/leituras-Indispensaveis-3.pdf

GEOLOGIA ANTES DA ESCRITA

Ao alimentarem-se de frutos, raízes e animais que, de início, colectavam e, mais tarde, cultivavam ou apascentavam, os nossos antepassados pré-históricos interagiram de muito perto com a biodiversidade dos ambientes que foram ocupando. Interagiram igualmente com a geodiversidade entendida como o conjunto de todas as ocorrências de natureza geológica, com destaque para rochas, minerais e fósseis, cavernas e grutas, montanhas e vulcões, bem como dos ambientes naturais (mares, lagos e pântanos, rios, geleiras e dunas) e processos que lhe dão origem. Alastrando a todas as latitudes, longitudes e altitudes, a superfície do planeta foi-se abrindo à sua observação e, neste domínio, ainda que de forma muito embrionária, podemos aceitar que se iniciaram na geologia.

Estabeleceram relações de causa-efeito entre os objectos e os mecanismos que lhes foram dado observar, no mundo físico que foi o seu. Experimentaram o que puderam experimentar, deduziram, inferiram e transmitiram, aos descendentes, os conhecimentos que foram acumulando, servindo-se para tal das linguagens de que dispunham, nomeadamente o gesto e, mais tarde e progressivamente, a fala.

Presenciaram a chuva e os seus efeitos como poderoso agente de erosão, desde a simples e inofensiva escorrência às grandes enxurradas, e aluimentos de terras. Assistiram a catastróficas cheias próprias das planícies aluviais dos grandes rios e suportaram secas intermináveis. Andaram sobre as dunas e relacionaram-nas com o vento. Enfrentaram frios imensos e subiram e desceram montanhas, num acumular de experiências que lhes permitiram sobreviver. Procuraram grutas e abrigos para se protegerem das intempéries e das feras e conheceram os pigmentos minerais com que pintaram algumas delas, numa demonstração de criatividade artística da sua condição humana.

Viram a lava incandescente a fluir e transformar-se em rocha e deixaram as suas pegadas sobre as cinzas vulcânicas. Sentiram a terra tremer debaixo dos pés e ouviram o som cavo e assustador dos sismos. Conheceram o sílex e a sua característica fractura conchoidal, aprenderam a encontrá-lo nas suas jazidas e tiraram partido desses conhecimentos para produzir utensílios e armas. Verificaram idênticas características no quartzo macrocristalino (em especial, o hialino e o defumado) e nos vidros vulcânicos (obsidiana, taquilito e outros) e deram-lhes a mesma utilização.

Conheceram a argila, a sua plasticidade quando misturada com a água e o seu endurecimento pelo fogo. Usaram o betume (asfalto) como combustível e, talvez, como fonte de iluminação, e prospectaram o ouro, a prata, os minerais de cobre e os de estanho, milhares de anos antes de a ciência lhes ter prestado atenção e lhes ter dado nomes. Aprenderam a explorá-los e ensaiaram as metalurgias, primeiro, a do bronze, há mais de 5000 anos e, cerca de mil anos depois, a do ferro.

Fizeram tudo isto e muito mais antes dos sumérios, chineses e egípcios terem iniciado a arte de escrever.

Fonte: Galopim de Carvalho, do site Rerum Natura

Idade do Gelo

Extensão das calotes glaciárias polar e de montanha (Alpes e Pirinéus) na Europa durante a última glaciação (Würm).

Idade do Gelo é a expressão habitualmente usada para designar o último período geológico de arrefecimento da superfície e atmosfera terrestres, marcado pela expansão das calotes glaciárias (inlandsis) polares bem como das geleiras ou glaciares de vale, nas montanhas. No primeiro quartel do século XIX, o suíço, Jean-Pierre Perraudin (1767-1858) percebeu que, tempos atrás, os glaciares canalizados nos vales dos Alpes suíços haviam descido e coberto grande parte desses vales e que, nos últimos milénios, haviam recuado gradualmente para as posições que actualmente ocupam. Verificou ainda, que, na descida, essas “línguas de gelo” arrastaram grandes amontoados de calhaus e blocos de rocha, por vezes polidos e/ou estriados, para as zonas mais baixas e aí os deixaram quando o gelo fundiu.

