Segredos do passado rochas sedimentares

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

SEGREDOS DO PASSADO: ROCHAS SEDIMENTARES

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

AUTORES: 11º A – ESCOLA BÁSICA E SECUNDÁRIA DO CERCO DO PORTO PROFESSOR RESPONSÁVEL: Paula Gonçalves ORGANIZADORES: Diogo Filipe Pereira Damas Raquel Sofia do Vale Silva AUTORES COOPERANTES: Ana Catarina Ribeiro Vital Ana Catarina Sousa Pereira Andreia Sofia Mendes Querós Bárbara Teixeira da Silva Cátia Raquel Silva Machado Daniel Fernando Araújo Oliveira Daniela Isabel Santos Costa Héber Filipe Cunha Santos Gonçalves Hugo Miguel Ramos Reis Joana Filipa Gomes de Lima Almeida Maria Teresa Morais Trigo Barbosa Mauro Severo Rodrigues Magina Patrícia Alexandra Costa Pinto Raul Filipe Leite Lino Rita Tatiana Teixeira da Silva Rúben Emanuel Freitas Figueiredo Silvina Vanessa Moreira Pinto Oliveira Página 2 Tiago Daniel Costa Mesquita Vasco Ribeiro Pereira

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CAPÍTULOS:

ROCHAS E MINERAIS: CONSTITUIÇÃO E CARACTERÍSTICAS; DO DETRITO À ARRIBA: CONDIÇÕES, AMBIENTES E MATERIAIS DE FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES; ROCHAS SEDIMENTARES: DEFORMAÇÕES; CLASSIFICAÇÕES E VESTÍGIOS DO PASSADO;

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PORTUGAL, UMA “RESERVA SEDIMENTAR”.

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ÍNDICE: Capítulo 1 Introdução Questões-Problema Minerais Propriedades Físicas Propriedades Químicas Observação de Minerais ao Microscópio Petrográfico

Rochas Rochas Ígneas ou Magmáticas Rochas Metamórficas Rochas Sedimentares Ciclo das Rochas

7 8 9 11 17 22 24 24 26 27 29

Capítulo 2 Introdução

33 34 35

Questões-Problema Meteorização

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Meteorização Física ou Mecânica Meteorização Química

Formação de Rochas Sedimentares Ciclo de Formação de Rochas Sedimentares Quais os tipos de Sedimentos que constituem as Rochas Sedimentares?

35 38 41 44 45

Capítulo 3 Introdução Questões-Problema Rochas Sedimentares: Registos Históricos da Terra Fósseis: Processos de Fossilização Princípios da Estratigrafia

Escala do Tempo Geológico Pré-Câmbrico Era Paleozoica Era Mesozoica Era Cenozoica

51 52 53 53 56 61 66 67 70 72

Capítulo 4 Introdução Questões-Problema Carta Geológica de Portugal

75 76 79

Bibliografia Bibliografia

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ROCHAS E MINERAIS: CONSTITUIÇÃO E CARACTERÍSTICAS Materiais e Características associadas aos diferentes Minerais e Rochas.

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INTRODUÇÃO: CAPÍTULO 1 ac

Neste capítulo vamos explicar, de forma bastante acessível, o que pode ser entendido pelos conceitos “rocha” e “mineral”.

Como tal, neste capítulo, esclareceremos as várias características e propriedades, físicas e químicas, dos diferentes minerais para que, futuramente, o caro leitor esteja esclarecido quanto à matéria em questão.

Apresentaremos ainda uma pequena síntese dos três tipos de rochas (magmáticas, metamórficas, e claro está, sedimentares, sobre as quais nos debruçaremos nos restantes capítulos), incluindo o ciclo das rochas.

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QUESTÕES-PROBLEMA o o o o

O que se entende por Rocha?

O que se entende por Mineral?

Como são constituídos os diferentes minerais?

Quais as condições necessárias para a formação de um mineral? o Quais os usos para os diferentes minerais? o Quais as características que lhes estão associadas?

Figura 1 - Pirite

Figura 2 - Biotite

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MINERAIS: O termo mineral pode ter vários significados consoante a formação da pessoa que o utiliza. De facto os minerais são substâncias por vezes muito comuns. Um mineral é qualquer substância sólida inorgânica. Cada mineral tem uma estrutura química definida que lhe confere um conjunto único de propriedades físicas.

De acordo com Borges (1994), um mineral deve ser definido como um corpo sólido, natural e inorgânico com uma estrutura interna cristalina, pelo que, tem uma composição química que varia entre certos limites e pode adquirir, naturalmente, formas poliédricas, designadas por cristais.

A esta definição de mineral, bastante restritiva, excluem-se alguns exemplos abaixo citados: o Opala e Calcedónia - uma vez que não tem estrutura interna cristalina, mas sim amorfa, sendo classificada como um mineraloide; o Pérola - uma vez que não é inorgânica, mas sim produzida por um animal; o Âmbar - uma vez que não é inorgânico, mas sim uma resina fóssil produzida por gimnospérmicas.

O nome do mineral deriva, frequentemente do latim, ou do grego, referindo-se a uma propriedade física ou química característica.

Outras vezes, o nome refere-se a uma localidade, ou a uma individualidade que se pretende homenagear (Borges, 1994).

A característica fundamental da matéria cristalina é a sua ordenação periódica. O estado amorfo da matéria é instável e transitório. Sempre que as condições de pressão, temperatura, espaço e tempo o permitam, a matéria mineral tende para uma disposição ordenada. Porém se as referidas condições variarem durante o processo de formação de um mineral, a ordenação de Página 9

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares partículas não ocorrerá e portanto apresentar-se-á com textura amorfa.

O cristal é uma porção homogénea da matéria cristalina, isto é, a matéria encontra-se organizada regularmente nas três dimensões do espaço.

Sendo a definição de mineral, a de uma substância natural, de composição química estabelecida entre determinados limites e estrutura atómica bem definida, são especialmente as propriedades físicas e químicas que permitem a sua identificação e estudo.

Figura 3 - Gesso Fibroso

Figura 4 - Caulino

Assim sendo, um mineral pode ser definido como um corpo sólido, natural, inorgânico, de estrutura cristalina e composição química fixa ou variável, dentro de certos limites.

Os processos de identificação de um mineral consistem na aplicação do estudo das suas propriedades físicas e/ou químicas.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Propriedades Físicas:

As propriedades físicas dos minerais consistem nas suas caracterizações através das propriedades óticas (risco, cor ou brilho), que são as propriedades de identificação mais utilizadas; das propriedades mecânicas (dureza, clivagem ou fratura) e ainda através das suas densidades.

COR: A cor de um mineral depende da absorção de certos comprimentos de onda do espectro solar quando incide sobre os minerais. Há minerais que apresentam sempre a mesma cor e outros que, por sua vez, nos podem deslumbrar com diversas cores.

A diversidade da cor é devida à mistura de pequenas quantidades de certos elementos químicos. Em certos minerais, a diversidade de cores deve-se a variações na composição química, em que certos elementos são substituídos por outros, o que torna a cor uma propriedade pouco fiável na identificação de minerais.

Assim, podemos dividir os minerais em idiocromáticos – apresentam sempre a mesma cor; e alocromáticos – podem apresentar diversas cores.

Figura 5 – Enxofre: cor amarela

Figura 6 - Granada: diversas cores

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares RISCO OU TRAÇO: O risco ou traço corresponde à cor de um mineral quando reduzido a pó. Isto é importante na identificação de minerais, porque mesmo que a cor varie, a risca, normalmente, mantém-se constante, podendo ser diferente de própria cor do mineral.

Figura 7 - Volframite : risco negro

Figura 8 - Quartzo Róseo: Risco Branco

Figura 9 - Hematite: risco vermelho sangue

BRILHO: O brilho é o modo como o mineral reflete a luz natural em superfícies não alteradas. Existem dois tipos de brilho: o Metálico: reflete a luz de um modo semelhante ao dos metais polidos; o Não Metálico: que pode ser descrito através de diferentes termos:      

Sedoso ou acetinado – semelhante ao da seda; Vítreo – como o do vidro; Adamantino – intenso como o diamante; Nacarado – semelhante ao das pérolas; Resinoso – semelhante ao brilho da resina; Ceroso – como o da cera; Página 12

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares  Gorduroso – semelhante ao brilho de uma superfície engordurada (folha de papel).

Figura 11 – Quartzo: Brilho Não Metálico Vítreo

Figura 10 – Pirite: Brilho Metálico

Em certos casos, o brilho é metálico, mas sensivelmente mais fraco, designando-se por brilho submetálico.

CLIVAGEM E FRATURA: A clivagem é uma propriedade física de um mineral que consiste em dividi-lo, por aplicação de uma força, segundo superfícies planas e brilhantes, de direções bem definidas e constantes. Os planos de clivagem correspondem a superfícies de fraqueza da estrutura cristalina dos minerais, daí que se possa afirmar que esta propriedade é uma consequência direta da geometria da malha espacial e das forças de ligação química.

