ESTUDOS DA ATMOSFERA, HIDROSFERA E GEOSFERA

1ª Semana

Profª. Drª. Christine Bourotte

Coordenadora e ministrante

Graduada em Ciências da Terra - Universite d'Aix-Marseille III (Droit, Econ. et Sciences) (1995), mestre em Geociências - Universite d'Aix-Marseille III (Droit, Econ. et Sciences) (1996) e doutora em Geociências (Geoquímica e Geotectônica) pela Universidade de São Paulo e Université de Toulon et du Var (co-tutela) (2002). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geoquímica Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: interações atmosfera-superfície, química do material particulado atmosférico, química de águas e solos superficiais. Recentemente atua no ensino e divulgação das Geociências.

Aula 1 - Sistema Terra - Introdução

O PLANETA TERRA É UM PLANETA ATIVO

É um sistema dinâmico, complexo e integrado.
A Geologia como Ciência da Terra.

A Geologia é a ciência que estuda a composição, a estrutura e os processos internos e
externos, que atuam na modelagem do planeta Terra.


GEOLOGIA (geo = Terra + logos = estudo)

É uma ciência que trabalha com várias escalas de tempo e espaço.(tridimensional)

A GEOLOGIA ATUAL RESULTA DE UM
DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO

Antiguidade


Mistificação dos fenômenos naturais não compreendidos, atribuído aos Deuses:Gaia, Netuno,Hélio,Vulcano, Urano, etc.

As ideias filosóficas mais importante da antiguidade veio de Aristóteles até a idade média, para ele a Terra estava no centro do universo, o mundo era hierarquizado entre as esferas do ar, da água, do fogo e da terra.


Idade Média


Geocentrismo (A Terra no centro mundo).


Renascimento


Heliocentrismo (Passa a aceitar que a Terra gira em torno do sol).

Estudos astronômicos
(Copernico, Galileu, Kepler)
Sec. XVIII – Newton,(explica o movimento dos planetas, define as órbitas dos planetas)
Laplace ( formula um modelo da formação do sol e dos planetas).

Em oposição a interpretação da Bíblia: Criacionismo e catastrofismo

Da Vinci ( descreveu fósseis como restos petrificados de organismos), Francis Bacon, Kircher (Escreveu em 1666, o "Mundo Subterrâneo" explica o conceito de vulcanismo como fogo central no interior da Terra conectado até a superfície por bolsos de fogos), Steno (estudo das camadas de rochas sedimentares estabelecendo princípios que até hoje são utilizados).

Revolução Industrial

Netunismo (Werner) - defende que as rochas foram formadas por precipitação nos oceanos primitivos, com referencia bíblica ao Díluvio.

Plutonismo (Hutton) - defende que as rochas por exemplo, magmáticas foram formadas através da cristalização de rochas já fundidas e as sedimentares passaram pelo processo de erosão, transporte e sedimentação.

Uniformitarismo

Percepção da dimensão temporal imensa da Terra

Sec. XIX  Lyell retoma o conceito de uniformitarismo. "O presente é a chave do passado".

As Ciências da Terra:

• Estratigrafia;
• Geocronologia;
• Geoquímica;
• Petrologia;
• Paleontologia;
• Sedimentologia;
• Cristalografia;
• Mineralogia;
• Geomorfologia;
• Geotectônica;
• Geofísica;
• Geologia econômica;
• Geologia aplicada;
• Hidrogeologia.

 GEODIVERSIDADE

Aula 2 - A Terra no universo

A TERRA: UM PLANETA ÚNICO


No Sistema Solar, a Terra é única:

Pelo seu tamanho e sua distância do Sol.

É suficientemente volumosa para reter sua atmosfera e hidrosfera.

A temperatura é moderada, o que permite que a água exista nos seus 3 estados físicos: líquido, sólido e gasoso.

A TERRA PERTENCE AO SISTEMA SOLAR

• 1 estrela: o Sol;
• 
  
• 8 planetas;
• 
  
• Várias luas; 
• 
  
• Milhares de asteróides;

O sistema solar pode ser dividido em 2 grandes grupos:

1. Internos, também chamados de rochosos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte.
2. Externos, também chamados de gasosos, jovianos ou gigantes: Júpiter, Saturno, Urano, Netuno. Lembrando que Plutão não faz mais parte do sistema solar pois passou aser considerado planeta anão.