A residência deste precursor do glacialismo foi, mais tarde, transformada no Museu do Glaciar. Embora hoje familiar para a maioria das pessoas, a ideia de Perraudin foi rejeitada pela comunidade científica de então, mas não tardou a encontrar defensores. Um deles foi o naturalista suíço Ignaz Venetz (1788-1859), considerado o fundador da glaciologia. Na sequência das observações de Parraudin e vencendo a forte oposição de uma boa parte dos seus contemporâneos mais influentes, Venetz confirmou as observações deste seu conterrâneo, afirmando, em 1829, que os glaciares alpinos e os referidos amontoados de calhaus e blocos, tinham invadido as planuras suíças do Jura e que semelhantes materiais, vindos da Escandinávia, haviam atingido e coberto grande parte do norte da Alemanha e da Polónia, deixado aí amontoados de calhaus e grandes blocos isolados, mais tarde referidos, respectivamente, por moreias (ou morenas) e blocos erráticos.

Moreia

Dois anos depois, o engenheiro de minas alemão, Johann von Charpentier (1786-1855), director das minas de sal de Bex, na Suíça, veio em seu apoiou. Venetz foi, assim, o primeiro a interpretar a origem glaciária das moreias e blocos erráticos e o primeiro a reconhecer os glaciares como uma das mais poderosas forças actuantes na erosão do relevo. O livro que publicou, em 1833, sobre os Alpes suíços,Mémoire sur les variations de la température dans les Alpes de la Suisse, antecedeu em sete anos a obra do famoso Louis Agassiz (1807-1873). Anos mais tarde, confirmou o seu pensamento em Mémoire sur l’extension des anciens glaciers, renfermant quelques explications sur leurs effets remarquables, publicado, postumamente, em 1861, pela Sociedade Helvética de Ciências Naturais.

Bloco errático conservado na planura do norte da Polónia.

Entretanto, na Alemanha, Albrecht Reinhard Bernhardi (1797-1849), professor de silvicultura na Escola de Engenheiros Florestais de Dreissigacker, corroborava a ideia de Venetz e, em 1832, escrevia que, num passado recente, uma imensa capa de gelo, oriunda da região polar árctica, teria alastrado e invadido as planícies do norte da Europa, com as mesmas consequência apontadas pelo colega suíço. Com base nesta ideia, admitiu também que os glaciares alpinos poderiam ter tido, nesse mesmo passado, uma extensão igualmente alargada. «Se esta hipótese estiver correcta», dizia, «serão do mesmo tipo as acumulações de detritos rochosos semelhantes em outras áreas vizinhas dos Alpes». Nesta visão de Bernhardi, hoje confirmada, os vales alpinos, actualmente libertos de gelo, foram nesse tempo os leitos de poderosos glaciares que transportaram toda essa carga de detritos rochosos.

Glaciar de vale nos Alpes.

Ainda na Alemanha, Karl Friedrich Schimper (1803-1867), naturalista e poeta, professor na Universidade de Munique, foi o inovador do conceito de glaciação e da ideia da existência, na pré-história, de uma alternância de eras quentes e frias, dando início à discussão sobre os períodos glaciários e os ciclos climáticos. Segundo ele, a Europa, a Ásia e a América do Norte haviam sido, por diversas vezes, num passado geológico recente, invadidas por imensas capas de gelo. Ao mesmo tempo, na Escócia, James David Forbes (1809.1868 físico, geólogo e glaciologista, contribuía para este tema com o seu saber na área da física. Interessado nos glaciares da Suíça e da Noruega, definiu estas massas de gelo como fluidos imperfeitos ou corpos viscosos que deslizam pelas encostas com uma dada inclinação por efeito do seu próprio peso.