Quando os minerais se desagregam em fragmentos com superfícies mais ou menos irregulares, significa que não apresenta clivagem. A esta propriedade designa-se por fratura e revela que todas as ligações são igualmente fortes.

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Figura 12 - Biotite: Clivagem Basal

Figura 13 - Galena: Clivagem Cúbica

Figura 14 Romboédrica

Calcite:

Clivagem

 Figura 15 - Fratura do Quartzo (fratura concoidal: superfícies curvas suaves, com formato semelhante ao de conchas) e Martelo de Geólogo.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares DUREZA: A dureza consiste na resistência que o mineral tem à abrasão, ou seja, ao ser riscado por outro mineral ou objeto. É condicionado pela estrutura e pelo tipo de ligações entre as partículas.

A determinação da dureza é feita em relação a uma escala de dureza. Uma das escalas mais conhecida é a escala de Mohs. Esta escala é constituída por 10 termos colocados por ordem crescente de dureza, sendo o menos duro o talco e o mais duro o diamante.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares DENSIDADE: A densidade de um mineral depende da sua estrutura cristalina, nomeadamente da natureza dos seus constituintes e do seu arranjo, mais ou menos compacto. A densidade pode ser absoluta ou relativa.

Para determinar a densidade absoluta de um mineral pode-se usar uma proveta graduada e uma balança. Coloca-se a amostra dentro da proveta com água. A subida da água corresponde ao volume da amostra. Determina-se a massa da amostra utilizando uma balança que seja precisa. Assim, torna-se possível calcular a densidade absoluta dividindo a massa da amostra pelo seu volume, o volume de água movido:

Por sua vez, a densidade relativa calcula-se dividindo a massa volúmica da amostra de mineral pela massa volúmica da água (1 g/cm3, quando esta se encontra a 4º C):

Para calcular a densidade de mineral pode-se ainda utilizar um instrumento bastante utilizado nos laboratórios de mineralogia chamado Balança de Jolly.

Figura 15 - Balança de Joly

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Propriedades Químicas:

Alguns testes químicos podem ser realizados para identificar minerais. É o caso do teste do sabor salgado para a halite, ou então da efervescência produzida pela ação de um ácido (o modo como os minerais reagem aos ácidos é uma propriedade importante, já que todos os minerais que são afetados por ácidos são carbonatos, ou minerais que têm na sua composição o ião carbonato).

Os testes químicos aplicados variam de acordo com a constituição dos diferentes minerais. Com base na composição química é usual agrupar os minerais em classes.

PRINCIPAIS CLASSES EM QUE, ESTÃO AGRUPADOS OS MINERAIS (HURLBUT, 1983) o Elementos nativos - São os minerais que ocorrem na natureza em estado puro, não combinado - como o ouro, prata, cobre, enxofre, diamante, grafite. Encontram-se no estado nativo, exceto os gases livres na atmosfera, vinte elementos que podem ser divididos em metais, semimetais e não-metais. o Sulfuretos - A fórmula geral é AmXn, em que A representa os elementos metálicos e X o elemento não metálico. Ou seja, são minerais em que um metal ou semimetal se combina com o enxofre. Exemplo: calcopirite (CuFeS2). o Sulfossais – Correspondem a sulfuretos duplos, os semimetais desempenham um papel mais ou menos igual ao dos metais na estrutura. Ex. tetraedrite (Cu, Fe, Zn, Ag) 12Sb4S13. Óxidos e hidróxidos minerais comuns, sobretudo nos ambientes mais superficiais da Terra, de que fazem parte entre muitos outros o gelo (H2O), hematite (Fe2O3).

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares o Haloides - Classe restrita que reúne os halogenetos naturais como a halite (NaCl), silvite (KCl), fluorite (CaF2). Predominam os iões Cl-, Br-, F- e I-. o Silicatos - São os minerais mais abundantes da crosta terrestre e são próprios das rochas endógenas (magmáticas e metamórficas) embora apareçam em rochas sedimentares.

Como exemplos temos a olivina, turmalina, piroxenas, anfíbolas, biotite, moscovite, quartzo e feldspatos. o Carbonatos – Quando o carbono se liga com o oxigénio tem forte tendência para se ligar com dois átomos de oxigénio compartilhando dois dos quatro eletrões de valência com cada par para formar uma unidade química estável – o dióxido de carbono. Na natureza o carbono também se liga ao oxigénio para formar o ião carbonato. Exemplos: calcite (CaCO3), dolomite (CaMg(CO3)2). o Boratos – A maior parte dos boratos comuns parece ser construída em torno de folhas interrompidas de triângulos BO 3 nos quais todos os três oxigénios são compartilhados. As folhas são separadas por camadas de moléculas de água unidas por iões sódio ou cálcio. Exemplos: boracite (Mg3B7013Cl) e barite (BaSO4). o Nitratos – O azoto pentavalente forma com o oxigénio grupos iónicos achatados configurados em trevo, muito semelhantes ao grupo carbonato. Estes triângulos são o radical nitrato monovalente, NO3-, constituindo o bloco de construção dominante. Exemplos: nitrato de sódio (NaNO3), nitrato de potássio (KNO3). o Sulfatos e cromatos – Estes minerais são formados pela união de grupos aniónicos (XO4)2- com catiões metálicos. Exemplos: barite (BaSO4), Gesso (CaSO4.2H2O). o Fosfatos, arseniatos e vanadatos.- Todos os fosfatos são constituídos pelo ião fosfato como unidade de construção fundamental (PO4)3-, arseniato (AsO4)3- e vanadato (VO4)3- o Página 18

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares fósforo, o arsénio e o vanádio podem substituir-se mutuamente, como ião central coordenador, no grupo tetraédrico dos oxigénios. Exemplos: monzanite (CePO4), apatite (Ca5(PO4)3 (F, Cl, OH). o Tungstatos e molibdatos – Minerais que contém nas suas fórmulas químicas tungstato (WO4)2- e molibdato (MoO4)2-.

UTILIZAÇÃO DOS DIVERSOS MINERAIS A utilização dos recursos minerais pelo Homem é quase tão antiga como a sua própria existência. Os recursos minerais estão relacionados com a evolução do Homem.

Os períodos dos primórdios da História estão associados ao mundo dos minerais: Paleolítico, Mesolítico, Neolítico, Idade do Cobre, Idade do Bronze, Idade do Ferro.

Nos dias de hoje vivemos a Idade do Silício que domina as novas tecnologias, nomeadamente na área da eletrónica e da informática.

Nenhuma civilização pode prescindir do uso dos bens minerais, principalmente quando se pensa em qualidade de vida, uma vez que as necessidades básicas do ser humano - alimentação, habitação e vestuário - são atendidas essencialmente por estes recursos.

Os recursos minerais são recursos extraídos através das rochas, para fins industriais, como por exemplo: ouro, ferro, feldspato, cobre, alumínio, quartzo, entre outros.

Minerais como ouro, prata, estanho, ametista, diamante e quartzo são utilizados no fabrico de joalharia e relojoaria; por outro lado, o quartzo pode ainda surgir em outros campos bastante diversos.

O quartzo é, assim, um mineral com muitos e variados usos para além da joalharia (utilização mais conhecida), como areia para a argamassa; na manufatura do vidro; e sob a forma de pó para ser utilizado na porcelana, nas tintas e nas lixas. É também utilizado nos aparelhos óticos e científicos.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Por sua vez, minerais como ferro e alumínio são utilizados na construção de carros, barcos, edifícios, eletrodomésticos, etc; e o feldspato é ainda utilizado no fabrico de vidro.

Figura 16 – Ametista: Utilizada em Joalharia

Figura 17 – Feldspato: Utilizado no fabrico de vidro

Figura 18 - Geode de Quartzo: utilizado em decoração

Figura 19 - Quartzo: utilizado em joalharia

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1. Material:     

Gobelés; Vareta de Vidro; Placa de Aquecimento; Funis; Sulfato de Cobre;

   

Água; Pedras Rugosas ou Botão; Lápis; Fio.

2. Procedimento: I. II. III. IV. V.

Colocar 50g de sulfato de cobre em 100 ml de água; Dissolver o sulfato de cobre primeiro a frio e depois a quente. A temperatura deve rondar os 60º-80º; (não exceder a temperatura); Colocar uma pedra (ou um botão), presa a um fio, suspensa sobre o gobelé, sem que esta toque no fundo; Tapar com papel aderente, preso por um elástico, e fazer furos para permitir a evaporação; Esperar alguns dias até que se formem os cristais.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Observação de Minerais ao Microscópio Petrográfico

O microscópio petrográfico é um instrumento utilizado na observação de rochas e minerais, possibilitando ampliações que atingem normalmente as 400x.

Os minerais podem ser observados ao microscópio de duas formas que diferem pelas modificações que a luz sofre na travessia: A) Luz Paralela ou nicóis paralelos - Os minerais são iluminados por feixe paralelo de luz; B) Luz polarizada ou nicóis cruzados - A iluminação dos minerais é igual à da observação em luz paralela, só que se sujeita a luz emergente da lâmina a uma nova polarização - Analisador.

