terça-feira, 27 de outubro de 2009
E agora...
domingo, 10 de maio de 2009
Notícia - Águas Subterrâneas
Título: Água subterrânea Algarvia está mal aproveitada, diz perito.
Fonte: Diário Digital / Lusa
Data: 25-01-2007
terça-feira, 5 de maio de 2009
Recursos Geológicos - Apresentação
Aqui estão contidas muitas imagens e informação que completam o post anterior.
Recursos geológicos - Exploração sustentada
Recursos geológicos
Os recursos geológicos são todos os bens de natureza geológica, existentes na crusta terrestre, passíveis de serem utilizados pelo Homem. Constituem a fonte de matérias-primas a partir das quais, directa ou indirectamente, são fabricados os mais diversos produtos usados no quotidiano.
O aproveitamento destes recursos está dependente da concentração a que estes se encontram na crosta terrestre de modo a permitir a rentabilidade da sua exploração. Os recursos geológicos de um país são formados pelo conjunto dos recursos, conhecidos e desconhecidos, que existem na parte acessível da crosta terrestre. Quanto um recurso geológico conhecido pode ser explorado, quer do ponto de vista legal quer económico, denomina-se reserva.
--> “Recursos” = materiais úteis que podem ser extraídos e tornados um bem utilizável com lucro (já ou num futuro razoável)
--> “Reservas” = porção de um recurso que está identificada e disponível imediatamente (extraível económica e legalmente no momento da avaliação)
De acordo com as funções que podem desempenhar, os recursos naturais podem ser classificados em recursos energéticos (combustíveis fósseis, energia solar, energia geotérmica, energia hidroeléctrica, energia eólica, energia nuclear), recursos minerais (metálicos e não metálicos) e recursos hidrogeológicos. Esta não é, porém, uma classificação rígida pois a água, por exemplo, tanto pode ser considerado um recurso hidrogeológico como energético.
A utilização dos recursos energéticos é vital para as actuais necessidades humanas, pois à medida que as sociedades humanas evoluem, o consumo de energia aumenta. O ser humano recorre a várias fontes energéticas - combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural), e energias solar, geotérmica, hidroeléctrica, eólica e nuclear. Embora ainda não sejam utilizadas em grande escala, foram encontradas algumas soluções energéticas que passam pela exploração das energias hidroeléctrica, eólica, das marés, das ondas, da biomassa, do biogás e solar. Os combustíveis fósseis são de todas as fontes energéticas as mais exploradas.
Combustíveis fósseis
Os combustíveis fósseis são as substâncias formadas, em tempos geológicos recuados, por fossilização de matéria orgânica e que se podem combinar com o oxigénio, libertando energia com elevação da temperatura. Na sua formação intervêm factores como a pressão, o calor, o tempo e a acção de bactérias anaeróbicas.
Desvantagens do petróleo: No caso do petróleo, cujas reservas poderão esgotar-se daqui por 100 anos, as desvantagens prendem-se com a emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono, que é um dos principais poluentes da atmosfera e que contribui para o aumento do efeito de estufa, e da poluição e destruição de ecossistemas aquáticos, devido a acidentes no transporte deste combustível.
Desvantagens do Carvão: A utilização do carvão como fonte energética provoca, por sua vez, alterações graves ao nível dos solos, da atmosfera e dos recursos hídricos, principalmente devidas a emissões de dióxido de enxofre que provocam chuvas ácidas e a acidificação dos solos. O uso deste recurso energético é responsável pela emissão de outros gases poluentes, como o dióxido de carbono, que aumentam o efeito de estufa e o consequente aquecimento global do planeta.
Energia nuclear
Esta é a energia que se encontra contida no núcleo do átomo e que dele pode ser retirada para diversos fins, isto é, a energia obtida como resultado de fissão (separação dos núcleos de urânio ou de plutónio) ou de fusão nuclear (combinação de núcleos atómicos leves).
Energia geotérmica
A energia geotérmica resulta do calor interior da Terra que, devido a fenómenos vulcânicos recentes, à radioactividade natural das rochas e à elevação do manto, pode ser aproveitado para a produção de energia. Esta energia pode ser recuperada directamente de um fluido gasoso ou líquido ou, caso não exista fluido, através da injecção de água em maciços rochosos profundos.
A geotermia de alta temperatura poderá ser utilizada para a produção de electricidade e posterior aproveitamento térmico. Nos Açores, na ilha de S. Miguel, existe uma central geotérmica de alta temperatura de produção de energia eléctrica. Esta central terá uma capacidade instalada de 12 mil KW, estando já instalados e em exploração cerca de 5 mil KW. O aproveitamento da energia geotérmica de alta temperatura representa cerca de 50 a 60% da electricidade consumida na ilha de S. Miguel.
Vantagens: Os impactes ambientais associados a este recurso energético são moderados. Ao nível da utilização e alteração dos solos o impacte é também muito reduzido. Em zonas de elevado potencial geotérmico, a eficiência energética é elevada e a exploração dos recursos geotérmicos tem custos reduzidos.