Atento a esta problemática, o suíço Jean Louis Rodolphe Agassiz (1807-1873), doutorado em medicina, produziu obra valiosa neste domínio, documentada na sua monumental memória, em dois volumes,Études sur les glaciers, publicada em 1840, tornando-se, assim, o nome mais conhecido no glacialismo. Professor de História Natural na Universidade de Neuchatel que, sob a sua orientação, se tornou uma das principais instituições de investigação científica do seu tempo, Agassiz ficou também conhecido como paleontólogo (na área dos peixes) e geólogo. Estudou com Alexander von Humboldt (1769-1859) que lhe abriu as portas à observação da paisagem física.

Em 1836, na companhia de Johann Charpentier, visitou os glaciares alpinos e as moreias de Diablerets e do Vale do Ródano. Na sequência desta visita, ele, que sempre fora céptico relativamente ao glacialismo, envolveu-se interessadamente na respectiva investigação. Como resultado desenvolveu uma teoria que apresentou à Sociedade Suíça de Ciências Naturais, de Neuchatel, em 1837, ao mesmo tempo que divulgava o conceito de Era Glaciária ou Idade do Gelo. Antes dele, outros (Venetz, Charpentier, Bernhardi) tinham observado as geleiras alpinas e chegado, praticamente, às mesmas conclusões, mas foi Agassiz que ficou na história deste capítulo da geologia. Nesta sua memória, discutiu os movimentos das línguas glaciárias, a sua influência na erosão dos respectivos vales, o desgaste e polimento das moreias e das rochas sobre as quais se deslocavam, estriando-as. Agassiz estendeu as suas observações às montanhas da Escócia, na companhia do reverendo inglês, William Buckland (1784-1856), decano de Westminster, e encontrou aí testemunhos seguros de glaciares antigos, à semelhança dos reconhecidos nos Alpes.

Também a Inglaterra, o País de Gales e a Irlanda lhe revelaram a existência de moreias e outros testemunhos de actividade glaciária na dependência das suas montanhas. Corroborando estas observações, o geólogo escocês Charles Lyell (1797-1875) revelava que os blocos rochosos, isolados e de natureza diferente da rocha que forma o terreno sobre o qual se encontram (blocos erráticos), foram transportados no seio das grandes massas de gelo dos glaciares de há milhares de anos. Mais tarde, Agassiz trocou a Europa pelos Estados Unidos da América, onde permaneceu até o fim de sua vida, em 1873, tendo ensinado zoologia e geologia na Universidade de Harvard e aí fundado o Museu de Zoologia.

Comparada, de que foi o primeiro director. Na continuação do seu trabalho na Europa, como glaciologista, ele foi, entre muitas outras actividades científicas e pedagógicas, um dos primeiros a estudar os efeitos da última glaciação na América do Norte, no que foi apoiado, mais tarde, pelo americano, James Dwight Dana (1813-1895). O Agassiz Lake, de origem glaciária, na região dos Grandes Lagos, o Agassiz Mount, na Califórnia, o Agassiz Peak, no Arizona, e o Agassiz Glacier, no Parque Nacional dos Glaciares, no Estado de Montana, são alguns dos acidente geográficos que evocam o seu nome.

O progresso acelerado dos conhecimentos geológicos nessa época, nomeadamente os revelados por Charles Lyell, levou William Buckland a reconhecer, em um dos oito volumes do famoso “Bridgewater Treatise”, que a abundância de blocos erráticos observados no terreno não confirmavam o relato bíblico do Dilúvio. Ele que, de início e como eclesiástico, julgara ter encontrado evidências geológicas do Dilúvio à escala mundial, passou a acreditar nas ideias de Agassiz sobre a Idade do Gelo que permitiam uma explicação plausível para o que lhe era dado observar no terreno.

