Índice
Introdução
A Terra pode ser estuda segundo sua dinâmica interna e
externa. Como dinâmica externa entende-se o intemperismo (químico, físico e
químico orgânico), erosão e deposição, agentes de transporte (gelo, rios,
mares, vento, gravidade, etc.).
As forças da dinâmica externa (ou forças exógenas) seriam
forças de origem climáticas (chuvas, temperaturas), altitude, latitude, força
gravitacional, substâncias químicas dissolvidas em águas intempéricas, etc.
Da dinâmica interna temos os terremotos, magmatismo
(vulcanismo e magmatismo) = orogênese, e a epirogênese.
Neste trabalho veremos alguns resultados da forças
internas (terremotos, vulcanismo, plutonismo e epirogênese).
1 – Magmatismo
O magma compreende o estudo do magma sob o ponto de vista
químico, físico e o movimento no interior e exterior da crosta terrestre.
Podemos estudar a dinâmica interna segundo dois aspectos:
o aspecto magmático e o aspecto tectônico.
O aspecto magmático estuda o magma sob o ponto de vista
químico, físico-químico e do movimento no interior e exterior da crosta
terrestre. Vai estudar as atividades vulcânicas e plutônicas.
O Aspecto tectônico estuda as consequências dos diversos
tipos de esforços, os quais são traduzidos na v rias feições impressas nas
rochas (dobras, falhas, fraturas, diáclases, foliação, xistosidade, etc.).
Vulcanismo = ocorre quando a atividade magmática atinge a
superfície terrestre.
Plutonismo = mais frequente do que o vulcanismo. Ocorre quando
o magma se solidifica no interior da crosta, sem atingir a superfície. O magma
fica aprisionado no meio de outras rochas.
É admitido que o magma se forme a uma profundidade de
mais ou menos 30km de profundidade. Todavia, esta profundidade vai variar de
acordo com a temperatura no interior da Terra, bem como com a pressão reinante.
1.1 – Conceito, Localização e Composição
da Magma
1.1.1 - Magma
Magma é o nome dado a rocha fundida debaixo da superfície da Terra que, quando expelida por um vulcão, dá origem à lava.
1.1.2 - Localização
Localiza-se normalmente dentro de câmaras
magmáticas, entre os 15 e os 150 km de profundidade. É composto
por uma massa de silicatos a alta temperatura e pressão, entre 650 e 1200 ºC (podendo chegar a 1560 °C), acompanhada por um
conjunto variável, em proporção e tipos, de iões metálicos e compostos voláteis, ricos em enxofre.
1.1.3 - Composição
Magma vem do grego e significa "massa de pão",
que ocupam espaços definidos denominados de câmara magmática. O magma não ‚
liquido propriamente dito. Ele mais parece com uma massa viscosa, algo como uma
"espuma de rocha". Sua viscosidade depende da quantidade de sílica
(quartzo). Os granitos possuem bastante quartzo - são chamadas de rochas
ácidas. Já o diabásio e basalto não possuem quartzo - são chamadas de rochas
básicas.
No geral, o magma possui uma composição complexa e que
pode ser dividida e simplificada em:
substâncias (ou
elementos) não-voláteis
Sio2; Al2O3; Fe - Fe2O3; MgO; CaO; NaO; K20
substâncias (ou
elementos voláteis)
CO2; CO; H2; SO2; SO3; HCl;
H2S.
1.1.3.1 - Temperatura do Magma
É lógico que a temperatura do magma que o homem tem
acesso ‚ menor do que a temperatura real do magma (isto por que ele vai se
resfriando conforme vai chegando na superfície terrestre).
Em estudos realizados no Hawai e Islândia, indicam que a
temperatura do magma no interior da crosta ‚ de 800oC a 900oC.
1.1.3.2 - Viscosidade do magma
Varia de acordo com a composição: quanto mais quartzo
(sílica), mais viscoso ‚ o magma.