Desvantagens: Existem poucos locais com potencial geotérmico e este é um recurso energético que se esgota rapidamente quando usado exaustivamente. Da utilização da energia geotérmica resulta poluição: alguma poluição atmosférica, como a emissão de CO2, embora seja mais baixa em comparação com os combustíveis fósseis; poluição sonora e cheiros desagradáveis. O aproveitamento da energia geotérmica apresenta inconvenientes, pois certos elementos nocivos, como o enxofre, podem vir até à superfície, para além do facto dos terrenos poderem sofrer uma certa subsidência (movimento de descida). Para além disto, os custos de instalação e segurança de infra-estruturas para aproveitamento da energia geotérmica são elevados.
Energia hidroeléctrica
Esta é a forma de energia gerada em instalações de produção de energia eléctrica por transformação de energias primárias, como a energia hidráulica de rios, lagos e marés.
Na mais generalizada técnica para gerar electricidade, uma fonte de energia primária é utilizada para produzir vapor de água, que produz uma corrente de alta pressão que movimenta a turbina nas barragens. Antes da construção das barragens as populações têm utilizado as quedas de água como uma fonte de energia já há muitos anos.
Vantagens: A energia hidroélectrica é uma energia renovável. A produção de electricidade é contínua. As barragens regularizam muitas vezes os cursos de água, sendo que o armazenamento da água pode servir para a irrigação dos terrenos vizinhos. A energia produzida pode ser armazenada.
Desvantagens: A energia hidroeléctrica implica a construção de barragens para a criação de albufeiras, o que implica a deslocação de populações, campos de cultivo e alteração da vida selvagem agredindo, por vezes, a migração de várias espécies animais. As barragens construídas para a sua produção têm um tempo de duração limitado. Todos os rios transportam sedimentos que podem assorear o lago da barragem.
Energia eólica
A energia eólica, desde longa data, tem sido aproveitada através de moinhos de vento para moer cereais ou para bombear água e principalmente na navegação marítima dos veleiros. Actualmente, com o avanço da tecnologia, surgiram os denominados aeromotores ou turbinas eólicas que transformam a energia eólica em energia eléctrica. Os parques eólicos são constituídos geralmente por 10 a 30 unidades de turbinas eólicas, estando localizados em zonas abertas com uma média anual da velocidade do vento elevada.
Vantagens: Esta forma de energia apresenta a vantagem de permitir que os seus geradores possam ser construídos e instalados individualmente, permitindo por este facto instalar-se em qualquer zona e ocupando pouco espaço.
Energia solar
A energia solar constitui uma fonte inesgotável de energia que pode ser aproveitada com finalidades térmicas através de dois sistemas: o solar activo e o solar passivo. O sistema solar activo consiste no aquecimento da água através de painéis solares, convenientemente orientados, que absorvem a radiação solar e transferem o calor para esse fluido.
Vantagens: A electricidade produz-se directamente a partir da radiação solar sem contaminação nem ruído, os sistemas fotovoltaicos podem operar a qualquer escala e em qualquer ambiente, a energia eléctrica pode ser gerada no local onde vai ser utilizada.
Energia das ondas
A energia eléctrica pode ser obtida se for utilizado o movimento oscilatório das ondas. O aproveitamento é realizado nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, produzindo energia eléctrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia eléctrica.
Desvatagens: O fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento. Além disso, as instalações não podem interferir com a navegação e têm que ser robustas para poder resistir às tempestades mas ser suficientemente sensíveis para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis.
Energia das marés
As marés são o resultado da combinação de forças produzidas pela atracção do Sol e da Lua e do movimento de rotação da Terra que leva à subida e descida da água dos oceanos e mares. A energia das marés consiste no aproveitamento dos desníveis de água que resultam dessa subida e descida das marés.
Energia Biomassa
A biomassa pode ser usada directamente como combustível, ou, através da sua biodegradação produzir um gás combustível, designado por biogás. Em qualquer das situações, o calor produzido, pode ser usado directamente em aquecimento, ou para a produção de vapor, que irá accionar uma turbina, para a produção de electricidade.
A sua queima produz dióxido de carbono e alguns outros gases, que seriam sempre libertados na decomposição natural da biomassa, sendo que a respectiva aplicação na produção de electricidade, reduz a poluição, nomeadamente de solos, cursos e reservas de água, em especial, no que respeita aos resíduos pecuários.
Energia Biogás
O biogás é um gás combustível, constituído em média por 60% de metano e 40% de CO2, que é obtido pela degradação biológica anaeróbica dos resíduos orgânicos. Actualmente, a geração de biogás provém exclusivamente da degradação dos resíduos da nossa civilização.
Há outros dois factores suplementares que ditam a importância do aproveitamento do Biogás: a redução da energia consumida no tratamento dos resíduos e, além disso, a queima do metano, a que faz com que não ocorra o seu lançamento na atmosfera, onde é fortemente nocivo em termos de efeito de estufa.
Recursos minerais
Os recursos minerais são todos os bens mineralógicos existentes na crusta terrestre, passíveis de serem utilizados pelo Homem. Os recursos minerais podem ser agrupados, segundo as suas propriedades químicas, em recursos minerais metálicos e em recursos minerais não metálicos. Existem vários exemplos de recursos minerais metálicos: uns mais comuns como o zinco, o cobre, o alumínio, o ferro e o chumbo, e outros mais escassos como o ouro, a prata e a platina.