Mais tarde, na Áustria, Eduard Brückner (1862-1927), geógrafo, climatologista e glaciologista, professor nas Universidades de Berna, Halle (na Saxónia, Alemanha) e Viena, chamava a atenção para a importância das mudanças climáticas e das consequentes flutuações do nível do mar. Especializou-se no estudo dos glaciares alpinos e, neste domínio, colaborou com o conhecido geógrafo alemão, Friedrich Karl Albrecht Penk (1858-1945), na obra em três volumes, Die Alpen im Eiszeitalter (Os Alpes na Idade do Gelo), editada em 1909. Nesse trabalho, admitiram a existência de quatro períodos glaciários que designaram, do mais antigo para o mais recente, por Gunz, Mindel, Riss e Würm. Do outro lado do oceano, o norte-americano Thomas Chrowder Chamberlin (1843-1928), geólogo e professor de geologia , fundador do Journal of Geology, reconheceu, nos depósitos glaciários (moreias) que cobrem parte do território do estado, outras tantas glaciações pleistocénicas, a que deu nomes ainda em uso: Nebraska,Kansas, Illinois e Wisconsin que, pela mesma ordem, correspondem às glaciações alpinas.

Glaciar de vale nos Alpes

Em Portugal, as Serras da Estrela e do Gerês conservam testemunhos da última glaciação (Würm) bloco-errático – bloco rochoso, por vezes de grandes dimensões, arrastado pelo gelo do glaciar e depois abandonado aquando do degelo. São reconhecíveis como tal porque, geralmente, assentam sobre terrenos de natureza diferente da sua e, nessa medida, são também considerados blocos-exóticos. São relíquias de antigas moreias frontais, que permitem reconstituir a extensão dos glaciares. moreia ou morena - acumulação de detritos de todas as dimensões transportados pelos glaciares.

Distingue-se uma moreia basal ou de fundo (que se acumula e desloca na base ou no fundo da língua glaciária); uma moreia dorsal ou mediana (acumulada longitudinalmente, como uma dorsal, na língua glaciária); uma moreia lateral (arrastado junto às duas margens da língua glaciária; uma moreia interna (dispersa no interior da língua glaciária) e uma moreia frontal (acumulada e empurrada na frente da língua glaciária). Por fusão e recuo do gelo, esta moreia pode constituir uma barragem natural e criar um lago a montante. Os tilitos são antigas moreias consolidadas.

Fonte:  Galopim de Carvalho, 19 de Outubro de 2013, De Rerum Natura

Por que a terra treme no Brasil

Um perfill continental: ilustração apresenta variações no relevo (linha branca) e na crosta da América do Sul

Em 8 de outubro de 2010 a terra tremeu como jamais se havia visto em Mara Rosa, cidade com 10 mil moradores no norte de Goiás. Passava um pouco das 5 da tarde daquela sexta-feira e as pessoas se preparavam para o fim de semana quando o chão balançou tão intensamente a ponto de se tornar difícil ficar em pé. Árvores chacoalharam, paredes trincaram e telhas despencaram das casas. Menos de um minuto mais tarde, os reflexos desse terremoto de magnitude 5, um dos mais fortes registrados no país nos últimos 30 anos, haviam percorrido 250 quilômetros e alcançado Brasília, onde alguns prédios chegaram a ser desocupados. “Muita gente em Mara Rosa pensou que a terra fosse se abrir e o mundo acabar”, conta Lucas Barros, chefe do Observatório Sismológico da Universidade de Brasília (UnB). Nas semanas seguintes Barros e sua equipe instalaram sismógrafos em Mara Rosa e nos municípios vizinhos para acompanhar a reverberação daquele tremor. Em seis meses, outros 800 sismos, menos intensos, ocorreram ali e ajudaram a determinar a causa direta do desassossego da terra naquela região. Bem abaixo de Mara Rosa, a uns três quilômetros de profundidade, há uma extensa rachadura na crosta terrestre, a camada mais rígida e externa do planeta. E, ao longo dessa fratura que se estende por cinco quilômetros, as rochas haviam se deslocado, fazendo a terra tremer. “Tivemos de fazer audiência pública em Mara Rosa e em Mutunópolis para explicar às pessoas o que estava ocorrendo e o que elas deviam fazer para se proteger”, diz Barros.

