Açores – Porquê um laboratório de Ciências da Terra?

Métodos para o estudo do interior da Geosfera

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Açores – Porquê um Laboratório de ciências da Terra?

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Lagoa do Fogo - S. Miguel (Açores)

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RT – Rifte da Terceira(placas divergentes) FG – Falha de Glória (placas transformantes) BG – Banco de Gorringe (placas convergentes)

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Por sua vez, a Dorsal Médio-Atlântica é cortada por diversas falhas activas, de entre as quais destacamos as seguintes:

a Zona de Fractura Norte dos Açores (ZFNA); a Zona de Fractura Faial-Pico (ZFFP); a Zona de Fractura do Banco Açor (ZFBA); a Zona de Fractura do Banco Princesa Alice (ZFBPA).

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Actividade eruptiva dos Açores

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Qual a importância dos Açores como “laboratório” para o estudo da Geosfera???

Os dados geológicos sobre a composição da Geosfera podem ser

obtidos em qualquer região do globo. No entanto, algumas regiões

apresentam um carácter excepcional para a investigação geológica. Os

Açores constituem um desses locais , porque:

-A sua localização geográfica;

-O contexto tectónico específico;

-A ocorrência de fenómenos vulcânicos distintos;

-Uma actividade sísmica intensa;

-Ocorrência de fenómenos geotérmicos elegem os AÇORES como um

“laboratório” natural para o estudo dos processos geológicos da

Geosfera.

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Métodos para o estudo do interior

da Geosfera

Métodos Indirectos: Astrogeologia e Planetologia. Sismologia Geotermia Geomagnetismo Gravimetria Densidade

Métodos Directos: Observação da superfície da Terra. Exploração de minas. Furos ultraprofundos/ Sondagens. Vulcanismo (magmas e xenólitos)

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- Métodos directos :

- Observação e estudo directo da superfície visível

Calçada do gigante Irlanda do Norte

Vulcão dos Capelinhos Açores

Caos de blocos graníticos

Permite o conhecimento dos materiais que afloram à superfície da Terra

Restringe-se a uma parte muito superficial da superfície da Terra

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- Métodos directos : - Exploração de jazigos minerais em minas e escavações

Minas de Neves-Corvo (Aljustrel) Extração de minério de cobre e zinco.

Fornece dados directos até profundidades que oscilam entre os 3 e os 4 km.

Mina de gesso em Óbidos

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- Métodos directos - Sondagens

Perfurações envolvendo

equipamento apropriado

que permitem retirar

colunas de rochas

(carotes ou tarolos )

correspondentes a milhões

de anos de história, e que

permitem deduzir muitos

acontecimentos do

passado da Terra.

Sondagem

Tarolos ou carotes

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A perfuração mais profunda ao nível continental foi realizada pelos

soviéticos em 1970, na Península de Kola (noroeste da Rússia), e

atingiu cerca de 12023 m de profundidade atravessando rochas de

2500 Ma a 2700 Ma.

Ao nível oceânico, a perfuração mais profunda foi realizada por

americanos em 1991, no Pacífico Central e atingiu cerca de 2000m de

profundidade.

Exercício pág.113

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A tecnologia aplicada nas sondagens ainda apresenta muitas limitações

Problemas económicos: Extremamente dispendiosos

Problemas técnicos:

Os materiais utilizados nas perfurações devem

ser resistentes às elevadas temperaturas do interior da Geosfera

e leves para serem manejados.

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- Métodos directos : - Vulcanismo (Magmas e Xenólitos)

Os vulcões lançam para o exterior materiais oriundos de profundidades que podem atingir

100 km a 200 km, ou mesmo mais. o estudo do magma permite deduzir dados sobre as

condições de pressão, temperatura e composição química do manto.

VULCÕES - “janelas” para o interior da Terra

Os xenólitos ou encraves são fragmentos de rochas encaixantes que foram arrancados pelo magma durante a sua ascensão (oriundos de profundidades de 200km ou mais

Métodos indirectos - Astrogeologia e Planetologia

Planetologia- Ciência cujo o objetivo é o estudo geológico e morfológico comparado dos diversos corpos do Sistema Solar, os quais fornecem indicações preciosas sobre o planeta Terra.

Astrogeologia – ciência planetária que faz o estudo comparado de corpos celestes numa perspectiva geológica 16

•Por exemplo o diâmetro do nosso planeta é

hoje determinado através de satélites;

conhecido o diâmetro da Terra foi possível

determinar o volume; e a partir do volume e

da massa pôde determinar-se a massa

volúmica da Terra.

O estudo dos meteoritos, por

exemplo, tem permitido reconstituir os

primeiros estádios de formação da

Terra e confrontar a natureza e a

composição desses meteoritos com as

diferentes zonas que se admite

constituírem o interior do globo

terrestre.

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- Métodos indirectos / Geofísicos: - Geotermia

“ (…) A Terra é uma gigantesca máquina térmica.” (John H. Sass)

Á variação de temperatura em profundidade dá-se o nome de gradiente geotérmico – aumento da temperatura por quilometro de profundidade.

Admite-se que o gradiente geotérmico diminui com a profundidade (à medida que a profundidade aumenta, o aumento da temperatura faz-se mais lentamente)

Á profundidade que é preciso descer para que a temperatura interna da geosfera aumente 1ºC, designa-se grau geotérmico.

O valor para as zonas superficiais da geosfera anda à volta dos 33 metros; à medida que a profundidade aumenta o grau geotérmico aumenta também.

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- Geotermia

Fluxo térmico Quantidade de calor libertado por unidade de superfície e por unidade de tempo

Por vezes o fluxo é perceptível e até espectacular como acontece nas zonas vulcânicas

e fontes termais.