Na maior parte das zonas terrestre, qualquer elemento pode ser encontrado ligado a outros elementos em quantidades semelhantes às que são frequentemente na composição média da crosta. Daí surge o clarke que é a unidade de cálculo da abundância de um elemento na crosta terrestre. Expressa-se normalmente em partes por milhão, e podemos considerar um jazigo mineral como uma formação geológica em que a concentração de algum ou alguns dos elementos é superior ao clarke correspondente, sendo por isso susceptível de exploração economicamente rentável.
- Elevada poluição visual;
- Maior risco de deslocamentos de terrenos;
- Poluição no solo e/ou ar, por poderem conter substâncias tóxicas.
A sua utilização é tão ampla que são considerados bens de primeira necessidade. As areias, as argilas e as rochas (ex. granito, basalto, mármore e calcário) são exemplos de minerais não metálicos. São os materiais mais abundantes e normalmente não atingem preços muito elevados, com excepção das pedras preciosas. Portugal é um país relativamente rico em recursos minerais não metálicos, que são utilizados como matérias-primas, nomeadamente na construção e na ornamentação.
Águas subterrâneas
As águas subterrâneas constituem o maior reservatório de água doce do planeta Terra. Formam-se, essencialmente, a partir da infiltração da água da chuva e, uma vez no subsolo, podem formar toalhas ou lençóis de água quase imóveis, que alimentam as fontes e os poços, ou então circular por entre as fissuras das rochas.
As zonas onde a circulação de água subterrânea é mais importante que os cursos de água de superfície apresentam, em geral, uma morfologia característica denominada cársica.
Reservatório de águas subterrâneas - Aquífero
Muitos dos melhores aquíferos são arenitos ou rochas sedimentares clásticas. Contudo, qualquer rocha o pode ser, desde que seja suficientemente porosa e permeável - como, por exemplo, um calcário poroso, um basalto fracturado ou um granito com diáclases e erodido.
O comportamento da água subterrânea é condicionado, conjuntamente, pela geologia e geometria do aquífero onde se encontra.
O aquífero livre é uma formação geológica permeável e parcialmente saturada de água. Apresenta uma camada impermeável (ex.: camada de argila) que retém a água, impedindo que continue a infiltrar-se. A água encontra-se à pressão atmosférica. A este local dá-se o nome de superfície piezométrica ou nível freático.
- Zona de aeração, localizada entre o nível freático e a superfície, onde ocorrem a infiltração da água, que circula na vertical, e fenómenos de capilaridade. O movimento da água é intenso e possui espaços preenchidos por ar.
- Zona de saturação, localizada a maior profundidade, com uma camada impermeável na base, onde o movimento da água, mais ou menos lento, é influenciado pela pressão hidrostática. Os poros das rochas deste local estão saturados de água.
- Franja capilar, localizada acima da zona de saturação, com uma espessura que varia de poucos milímetros, em terrenos arenosos grosseiros, a alguns metros, em terrenos argilosos. A água circula por capilaridade a partir da zona de saturação.
O aquífero cativo é uma formação geológica permeável onde há acumulação e circulação de água, limitada superior e inferiormente por formações geológicas impermeáveis. A recarga ocorre através de uma zona limitada que contacta com a superfície, mas colocada lateralmente.
A água encontra-se a uma pressão superior à pressão atmosférica; portanto, quando se efectua um furo para a extracção, a água sobe até à superfície piezométrica, dando origem a um furo artesiano. Quando, ao criar o furo, a água consegue atingir a superfície sob a forma de repuxo, o furo artesiano designa-se furo repuxante.
Uma formação rochosa diz-se porosa quando é constituída por um agregado de grãos, entre os quais existem poros, ocupados por ar ou por água, que podem estar ligados ou semifechados, condicionando a passagem de água.
A porosidade de uma formação rochosa é definida pela razão entre o volume dos espaços vazios e o volume total da amostra. A água também pode ficar retida em estruturas diferentes dos poros, as fracturas e diáclases das rochas, mas estas não estão relacionadas com a porosidade.
É a conjugação destas duas características, porosidade e permeabilidade, que permite caracterizar os reservatórios de água subterrânea.
Bons aquíferos - rochas muito porosas e com boa permeabilidade (os seus poros têm dimensões adequadas e estabelecem ligações entre si).
Maus aquíferos - rochas com poros de dimensões reduzidas e sem qualquer ligação entre eles (permeabilidade fraca).
Nesta imagem é possivel constatar as várias camadas:
Camada A - zona de aeração (ao longa da qual a água se infiltra);
Camada B - zona saturada que constitui um bom aquífero (por exemplo, uma camada arenosa);
Camada C - camada impermeável que não deixa passar a água (por exemplo, uma camada
argilosa);
Camada D - camada com boa porosidade e boa permeabilidade, ou seja, boas condições para ser um aquífero (por exemplo, uma camada arenosa);
Camada E - substrato rochoso impermeável (por exemplo, um granito são e não fracturado).
Nesta sequência é possível identificar duas camadas com as características necessárias para serem consideradas bons aquíferos: a camada B e a camada D.