 A identificação dessa fratura não chegou a surpreender o grupo da UnB. Mara Rosa e outros municípios do norte de Goiás e do sul de Tocantins se encontram em uma região geologicamente instável: a zona sísmica Goiás-Tocantins, que concentra 10% dos terremotos do Brasil. Parte dos geólogos atribui a elevada frequência de tremores nessa área – uma das nove zonas sísmicas delimitadas no país, com 700 quilômetros de comprimento por 200 de largura – à proximidade com o Lineamento Transbrasiliano, uma extensa cicatriz na crosta terrestre que cruza o Brasil e, do outro lado do Atlântico, continua na África. Acredita-se que ao longo do lineamento a crosta seja mais frágil por concentrar blocos rochosos trincados que, sob compressão, se movimentariam mais facilmente produzindo terremotos.

Mas nem todos concordam. Muitas vezes a localização dos tremores não coincide com a desse conjunto de falhas e, em certos trechos dele, nunca se detectaram tremores. Quem duvida da influência direta do lineamento sobre os sismos dessa região aposta em causas mais profundas, como as que acabam de ser identificadas por um grupo de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP) a partir do levantamento da espessura da crosta terrestre no país, recém-concluído.

© ANA PAULA CAMPOS

Em um trabalho publicado em fevereiro deste ano naGeophysical Research Letters, o sismólogo Marcelo Assumpção e o geofísico Victor Sacek apresentam uma explicação mais completa – e, para muitos, mais convincente – para a concentração de tremores em Goiás e Tocantins. Em algumas áreas dessa zona sísmica a crosta terrestre é mais fina do que em boa parte do país e encontra-se tensionada pelo peso do manto, a camada geológica inferior à crosta e mais densa do que ela. Medições da intensidade do campo gravitacional nessas áreas de crosta fina indicam que, ali, há um espessamento do manto. Essa combinação faz essas duas camadas de rocha – a crosta e a região superior do manto, que do ponto de vista físico se comportam como uma estrutura única e rígida chamada pelos geólogos de litosfera – vergarem como um galho prestes a se romper. Nessa situação, a litosfera pode trincar como uma régua de plástico que é curvada quando se tenta unir suas extremidades (ver infográfico ao lado).

“A litosfera tende a afundar onde ela é mais densa e a subir onde a densidade é menor”, explica Assumpção. “Essas tendências causam tensões que produzem falhas e, eventualmente, provocam sismos”, completa o sismólogo do IAG, coordenador da Rede Sismográfica do Brasil, que monitora os terremotos no país.

Durante uma conversa em sua sala no início de abril, Sacek, coautor do estudo, pegou um livro de capa flexível para ilustrar o que ocorre no trecho da zona sísmica Goiás-Tocantins onde se encontra Mara Rosa. “Supondo que esse livro represente a litosfera da região, um acréscimo de carga no interior da litosfera, por haver uma proporção maior de rochas do manto [mais densas], vai fazê-la sofrer uma flexura”, explicou, colocando o livro na posição horizontal e pressionando suas laterais, o que o fez se dobrar como se um bloco de pedra estivesse colado à capa inferior. Como resultado, a parte superior é submetida a forças de compressão e a inferior a forças de distensão. “Embora seja rígida, a litosfera tem alguma flexibilidade e resiste até certo ponto à deformação”, diz Sacek. “Mas a partir de determinado limite ela pode vergar e se romper.”

Anos atrás, analisando o mapa da distribuição de sismos no Brasil, Assumpção percebeu que a maioria deles ocorria no trecho de Goiás e Tocantins no qual em 2004 o geofísico Jesús Berrocal, ex-professor da USP, havia identificado uma anomalia gravimétrica. Lá o campo gravitacional é anormalmente elevado para uma região de planalto com altitude média entre 300 e 400 metros. Naquelas terras planas e relativamente baixas – por exemplo, não existem cadeias de montanhas ali – não há excesso de massa sobre a superfície que justifique a flexura da litosfera. Logo, concluiu Assumpção, essa massa só poderia estar embaixo da terra. Provavelmente em regiões profundas como as camadas mais superficiais do manto, uma vez que a crosta só tem 35 quilômetros de espessura.