O Sol e os planetas não fazem parte da primeira geração de objetos criados no universo.


Toda a matéria e energia foram criadas pelo Big Bang;

O Sistema Solar se formou bilhões de anos depois do Big Bang;
Idade do Universo: 15 Ga


COMO A TERRA SE FORMOU?

Teoria da Nebulosa Solar,uma enorme nuvem de gás e poeira cósmica.

Mercúrio - Marte - Lua craterização

No fim da acreção da Terra, um objeto muito grande, do tamanho 
de Marte, teria se chocado com o planeta, arrancando uma 
quantidade enorme de matérial que teria se aglomerado 
novamente para formar a Lua. 

EVOLUÇÃO PRIMITIVA DO PLANETA TERRA

A Terra se formou há 4,57 bilhões de anos, no mesmo tempo que o Sol e os demais planetas do Sistema Solar.

A evolução do planeta está relacionado a um processo de diferenciação geoquímica.

A chave para caracterizar o material existente no interior da Terra é o estudo de meteoritos.

Após a acresção, os planetas passam por um estágio de fusão parcial e reorganização de seus materiais.

Aula 3 - Uma Terra em camadas

AS PRINCIPAIS CAMADAS DA TERRA

• Atmosfera - envolve todo o envólucro gasoso da Terra;
• Hidrosfera - constituído de toda água em seus 3 estados;
• Biosfera - 
• Geosfera - corresponde todas as camadas do planeta.

A TERRA SÓLIDA


Nosso conhecimento sobre a estrutura interna da Terra foi estabelecido com base em:

• Evidências diretas (perfurações);
• Estudos da petrologia experimental;
• Estudo do magnetismo terrestre;
• Estudo do fluxo térmico do planeta;
• Estudo dos meteoritos;
• Estudo do comportamento das ondas sísmicas

METEORITOS


NÃO DIFERENCIADOS
(Condritos)(86%)

Provenientes de corpos não diferenciados, formados por côndrulos silicáticos em matriz metálica (idades entre 4,5 e 4,6 Ga)

METEORITOS DIFERENCIADOS

(Acondritos)(14%)

(provenientes de corpos diferenciados)

Constituídos por minerais silicáticos (rochosos), por minerais silicáticos e fases metálicas de Fe e Ni(siderolitos), minerais metálicos de Fe e de Fe-Ni (sideritos)


CONTRIBUIÇÃO DE SISMOLOGIA

Ondas sísmicas podem ser geradas naturalmente (terremotos) ou  provocadas (explosões).
Forma de propagação informa as características físicas dos materiais atravessados 

2 tipos principais: ondas P (primária) e S(secundária, não se propaga em líquidos)

Velocidade depende densidade e propriedadesdos materiais

ESTRUTURA INTERNA DA TERRA

Análise de sismos profundos (>2000km) evidencia zonas de mudança brusca de velocidade das ondas:

• Manto (sólido)
• Núcleo externo (líquido)
• Núcleo interno (sólido)

Análise de sismos mais próximos (≈100km) informa sobre a crosta:

• Crosta continental e crosta oceânica;
• Limite crosta-manto:descontinuidade de Mohorovicic (Moho)

UM MANTO SÓLIDO HETEROGÊNEO


Estudos mais detalhados evidenciaram:

Fraca diminuição da velocidades das ondas P e S a ≈100km de profundidade: zona da baixa velocidade (LVZ – Low Velocity Zone)

De 125-140 km até ≈235 km de profundidade fusão muito parcial (1%) do manto – Astenosfera (não tem rigidez) entre a litosfera e a mesosfera.







UM MANTO SÓLIDO HETEROGÊNEO

Abaixo da astenosfera, entre 400-500 km e 650-700km de profundidade: aumento da velocidade das ondas sísmicas.

Mudanças e/ou rearranjos das estruturas cristalinas.