Gestão das águas subterrâneas
Poluição física :ocorre quando se verifica uma variação, por exemplo, nos valores de temperatura ou de radioactividade na água de um aquífero. Tratando-se de um fenómeno temporário, com mais ou menos facilidade, rapidamente o aquífero adquirirá as suas propriedades físicas normais.
Poluição química - introdução na água de substâncias que podem prejudicar a sua utilização, tornando-a desagradável à visão, ao olfacto e ao paladar. Estas substâncias provocam a alteração das propriedades físicas e biológicas da água, tornando-a imprópria para muitas das suas utilizações.
Poluição bacteriológica - quando substâncias tóxicas ou organismos patogénicos aparecem na água, tornando-a imprópria para consumo e para as utilizações domésticas.
De uma maneira geral, a poluição que afecta as águas subterrâneas é causada pelas diferentes actividades do Homem. Assim, a poluição das águas pode ser dos seguintes tipos:
- poluição de origem agrícola: a agricultura, quando de carácter intensivo, utiliza grandes quantidades de adubos, pesticidas e outras substancias capazes de fazerem aumentar a produção. Estes produtos possuem substâncias perigosas, algumas tóxicas, tais como nitratos, fosfatos e mesmo metais pesados. A assimilação destes produtos, por parte das plantas, nunca é total, pelo que os fosfatos e nitratos não assimilados acabam por ser arrastados pelas águas das chuvas até aos aquíferos, poluindo-os.
- poluição de origem urbana: o aumento populacional tem causado enormes problemas de gestão dos resíduos que são produzidos pelo Homem. Os resíduos, mesmo quando depositados em aterros (ditos sanitários), com o decurso do tempo, sofrem diversas transformações, que originam materiais perigosos para os aquíferos. Destes materiais, os mais nocivos são as chamadas águas lixiviantes que, caso não sejam convenientemente tratadas, ou caso ocorra uma fuga destas águas, poderão contaminar, de forma irremediável, um aquífero.
- poluição de origem industrial: a actividade industrial, nomeadamente as industrias petroquímica, metalúrgica e alimentar, produz resíduos líquidos que são lançados, muitas vezes, nos solos ou nas linhas de água, sem qualquer tipo de tratamento. As substâncias poluidoras (metais pesados, produtos orgânicos e outras) geradas por estas actividades são, em alguns pontos do nosso país, responsáveis pelo estado de degradação em que se encontram alguns aquíferos.
Para além dos tipos de poluição já referidos, a sobreexploração de um aquífero pode, também, provocar a sua poluição. Retirar mais água do que aquele que os aquíferos são capazes de produzir pode provocar alterações químicas ou bacteriológicas, que os tornam impróprios para consumo.
Os casos de sobreexploração mais típicos são os que ocorrem nas zonas costeiras. Assim, se determinado aquífero, localizado no litoral, for explorado em excesso, a diminuição da quantidade de água doce possibilita o avanço da água salgada subterrânea em direcção ao continente, acabando por atingir as captações que se localizam mais próximo do mar. Quando esta situação acontece, dificilmente se conseguirá recuperar um aquífero.
Assim a manutenção dos aquíferos impolutos implica várias medidas como o controlo da intervenção antrópica, a análise periódica da qualidade da água captada, a aplicação de coimas pesadas, quer a nível individual quer colectivo, para quem polua estes recursos, etc. A sensibilização das populações para o uso correcto da água e o incentivo à gestão racional dos recursos hidrológicos são igualmente importantes para a preservação dos aquíferos.
Noticia
A única central nuclear austríaca, em Zwentendorf, a 50 quilómetros de Viena, nunca chegou a funcionar e está abandonada há 30 anos, desde que o povo austríaco rejeitou o nuclear no referendo de 5 de Novembro de 1978. Agora prepara-se para ser convertida em unidade para produção de energia solar.
A central de Zwentendorf foi construída de 1970 a 1978, com um custo de 380 milhões de euros, e era para ser a primeira de seis centrais nucleares na Áustria. Em 1999, o destino da central de afastou-se definitivamente do nuclear, quando os austríacos inscreveram a renúncia à energia nuclear na sua Constituição, salienta hoje um artigo publicado no “Le Monde”.
terça-feira, 28 de abril de 2009
Notícia - Subducção e Metamorfismo
Subtítulo: A crosta terrestre era mais sólida e fria do que se pensava no período Arqueano, a "primeira infância" do planeta, há mais de 2,5 mil milhões de anos, segundo um estudo hoje publicado pela revista "Nature".
Uma equipa de investigadores dirigida por Jean François Moyen, da Universidade de Stellenbosch (África do Sul), descobriu provas de actividade tectónica, constituída por movimentos de placas sólidas e densas à superfície da Terra, em rochas daquele período na região de Barberton, no leste do país.
Durante o Arqueano, compreendido entre há 3,8 e 2,5 mil milhões de anos, a crosta terrestre era ainda muito móvel, agitada por fortes correntes de convecção (transferência de energia calorífica através de um líquido ou de um gás).
Os blocos continentais emergiram lentamente, nomeadamente por acumulação de sedimentos, para se reunirem há cerca de 650 milhões de anos num supercontinente, o Rodínia.