Mas era preciso verificar se essa ideia fazia sentido e se o espessamento do manto podia, de fato, fazer a litosfera se curvar. Assumpção pediu então a Sacek, especialista em simulações computacionais, que criasse um modelo matemático para representar as camadas geológicas daquela área de Goiás e Tocantins que levasse em conta todas as forças que atuam sobre elas. Sacek desenvolveu um programa incluindo tanto o efeito de forças locais, originadas a poucas dezenas de quilômetros da região dos sismos por diferenças de relevo (vales, rios e morros) e por variações na espessura da crosta, como o de forças regionais, de escala planetária, que ocorrem a milhares de quilômetros de distância, nas bordas dos blocos em que está dividida a litosfera.

Ao unir esses elementos, Sacek identificou uma zona de fragilidade da crosta que coincide com a área de mais sismos em Goiás e Tocantins. Nesse grande bloco, com 200 quilômetros de largura e 5 de profundidade, as forças são intensas a ponto de superar o limite de elasticidade das rochas e fragmentá-las. “Esse modelo explica até a profundidade dos sismos, que em geral ocorrem a menos de cinco quilômetros da superfície”, afirma Sacek.

Ele e Assumpção acreditam que esse mecanismo – a flexura em região de crosta mais fina – pode também ser a causa da elevada frequência de tremores em outras regiões do país, como a bacia do pantanal e a zona sísmica de Porto de Gaúchos, em Mato Grosso, onde em 1955 ocorreu o maior abalo sísmico já registrado no Brasil, com magnitude de 6,2 graus na escala criada por Charles Richter. Os terremotos com magnitude superior a 5 são raros no país – ocorre, em média, um a cada cinco anos. Mas, mesmo fracos, costumam assustar a população, pouco habituada a conviver com os sismos e pouco preparada para lidar com eles. Além de falta de informação sobre como enfrentar os tremores, as residências mais pobres não resistem a abalos pequenos, que causariam poucos danos em uma metrópole. Em 9 de dezembro de 2007, um tremor de magnitude 4,9 danificou várias casas no povoado de Caraíbas, nos arredores de Itacarambi, norte de Minas Gerais, onde a queda de uma parede matou uma criança. “Essa é a única morte direta causada por um terremoto de que se tem notícia no país”, conta o geólogo Cristiano Chimpliganond, da UnB.

A flexura da crosta também explica os terremotos em outra zona sísmica do Brasil: a margem da plataforma continental entre os estados do Rio Grande do Sul e o Espírito Santo. A uma distância que varia de 100 a 200 quilômetros da costa, o fundo do mar sofre um declive abrupto. Nesse degrau, a profundidade do oceano passa de 50 metros para 2 mil metros. Os sedimentos que os rios transportam para o mar se acumulam na extremidade desse degrau, exercendo um peso extra sobre a crosta. Assumpção acredita que essa sobrecarga provoque os sismos detectados nessa região, por mecanismos semelhantes ao que estaria ocorrendo em Goiás e Tocantins. A diferença nesse caso é que o excesso de massa não se encontra sob a crosta, mas sobre ela.

Em um trabalho de 2011, Assumpção e colaboradores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e da Petrobras analisaram um terremoto que ocorreu em abril de 2008 a 125 quilômetros ao sul da cidade de São Vicente, no litoral paulista – e que foi sentido até na cidade de São Paulo. O ponto de origem do tremor foi justamente a extremidade do degrau da plataforma continental e as características de suas ondas sísmicas parecem confirmar a ideia de que foi desencadeado pela sobrecarga de sedimentos.