Figura 20 - Observação microscópica de um arenito (rocha sedimentar) modo A)

Figura 21 - Observação microscópica de um arenito (rocha sedimentar) modo B)

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Figura 22 - Microscópio Petrográfico.

Figura 23 Sedimentares

Preparações

de

Rochas

Figura 24 - Observação de um calcário com fósseis

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ROCHAS As rochas podem ser definidas como constituintes das unidades estruturais da Terra. Estas correspondem a associações naturais de um ou mais minerais.

As rochas podem, então, ser agrupadas e classificadas de acordo com vários fatores como a sua composição química, forma e textura, porém o critério de classificação de rochas mais utilizado são os diferentes processos de formação. Assim, as rochas podem ser divididas em ígneas ou magmáticas, metamórficas e sedimentares.

ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS:

As rochas magmáticas são formadas pelo magma existente no interior da Terra, onde as pressões e temperaturas elevadas permitem a fusão das rochas.

O magma pode ser definido como uma substância complexa constituída por vários minerais e gases fundidos que quando atinge o exterior da crusta terrestre se passa a denominar por lava e entra em consolidação.

Figura 25 – Lava (Açores)

Sendo menos denso que as rochas envolventes, o magma ascende através da crosta (ou crusta) até à superfície consolidando.

Dependendo dos locais de consolidação do magma este pode originar dois tipos de rochas: Página 24

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares o

Rochas Intrusivas ou Plutónicas – quando o magma consolida no interior da crusta terrestre. Como tal, estas rochas sofrerão um arrefecimento lento cujo resultado será a possibilidade do desenvolvimento dos diferentes minerais que se apresentarão com dimensões identificáveis à vista desarmada (por exemplo, o granito e o diorito).

Figura 26 – Granito: rocha magmática intrusiva, abundante no norte de Portugal.

Granito polido na imagem da esquerda e Granito de Lavadores na imagem da direita.

o

Rochas Extrusivas ou Vulcânicas – quando o magma consolida no exterior da crusta terrestre. Assim sendo, o magma consolidará e arrefecerá rapidamente não permitindo que os minerais se desenvolvam, tornando-se estes indiferenciáveis à vista desarmada (por exemplo, o basalto e o riólito).

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Figura 27 - Basalto

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A famosíssima calçada portuguesa é a designação dada a um determinado tipo de pavimentação, muito próprio dos portugueses, utilizado principalmente em passeios, avenidas, entre outros…

A calçada portuguesa, tal como o nome indica, teve origem em Portugal em meados do século XIX, podendo ser encontrada nos vários países lusófonos.

Outra curiosidade “geológica” é o facto das calçadas portuguesas de Lisboa e Porto serem diferentes: inicialmente, as calçadas lisboetas eram para ser construídas com granito proveniente do Porto, o que tornava a obra muito dispendiosa, sendo depois substituído por basalto (também devido ao terramoto de 1755 e à necessidade de reconstruir a cidade); por sua vez, as calçadas portuenses “assentam” sobre rochas calcárias das duas tonalidades, criando o contraste branco-negro.

Calçada Portuense: Calcário Negro e Branco

Calçada Lisboeta: Basalto e Calcário

ROCHAS METAMÓRFICAS: São rochas originadas a partir de rochas preexistentes (magmáticas, metamórficas ou sedimentares) que experimentam transformações mineralógicas a nível estrutural e de composição de tal modo que estas adquirem características novas, permanecendo no estado sólido, ou seja, sem entrar em fusão.

Estas transformações são devidas aos chamados fatores de metamorfismo: o calor, a pressão, os fluidos circulantes e o tempo.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares As condições físico-químicas em que essas transformações ocorrem compõem o ambiente metamórfico.

Figura 28 - Mármore (figura da esquerda).

Figura 29 - Pedreiras de Xisto (figura da direita) – rochas metamórficas

ROCHAS SEDIMENTARES: As rochas sedimentares ocupam cerca de 75% da área dos continentes.

Estas são derivadas da deposição dos sedimentos e da pressão destes, isto é, as partículas de menor dimensão encontram-se na parte superior e as partículas de maior dimensão na parte inferior do local onde se depositam.

Uma rocha sedimentar forma-se a partir de processos geológicos que se podem dividir em fases variadas e nas quais intervêm diferentes mecanismos (capítulo 2).

Um dos mecanismos que intervêm no processo de formação das rochas sedimentares é o ciclo das rochas, sendo este o mais importante.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Rochas que sedimentares

dão

origem

a

rochas

As rochas da superfície da Terra estão constantemente a ser alteradas pela ação de agentes naturais. Os produtos dessa alteração são detritos, substâncias químicas que passam a soluções nas águas de transporte e ainda, substâncias químicas produzidas pelos seres vivos ou resultantes das suas atividades.

Nas rochas sedimentares também é possível encontrar fósseis, pois os restos mortais de plantas ou animais são arrastados como as partículas, ou então são sobrepostos por sedimentos, e as partes mais duras deixarão marcas nas rochas (capítulo 3).

Figura 30 – Calcário: rocha sedimentar

Figura 31 - Calcário Conquífero.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares CICLO DAS ROCHAS: Desde a sua formação que a Terra está sujeita a contínuas alterações devido à ação das forças internas e dos agentes que atuam à superfície. As rochas terrestres não constituem massas estáticas, fazem parte de um planeta dinâmico, onde constantemente se dá a transformação de umas rochas noutras. A ação erosiva causa constantes alterações sobre as rochas expostas e os agentes internos contribuem para modificações mais ou menos significativas dos materiais no interior da Terra. Há uma interdependência entre os fenómenos externos e internos.

As rochas formam-se, destroem-se e alteram-se, o que constitui um ciclo de acontecimentos ao longo do tempo geológico.

A primeira fase deste ciclo processa-se à superfície, onde as várias rochas são erodidas e desagregadas. As partículas resultantes são transportadas e, direta ou indiretamente, atingem o mar acumulando-se nas bacias de sedimentação.

Os sedimentos depositados sofrem transformações muito complexas - diagénese – originando rochas sedimentares.

As rochas sedimentares ao atingirem a superfície terrestre originam novos sedimentos ou são empurradas para o interior da terra, comprimidas e aquecidas a temperaturas que podem atingir os 500 graus, formando rochas metamórficas.

Do mesmo modo, as rochas metamórficas ao atingirem a superfície, são transformadas em sedimentos, ou são empurradas para zonas profundas onde a temperatura e a pressão elevadas as podem fundir. Se a rocha fundida atingir a superfície, sob a forma de lava, consolida formando rochas magmáticas vulcânicas que começam de imediato a sofrer erosão, originando sedimentos que podem iniciar um novo ciclo.

Em geral a consolidação dá-se em profundidade, formando rochas magmáticas plutónicas. Quando isto acontece, a rocha só atinge a superfície quando as camadas que cobrem forem erodidas.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Podem então transformar-se em sedimentos, recomeçando um novo ciclo.

CICLO DAS ROCHAS Esquema

Sedimentos Erosão/Meteorização

Rochas Magmáticas

Rochas Sedimentares

Magma

Rochas Metamórficas

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares POEMA O ciclo das Rochas

Sobre rochas expostas de uma montanha O intemperismo age e também a erosão Do que se transforma, do que se ganha; Tudo é transportado para uma depressão Os sedimentos no chão que os compacta Outrora uma rocha, enorme como andares...

Agora consolidada, não permanece intacta Forma as rochas sedimentares Porém essas rochas podem ser expostas Ou metaformizar com os aumentos de temperatura e pressão Surge então, as rochas metamórficas Que talvez um dia sofra ascensão.

Mas se sofrer refusão, irá ascender Derramar, como lavas de um vulcão Talvez no interior permanecer Resfriar, E uma rocha plutónica originar Poderá sofrer soerguimento e exposição Participar de um novo processo de erosão Eu quero dizer para quem eu possa Este é o ciclo das rochas.

Gabriel Egidio do Carmo

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DO DETRITO À ARRIBA: CONDIÇÕES, AMBIENTES E MATERIAIS DE FORMAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES Etapas, Condições, Ambientes e Materiais necessários à formação de Rochas Sedimentares.

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INTRODUÇÃO: CAPÍTULO 2 ac

Neste segundo capítulo explicaremos em que tipo de condições se podem formar os diferentes tipos de Rochas Sedimentares, e quais as diferenças entre elas.

Assim, neste capítulo já nos dedicamos somente ao mundo das rochas sedimentares e a tudo que lhes esteja ligado.

Apresentaremos ainda as várias etapas de formação deste tipo de rochas e quais os ambientes ou condições necessárias para tal.