As pedras analisadas pelos geólogos de Stellenbosch demonstraram pela primeira vez um fenómeno de subducção num terreno tão antigo.
A subducção implica que uma placa densa, portanto arrefecida, se afunda debaixo de outra, mais leve, e regressa às profundezas do manto. É então submetida a pressões e temperaturas muito elevadas, o que provoca uma alteração da natureza das rochas, ou metamorfismo.
No terreno arqueano de Barberton, os geólogos encontraram compostos metamórficos de granada e albite que testemunham, segundo afirmam, pressões de 1,2 a 1,5 Gigapascals (GPa) e temperaturas de 600 a 650ºC.
A tectónica das placas é hoje em dia aceite como esquema global da dinâmica terrestre, mas os geólogos desconhecem desde há quanto tempo funciona e pensavam que ainda não operasse no Arqueano.
sábado, 25 de abril de 2009
Metamorfismo - Rochas metamórficas
Metamorfismo:
Formação de rochas Metamórficas
A diagénese e o magmatismo constituem processos extremos de formação de rochas sedimentares e magmáticas, respectivamente. Entre estes dois ambientes de formação de formação de rochas, existe um ambiente intermédio – o ambiente metamórfico.
Ultrapassadas as condições de pressão e de temperatura que definem o final da diagénese, inicia-se o metamorfismo. Os minerais das rochas formadas a profundidade e que atingem a superfície por acção da erosão ou por efeito de erupções vulcânicas modificam-se, ocorrendo alteração.
O metamorfismo pode definir-se como o conjunto de modificações ocorridas no estado sólido na composição e na estrutura de uma rocha submetida a condições de temperatura e de pressão diferentes daquelas em que se formou.
Com frequência, as rochas metamórficas apresentam-se dobradas, o que sugere que a sua génese ocorreu num estado de deformação dúctil, ocorrendo em contextos tectónicos como as zonas de subducção e em zonas de formação de cadeias montanhosas (orogénese).
Composição das rochas preexistentes:
Durante os processos de metamorfismo, em geral, não ocorre a adição de novos elementos ou compostos químicos. Contudo, a composição mineralógica das rochas metamórficas é condicionada pela composição química das rochas preexistentes.
Por exemplo, muitas rochas metamórficas apresentam grande teor de sílica, o que indica que as rochas preexistentes eram também ricas em sílica.
Uma rocha basáltica metamorfizada pode apresentar nos novos minerais, no seu conjunto, cerca de 50% de sílica e percentagens de óxidos de ferro, magnésio, cálcio e alumínio resultantes da rocha anterior.
Por outro lado, um calcário, composto essencialmente por calcite (CaCO3), não pode, ao ser metamorfizado, originar uma rocha com sílica.
Temperatura:
Um mineral é estável se, durante um determinado tempo, não reage ou não se transforma num novo mineral ou substância. Todos os minerais são estáveis dentro de determinados intervalos de temperatura. Alguns minerais são estáveis entre amplos intervalos de temperatura. Pelo conhecimento do intervalo de temperatura em que o mineral se mantém estável, os geólogos podem deduzir a temperatura de metamorfismo da rocha onde se inclui o mineral.
Quando a temperatura aumenta, os iões vibram com mais intensidade nos seus locais da estrutura cristalina. Se o calor resultante dessas vibrações é também significativo, os iões separam-se e a substância torna-se líquida.
O calor é importante porque as altas temperaturas aumentam a velocidade das reacções. Quando submetidas a temperaturas superiores a 200ºC, as rochas iniciam processos de metamorfismo. Contudo a níveis mais próximos da superfície da Terra podem também atingir temperaturas superiores a 200ºC, por exemplo, com o contacto de intrusões magmáticas. Quando as rochas são submetidas a temperaturas de 800ºC, inicia-se a transição do metamorfismo para o magmatismo, e as rochas entram em estado de fusão.
As fontes de calor para o metamorfismo são o gradiente geotérmico, a fricção, as plumas quentes do manto, a radioactividade e o calor transferido das formações magmáticas próximas.
Tensão:
Os minerais são sensíveis à pressão/tensão. Se os átomos de um cristal forem submetidos a pressões muito elevadas, as ligações entre os átomos podem quebrar-se. Os átomos reorganizam-se em novos minerais que são estáveis quando submetidos a altas pressões.
No interior da Terra, as rochas estão sujeitas a dois tipos de tensão: a tensão litostática e a tensão não litostática.
No entanto, normalmente, quando falamos de tensão referimo-nos à tensão confinada, também designada pressão geostática/ litostática. Esta é a tensão a que as rochas na crosta terrestre estão sujeitas, provocado pela carga de massa rochosa suprajacente, isto é, um tipo de tensão com as características da pressão atmosférica que actua em todos os sentidos.
Um mineral que tenha cristalizado em condições de alta pressão tende a ocupar menos espaço (diminuição do volume) que os minerais que não tenham sido formados nessas condições. A densidade dos minerais está relacionada com a pressão, pois com a diminuição do volume da rocha, a sua densidade aumenta.