Camada D” – zona de transição, próximo a descontinuidade de Gutenberg (instabilidade
térmica e geração de plumas mantélicas)


O NÚCLEO – UMA LIGA DE FERRO

• Diferenciação química entre as camadas internas da Terra ➔ composição e densidade diferentes.
• Diferença de temperatura e de comportamento entre litosfera e astenosfera ➔ consequências na dinâmica interna da Terra (Tectônica de Placas)

Atenção com o senso comum sobre o estado físico
do manto!! O MANTO É SÓLIDO

Aula 4 - Dinâmica da Terra e interação entre as esferas terrestres

Interação entre as esferas

• Paisagem;
• Relevo;
• Ciclos interconectados;

Componentes

Na superfície da Terra diferentes meios interagem:

• A litosfera (camada superficial sólida);
• A atmosfera e a hidrosfera (camadas fluídas acopladas);
• A biosfera (seres vivos colonizadores da superfície continental);
• Essas camadas captam e transformam os fluxos de energia que recebem.

Fontes de energia

• Origem Interna: resulta do calor inicial (fase de acreção planetária), da radioatividade, da diferenciação interna e movimentos diferenciais (núcleo).
• Fluxo médio baixo: 0,05 W/m2 mas essencial para a geodinâmica terrestre (tectônica de placas) variável geograficamente.
• Origem Externa: provém da energia solar.
• A totalidade do fluxo solar não é absorvida, atmosfera e superfície terrestre tem um poder refletor (albedo).
• Fluxo médio incidente: 342 W/m2

ATMOSFERA

• Envelope fluído (gás, água);
• Em movimento;
• Baixas pressões;
• Diversidade das condições locais (clima, vegetação, hidrologia…)

LITOSFERA

• Estrutura mineral sólida;
• Estática (em curtas escalas de tempo);
• Fortes pressões;
• Homogeneidade das condições locais (litologia, temperatura…)

Energia interna - Formação do relevo terrestre

• Movimentos de convecção no manto, criação de Crosta; 
• Oceânica nas dorsais mesoceânicas, movimento horizontal das placas litosféricas.
• Colisão de placas, subducção-formação do relevo – cadeias de montanhas

Energia externa – Sol 

Erosão – destruição e modificação do relevo
Captação e distribuição de energia pela atmosfera – ciclo da água

RELEVO


Os continentes representam 30% da superfície terrestre e apresentam uma grande diversidade de formas e altitudes.

Portifólio

Atividade 1 

Viagem ao Centro da Terra – Jules Verne

No romance de Jules Verne – Viagem ao centro da Terra, um cientista alemão e seu sobrinho têm como objetivo chegar até o centro da Terra. O professor Lidenbrock e seu sobrinho Axel não concordam sobre a possibilidade de realizar esta viagem no início da história. Duas teorias são discutidas entre eles: um é favorável à um trajeto da superfície até o centro e o outro demonstra que não é possível realizá-lo. 

A partir da leitura dos trechos a seguir e com base no texto:

a. Qual é o contexto do conhecimento geológico na época da história contada por jules verne?


"[...] o calor aumenta em um grau a cada setenta pés de profundidade da superfície do globo; admitindo-se essa proporcionalidade constante, e sendo o raio terrestre de mil e quinhentas léguas’, a temperatura no centro passa de duzentos mil graus. As matérias do interior da Terra estão, portanto, em estado de gás incandescente, pois os metais, o ouro, a platina, as rochas mais duras, não resistem a tamanho calor."

b. Identifique os argumentos apontados por cada personagem e as teorias científicas avançadas;



“...– Porque com certeza essa cratera está obstruída por lavas, rochas incandescentes e então…”

Esta fala lembra o primeiro ensaio “científico” do interior da Terra dado pelo jesuíta alemão Athanasius Kircher (1601-1680), ele tentou descobrir o poder subterrâneo dos vulcões Etna e Stromboli (Itália), segundo Kircher, o interior da Terra tinha bolsões contendo “fogo”, interconectados por condutos e que se alcançavam a superfície formava-se os vulcões.

“...O Sneffels é formado por muitas crateras; era, portanto, necessário indicar qual delas leva ao centro do globo.”

O geólogo alemão Abraham Gottlob Werner. que defendia que a cortiça terrestre consistia em uma série de camadas derivadas de material sedimentário depositadas em uma sequência regular por um grande oceano, como nas camadas de uma cebola.

c. Quem eram os cientistas mencionados e quais foram suas contribuições científicas;

Fourier que a temperatura dos espaços planetários diminuía todo o tempo, e hoje está provado que a temperatura das regiões etéreas não ultrapassa quarenta ou cinqüenta
graus abaixo de zero.