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QUESTÕES-PROBLEMA o Em que tipos de condições podemos encontrar as Rochas Sedimentares? o Quais as condições necessárias para a sua formação? o Como se formam as rochas sedimentares (quais as etapas de formação)? o Quais os ambientes favoráveis/necessários à formação das rochas? o Quais os tipos de Rochas Sedimentares? o Quais os materiais que intervêm na sua formação? o Quais os processos responsáveis pelas fases de formação? o Qual a importância das rochas sedimentares? o Quais as utilidades das diferentes rochas?

Figura 32 - Calcário Numulítico

Figura 33 - Calcário com vestígios fósseis (conchas).

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METEORIZAÇÃO METEORIZAÇÃO/ALTERAÇÃO: refere-se ao conjunto de processos que alteram as características físicas e químicas das rochas à superfície da Terra, ou perto dela. Após a meteorização, parte da rocha transforma-se em partículas.

A meteorização pode-se dividir em dois tipos: meteorização física ou mecânica e meteorização química.

Meteorização Física ou Mecânica:

Inclui os diversos processos que fragmentam as rochas em pedaços cada vez menores, sem que ocorram alterações a nível químico que alterem as suas composições.

Fatores responsáveis pela meteorização física das rochas:  Expansão das rochas à superfície – consequência da diminuição da pressão;  Termoclastia – dilatações e contrações térmicas;  Crioclastia – congelamento de água em fendas, o que provoca o seu alargamento devido ao aumento de volume da água;  Haloclastia – precipitações de sais em fraturas das rochas, alargando-as;  Esfoliação – separação das rochas segundo superfícies planas ou curvas;  Atividade Biológica – está relacionado com a atividade dos seres vivos. Ex.: crescimento de raízes em fendas; atividade de animais escavadores.

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ºC

ºC

Figura 34 - Ação da temperatura na meteorização das rochas.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares  A variação da temperatura implica variações do volume das rochas.

As rochas submetidas a variações de temperatura fissuram.

Desenvolvem-se fraturas, nas camadas mais externas, concretizando-se uma descamação que a erosão acaba por remover em capas, ou seja, em camadas mais ou menos concêntricas - disjunção esferoidal (figura 35 e 36).

Figura 35

Figura 36

Figura 37 - Meteorização física e química por atividade biológica (líquenes crustáceos).

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Água no estado líquido.

Água no estado sólido (gelo).

Figura 38 - Ação do gelo na meteorização de uma rocha (crioclastia).

Meteorização Química:

A meteorização química inicia-se como resultado da interação das camadas rochosas superficiais com elementos químicos ativos da atmosfera, hidrosfera e biosfera. Inclui diversos fatores e Página 38

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares processos de alteração da rocha original, por dissolução ou por se transformarem substâncias que se encontram em equilíbrio com as condições vigentes à superfície da Terra ou próximo dela.

As substâncias quimicamente ativas são: a água, o oxigénio, o dióxido de carbono e os ácidos orgânicos. A água é, sem dúvida, o fator de meteorização química mais importante.

Assim sendo, a meteorização química consiste na decomposição química da rocha, de tal modo que os minerais originais sofrem alterações, na estrutura atómica e ou de constituição que os transformam noutros minerais.

Os novos minerais são mais estáveis para as condições superficiais.

Fatores responsáveis pela meteorização química das rochas:  Dissolução – é um processo pelo qual o material rochoso passa para uma solução.

Ex.: A halite (NaCl) é um mineral muito solúvel que, em solução, se dissocia nos iões Na+ e Cl-: NaCl+H2O→Na++ClHidrólise – verfifica-se quando os iões H+, devido ao seu tamanho e carga elétrica positiva, substituem os iões Ca+, Na+ ou K+ na estrutura dos minerais, o que altera a composição química do mineral e rompe a sua estrutura atómica. Os iões H + podem ter origem na água ou num ácido. O principal ácido que causa a meteorização química das rochas é o ácido carbónico, formado pela dissolução do CO2, atmosférico na água da chuva.

Ex.: 

Os minerais, como, por exemplo, a olivina e a piroxena, são totalmente desintegrados: Página 39

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Mg2SiO4+4H+→2Mg2++H4SiO4 (olivina)

CaMgSi2O6+4H++2H2O→Ca++Mg2++2H4SiO4 (piroxena)

Os minerais, especialmente os feldspatos, dissolvem-se parcialmente produzindo sílica dissolvida e minerais de argila.

2KAlSi3O8+H2CO3+H2O→K2CO3+Al2Si2O5(OH)4+4SiO2 (argila)

(feldspato)

 Oxidação/Redução – Os processos de oxidação e de redução estão ligados entre si, a oxidação não ocorre sem a redução e a redução não ocorre sem a oxidação.

A oxidação é um processo pelo qual um átomo ou um ião perde eletrões. O oxigénio é um elemento muito abundante na atmosfera e quimicamente muito ativo, que se combina com os minerais que possuem ferro, formando óxidos. O mineral hematite é um óxido de ferro.

Na redução ocorre um ganho de eletrões.

Ex.: O processo que leva à formação de ferrugem, substância de cor vermelha acastanhada, é o resultado da transformação do Fe 2+ em Fe3+.

4FeO+O2→2Fe2O3  Hidratação/Desidratação – este processo de meteorização envolve a combinação química de minerais com a água (hidratação) ou a sua remoção de outros (desidratação). No caso da hidratação, ocorre um aumento de volume que facilita a desintegração das rochas por ação da hidrólise.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Ex: Hidratação: a hematite forma limonite.

Fe2O3+3H2O→2Fe(OH)3 (hematite) (limonite) Desidratação: o gesso forma anidrite.

CaSO4.2H2O→CaSO4+2H2O (anidrite)

(gesso)

A meteorização das rochas dá origem a sedimentos. Os sedimentos podem ser partículas sólidas soltas ou substâncias dissolvidas na água, que vão ser transportadas e depositadas.

FORMAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES SEDIMENTOGÉNESE E DIAGÉNESE As rochas sedimentares, como já sabemos, formam-se à superfície da crosta terrestre a partir de rochas pré-existentes (metamórficas, magmáticas ou até sedimentares).

Assim, para se iniciar o processo de formação de rochas sedimentares, é necessário que as rochas pré-existentes sofram determinadas ações físicas e químicas derivadas do contato com a atmosfera, a biosfera e a hidrosfera – ambiente sedimentar – que permitirão dar início aos processos de um “ciclo de transformações”.

Estes processos (nos quais se integram a meteorização, a erosão, o transporte, e a sedimentação ou deposição) constituem a sedimentogénese.

O transporte é o movimento dos sedimentos por agentes, como rios, ondas ou vento. No decorrer do transporte os sedimentos são Página 41

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares separados, de acordo com o seu tamanho, pelo agente que os transporta.

O transporte pode ser feito de diversas maneiras, seja por rolamento, arrastamento, saltação ou, para os materiais mais finos, por suspensão.

A sedimentação verifica-se quando o agente transportador perde energia e os sedimentos se depositam. Também é considerada sedimentação a acumulação de sedimentos orgânicos ou de materiais que precipitam, como a haltite ou o calcário. São exemplos de ambientes de sedimentação o fundo do mar ou de lagos, os vales, os rios, os recifes de coral, as praias ou as dunas.

A diagénese, por sua vez, é o processo que converte os sedimentos soltos numa rocha sedimentar coerente. Combina os processos de compactação, cimentação e recristalização.

Pela compactação, verifica-se uma maior aproximação dos sedimentos. O aumento de pressão, devido à acumulação de mais sedimentos, leva à redução do espaço ocupado pelos poros e à deslocação da água dos interstícios.

A cimentação é a união dos sedimentos através de um cimento que precipita entre eles. A calcite é o cimento mais comum, mas a sílica, as argilas ou os óxidos de ferro podem se precipitar em redor dos sedimentos, ligando-os.

Na recristalização verifica-se uma alteração da estrutura cristalina de certos minerais por efeito das condições de pressão, temperatura e composição química do meio envolvente.

Então, durante a recristalização, alguns minerais alteram a sua estrutura cristalina. Como, por exemplo, a aragonite, que faz parte das conchas de certos minerais, pode transformar-se em calcite.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares ESQUEMAS/SÍNTESE:

Sedimentogénese

Meteorização

Química

Erosão

Transporte

Sedimentação

Física

Diagénese

Compactação

Cimentação

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Recristalização

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares CICLO DE FORMAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES

Rochas Pré-existentes: - Magmáticas; - Metamórficas; - Sedimentares.

Rochas Sedimentares

Meteorização

Diagénese

Erosão

Sedimentação

Transporte

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares QUAIS OS TIPOS DE SEDIMENTOS QUE CONSTITUEM AS ROCHAS SEDIMENTARES?

Sedimentos Detríticos ou Clastos:

Fragmentos de variadas dimensões, desde partículas de pequeníssimas dimensões até grandes blocos, que são resultado de rochas que afloram.

Figura 39

Sedimentos de Origem Química:

Resultam da precipitação de substâncias que são transportadas dissolvidas na água.

Figura 40

Figura 41

Sedimentos de Origem Biogénica:

Compostos, normalmente, por restos de seres vivos, mais ou menos transformados, nomeadamente conchas e outras peças esqueléticas, fragmentos de plantas, pólenes, etc.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

Como se altera o granito?