A elaboração desses modelos sobre a causa dos tremores brasileiros só foi possível graças à descoberta de variações na espessura da crosta terrestre no país. Assumpção e colaboradores da UnB, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e do Observatório Nacional (ON) reuniram informações sobre a espessura da crosta em quase mil pontos na América do Sul, tanto no continente como no oceano – desse total, cerca de 200 medições foram feitas nos últimos 20 anos com financiamento da FAPESP e do governo federal. No mapa que sintetiza esses dados, publicado noJournal of South American Earth Sciences, os pesquisadores chamam a atenção para as regiões onde a crosta é mais espessa ou mais delgada. “A espessura da crosta é um dos parâmetros mais importantes para compreender a tectônica [as forças e os movimentos das camadas geológicas] de uma região”, afirma o sismólogo Jordi Julià, da UFRN.

Essa é a compilação mais completa e detalhada já feita sobre a crosta brasileira. A espessura em todos esses pontos foi obtida a partir da combinação de dados obtidos por três métodos que usam as ondas sísmicas para deduzir a estrutura das camadas geológicas por onde elas passam. O mais preciso deles – e também o mais caro – é a refração sísmica, no qual os pesquisadores registram ao longo de centenas de quilômetros os tremores causados por explosões controladas (ver Pesquisa FAPESP nº 184). Os dois outros métodos se baseiam no monitoramento ao longo de anos dos terremotos que acontecem ao redor do globo.

De modo geral, a crosta no Brasil tem espessura semelhante à dos outros continentes – em média de 40 quilômetros, medidos a partir do nível do mar. Há algumas regiões no país, porém, em que a crosta chega a ser mais fina do que 35 quilômetros. A existência de uma delas – uma faixa de quase mil quilômetros que vai do pantanal, em Mato Grosso do Sul, a Goiás e Tocantins – ainda não está bem delineada, porque há poucas informações sísmicas disponíveis sobre a região. Já no Nordeste, onde foi feita a maioria dos experimentos de refração sísmica pela equipe de Reinhardt Fuck, da UnB, a incerteza é menor.

Cordilheira dos Andes: região em que a crosta é mais espessa na América do Sul e atinge até 75 quilômetros

Um dos recordes de espessura está sob a floresta amazônica, na fronteira entre os estados de Roraima, Amazonas e Pará. Com até 45 quilômetros de espessura, esse é um dos pedaços da crosta mais antigos do Brasil, com mais de 2,5 bilhões de anos. “Essas regiões mais antigas tendem a ter crosta mais espessa”, diz Assumpção.

Ali se localiza a área mais vasta do território nacional com crosta menos espessa: a província de Borborema, bloco rochoso sobre o qual se assentam quase todos os estados do Nordeste, a região com maior frequência de tremores no país. Em alguns pontos dessa região, a crosta tem menos de 30 quilômetros. Esse afinamento parece ter ocorrido entre 136 milhões e 65 milhões de anos atrás, período em que a América do Sul se separou da África.

Mas o trecho de crosta mais espessa do país se encontra em uma região relativamente jovem, a bacia do Paraná, que começou a se formar há 460 milhões de anos. No interior de São Paulo, próximo ao rio Paraná, a crosta alcança 46 quilômetros de espessura. Assumpção propõe duas possíveis razões para esse espessamento. A primeira, sugerida por diversos estudos, é que sob a bacia do Paraná haveria um bloco de crosta mais antiga, com bilhões de anos de idade, batizado de cráton do Paranapanema. A segunda tem a ver com a intensa atividade vulcânica ali há 130 milhões de anos. Por algum motivo que não se conhece, o manto abaixo da bacia do Paraná se tornou anormalmente quente, fenômeno que os geólogos chamam de pluma térmica. Essa pluma teria fundido parcialmente as camadas profundas da Terra, gerando magmas de composição basáltica que se derramaram sobre a superfície e originaram uma das maiores províncias vulcânicas do planeta. Essas rochas geraram as faixas de terra roxa, um solo bastante fértil. Parte do material originado no processo permaneceu lá embaixo e, quando o manto esfriou, se soldou à porção inferior da crosta, aumentando sua espessura.