Quanto menos sílica, menos viscoso ‚ o magma,
consequentemente escorre mais.
1.1.3.3 - Diferenciação Magmática
Diz respeito aos processos que o magma sofre para gerar
rochas tão diferentes como granito e o basalto.
Seriam os seguintes processos: imiscibilidade de
líguidos; migração da fase fluida; diferenciação gradativa; diferenciação por
convecção; assimilação magmática; diferenciação por filtração e pesagem.
1.2 - Consolidação de
Magmas
Quando um magma
começa a arrefecer em locais profundos da crosta terrestre, ocorre a formação
sequencial de minerais (diferenciação magmática).
Cada
mineral possui partículas que se dispõem de forma ordenada e regular segundo as
três dimensões do espaço, possuindo por isso estrutura cristalina.
Nisto
distinguem-se dos outros sólidos cujas partículas elementares se encontram
dispersas de forma irregular e desordenada (estrutura amorfa ou vítrea).
Numa
rocha magmática a formação dos diferentes minerais que a constituem não é
simultânea, uma vez que os diferentes minerais têm diferentes temperaturas de
cristalização.
A agitação
do meio, o tempo, o espaço disponível e a temperatura condicionam o crescimento
e o tamanho final dos cristais. As condições de cristalização podem
conduzir à formação de cristais poliédricos de faces planas – cristais
euédricos, ou à formação de cristais sem forma geométrica definida e de
faces irregulares – cristais anédricos.
A
formação da estrutura cristalina de um sólido a partir de uma mistura líquida
ocorre por solidificação (materiais fundidos sujeitos a
arrefecimento); sublimação (formação de cristais a
partir do arrefecimento de materiais gasosos); evaporação (evaporação
do solvente com a cristalização dos minerais nele dissolvidos); e precipitação (arrefecimento
de soluções saturadas a temperaturas mais elevadas, de que resulta a
cristalização do soluto).
Existem minerais quimicamente semelhantes, mas que apresentam estruturas cristalinas diferentes, indicando que foram formados em condições de temperatura e pressão diferentes – polimorfos. É o caso da grafite e do diamante, ambos constituídos exclusivamente por carbono.
Existem minerais quimicamente semelhantes, mas que apresentam estruturas cristalinas diferentes, indicando que foram formados em condições de temperatura e pressão diferentes – polimorfos. É o caso da grafite e do diamante, ambos constituídos exclusivamente por carbono.
O mesmo
fenómeno ocorre com carbono de cálcio que
ao cristalizar em diferentes condições, origina calcite ou aragonite, dois
minerais polimorfos.
Noutros
casos, minerais de composição química diferente apresentam a mesma
estrutura cristalina – isomorfos. É o caso de minerais do grupo dos
silicatos (plagioclases/feldspatos), em que o Na+ e o Ca+ se podem
intersubstituir.
A
forma dos cristais é dependente das condições do meio mas a estrutura
cristalina é constante e independente dessas condições.
1.3 - Tipos de magma
Sabe-se, na actualidade, que diferentes tipos de rochas
podem formar-se a partir da solidificação de magma resultantes da fusão parcial
de outras rochas. São três os principais tipos de magma: basáltico, andesítico
e riolítico.
Magma basáltico – cerca de 50% de sílica (SiO2) e pequena
quantidade de gases dissolvidos. Origina o basalto e o gabro.
Magma andesítico – cerca de 60% de sílica (SiO2) e
bastantes gases dissolvidos. Origina o andesito e o diorito.
Magma riolítico – cerca de 70% de sílica (SiO2) e elevada
quantidade de gases dissolvidos. Origina o riólito e o granito.
Os seus nomes baseiam-se na sua textura e composição que
apresentam, sendo que estas propriedades mostram o modo como se formaram, mas
sabendo que todas elas provêm dos três tipos fundamentais de magmas como o
basáltico, andesítico e riolítico.