Poisson,provaram que, se existisse um calor de duzentos mil graus no interior do globo, o gás incandescente das matérias fundidas adquiriria tamanha elasticidade que a crosta terrestre não resistiria e estouraria como as paredes de uma caldeira sob a pressão do vapor.

Humphry Davy comprovou, aqui mesmo com uma experiência muito simples. Fez uma bola metálica, que representava nosso globo, com os metais que acabei de falar: quando vertíamos um pouco de orvalho em sua superfície, ela se dilatava, oxidava e formava uma pequena montanha, com uma cratera em cima; ocorria uma erupção que transmitia à bola inteira tanto calor que se tornava impossível segurá-la com as mãos.

d. O que você pode concluir? A ficção na literatura ou no cinema pode ser empregada para o ensino de ciências?

O que podemos concluir é que a ficção científica tanto na literatura quanto no cinema é de grande ajuda para o estudo de ciências. Muitos livros e filmes se misturam com a realidade e traz grande fascínio pelo saber, pela procura de respostas pelo querer saber mais, trazendo ao aluno a vontade de aprender, pesquisar.

atividade 2

Considerando os dados de variação da velocidade das ondas P e S e a variação de densidade em função da profundidade, com base no modelo PREM (preliminary reference earth model).

a. Construir 2 gráficos monstrando a variação destes parâmetros em função da profundidade total e até 500 km de profundidade (pode utilizar o software excel, por exemplo).

b. Discutir os perfis observados com base no comportamento das ondas sísmicas e relacionando-os com a estrutura interna da  terra.

O que observei  é que a onda S (secundária) se anula porque está no líquido, até o 100km, só se propaga no meio sólido. e a onda P (primária) além de ser mais rápida, se propaga tanto no sólido como no líquido.

Semana 2

Tema da semana: Tectônica de Placas

Aula 5 - Tectônica de Placas - Evolução dos conhecimentos

Estes diferentes estudos definem um contexto ideal para a hipótese da Deriva dos continentes de Alfred Wegener.

Ele afirma que os continentes, constituídos de sial, se apoiam sobre um substrato mais

denso (sima) que aflora diretamente no oceanos.

Os continentes eram reunidos em um supercontinente único: a Pangeia e se deslocaram até chegar em sua posição atual fissurando o sima que os circundam.

Os argumentos...Evidências geográficas

•  Paralelismo das linhas de costa do oceano Atlântico, entre as Américas (de um lado) e a Europa e a África; 
• Os dois conjuntos seriam no passado partes de um mesmo bloco, maior

Registros paleontológicos…

• Fósseis idênticos de plantas e animais terrestres com 240 a 260 milhões de anos de idade. 
• Sua distribuição reforça a existência da Pangeia. 

Registros sedimentares e geológicos

• Evidências de antigas glaciações em algumas regiões tropicais dos continentes atuais indicam a existência de geleiras há cerca de 250 milhões de anos. 
• Concordância das estruturas geológicas no interior dos continentes em ambos os lados do oceano Atlântico:
• entre África e América 
• entre América do Norte e Europa
• 
  

Rejeição da teoria da deriva

Um dos maiores oponentes é Harold Jeffreys (1891-1989) que defende que as forças avançadas por Wegener são fracas demais

• Força centrífuga: empurra os continentes em direção ao equador.
• Força das marés: empurra os continentes para o oeste

Arthur Holmes entra em cena em 1928 apresentando um mecanismo ligado a correntes de convecção (com base na circulação da atmosfera). Mas também não encontra adeptos e a teoria não é reconsiderada.

Segunda guerra mundial (1939-1945) A teoria cai no esquecimento por 30 anos..

Início dos anos 60 teve um avanço nos estudos de :

• Sismologia: melhor conhecimento da estrutura interna da Terra;
• Oceanografia: exploração dos fundos oceânicos;
• Estudo do campo magnético terrestre;
• Geoquímica.

A redescoberta do mobilismo … pelos oceanos

Criação de material do assoalho oceânico nas dorsais e reabsorção nas fossas oceânicas

Relacionam as bandas de inversão da polaridade magnética da crosta do assoalho oceânico com o espalhamento do assoalho a partir das cadeias Mesoceânicas.