Materiais:  Amostra de Granito São;  Amostra de Granito Alterado;  Água destilada;  Alfinete;  Dois Tabuleiros;

     

Dois vidros de relógio; Martelo; Dois Funis; Duas Provetas Graduadas; Papel de Filtro; Lupa Binocular.

Procedimento: I. II. III. IV. V.

VI. VII. VIII. IX.

Desfazer, no tabuleiro, as amostras de granito, com o auxílio de um martelo; Colocar nas provetas, A (granito são) e B (granito alterado) o material desagregado até perfazer metade; Encher as provetas com água; Colocar parafilme e agitar; Colocar dois funis com papel de filtro, em outras provetas (C e D) e verter cuidadosamente o conteúdo da proveta A para o funil C e o conteúdo da proveta B para a proveta D, evitando que saiam os fragmentos maiores; Retirar os papeis de filtro e observá-los com a ajuda de uma lupa.

Colocar o restante conteúdo filtrado das provetas (C e D) sobre duas folhas de papel de filtro.

Observar, cada um delas, com o auxílio de uma lupa.

Registar as observações.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

Qual o efeito das águas com dióxido de carbono sobre os calcários?

Formação de estruturas calcárias num maciço.

Materiais:  Calcite em pó;  Lamparina;  Suporte de tubos de ensaio.

 Quatro tubos de ensaio;  Água destilada;  Água gaseificada; Procedimento:

1. Colocar quatro tubos de ensaio no suporte; 2. No primeiro tubo de ensaio (tubo A) colocar apenas água destilada amostra padrão; 3. No segundo tudo de ensaio (tubo B) colocar água destilada mais calcite em pó; 4. No terceiro tubo de ensaio (tubo C) colocar água gaseificada (água com CO2) e calcite em pó; 5. No quarto tubo de ensaio (tubo D) colocar água gaseificada mais calcite em pó, e aquecer o tubo com a solução.

6. Observar.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

ROCHAS SEDIMENTARES: DEFORMAÇÕES, CLASSIFICAÇÕES E “HISTÓRIAS DO PASSADO” Processos de Deformação, Tipos de Rochas Sedimentares e Fósseis.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

INTRODUÇÃO: CAPÍTULO 3 ac

Neste capítulo serão abordados os diversos princípios da Estratigrafia.

Será ainda abordado o processo de fossilização e, consequentemente, os fósseis, assim como a informação que é possível obter a partir destes.

Finalmente, apresentaremos um resumo de cada Era englobada no Tempo Geológico.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

QUESTÕES-PROBLEMA o o o o

Quais os princípios da Estratigrafia?

O que é a Datação Relativa?

O que é a Datação Radiométrica?

O que é que as rochas sedimentares nos podem “contar” sobre o passado? o Como ocorre a fossilização?

Figura 42 – Fóssil de Trilobite

Figura 43 – Marmita de Gigante

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

ROCHAS SEDIMENTARES: REGISTOS HISTÓRICOS DA TERRA As rochas sedimentares formam-se na crusta terrestre, numa séria de etapas que se iniciam com a erosão/meteorização e culminam na diagénese. Durante todo o processo os seres vivos podem contribuir de forma significativa para a formação destas rochas.

Muitos dos fenómenos da história da Terra ficam “gravados” nos sedimentos e nas rochas sedimentares, como, por exemplo, os restos ou vestígios de seres vivos, ou da sua atividade, que habitaram o nosso planeta e que atualmente se encontram extintos.

O estudo das rochas sedimentares fornece dados importantes sobre as rochas pré-existentes que sofreram meteorização e erosão, permitem caracterizar o tipo de transporte e as condições ambientais em que ocorreu a diagénese. Os sedimentos tendem a depositar-se sob a forma de estratos e a partir do seu estudo é-nos possível determinar as camadas mais recentes e as camadas mais antigas.

As rochas sedimentares podem conter fósseis, estes para além de instrumentos importantes na datação relativa auxiliam na reconstituição dos diferentes ambientes povoados pelos seres vivos e onde se formaram as rochas sedimentares.

A integração de todos os dados obtidos, pelo estudo das rochas sedimentares, dos fósseis e outras estruturas como dobras, falhas, das rochas magmáticas e rochas metamórficas permite reconstituir a história geológica (local e regional).

Fósseis – processos de fossilização

Os fósseis (do latim “fossilis”) são restos ou vestígios de atividade de seres vivos, que habitaram no planeta Terra, que ficaram preservados nas rochas ou matérias naturais. Sendo estes

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares normalmente partes duras de seres vivos, como por exemplo, os ossos e conchas.

A fossilização que corresponde ao processo de preservação de restos de seres vivos ou vestígios da sua atividade ao longo do tempo pode ocorrer pela preservação dos revestimentos externos (por exemplo: carapaças e conchas) e tecidos duros como os dentes e ossos dos organismos que habitaram a Terra no passado, encontrando-se extintos na atualidade.

Os restos dos seres vivos sofrem um conjunto de fenómenos físicos, químicos e biológicos (fossilização) para que estes fossilizem.

A fossilização consiste em vários processos:  Conservação: restos orgânicos mantêm-se inalterados devido ao envolvimento em substâncias fossilizantes, como, âmbar, gelo e sílica. Aqui falamos de conchas não sujeitas a mineralização e da mumificação, corresponde à conservação total, incluindo as partes moles do organismo.

Figura 44 – Conservação por silicificação Página 54

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares  Mineralização: a matéria orgânica é substituída por matéria mineral, ou seja, o fóssil fossilizou por transformações químicas;  Icnofósseis: pegadas, marcas de reptação, fezes fossilizadas.

Fornecem indicações sobre ambientes sedimentares do passado e sobre hábitos dos animais, tipo de alimento, etc.  Moldagem: impressão de um molde na rocha, podendo o organismo desaparecer que o molde persiste;  Impressão: As impressões são moldes externos de estruturas finas, como folhas ou penas e rastos deixados por seres vivos. As impressões são conservadas quando os sedimentos moles, em que foram deixadas, sofrem diagénese, petrificando-as.  Incarbonização: Processo comum de fossilização dos vegetais e animais com esqueletos de natureza quitinosa. Consiste no enriquecimento progressivo em carbono, em relação aos outros elementos químicos da matéria orgânica; A fossilização requer um conjunto de condições, tanto inerentes ao organismo, como próprias do meio, que só excepcionalmente estão reunidas, tais como:     

Isolamento dos restos mortais da erosão atmosférica; O corpo possuir partes duras como ossos, conchas e dentes; O tamanho dos sedimentos envolventes no meio; Características do meio ambiente; Velocidade ou taxa de sedimentação.

Os melhores ambientes de fossilização são aqueles que correspondem a ambientes marinhos e, entre estes, os mais profundos (de menor energia). No ambiente marinho, a vida é muito abundante e a erosão não predomina sobre a sedimentação, daí a maior frequência dos fósseis marinhos, relativamente aos fósseis continentais.

Os fósseis são muito estudados (Paleontologia), pois contêm muita informação dos longos milhões de anos do nosso planeta.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Podemos distinguir dois tipos de fósseis: os fósseis de idade e os fósseis de fácies.  Fósseis de idade (ou fósseis característicos): dão-nos uma datação relativa das formações geológicas onde se encontraram, tendo uma pequena distribuição estratigráfica (ou vertical) e grande distribuição geográfica (ou horizontal).

Correspondem a organismos cuja evolução foi relativamente rápida, em termos geológicos;  Fósseis de fácies: são fósseis que fornecem indicações sobre o ambiente em que o ser vivo viveu, tendo uma grande distribuição estratigráfica (ou vertical) e uma pequena distribuição geográfica (ou horizontal). Correspondem a organismos que ocorrem apenas em determinados ambientes, ou seja organismos de habitat muito restrito.

Datação relativa das rochas e Métodos de datação físicos – datações radiométricas (geocronologia absoluta) Os fósseis também se podem relacionar com os estratos, pois a partir destes podemos obter uma datação relativa e uma datação absoluta.

A datação relativa permite determinar a idade de formações geológicas em relação a outras, sendo relevantes alguns fósseis, designados fósseis de idade. Esta datação tem como base certos princípios:

PRÍNCIPIOS DA ESTRATIGRAFIA  Princípio da Sobreposição- este princípio apoia que numa série de estratos na sua posição original, qualquer estrato é mais recente do que os estratos que estão abaixo dele (muro) e mais antigo do que os estratos que a ele se sobrepõem (teto). Isto implica que, uma sucessão de estratos forma uma sequência estratigráfica, por conseguinte, este fator evidência a cronologia Página 56

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares das camadas, no entanto, não nos fornece com exatidão a idade dos estratos;

Estratos Figura 45

Princípio da Identidade Paleontológica- este princípio estabelece que estratos que contenham o mesmo conjunto de fósseis têm a mesma idade. Este princípio permite efetuar correlações estratigráficas entre formações geológicas afastadas umas das outras, mesmo por centenas de quilómetros.