Na generalidade não nos apercebemos dessa libertação de calor devido à baixa

condutividade térmica da crosta terrestre.

O fluxo de calor do interior para a superfície da Terra é o

fluxo geotérmico – é contínuo mas não uniforme

(máximo nos riftes e mínimo no interior das placas continentais)

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- Geotermia

Dá –nos informações sobre:

Temperatura do interior da Terra ;

Estado físico dos materiais do interior da Terra:

Manto –entre 220 e 410Km, parcialmente fundido. O resto no estado sólido.

Núcleo externo – estado líquido, tudo fundido.

Núcleo interno - devido à pressão o material comporta-se como sendo sólido.

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- Métodos indirectos / Geofísicos: - Densidade / Pressão

Variação da densidade e da pressão com a profundidade

O aumento da pressão

litostática com a profundidade

conduz ao aumento da

densidade.

O aumento abrupto da

densidade é interpretado

como o resultado de uma

mudança de composição

química..

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- Métodos indirectos / Geofísicos: - Temperatura / Pressão

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- Métodos indirectos / Geofísicos: - Geomagnetismo

Estudo dos campos magnéticos revelados pela Terra

A Terra é cercada por um campo de forças

magnéticas – a magnetosfera.

Qual a origem do campo magnético terrestre?

modelo do dínamo

O Núcleo externo da Terra deve ser constituído por

metais (Fe / Ni ) no estado líquido.

Esses materiais encontram-se em movimento de

rotação, criando uma corrente eléctrica, a qual por

sua vez, estará na origem do campo magnético

terrestre.

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- Geomagnetismo

Magnetosfera (uma espécie de envoltório do nosso planeta, formada pela

interação entre o nosso campo magnético e o vento solar).

A Magnetosfera funciona como um colchão protetor, existente entre os ventos

solares e a própria Terra, nos protegendo de várias anomalias do espaço,

principalmente os ventos solares, a radiação solar e outros raios cósmicos.

A existência da magnetosfera permitiu o desenvolvimento e a manutenção das

espécies na Terra, na medida em que funciona como um escudo contra os

ciclónicos ventos solares.

O campo magnético terrestre muda os seus pólos Norte e Sul, em intervalos de

tempo irregulares.

Utilizando um magnetómetro consegue-se medir a intensidade dos campos

magnéticos “fossilizado” nas rochas.

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- Geomagnetismo

Os cristais funcionam como ímanes, com uma polaridade paralela à do campo magnético terrestre na altura da sua formação.

Ponto de Curie ou temperatura de Curie corresponde à temperatura acima da qual os materiais perdem as suas capacidades ferromagnéticas, voltando a adquiri-las com a diminuição da temperatura. Varia de material para material, e foi descoberto por Pierre Curie.

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- Geomagnetismo Paleomagnetismo (estudo dos campos magnéticos terrestres fossilizados)

das rochas ao nível dos limites divergentes de placas

A polaridade, ao longo do tempo geológico, alterna entre períodos de polaridade

magnética normal (igual à sentida no presente) e períodos de polaridade magnética

inversa (oposta à sentida no presente).

A simetria do registo paleomagnético resulta do alastramento dos fundos oceânicos a partir

do rifte. O magma quando chega à superfície solidifica em ambos os lados do rifte e nesse

momento, os cristais ferromagnéticos magnetizam segundo o campo magnético terrestre

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Polaridade normal–polaridade remanescente nas rochas idêntica à polaridade actual.

Polaridade Normal Polaridade Inversa

Polaridade inversa – polaridade remanescente nas rochas diferente(inversa) da polaridade actual.

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- Geomagnetismo

As faixas de polaridade de um e do outro lado do rifte são simétricas.

Apoiam a hipótese da expansão dos fundos oceânicos.

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- Geomagnetismo

Importância do geomagnetismo :

1. A existência de um campo magnético apoia o modelo sobre a

existência de um núcleo formado por Ferro e Níquel, sendo o núcleo

externo líquido.

2. O paleomagnetismo fornece informações sobre o passado da Terra:

• Permite tirar ilações sobre a posição passada dos continentes

relativamente aos pólos magnéticos.

• Permite determinar a latitude geográfica que uma rocha no momento da

sua formação.

• Apoia a hipótese da deriva continental e da formação dos fundos

oceânicos a partir do rifte.

• Regista as inversões do campo magnético terrestre atual.

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- Métodos indirectos / Geofísicos - Gravimetria

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- Gravimetria

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- Gravimetria

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- Gravimetria

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- Gravimetria

A existência de uma maior espessura da

crosta continental (menos densa)

relativamente à crosta oceânica (mais

densa), já que os valores da gravidade

medidos sobre os continentes são

inferiores aos verificados sobre os

oceanos.

1 – Negativa 3 – Positiva

Baseia-se na medição, tanto

a nível local como global, da

força gravítica terrestre.

Essa força aumenta

(positiva) em zonas de maior

densidade;

Essa força diminuí (negativa)

em zonas de menor

densidade.

O valor normal da aceleração da gravidade, ao nível médio das águas do mar, é 9,81m/s2 , e, por convenção, considera-se ser zero.

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- Gravimetria

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- Gravimetria

A localização de massas de

densidade diferente daquela que

caracteriza a região onde estão

situadas, como, por exemplo,

depósitos de sal – gema (rocha

pouco densa )

1 – Anomalia gravimétrica negativa;

2 – Anomalia gravimétrica positiva

Permite:

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Continentes=natureza granítica – menor densidade – anomalia gravimétrica negativa Fundos oceânicos=natureza basáltica - maior densidade – anomalia gravimétrica positiva

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- Métodos indirectos /Geofísicos: - Sismologia