FINAL Anos 60-formulação e consolidação da Teoria da Tectônica de Placas (anos 70)

Tuzo Wilson é o primeiro a utilizar o termo “tectônica de placas” e propõe as falhas transformantes como explicação da abertura da dorsal oceânica.


Datação do assoalho oceânico e determinação das taxas de expansão dos oceanos.

Aula 6 - O movimento das Placas Tectônicas

Qual é o mecanismo que explica o movimento das placas?

• Energia oriunda do calor interno da Terra;
• Convecção do manto.

Como medir o movimento das placas?

• Deslocamento relativo;
• Deslocamento absoluto;
• Fluxo geotérmico

A Terra é o palco de uma enorme produção de calor interno que se manifesta em
superfície sob diversas formas




A energia térmica produzida é transferida entre as camadas mais profundas da Terra
e a superfície da litosfera por:

CONDUÇÃO

• Transferência de calor sem movimento de matéria;
• Forte gradiente térmico entre a base e o topo;
• Litosfera

CONVECÇÃO

• Transferência de calor com movimento de matéria;
• Variação de densidade devido a distribuição ilegal de temperatura;
• Dissipação mais eficiente;
• Manto

Tomografia sísmica

• Feições claramente associadas com convecção;
• Em regiões mais profundas, o padrão se torna mais complexo.
• Nota-se algumas feições de grande proporção: super-plumas
• O mecanismo de convecção permite o transporte eficiente do calor interno por movimentos de matéria.
• A tectônica de placa é a manifestação em superfície (litosfera) destes movimentos de matéria no manto.
• Um outro mecanismo pontual contribui na dissipação de calor: os pontos quentes.

Deslocamento relativo e velocidade média

Anomalias magnéticas registradas na crosta do assoalho oceânico

• A distância entre um eixo da dorsal oceânica e uma anomalia magnética indica a largura de um novo assoalho oceânico que se formou durante aquele intervalo de tempo.
• Quanto mais larga a faixa, mais veloz foi o movimento da placa
• Velocidade e posição

Deslocamento absoluto

Em síntese

• Certeza: sistema convectivo envolvido no movimento das placas.
• Incerteza: o quanto outros mecanismos como “puxa-placa” e “empurra-cadeia” estão envolvidos
• Sem dúvida, as placas se moveram no passado e estão se movendo ainda hoje.
• As placas se afastam, se chocam ou podem deslizar lateramente.

Aula 7 - As Placas Tectônicas e seus limites

TIPOS DE PLACAS

• Litosfera rígida fragmentada em uma dúzia de placas maiores (a maior é a placa Pacífica que compreende a maior parte da bacia do Oceano Pacífico).
• Existem placas menores (fragmentos de litosfera oceânica ou continental – placa Juan de Fuca, placa Anatoliana).
• Uma placa não é idêntica a um continente. Por exemplo, a placa Norte Americana estende-se desde a costa oeste da América do Norte até o meio do Oceano Atlântico.

LIMITES DE PLACAS

• É nos limites de placas que se concentram as atividades geológicas mais intensas do planeta (terremotos, vulcanismo, orogênese)
• Instabilidade térmica e mecânica
• São 3 tipos de limites de placas
• Divergentes;
• Convergentes;
• Conservativos.

LIMITES DIVERGENTES

• As placas estão se separando;
• Nova litosfera oceânica se forma;
• A crosta é estendida, afinada e fraturada;
• Topografia acidentada com alto relevo, terremotos e vulcanismo.

LIMITES CONVERGENTES

• As placas colidem;
• Há destruição de placa;
• Uma placa é subductada sob a margem da outra placa e incorporada a astenosfera;
• Caracterizados por deformação, vulcanismo, formação de montanhas, terremoto, depósitos minerais 3 tipos de limites convergentes
• Oceânico-oceânico
• Oceânico-continental
• Continental-continental

Limites oceânico-continentais

• Uma litosfera oceânica mais densa é subductada sob a litosfera continental
• Magmatismo
• Formação de um arco vulcânico
• Formação de cordilheira
• Formação de fossa oceânica
• Exemplo: cordilheira dos Aldes

Limites continental-continental

• Colisão de continentes após subducção da litosfera oceânica
• Espessamento da crosta, intenso metamorfismo e deformação das duas margens continentais
• Formação de montanhas (orogênese)
• Pouco vulcanismo, intenso metamorfismo
• Exemplo: Himalaias

LIMITES CONSERVATIVOS

• Limites transformantes
• Ocorrem ao longo das fraturas no assoalho oceânico ou no continente
• As placas deslizam lateralmente
• Não há criação ou destruição de litosfera
• Sismicidade
• Exemplo:Falha de Santo André

Aula 8 - O movimento das Placas e consequências

A litosfera é fragmentada em placas que se movimentam sobre a astenosfera.