Estes três tipos de magmas formam-se em quantidades
diferentes, cerca de 80% de magmas emitidos pelos vulcões são basálticos, só
10% são andesíticos e os outros 10% são riolíticos. São os 80% de magmas
basálticos, constituintes da grande parte das rochas dos fundos oceânicos.
1.3.1 - Magmas basálticos
Expelidos ao longo dos riftes e dos pontos quentes, com
origem na fusão parcial das rochas do manto (peridotitos) – que têm composição
química semelhante à do basalto, mas mais rica em minerais ferromagnesianos e
com uma pequena percentagem de gases dissolvidos, e cerca de 50% de sílica.
Nos pontos quentes situados nos oceanos, fluem por vezes
grandes quantidades de magmas basáltico como é o caso da ilha do Hawai. Nestas
zonas ascendem as plumas quentes oriundas do manto profundo, que ao subirem devido
à descompressão podem originar magma que atravessa a placa litosférica,
alimentando os vulcões de pontos quentes.
Experiências laboratoriais, mostram a existência de
pequenas diferenças na constituição dos magmas basálticos, tendo condicionantes
devido aos ambientes em que se geram, ou seja que um peridotito com granadas,
em pressões de 100Km e 350Km, isto é, na astenosfera, deve-se fundir
parcialmente, sendo que o material resultante dessa fusão apresenta uma
composição idêntica à do magma basáltico.
A subida de um magma como a sua velocidade de ascensão
vai depender de vários factores.
A sua viscosidade vai depender da sua densidade, da sua
riqueza em sílica, da sua temperatura e da sua quantidade de fluidos que
contém. Se houver acumulação de magma basáltico em câmaras magmáticas a uma
profundidade de 10 a 30km, a consolidação origina rochas plutónicas, os
gabros.Se o magma basáltico for expelido em erupções de lava, a sua
consolidação origina rochas vulcânicas, os basaltos (com texturas pouco cristalinas
ou mesmo vítreas, dependendo da velocidade de arrefecimento).
Quando a velocidade de ascensão do magma é superior à de
arrefecimento, o magma pode chegar à superfície sem ter consolidado e, neste
caso, verificam-se erupções de lava que, por solidificação, originam rochas
vulcânicas. Muitas vezes essas rochas são basaltos cuja textura revela duas
fases de formação: uma durante a ascensão que possibilita a génese de cristais
microscópicos e, por vezes, mesmo de algum material não cristalizado.
1.3.3 - Magmas andesíticos:
A sua formação é originária nas zonas de subdução e
relacionam-se com zonas altamente vulcânicas, como por exemplo como os Andes,
na América do Sul e as Ilhas Aleutas, no Alaska.
O nome Andesítico, advém do facto de seres
característicos das cadeias montanhosas dos Andes.A sua composição depende da
quantidade e da qualidade do material do fundo oceânico subdutado, é composto
por água, sedimentos e uma mistura de material com origem quer na crusta
oceânica, quer na crusta continental. Os sedimentos têm água retida nos poros e
são ricos em minerais de argila, que contém água na sua estrutura cristalina.
Estes sedimentos aprofundam com a subducção ou seja quando a placa se move para
baixo da outra.
Se os magmas andesíticos consolidarem em profundidade,
originam rochas chamadas Dioritos. Se consolidarem na superficie ou próximo,
originam-se rochas designadas por Andesitos.
1.3.3 - Magmas Riolíticos
Originam-se a partir da fusão parcial das rochas
constituintes da crosta continental ricas em água e dióxido de carbono por isso
estes magmas são muito ricos em gases. A presença de água faz baixar o ponto de
fusão dos minerais. No entanto, esse efeito deixa de se verificar a baixas
pressões, isto é, em zonas muito próximas da superfície.
Experiências efectuadas em laboratório com material de
composição igual à composição média da crosta continental e submetidos às
condições de pressão e de temperatura provavelmente existentes no interior da
crosta terrestre, comprovam a elevada concentração de gases no magma durante a
fusão das rochas continentais.