Em I existe predominio do factor temperatura, mas em 2 existe predominio da pressão não listática.
Além da tensão confinada ou litostática, outro tipo de tensão actua, a denominada pressão não litostática também designada por diferencial, orientada ou dirigida, que é diferente nas diferentes direcções do objecto sujeito à sua acção. É um tipo de pressão que está relacionada com movimentos tangenciais da litosfera. Este tipo de tensão é consequência da deformação, em geral, por compressão, como as que ocorrem nos domínios orogénicos.
A tensão diferencial influencia fortemente a textura das rochas metamórficas porque força os constituintes das rochas a tornarem-se paralelos uns aos outros. O alinhamento paralelo característico das rochas denomina-se foliação. A foliação das rochas pode manifestar-se de diferentes maneiras. As texturas das rochas metamórficas são variações da foliação e são importantes na sua classificação.
Fluidos de circulação:
A água na forma de vapor é, sem dúvida, o mais importante fluido envolvido nos processos metamórficos. Outros gases, tais como dióxido de carbono, também desempenham um papel importante. O novo mineral formado é estável nas condições existentes durante a sua génese. A água permite uma transferência de iões no interior da rocha.
Por exemplos, os fluidos libertados por um magma podem transportar iões de sódio, potássio, silício, cobre, zinco e, em solução, outros elementos solúveis em águas quentes sob pressão. Aparentemente, a água a grande pressão força o seu caminho entre os grânulos minerais, dissolve os seus iões e transporta-os para qualquer outra parte da rocha onde podem reagir com os iões de um outro mineral. Desta reacção resulta a metamorfização da rocha, por alteração da sua composição química e mineralógica. Por vezes, ocorre a substituição completa de um mineral por outro, sem que se verifique uma alteração da textura da rocha.
No decurso do próprio metamorfismo, também se podem formar fluidos.
Tempo:
Um outro factor importante no metamorfismo é o tempo, o que nem sempre é fácil de compreender. Muitas rochas metamórficas são compostas por minerais silicatados, e os compostos silicatados são caracterizados pela sua lenta taxa de reacção química. Recentemente, o estudo de granadas revelou que a sua taxa de crescimento foi de 1,4 milímetros por milhão de anos. Muitos laboratórios têm visto frustradas as suas experiências para obter reacções metamórficas, em virtude do factor tempo. Os vários milhões de anos durante as quais uma específica combinação de temperatura e pressão prevaleceu são impossíveis de repetir nos laboratórios.
Mineralogia das rochas metamórficas: Recristalização e minerais índice
Os minerais das rochas sujeitas a metamorfismo tornam-se instáveis, pelo que se recombinam, formando, por recristalização, novas associações minerais compatíveis com as condições termodinâmicas do novo ambiente.
As transformações mineralógicas que ocorrem, por recristalização, durante os processos metamórficos podem resultar da:
- alteração da composição química dos minerais, por circulação de fluidos;
- instabilidade entre dois ou mais minerais, indutora de reacções mineralógicas entre eles, com formação de novos minerais sem que ocorra variação na composição química global da rocha;
- alteração da estrutura cristalina do mineral, sem variação da composição química; neste caso, ocorre uma transformação polimórfica.
Certos minerais só se podem formar segundo restritas variações de pressão e temperatura. As margens de pressão e temperatura que permitem a estabilidade destes minerais foram determinadas em laboratório.
Quando estes minerais se encontram nas rochas metamórficas, podem-nos indicar quais as condições de pressão e temperatura que ocorreram durante os fenómenos de metamorfismo. Por esta razão, estes minerais são conhecidos por minerais-índice.
Se encontrarmos andalusite numa rocha, podemos concluir que as pressões e temperaturas são relativamente baixas.
Se encontrarmos os três minerais na mesma rocha podemos concluir que, sendo mutuamente estáveis, se devem ter formado por metamorfismo a uma temperatura de 500ºC e a uma pressão de cerca de 4 atmosferas.
Os minerais-índice definem zonas de metamorfismo que ocorrem em determinadas condições de pressão e temperatura. Podem marcar-se num mapa linhas denominadas isógradas indicando os locais onde ocorrem os minerais-índice, definindo-se assim as zonas com diferentes graus de metamorfismo (baixo, médio e alto).
Tipos de metamorfismo
Um dos critérios para classificar o metamorfismo é a extensão da área atingida. Assim, e segundo este critério, definem-se dois tipos de metamorfismo:
Metamorfismo de contacto
O metamorfismo de contacto, também conhecido como metamorfismo térmico, resulta da intrusão de magma a alta temperatura em rochas preexistentes.
Este tipo de metamorfismo pode incidir sobre rochas sedimentares, metamórficas e magmáticas. Estas intrusões magmáticas metamorfizam as rochas circundantes devido, essencialmente, à sua elevada temperatura e à libertação de fluidos. A pressão não afecta muito este tipo de metamorfismo pois, não ocorre a grandes profundidades, não ultrapassando na generalidade os 10 quilómetros.