Nova litosfera é criada onde se separam e é reciclada onde há convergência.

Processo contínuo de criação e destruição.

A teoria da Tectônica de Placas descreve o movimento das placas e as forças atuantes entre elas.

Explica a distribuição de muitas feições geológicas.




Ciclo de Wilson

• Abertura e fechamento de bacias oceânicas ou oceanos;
• Inicia-se com um rifte continental;
• Abertura de pequena bacia oceânica;
• Expansão e formação de um oceano;
• Subducção de litosfera oceânica;
• Fechamento parcial ou total do oceano;
• Aglutinação e fragmentação de massas continentais ocorreram várias vezes no passado, ao longo da história geológica da Terra

Tectônica e os sistemas da Terra:
Geosfera

• Orogênese;
• Magmatismo e metamorfismo

Atmosfera

• A disposição geográfica dos continentes afeta a circulação atmosférica;
• Vulcanismo intenso pode afetar o clima global.

Hidrosfera

• A configuração dos continentes afeta a circulação oceânica;
• Glaciação e mudança do nível do mar

Biosfera

Mudanças ambientais

• Alterações no nível do mar e na composição química da água do mar;
• Alterações na circulação oceânica e o clima da Terra;
• A tectônica de placas é uma teoria que unificou e revolucionou a geologia;;
• A hipótese da deriva continental se apoia em evidências geológicas, paleontológicas e climatológicas;;
• A hipótese da expansão dos oceanos explica o movimento dos continentes e as correntes de convecção no manto;
• Existem diferentes limites de placas: divergentes, convergentes e transformantes.;
• Nestes limites, ocorrem transferência de matéria e energia, causa da atividade vulcânica e sísmica da Terra;
• A velocidade e a direção do movimento das placas podem ser calculadas por diversos métodos;
• O movimento das placas tem implicações ambientais e geológicas.

Portifólio

Idades e posição das Ilhas do Havaí.

ilha idade das rochas (em ma) distância (em km)

Lahi 0 0

Kilauea 0 53

Mauna Loa 0,01 73

Mauna Kea 0,38 103

Kohala 0,43 140

Haleakala 0,75 225

Kahoolawe 1,03 230

Lanai 1,28 270

Molokai 1,90 322

Koolau 2,60 278

Walanoe 3,60 420

Niihau 4,89 615

Midway 27,7 2470

a. Representar graficamente os dados da tabela e a reta de regressão;

b. Calcular a velocidade de deslocamento da Placa do Pacífico nesta região;

c. Comparar a velocidade média obtida com os dados de GPS disponíveis no site http://sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html.

Considere a velocidade de movimento para a latitude e a longitude.

Semana 3

Aula 9: Distribuição de energia no Planeta

FONTES DE ENERGIA

• Origem Interna: resulta do calor inicial (fase de acresção planetária), da radioatividade,da diferenciação interna e movimentos diferenciais (núcleo).

• Fluxo médio baixo: 0,05 W/m2

• Origem Externa: provém da energia solar.

• A totalidade do fluxo solar não é absorvida, atmosfera e superfície terrestre têm um poder refletor (albedo).

• Fluxo médio incidente: ≈342 W/m2

A Terra como receptora da radiação solar

• Não é distribuída uniformemente na superfície devido a esfericidade da Terra

• Varia em função da latitude

Superfície maior, ângulo de incidência dos raios solares mais elevado. Quantidade de energia recebida menor

Superfície menor, ângulo de incidência dos raios solares baixo.Quantidade de energia recebida maior.