Por isso, formam-se em zonas onde as condições de
pressão, temperatura e humidade sejam adequadas à sua génese e onde se
verifique choque de placas da crosta terrestre, dando origem a cadeias
montanhosas - orogenése. Nestas regiões, a crosta terrestre vai deformar-se
devido às tensões tectónicas, aumentando a sua espessura como consequência
origina o aumento de pressão e de temperatura, criando as condições para o
metamorfismo, e também à fusão parcial das rochas da crusta.
A consolidação do magma riolítico em superfície dá origem
a rochas designadas de Riolítos. Em profundidade, esta consolidação origina
rochas de Granito.
1.4 - Cristalização fraccional
O processo de cristalização de um magma é muito complexo. Ao baixar a temperatura do magma, podem distinguir-se asseguintes fases:1. Fase ortomagmática - Começam a cristalizar os minerais de mais elevado ponto de fusão, que,geralmente, são os mais densos e escuros. A temperatura do magma pode baixar aos 500 oC;
2. Fase pegmatítico-pneumatolítica - Ocorre a cerca de 500 oC, temperatura a que o quartzo e a ortóclase cristalizamsimultaneamente. No líquido residual concentram-se os componentes voláteis e, ao aumentar, a pressão penetra naszonas periféricas, originando nas rochas confinantes uma auréola de metamorfismo de contacto;
3. Fase hidrotermal - Formam-se soluções hidrotermais (soluções aquosas a alta temperatura) entre a água e os outroscompostos solúveis do magma (CO2, F, Cl, Br, etc.). Estas soluções, devido à pressão do vapor de água, ascendematravés de fraturas e planos de estratificação das rochas confinantes, dando origem, por vezes, a formações filonianasna periferia dos batólitos graníticos.
Os minerais são fases sólidas estáveis em determinadas condições de pressão e temperatura. À medida que um magmaascende até à superfície da crosta terrestre, vai arrefecendo e variando as condições de pressão e temperatura. Estasalterações provocam variação nas condições do estado físico-químico dos seus componentes, diferenciando-se mineraispara cada intervalo de pressão e temperatura. Como consequência, em qualquer momento da cristalização magmática,coexistem uma fração sólida constituída por minerais formados num intervalo de pressão e temperatura e uma fraçãolíquida residual. Daí o considerar-se a cristalização magmática como uma cristalização fracionada.Estas fraçõesmagmáticas têm composição química diferente, ainda que na totalidade reproduzam a composição do magma inicial.Como as frações existentes ainda são reativas entre si, podem diferenciar-se e separar-se por vários mecanismos.Assim, pode ocorrer:
a) Diferenciação por gravidade, quando os cristais formados a alta pressão e temperatura, que são os primeiros aformarem-se, são, em geral, mais densos que a fração residual do magma e tendem a concentrar-se no fundo dacâmara magmática;
b) Diferenciação por compressão, que admite que os cristais formados não se depositam por gravidade no fundo damassa magmática, antes formando uma malha ou rede de cristais já consolidados, entre os quais se formam outroscristais por compressão dos componentes fluidos do magma. Este mecanismo pode explicar as massas cristalinassegregadas e os filões que se formam na periferia de uma massa plutónica;
c) Diferenciação por difusão térmica, que ocorre quando no interior da massa magmática existem deferenças detemperatura, que provocam movimentos de convecção na massa magmática, o que faz com que os materiais dissolvidosse concentrem na zona de mais alta temperatura e os minerais cristalizados se concentrem na zona de menortemperatura.
2. Fase pegmatítico-pneumatolítica - Ocorre a cerca de 500 oC, temperatura a que o quartzo e a ortóclase cristalizamsimultaneamente. No líquido residual concentram-se os componentes voláteis e, ao aumentar, a pressão penetra naszonas periféricas, originando nas rochas confinantes uma auréola de metamorfismo de contacto;
3. Fase hidrotermal - Formam-se soluções hidrotermais (soluções aquosas a alta temperatura) entre a água e os outroscompostos solúveis do magma (CO2, F, Cl, Br, etc.). Estas soluções, devido à pressão do vapor de água, ascendematravés de fraturas e planos de estratificação das rochas confinantes, dando origem, por vezes, a formações filonianasna periferia dos batólitos graníticos.