Figura 46

 Princípio da interseção- permite-nos saber que qualquer estrutura geológica que atravesse outra será considerada mais recente do que a que é atravessada.

Figura 47 Página 57

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares  Princípio da inclusão- permite-nos saber que os fragmentos incorporados numa rocha são mais antigos do que a rocha englobada;

Inclusão de fragmentos dos estratos

Figura 48

 Princípio da continuidade lateral- em colunas estratigráficas de dois lugares afastados é possível estabelecer a correlação de idades e de posições entre esses mesmos estratos, independentemente das suas dimensões, desde que as sequências de deposição sejam semelhantes.

Este princípio é de mais fácil compreensão quando enunciado conjuntamente com o Princípio da Horizontalidade Inicial. Os estratos, aquando da sua formação, são horizontais e paralelos à superfície de deposição (horizontalidade inicial) e encontram-se limitados por dois planos, um a teto e outro a muro, que podem ser seguidos mesmo até grandes distâncias (continuidade lateral)

Figura 48

Página 58

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares A geocronologia relativa permite apenas estabelecer relações de idade, recorrendo aos conceitos “anterior”, “posterior” e “contemporâneo”. Os métodos da geocronologia absoluta servem para a determinação de idades absolutas, normalmente expressas em milhões de anos.

Então, para além do registo estratigráfico, os geólogos também recorrem a métodos físicos para datar os principais acontecimentos da História da Terra. Estes métodos permitem uma datação absoluta e baseiam-se no decaimento radiativo de alguns elementos químicos presentes no nosso planeta – datações radiométricas.

O decaimento radioativo ocorre em núcleos de átomos de elementos instáveis. Nestes núcleos a força que une os protões e os neutrões não é suficientemente elevada para impedir que ocorram modificações no seu número, que são acompanhadas pela libertação de partículas atómicas ou ondas eletromagnéticas – decaimento radiativo.

O tempo que demora a que metade dos núcleos dos elementos instáveis, sofram decaimento designa-se por tempo de semivida ou semitransformação.

Por cada período de semivida que decorre, apenas metade dos átomos-pai existentes na rocha se transformam em átomos-filhos.

Assim, restará sempre uma certa quantidade, ainda que residual, de átomos-pai na rocha. Diferentes elementos químicos apresentam diferentes valores de semivida. Apresentam-se na tabela I, alguns exemplos.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Átomo-Pai

Átomo-Filho

Potássio- 40 Rubídio - 87 Urânio -238 Carbono-14

Árgon-40 Estrôncio-87 Chumbo-206 Azoto-14

Tempo de semivida 11,9 M.a.

4,7 M.a.

4,6 M.a.

5,6 mil anos

Tabela 1

Se quisermos datar uma rocha que pensamos ser muita antiga, como é lógico, devemos escolher um átomo - pai com um tempo de semivida elevado, como, por exemplo, o potássio-40. Se pretendermos datar uma rocha que consideramos ser de um período relativamente recente devemos optar por um átomo-pai com um tempo de semivida reduzido como, por exemplo, o carbono 14.

Na datação de rochas metamórficas e de rochas sedimentares, surgem limitações. Pois como sabemos, as rochas metamórficas resultam de modificações, devidas a pressões e temperaturas, sofridas por outras rochas, o metamorfismo que as afetou não elimina átomos-pai que elas possam conter nesse momento. E assim, obtêm-se uma idade superior à que deveria corresponder a última fase de metamorfismo. No caso das rochas sedimentares que resultam de processos de erosão/meteorização de rochas pré-existentes a datação radiométrica também apresenta limitações.

Para contornar estas limitações, é necessário estudar pormenorizadamente as relações no terreno entre os diferentes grupos de rochas. Podemos datar as rochas magmáticas por datação absoluta e estabelecer uma equivalência com os restantes fenómenos geológicos que se encontram representados na área que se está a estudar.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO No século XIX, os geólogos, utilizaram os princípios da datação relativa das rochas, e juntando as informações recolhidas em afloramentos por todo o mundo, elaboraram uma escala do tempo geológico.

A escala do tempo geológico baseia-se na seriação, em termos cronológicos, dos acontecimentos que marcaram a História da Terra, desde a sua formação, há cerca de 4600 milhões de anos, até à atualidade.

Ao longo do tempo geológico ocorreram numerosas crises biológicas que modificaram profundamente a biosfera. Uma das maiores extinções em massa ocorreu na passagem do Pérmico (Paleozóico) para o Triásico (Mesozóico) e terá sido responsável pelo desaparecimento de cerca de 85% da vida animal e da maioria dos organismos vegetais existentes nessa altura.

As várias modificações que ocorreram ao nível da biosfera e se traduzem, por vezes, em crises biológicas profundas responsáveis pela extinção de muitas espécies são para o geólogo pontos de referência que permitem estabelecer divisões do tempo geológico.

Reconstituir a história do nosso planeta é encontrar no passado a movimentação dos oceanos, o levantamento e a erosão/meteorização das cadeias montanhosas, os episódios vulcânicos e a modelação exercida pelos glaciares. É uma busca constante para cada época, sujeita a climas em constante mudança, a identificação e caracterização das faunas e das floras que povoaram a Terra ao longo do tempo geológico.

Com base na organização, descrição e interpretação dos dados recolhidos, é possível reconstituir a sequência de acontecimentos que marcam as diversas Eras geológicas, ou seja, fazer a geo-história.

A escala do tempo geológico divide-se em unidades geocronológicas: Eon Era (Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico) Período (subdivisões das Eras) Página 61

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Época Idade Esta é baseada numa escala estratigráfica, ou seja, no conjunto das formações geológicas originadas durante um determinado intervalo de tempo.

A Escala do Tempo Geológico ou Escala Estratigráfica está então graduada com divisões de várias ordens. Quaisquer umas destas divisões (Éons, Eras, Períodos) são tanto maiores e mais inseguras quanto mais recuados são os tempos geológicos. Em contrapartida, têm menor duração e são tanto mais precisas quanto mais recentes são os tempos geológicos.

Quanto mais quisermos recuar nos tempos geológicos maiores serão as dificuldades de encontrar os "murmúrios" ou testemunhos do tempo. Os sinais que nos chegam do passado são cada vez mais ténues, pelo que a partir de um determinado intervalo de tempo é extremamente difícil reconstituir e descrever o passado do nosso planeta.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

 Formação da Terra.  Final do bombardeamento meteórico e constituição das planícies lunares.

Pré-câmbrico

 Primeiro registo de vida (estromatólitos).  Primeiros eucariontes.

 Organismos eucariontes unicelulares.  Aparecimento de organismos eucarióticos.

 Oxigénio livre na atmosfera.

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Câmbrico Ordovícico

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares         

Explosão de Vida; A idade das trilobites; Aparecimento dos peixes.

Os Braquiópodes passam a ser os organismos mais comuns.

Surgem os Cefalópodes; Aparecimento dos peixes sem mandíbulas; Início da colonização do meio terrestre; Colonização do ambiente terrestre; Arrefecimento global.

Silúrico

 Diversificação dos Cefalópodes;  Desenvolvimento dos primeiros peixes com aberturas branquiais protegidas por óperculo ósseo, esqueleto interno calcificado, espessas placas dérmicas;  Plantas vasculares primitivas.

Devónico

 Primeiros anfíbios;  Insetos e peixes dominantes.

Carbonífero

     

Pérmico

 Formação da Pangea;  Ocorrência de intenso vulcanismo;  Impacto de um asteróide ou cometa.

Vastos pântanos com florestas; Anfíbios abundantes; Formação de depósitos de carvão; Expansão significativa dos anfíbios; Expansão das plantas vasculares; Primeiros répteis.

Jurássico

 Aparecimento dos primeiros dinossauros;  Primeiros Mamíferos.  Idade dos dinossauros e das amonites;  Primeiras Aves.

Cretácico

Era Mesozoica

Triásico

Paleozoico



 Expansão dos mamíferos;  Aparecimento das angisopérmicas;  Extinção dos dinossauros.

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Paleocénico Eocénico

 Formação dos Alpes.  Formação dos Himalaias.  Os mamíferos emergem como os grandes dominadores da fauna terrestre .

Oligocénico

 Continua a expansão dos mamíferos;  As gramíneas ganham terreno.

Miocénico

 Os mamíferos atingem o auge;  Desenvolvimento dos primatas (ex: Sivapithecus, o antepassado dos orangotangos).

Pliocénico

 Primeiros hominídeos.

Pleistocénico

   

Holocénico

Neogénico

Era Cenozoica

Paleogénico

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Domínio dos mamíferos; Surgiram as primeiras gramíneas; Aparecimento dos pinguins; Aparecimento dos primeiros primatas.

 Evolução do Homem;  Mamutes, mastodontes, tigre dentes de sabre;  Glaciações.

 Domínio do Homem (Homo sapiens sapiens).