• Varia ao longo do ano

• Valor médio:342 W/m2

A energia recebida pela Terra pode ser: Refletida ou absorvida

Albedo

• Razão entre a quantidade de energia solar refletida para o espaço pela superfície da Terra e a atmosfera e a quantidade de energia solar recebida.

• Variável (todos os corpos não têm o mesmo poder refletor)(A neve
tem o Albedo mais alto,reflete aproximadamente 90% e não absorve nada. Os oceanos mais baixo, absorvem grande quantidade de energia e reflete pouco).

• Valor médio da Terra: 0,3

Parte da energia recebida é absorvida...

• Por moléculas de água (nuvens e vapor d’ água na atmosfera)

• Por gases de efeito estufa (O3, CO2, CH4)

• Pela superfície da atmosfera, 

A Terra como emissora da radiação

• A Terra e a atmosfera absorvem parte da radiação solar (ondas curtas) o que aquece o sistema (efeito estufa)

• Para esfriá-lo é necessário emitir energia: radiação para o espaço.

• Infravermelho (ondas longas)

Consequências:

• Movimentos de massas de ar: circulação atmosférica

• Correntes marinhas:circulação oceânica

• Ciclo hidrológico

• Zoneamento climático

Aula 10: Atmosfera

Primeiros seres vivos:Estromatólitos

• Aquecimento do ar – aumento energia cinética das moléculas - expansão do ar -  diminuição da pressão -  áreas de Baixa Pressão (BP)

• Resfriamento do ar – movimentos cinéticos reduzidos -  aumento da densidade do ar -  áreas de Alta Pressão (AP)

• Deslocamento do ar de AP para BP -  Vento

• Velocidade depende do gradiente de pressão

Se a Terra fosse imóvel, a circulação atmosférica seria um simples sistema de convecção com ventos soprando do polo para o equador.

A força de coriolis complica o sistema fragmentando as células de convecção em unidades menores:

Células de Hadley, de Ferrel e polares

• Camada gasosa de massa pequena e pouca espessura relativa (1/100 do diâmetro terrestre);

• Capta a energia solar;

• Promove a repartição da energia pela circulação dos fluidos;

• Regula a temperatura;

• Umidifica a superfície terrestre (precipitações);

• Filtra os raios nocivos do Sol;

• PERMITIU O DESENVOLVIMENTO DA VIDA NA SUPERFÍCIE TERRESTRE

• A densidade do ar decresce com o aumento da altitude;

• As reações dos gases constituintes com a radiação solar explicam a estratificação térmica da atmosfera;

• CONTRIBUI PARA O FUNCIONAMENTO DO CICLO DA ÁGUA

Aula 11: Hidrosfera

A hidrosfera em números

• Densidade da água (1 a 4ªC) – A densidade do gelo é menor que a densidade da água, o que explica que o gelo flutua e que a água congela a partir da superfície.

• A água absorve fortemente a radiação IR, UV e é transparente ao espectro visível. O vapor d’água na atmosfera limita a entrada de IR e absorve UV (propriedades importante para a vida).

Atmosfera-oceano Atmosfera-crosta continental

• Precipitação (P)

• Evaporação (E)

• Regulação do clima no planeta

• E>P nos oceanos e E<P nos continentes

• Variação P e E no planeta

Abundância de água na ZCIT e atmosferas quase secas nos polos

ZCIT: H2O>> + Radiação Solar>> = E>> (as nuvens mais espessas formam-se nos trópicos)

Oceano – Criosfera – Crosta continental

• Maior reserva de água doce.

• Papel: regulação do clima, nível dos oceanos, salinidade da água (circulação termohalina), erosão mecânica dos continentes.

Oceano – Hidrosfera – Crosta continental

• Papel: alteração química e mecânica dos continentes, fluxos de sedimentos para os oceanos, aporte de substâncias químicas para os oceanos,hidrólise dos minerais.

Oceano – Crosta oceânica

• Quantidade de água que percola através da litosfera = 0,3 a 5.1017 g/ano

• Papel: transferência de calor + alteração + aporte químico aos oceanos.

• Hidratação das rochas e de minerais.

A CIRCULAÇÃO OCEÂNICA

Circulação superficial

• Acima de 100 a 700 m de profundidade

• Vento

• Acoplada a circulação atmosférica

• Velocidade alta

Circulação profunda

• Abaixo de 100 a 700 m de profundidade

• Temperatura e salinidade

• Circulação Termohalina

• 75% do volume dos oceanos

• Velocidade baixa

Em suma...