Os minerais são fases sólidas estáveis em determinadas condições de pressão e temperatura. À medida que um magmaascende até à superfície da crosta terrestre, vai arrefecendo e variando as condições de pressão e temperatura. Estasalterações provocam variação nas condições do estado físico-químico dos seus componentes, diferenciando-se mineraispara cada intervalo de pressão e temperatura. Como consequência, em qualquer momento da cristalização magmática,coexistem uma fração sólida constituída por minerais formados num intervalo de pressão e temperatura e uma fraçãolíquida residual. Daí o considerar-se a cristalização magmática como uma cristalização fracionada.Estas fraçõesmagmáticas têm composição química diferente, ainda que na totalidade reproduzam a composição do magma inicial.Como as frações existentes ainda são reativas entre si, podem diferenciar-se e separar-se por vários mecanismos.Assim, pode ocorrer:
a) Diferenciação por gravidade, quando os cristais formados a alta pressão e temperatura, que são os primeiros aformarem-se, são, em geral, mais densos que a fração residual do magma e tendem a concentrar-se no fundo dacâmara magmática;
b) Diferenciação por compressão, que admite que os cristais formados não se depositam por gravidade no fundo damassa magmática, antes formando uma malha ou rede de cristais já consolidados, entre os quais se formam outroscristais por compressão dos componentes fluidos do magma. Este mecanismo pode explicar as massas cristalinassegregadas e os filões que se formam na periferia de uma massa plutónica;
c) Diferenciação por difusão térmica, que ocorre quando no interior da massa magmática existem deferenças detemperatura, que provocam movimentos de convecção na massa magmática, o que faz com que os materiais dissolvidosse concentrem na zona de mais alta temperatura e os minerais cristalizados se concentrem na zona de menortemperatura.
Conclusão
Ao desenvolvermos o tema
dado pelo professor chegamos finalmente
a uma conclusão que o magmatismo é parte da geodinâmica interna que estuda a
magma sob o ponto de vista químico, físico e o movimento no interior e exterior
da crosta terrestre e estuda-se a dinâmica interna segundo dois aspectos: o
aspecto magmático e o aspecto tectônico.
Podemos dizer também que a uma grande diversidade de rochas
magmáticas, os magmas que as originam podem ser enquadrados em três tipos
destacados a seguir:
- Magmas basálticos (pobres em sílica) – dão origem, por consolidação, aos
fundos oceânicos. São expelidos principalmente em riftes e pontos quentes, tendo-se
originado a partir de rochas do manto – peridotito. Se estes magmas solidificam
em profundidade, dão origem a gabros.
- Magmas
andesíticos (composição intermédia) – formam-se nas zonas de
subducção e relacionam-se com zonas altamente vulcânicas. A composição destes
magmas depende da quantidade e tipo de material subductado. Quando solidificam
em profundidade, dão origem a dioritos; quando solidificam à superfície ou
perto dela dão origem a andesitos.
- Magmas
riolíticos (ricos em sílica) – formam-se a partir da fusão parcial
da crosta continental e tendem a ser muito ricos em gases, em zonas de
convergência de placas. Em profundidade, dão origem a granitos; à superfície ou
perto dela formam riólitos.
Bibliografia
LOCZY, L. & LADEIRA, E.A. Geologia
estrutural e introdução à geotectônica. Rio de Janeiro/São Paulo: (Cnpq) & Editora Edgard Blücher Ltda, 1981.
528p.
MONTGOMERY, C.W. Environmental
geology. 3ª ed. Dubuque: WM. C. Brown
Publishers, 1992. 465p.
HOWARD, A.D. & REMSON, I. Geology in
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