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares PRÉ-CÂMBRICO: A história sobre o Pré-câmbrico é muito reduzida, pois o registo geológico é muito escasso, mas sabe-se que a Terra gira à volta do Sol há cerca de 4600 M.a. e não teve sempre o mesmo aspeto de hoje em dia.

O planeta esteve assim em constante mudança, os oceanos e atmosfera evoluíram, ergueram-se e erodiram-se montanhas e surgiram e desapareceram mares.

No meio de todas estas transformações a vida surgiu, sobreviveu e evoluiu.

O Pré-Câmbrico é a divisão que inclui a maioria do tempo geológico. As informações disponíveis são reduzidas, pois o seu registo geológico é muito escasso. A tectónica de placas e os restantes processos que intervêm no ciclo das rochas, como a erosão, meteorização, metamorfismo, entre outros, apagaram informações essenciais para reconstruir o passado longínquo da Terra.

A atmosfera primitiva não possuía a composição atual, nos primeiros estádios resultou da acumulação de gases libertados pelos vulcões e rochas fundidas durante o seu arrefecimento.

Admite-se que a vida terá surgido há cerca de 3 700 M.a. Os Estromatólitos são estruturas de origem sedimentar considerados como os mais antigos testemunhos da existência de vida no planeta.

Estes são resultado de bioconstruções realizadas por organismos fotoautotróficos (cianobiontes), muito simples, sem núcleo organizado, em ambientes sedimentares com águas ricas em carbonato.

Os organismos que estiveram na origem dos estromatólitos primitivos podem ser considerados responsáveis pela modificação da atmosfera primitiva, aumentando os níveis de concentração de oxigénio nos oceanos e nas camadas baixas da atmosfera, condição essencial ao aparecimento de organismos aeróbios.

Com o aparecimento do oxigénio a vida começa a ser mais facilitada, começa-se a realizar a fotossíntese.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Alguns dos organismos procariontes evoluíram para seres eucarionte unicelulares.

Estes apresentavam sistemas endomembranares que delimitam compartimentos, com destaque para o núcleo.

Os seres eucariontes unicelulares associaram-se em colónias e terão originado os seres multicelulares. Este acontecimento coincide com o rápido aumento do teor em oxigénio, fundamental para suportar taxas metabólicas elevadas.

Um dos registos mais consistente de seres multicelulares está presente em rochas com 600 M.a, corresponde à Fauna Ediacara (Charniodiscus), fósseis de organismos multicelulares simples, de corpo mole, sem esqueleto mineralizado que viviam essencialmente enterrados ou sobre os fundos oceânicos.

Embora os organismos da Fauna de Ediacara se tenham todos extinguido, sem deixar descendentes, constituem como que o registo de uma primeira tentativa de evolução entre organismos pluricelulares.

ERA PALEOZOICA: Sucintamente, podemos dizer que, nos três primeiros períodos da Era Paleozoica, ocorreram modificações profundas nas comunidades biológicas. No Câmbrico deu-se a grande explosão de vida, no Ordovícico uma grande diversificação e no Silúrico a retoma da vida, após a extinção causada por uma glaciação no final do Ordovícico.

No início do Câmbrico, segundo dados da Paleontologia, a biosfera sofreu profundas alterações que levaram a um súbita diversificação das faunas que habitavam os mares câmbricos explosão câmbrica. As espécies marinhas exibem uma multiplicidade de formas e apresentam novas adaptações, que ainda estão presentes nas principais linhas animais, nomeadamente no plano de organização, de que se destaca a simetria bilateral.

Devido à conservação parcial do oxigénio livre (O 2) em ozono (O3) os organismos do Câmbrico que ocupavam habitats a poucos centímetros da superfície da água, puderam, deste modo, sobreviver.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Pois, esta conservação implica a constituição de uma camada, na alta atmosfera, que é capaz de absorver os raios ultravioleta.

Na Era Paleozoica, aparecem organismos que desenvolveram um exoesqueleto (esqueleto externo) de composição carbonatada, por conseguinte, além da função de proteção do corpo mole, estes organismos conseguiram assim, suportar esse mesmo corpo e também, alargaram a possibilidade de inserção de músculos que contribuíram para a sua locomoção.

As Trilobites são seres artrópodes, que estão inseridas num dos maiores grupos de animais mais importantes surgidos no início da Era Paleozoica.

O grupo das Trilobites, juntamente com o grupo dos Graptólitos, desenvolveram-se durante o Ordovícico e o Silúrico, no entanto, entraram em extinção no final da Era Paleozoica.

A Fauna de Burgess, descoberta numa localidade com este nome, contribuiu para o conhecimento dos organismos no Período Câmbrico. É ainda no Câmbrico que surgiram os antepassados dos atuais peixes, os Ostracordemes, estes tiveram grande sucesso evolutivo, no entanto, no final do Silúrico o seu domínio foi posto em causa devido ao aparecimento de um outro grupo de peixes, os Placodermes. Este grupo dominou durante todo o Devónico, período conhecido como idade dos peixes. Estes peixes, tal como as Trilobites, extinguiram-se no final da Era Paleozoica.

No período Devónico diferentes grupos de animais viviam em constante competição, começou então a conquista do meio continental. É então, no final do Devónico, que surgem as primeiras plantas produtoras de sementes, as Gimnospérmicas (um exemplo deste tipo de plantas é o pinheiro).

Após o aparecimento dos vegetais na Terra surgiram também as espécies animais, deste modo, os registos fósseis permitiram avançar com a possibilidade de que os primeiros animais que habitaram na Terra provieram dos Artrópodes primitivos. A transição da vida aquática para a vida à superfície da Terra implicou profundas alterações nos seres vivos, especialmente, no sistema respiratório.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares O primeiro vertebrado terrestre (anfíbio) com quatro patas, um Tetrápode, foi descoberto na Gronelândia. A este anfíbio foi dado o nome de Ichthyostega.

No período Carbonífero, houve um maior desenvolvimento dos Tetrápodes. Ao nível da flora, ocorreu a formação de densas florestas onde predominavam formas arborescentes de fetos e outras espécies vegetais. Esta matéria orgânica de origem vegetal, depois de morta, deu origem a grandes quantidades de carvão. Devido às jazidas de carvão, este período designa-se por Carbonífero ou Carbónico. Foi ainda neste período que surgiram os primeiros pioneiros do voo entre os animais, por exemplo, uma libelinha gigante de 70cm (Meganeura). É um dos expoentes evolutivos entre os insetos deste período.

No Período Pérmico, ocorreram alterações climáticas.

No entanto, e embora o clima se tenha tornado mais seco, os répteis foram os que melhor se adaptaram em relação aos animais, tornando-se assim os dominadores da Terra emersa. Várias modificações morfológicas permitiram meios de locomoção mais eficazes fazendo assim com que os organismos colonizassem novos habitats. Neste período surgem dois novos grupos, o grupo dos répteis mamalianos, grupo a partir do qual, provavelmente descendem os mamíferos, e o grupo a partir do qual descenderam os dinossauros (tecodontes).

No final do Pérmico, ocorreu a maior extinção de espécies conhecidas. Ocorreram modificações a nível do clima, diversos vestígios apontam para a possibilidade de impacto de um asteróide ou cometa, e houve um intenso vulcanismo, conforme testemunho de rochas encontradas na Sibéria. Este acontecimento marca a passagem da Era Paleozóica para a Era Mesozóica.

Assim, a passagem para a Era Paleozoica para a Era Mesozoica é marcada por uma acentuada diminuição no número de famílias de seres vivos. A vida só não teve que começar do início porque um número reduzido de seres vivos conseguiu sobreviver a esta catástrofe e prosseguir a longa caminhada evolutiva.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares ERA MESOZOICA: A Era Mesozoica é também conhecida como a “Era dos répteis”, pois durante essa Era os “Grandes dominantes” eram esses organismos.

Esta Era está dividida em três Períodos: o Triásico, o Jurássico e o Cretácico.

A extinção do Pérmico marcou a transição para o Triásico, a partir daqui as forças tectónicas começaram a fragmentar a Pangea.

O clima era quente e seco na maioria do globo, tendo a evolução favorecido as plantas mais resistentes à seca, gimnospérmicas, cuja fecundação não se encontra dependente da água, ao contrário dos fetos, que tinham sido abundantes no Carbonífero.

No início do Triásico os répteis, surgidos ainda no Período anterior, diferenciaram-se em várias formas. Um dos grupos que melhor se adaptou neste período foi o grupo dos Dinossauros. Uma das suas características evolutivas mais marcantes foi a disposição dos ossos da bacia, o que lhes permitia sustentar o peso do corpo numa posição ereta. Se essas características não aparecessem, seria difícil o aparecimento dos diversos dinossauros que hoje conhecemos graças aos fósseis encontrados.

Entre os diversos dinossauros, existiam os quadrúpedes, com cabeça pequena e pescoço muito comprido, por conseguinte, seriam herbívoros, e os bípedes, ágeis e rápidos, seriam predadores especializados na corrida.