A orla das rochas alteradas metamorficamente em torno de uma intrusão magmática designa-se auréola de metamorfismo. Esta zona vai desde alguns centímetros a centenas de metros, dependendo da temperatura da intrusão, da presença de água e fluidos e da natureza da rocha encaixante. Uma intrusão magmática num argilito poderá produzir uma grande auréola, enquanto que, num arenito, ela será pequena. Os efeitos que advêm diminuem com a distância ao corpo intrusivo.
A rocha metamórfica resultante depende do grau de metamorfismo e da rocha original. Se o metamorfismo é muito elevado, a estrutura da rocha original é totalmente destruída e formam-se corneanas. O termo corneana, agora referido, era inicialmente utilizado para todas as rochas formadas por metamorfismo de contacto de formações argilosas com formações ígneas, mas actualmente é a designação geral que abrange a maior parte das rochas de metamorfismo de contacto.
No metamorfismo de contacto, o calor e os fluidos emanados pelo magma são os factores metamórficos dominantes, verificando-se uma recristalização mineralógica intensa. As rochas metamórficas formadas por este tipo de metamorfismo não são, no geral, orientadas, isto é, apresenta texturas não foliadas, dado o papel secundário da tensão.
O metamorfismo regional também designado por metamorfismo dinamotérmico, deve-se a temperaturas e tensões moderadas a elevadas, bem como à circulação de fluidos. Este tipo de metamorfismo afecta extensas regiões da crosta terrestre, geralmente em áreas de actividade tectónica onde se formam montanhas, ou seja zona de colisão entre duas placas continentais, colisão entre duas placas oceânicas (metamorfismo associado a arcos de ilhas vulcânicos), colisão entre uma placa oceânica e uma placa continental (metamorfismo associado a cordilheiras vulcânicas).
As rochas de metamorfismo regional caracterizam-se por sucessivas fases de recristalização e de deformação, devido à acção combinada e crescente das condições de temperatura e tensão.
A xistosidade, associada a rochas deste tipo de metamorfismo, resulta desta conjugação entre deformação e recristalização.
As rochas cuja génese é o metamorfismo regional são quase sempre foliadas, indicando a influência de diferentes pressões durante a recristalização. A pressão confinada atinge valores elevados devido às rochas suprajacentes, que podem atingir uma espessura superior a 10 quilómetros. A pressão diferencial é devida a fenómenos tectónicos que ocorrem durante o movimento constante de compressão da crosta durante os fenómenos que levam à formação de montanhas.
Durante o metamorfismo regional, dependendo das condições de pressão e temperatura, uma rocha específica preexistente pode recristalizar originando diversos tipos de rochas metamórficas. Por exemplo, se o basalto é metamorfizado, a temperatura e pressão relativamente baixas, pode recristalizar originando xisto verde, uma rocha que contém clorite, actinolite e plagióclase rica em sódio. Há altas temperaturas e pressão, o mesmo basalto pode recristalizar como anfiboloxisto, uma rocha constituída por hornblenda, feldspato e, por vezes, granada.
Quando se ultrapassam certos valores de tensão e de temperatura, as rochas metamórficas iniciam um processo de fusão parcial, designado anatexia.
Este processo de anatexia ocorre já no domínio do denominado ultrametamorfismo, o qual marca a fronteira entre o metamorfismo e o magmatismo, isto é, entre a formação de rochas metamórficas e a formação de rochas magmáticas.
Textura das rochas metamórficas
Durante os processos metamórficos são produzidos novos arranjos mineralógicos, podendo existir alteração da composição química das rochas iniciais. A textura de uma rocha é determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos minerais, que a constituem.
Durante o processo metamórfico, alguns minerais, em especial as micas, ou outros com hábito tabular ou lamelar, conferem às rochas metamórficas aspectos peliculares, quando estas resultam da actuação conjunta de tensão orientadas e temperaturas elevadas.
Um importante tipo de característica textual, que é um critério de classificação das rochas metamórficas é a foliação. A foliação é qualquer estrutura planar de uma rocha metamórfica que pode ser originada durante os processos de metamorfismo. Esta disposição resulta quer de um alinhamento preferencial de certos minerais anteriores ao metamorfismo, quer da orientação de novos minerais formados durante os processos de recristalização.
As foliações podem ser muito evidentes e observarem-se a olho nu, ou podem ser visíveis apenas ao microscópio. Com o aumento do grau de metamorfismo, a fissilidade, ou seja, a capacidade de algumas rochas metamórficas se dividirem em lâminas, segundo os planos de foliação, torna-se menos evidente.
A foliação manifesta-se de diversas maneiras. Num mineral como a mica, que cristaliza quando se forma uma rocha sob pressão, desenvolve-se na direcção perpendicular à direcção de pressão. Outros minerais que crescem conjuntamente são também forçados a este alinhamento.
Assim, podemos classificar as rochas metamórficas em dois grandes grupos: as rochas foliadas e as rochas não foliadas.
--> Rochas não foliadas ou granoblásticas: formam-se, geralmente, a partir de rochas pré-existentes constituídas apenas por um único mineral (à excepção das corneanas).
Exemplos: corneanas (argilito), quartzitos (arenito), mármores (calcário).
- Mármore é uma rocha metamórfica não foliada (granoblástica), constituída essencialmente por calcite ou por dolomite. Forma-se por metamorfismo de contacto, a partir de calcários.