Com pesquisadores do Chile e da China, Assumpção expandiu o mapeamento da crosta para a cordilheira dos Andes. Sob essa cadeia de montanhas, a espessura da crosta varia de 35 quilômetros, na fronteira do Peru com o Equador, a 75 quilômetros, no altiplano boliviano. Essa espessura máxima é semelhante à observada em outras regiões montanhosas relativamente jovens, como o Himalaia. Em geral, há uma correlação direta entre a altitude de um terreno e a espessura da crosta. “Quanto mais alta a topografia, mais espessa é a crosta”, explica Assumpção. “Para altitudes superiores a 3 mil metros, o normal é a crosta chegar a 70 quilômetros.”

Mas há exceções. No norte da Argentina, onde os Andes se erguem a mais de 4 mil metros de altura, a crosta tem menos de 55 quilômetros de espessura. Novamente, os pesquisadores imaginam duas explicações. Ou a crosta já era anormalmente fina desde antes da formação dos Andes ou, há 4 milhões de anos, ela se tornou tão espessa e quente que perdeu parte de suas camadas mais profundas, fenômeno chamado delaminação.

Já na fronteira do Peru com o Equador, onde a altitude supera os 3 mil metros, sua espessura é de apenas 35 quilômetros. Nesse caso, a crosta parece ser sustentada pelo movimento das correntes das camadas mais profundas do manto, que, embora sejam rochas, se comportam como um líquido extremamente viscoso no tempo geológico – ele flui alguns centímetros por ano. A força dessas correntezas ascendendo são capazes de suspender a crosta, acrescentando de um a dois quilômetros na altura das montanhas. O inverso também pode acontecer. O fluxo descendente pode puxar para baixo a crosta em algumas regiões, como Sacek e Naomi Ussami, geofísica da USP, observaram na bacia de Marañon, entre o Equador, o Peru e a Colômbia.

Apesar das duas décadas de trabalho, as pesquisas nessa área ainda estão atrasadas na América do Sul. Os Estados Unidos e a Europa já dispunham de mapas detalhados da espessura da crosta no final dos anos 1990. “O avanço do mapeamento da crosta no mundo varia segundo a renda per capita dos países”, diz Assumpção. “Só estamos melhores do que a África.”

No Brasil, as principais instituições de pesquisa da área se uniram há dois anos e criaram a Rede Sismográfica do Brasil, que dispõe de 50 estações sismológicas e pretende chegar a 80. Assim, os pesquisadores esperam monitorar melhor o país e aumentar a resolução do mapa. Quanto mais terremotos se observarem, mais detalhes da espessura da crosta poderão ser identificados. E, com mais detalhes, é possível criar modelos que permitam predizer com mais precisão as áreas sob risco de tremores de maior magnitude. “A sismologia não consegue prever terremotos e, mesmo que conseguisse, não poderia evitá-los”, diz Barros. “Por isso, temos de aprender a conviver com eles e nos proteger deles.”

Projeto

Evolução tectônica, climática e erosional em margens convergentes: uma abordagem numérica (nº 2011/10400-0); Modalidade: Bolsa de pós-doutorado; Coord.: Victor Sacek – IAG/USP; Investimento: R$ 153.896,91 (FAPESP).

Artigos científicosASSUMPÇÃO, M. e SACEK, V. Intra-plate seismicity and flexural stresses in central Brazil. Geophysical Research Letters. v. 40 (3), p. 487-91. 16 fev. 2013.ASSUMPÇÃO, M. et al. Crustal thickness map of Brazil: Data compilation and main features. Journal of South American Earth Sciences. v. 43, p. 74-85. abr. 2013.

ASSUMPÇÃO, M. et al. Models of crustal thickness for South America from seismic refraction, receiver functions and surface wave dispersion. Tectonophysics. 2013 (on-line).

Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/