A flora dos continentes era caracterizada por um grande número de Gimnospérmicas, o que era o principal alimento dos dinossauros herbívoros.

No final do Triásico os répteis passaram a ocupar um novo ambiente: o espaço aéreo. Surgiram nessa altura os répteis voadores, dos quais o grupo mais conhecido é o dos Pterossauros.

O Pteronodon tinha 8m devido às suas asas, e como era um dinossauro aéreo, era desajeitado quando se deslocava no solo.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares Para além do ar, os dinossauros invadiram também as águas dos mares, desenvolvendo assim as necessárias adaptações a esse meio, como a natação, desenvolvendo barbatanas.

Ainda durante o Jurássico, as formas de vida marinhas diversificaram-se de forma acentuada, particularmente os peixes e os cefalópodes. Surgindo assim os peixes teleósteas que representam uma fase mais evoluída dos peixes com esqueleto ósseo. Nos cefalópodes o grupo com maior relevância é o grupo das amonites.

No final do Jurássico apareceram as primeiras aves que evoluíram a partir dos dinossauros. Os fósseis do Archaeopterix lithographic (antiga asa na pedra) foram dos primeiros a revelar a existência de penas, sendo considerados formas de transição entre os répteis e a aves.

O Cretácico é caracterizado pela presença do Tyrannosauros rex, com 15m de comprimento e cerca de 6m de altura e um temível caçador. Os cientistas defendem que se alimentavam de organismos mortos (necrófago).

Embora tendo surgido no final do Triásico, é no Cretácico que os mamíferos conhecem algum desenvolvimento e diversificação. Para conseguirem sobreviver os predadores, principalmente os dinossauros carnívoros, que habitavam os mesmos nichos ecológico, os mamíferos eram de pequeno porte e mostravam-se apenas durante a noite (noturnos). Estes apresentavam o corpo coberto de pêlo, o que lhes permitia aguentar as baixas temperaturas noturnas.

No Cretácico ainda ocorre um dos principais acontecimentos a nível do reino vegetal: o aparecimento das plantas com flor, as angiospérmicas. As cores, os odores que libertam ou o precioso néctar que produzem, fez com que a simbiose com muitos insetos lhes assegurasse uma dispersão mais eficaz das suas sementes.

Assim, as Angiospérmicas viriam, gradualmente, a ocupar o lugar do reino vegetal que, anteriormente, pertencera às Gimnospérmicas.

No final da era Mesozoica, à semelhança do que acontecera no final da Era anterior, um acontecimento da natureza fez com que os dinossauros, juntamente com outros grupos de organismos, como as

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares amonites e diversos foraminíferos, se extinguissem. Numerosas teorias têm surgido para tentar explicar esta extinção em massa.

ERA CENOZOICA:

O limite entre o Cretácico e a Era Cenozoica foi delimitado com base numa extinção em massa que os geólogos detetaram no registo fóssil.

Esta extinção pode ter sido causada pelo impacto de um meteorito ou pela atividade vulcânica muita intensa, que também ocorreu nessa altura.

Esta Era encontra-se dividida em dois períodos: o Paleogénico e o Neogénico.

A Era Cenozoica é também conhecida como a “Era dos mamíferos”, pois foi durante essa Era que estes organismos tiveram um grande desenvolvimento.

Com o desaparecimento dos dinossauros, abriram-se as portas ao desenvolvimento dos mamíferos. Sem competidores pela busca do alimento e sem os répteis que eram os seus predadores, os mamíferos passaram a ocupar e a dominar praticamente todos os ecossistemas da Terra. Um outro fator para o êxito alcançado por estes organismos, está relacionado com a separação dos continentes, iniciada na Era anterior. Esta separação isolou diferentes grupos de organismos que, assim puderam evoluir de formas distintas, conforme o continente e o clima onde se encontravam.

No início os mamíferos eram de dimensões reduzidas, o Paleogénico é caracterizado pelo aparecimento de mamíferos de grande porte, tais como o antepassado dos atuais elefantes, rinocerontes e felinos.

Com o desaparecimento dos grandes répteis marinhos nos mares, apareceram os mamíferos aquáticos, antepassados das atuais baleias e golfinhos. Ao mesmo tempo os peixes com esqueletos ósseos, juntamente com uma grande variedade de Página 72

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares moluscos e equinodermes, iam evoluindo até formas cada vez mais próximas das que conhecemos atualmente.

Durante a Era Cenozóica, o clima foi caracterizado por um arrefecimento moderado, alternando com períodos de aquecimento.

Contudo no final desta Era, durante o Período Neogénico, a Terra esteve sob o efeito de glaciações que influenciaram a diversidade biológica.

Durante as glaciações, o gelo cobriu cerca de 30 % da superfície dos continentes.

Com o avanço dos glaciares em direção a sul, nos períodos mais frios, e com o recuo nos períodos interglaciares fez com que a distribuição geográfica de cada espécie variasse. É durante a esta Era que ocorre um dos acontecimentos mais extraordinários da história da vida, de acordo com alguns cientistas, terá sido no Miocénico, que ocorreu a separação entre a linha dos hominídeos e a linha evolutiva dos grandes macacos africanos.

Durante o Pliocénico, há cerca de 4 ou 5 milhões de anos, surgiu uma surpreendente variedade de hominídeos Austrolopithecus.

Estes hominídeos, após um longo percurso evolutivo, terão conduzido ao aparecimento do Homem moderno (Homo sapiens sapiens), no final do Pleistocénico, há cerca de 90 000 anos. Este é o último elo da cadeia evolutiva dos seres humano.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

PORTUGAL: UMA “RESERVA” SEDIMENTAR Que tipo e em que locais se encontram rochas sedimentares em Portugal.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

INTRODUÇÃO: CAPÍTULO 4 ac

Finalmente, neste capítulo são abordadas as rochas sedimentares que fazem parte do território português.

Assim, apresentamos um breve resumo sobre quais os tipos de rochas sedimentares mais abundantes em Portugal e em que zona do território são possíveis de se encontrar.

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares

QUESTÕES-PROBLEMA o Que tipos de rochas sedimentares podemos encontrar em Portugal? o Em que zona do país são mais abundantes?

Figura 49

Figura 50

Figura 51 Página 76

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares POEMA DA PEDRA LIOZ Álvaro Gois, Rui Mamede, filhos de António Brandão, naturais de Cantanhede, pedreiros de profissão, de sombrias cataduras como bisontes lendários, modelam ternas figuras na lentidão dos calcários.

Ali, no esconso recanto, só o túmulo, e mais nada, suspenso no roxo pranto de uma fresta geminada.

Mas no silêncio da nave, como um cinzel que batuca, soa sempre um truca…truca… lento, pausado, suave, truca, truca, truca, truca, sob a abóbada romântica, como um cinzel que batuca numa insistência satânica: truca, truca, truca, truca, truca, truca, truca, truca. Álvaro Gois, Rui Mamede, filhos de António Brandão, naturais de Cantanhede, ambos vivos ali estão, truca, truca, truca, truca, vestidos de sunobeco Página 77

Segredos do Passado: Rochas Sedimentares e acocorados no chão, truca, truca, truca, truca.

No friso, largo de um palmo, que dá volta a toda a arca, um cristo, de gesto calmo, assiste ao chegar da barca.

Homens de vária feição, barrigudos e contentes, mostram, no riso dos dentes o gozo da salvação.

Anjinhos de longas vestes, e cabelo aos caracóis, tocam pífaro celestes, entre cometas e sóis.

Mulheres e homens, sem paz, esgaseados de remorsos, desistem de fazer esforços, entregam-se a Satanás.

Fixando a pedra, mirando-a, quanto mais o olhar se educa, mais se estende o truca…truca… que enche a nave, transbordando-a, truca, truca, truca, truca truca, truca, truca, truca.

Figura 52 – Pedra Lioz com exemplares de Rudistas

No desmedido caixão, grande senhor ali jaz.

Pupilo de Satanás?

Alma pura, de eleição?

Dom Afonso ou Dom João?

Para o caso tanto faz.

António Gedeão Página 78

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CARTA GEOLÓGICA DE PORTUGAL Pela análise da carta geológica de Portugal (figura 53), podemos concluir que o nosso país é constituído por uma grande variedade de formações litológicas. E, existem zonas onde, preferencialmente se localizam as rochas sedimentares.

Figura 53 – Carta Geológica de Portugal (INETI)

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Segredos do Passado: Rochas Sedimentares A zona ocidental e meridional é constituída por rochas predominantemente sedimentares, embora se encontrem, em vários pontos, formações de origem magmática, como as Serras de Sintra, Sines e Monchique e as que entram na constituição do complexobasáltico de Lisboa – Mafra.

Nas Bacias do Tejo e do Sado predominam depósitos de origem marinha, fluvial e lacustre, essencialmente areias.

Temos calcários no Maciço Calcário Estremenho, na região a Norte de Lisboa – Pêro Pinheiro e na Bacia Algarvia.

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Bibliografia

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