Os mármores são rochas cristalinas, podendo ser formados por grãos que não se distinguem ao olho nu, ou podem ser constituídos por fanerocristais. Têm, normalmente, cor branca, podendo, por vezes, ser coradas, pela presença de óxidos de ferro ou substâncias carbonosas. São rochas maciças, muito utilizadas na construção civil e na estatuária.
A fractura dos mármores pode assemelhar-se a cubos de açúcar. - Quartzito é uma rocha metamórfica, composta quase que inteiramente de grãos de quartzo. Sua origem está relacionada com a acção de processos metamórficos desenvolvidos principalmente sobre rochas sedimentares ricas em quartzo, tais como arenitos.
--> Rochas foliadas tendem a desenvolver-se quando rochas pré-existentes polimenerálicas (constituídas por vários minerais) são submetidas a condições de tensão dirigida e de temperatura crescentes, apresentando por isso estruturas planares, em resultado do alinhamento paralelo dos seus minerais.
Assim, existem três tipos de foliação muito característicos em rochas de baixo, médio e alto grau de metamorfismo:
* Clivagem ardosífera ou clivagem xistenta:
A clivagem xistenta é uma estrutura planar característica de rochas com baixo grau de metamorfismo. Este tipo de foliação é definido pela orientação preferencial de minerais, em rochas de granulidade fina. Os planos de clivagem resultam de um arranjo paralelo de minerais tabulares. A orientação preferencial dos minerais resulta de tensões orientadas de origem tectónica.
As rochas com clivagem xistenta partem facilmente em folhas finas e lisas de aspecto baço.
As ardósias e os filitos possuem este tipo de foliação.
- Ardósia: Uma rocha finamente granulada que se divide facilmente segundo planos paralelos. A ardósia forma-se em condições de pressão e temperatura ligeiramente superiores às que se encontram no ambiente sedimentar. As temperaturas não são suficientemente altas para provocar a recristalização.
- Filito: São rochas metamórficas xistosas, de grão fino, que apresentam maior quantidade de micas de neoformação que os xistos argilosos, mas que não são visíveis à vista desarmada. A formação desta rocha implica temperaturas mais elevadas do que para a formação dos xistos argilosos pelo que a intensidade de metamorfismo é maior.
*Xistosidade:
A xistosidade surge em rochas com um grau de metamorfismo médio, que permite a existência de importantes fenómenos de recristalização. Neste tipo de foliação ocorre um maior desenvolvimento de cristais, nomeadamente de micas, feldspatos e quartzos. É uma foliação bem desenvolvida, quer pela orientação preferencial de certos minerais lamelares, quer pelo desenvolvimento de novos minerais.
As rochas com xistosidade apresentam uma maior granularidade, distinguindo-se facilmente os minerais à vista desarmada. São rochas que partem segundo superfícies lisas e ligeiramente onduladas, de aspecto brilhante.
O micaxisto é um exemplo de rochas com xistosidade.
- Micaxisto: O micaxisto é caracterizado por apresentar cristais visíveis à vista desarmada e com uma orientação paralela. Minerais achatados ou alongados de neoformação são visíveis à vista desarmada. O xisto argiloso pode recristalizar em variedades mineralogicamente diferentes dos micaxistos. Por exemplo, um micaxisto com granada indica que a pressão e a temperatura foram superiores às necessárias para formar um micaxisto sem granada.
*Bandado gnáissico ou gnaissosidade:
O bandado gnáissico é marcado pela alternância de leitos mineralógicos de cor clara (quartzo e feldspato) e de cor escura (biotite e anfíbola), que formam bandas alternadas. A fissilidade é pouco evidente neste tipo de foliação.
As rochas com gnaissosidade possuem um grau de metamorfismo elevado, pelo que se observam intensos fenómenos de recristalização, e a sua granulidade é alta.
A gnaissosidade é observada, por exemplo, no gnaisse.
- Gnaisse: Rocha metamórfica, formada por camadas escuras de minerais ferromagnesianos, como micas e anfíbolas, e camadas claras de cor branca, cinzenta ou rosa, constituídas por quartzo e feldspatos. Nas camadas escuras, os cristais são alongados, e nas camadas claras os cristais são granulosos. Nas amostras de gnaisse, podem encontrar-se como minerais essenciais feldspatos e micas, e, como acessórios, epídoto, apatite, turmalina, magnetite, ilmenite, zircónio, titanite, etc.
As condições de temperatura sobre que se formou o gnaisse aproximam-se da temperatura a que o granito solidifica.
Não é portanto de estranhar que a composição mineralógica do gnaisse e a do granito sejam idênticas.
Quadro com Tipos de metamorfismo:
Sites auxiliares:
http://www.dct.uminho.pt/PNPG/geol/metassed.html
http://geologia.aroucanet.com/index.php?option=com_content&task=view&id=17&Itemid=44
http://docs.thinkfree.com/tools/download.php?mode=down&dsn=846198 (Muito bom!)
http://www.dct.uminho.pt/mictic/metam.html
http://e-geo.ineti.pt/edicoes_online/diversos/cartas/capitulo6.htm (Rochas metamórficas, dobras, falhas, e não só)