• A superfície da Terra é aquecida pelo Sol de forma desigual.

• A água possui propriedades peculiares.

• Oceanos só existem na Terra.

• Ventos e correntes oceânicas promovem a redistribuição de calor.

• A evaporação, transporte e condensação de água doce também permite a redistribuição do calor.

• Tanto a origem quanto a sobrevivência dos seres vivos seria impossível sem a presença de água no planeta.

Aula 12: O Sistema climático

Clima: o que é?

METEOROLOGIA

• Estudo e previsão dos fenômenos atmosféricos

• Períodos curtos

• Espaços geográficos definidos

• Informações pontuais

CLIMATOLOGIA

• Estudo das familias de condições meteorológicas suscetíveis de afetar

• diversas regiões do globo

• Períodos longos (período de aproximadamente 30 anos)

• Informações globais

• Dióxodo de Carbono;
• Cobertura de gelo.

Vulcanismo

O Clima da Terra mudou ao longo do tempo?

• Variações naturais ocorrem em amplo intervalo de tempo e espaço;

• Variações de curta duração Ex.: oscilação oceânicas (El Niño), ciclos de atividades do Sol,erupções vulcânicas, impactos de meteoritos.

• Variações em escala histórica Ex.: ciclos de Milankovitch e glaciações do Quaternário (ótimo climático medieval, pequena idade do gelo).

Os registros das mudanças do clima

• Sedimentos marinhos, lacustres e rochas sedimentares

• Corais

• Testemunhos de gelo

• Anéis de crescimento de árvores

• Espeleotemas

• Isótopos de O2

• Registros históricos

• Variações de longa duração Ex.: períodos glaciais(frio) e interglaciais(quentes)

Os registros das mudanças do clima

• Sedimentos marinhos, lacustres e rochas sedimentares

• Corais

• Testemunhos de gelo

• Anéis de crescimento de árvores

• Espeleotemas

• Isótopos de O2


• Registros históricos.

 

Atividade de portfólio

a. Procure nos parâmetros curriculares nacionais (PCNs) em que disciplina(s) a temática do sistema climático está inserida e quais temas associados são sugeridos para serem trabalhados em sala de aula.

b. Procure em um livro didático ou apostila para o ensino fundamental ou médio de sua escolha, como o sistema climático é abordado. Está de acordo com os PCNs? Faça uma breve análise crítica.

O objetivo é verificar como o tema é tratado no ensino e quais são os aspectos principais que são destacados e abordados e sob que forma; se as informações e atividades propostas fornecem uma visão sistêmica do planeta imprescindível para o entendimento de sua dinâmica; se as informações fornecidas são suficientes para entender o sistema climático; se os conceitos são corretamente abordados, por exemplo.

Pode-se elaborar uma tabela sintética para auxiliar na apresentação dos resultados.

Semana 4 

Aula13 - Materiais terrestres Minerais

Os elementos químicos terrestres

Minerais ... o que são?

•Sólidos naturais

• Cristalizados

• Inorgânicos

• Composição química específica

• Constituintes dos materiais terrestres

Formam-se ...

• A partir de soluções saturadas (sal de cozinha)

• De líquidos de fusão

• De vapores

Propriedades e características como critérios de reconhecimento

• Hábito (Forma que se cristaliza)

• Densidade

• Clivagem (quando quebra de ao longo de plano definido, ex mica, calcita)

• Fratura (quebra irregular)

• Brilho

• Cor

• Dureza

•Traço

Os principais minerais naturais

Os silicatos aproximadamente 600 espécies;

• 95% dos minerais da crosta terrestre (Formado por um átomo de silício e 4 de oxigênio)

• Organizados em torno de tetraedros de (SiO4)

• 6 grandes famílias:

• Nesossilicatos (granada)

• Sorossilicatos (epídoto)

• Ciclossilicatos (turmalina)

• Inossilicatos (piroxênio, anfibólio)

• Filossilicatos (micas)

• Tectossilicatos (quartzo, feldspato)

Os não-silicatos – carbonatos,óxidos, sulfetos, etc

• Elementos nativos: metais (outro, prata, cobre),enxofre nativo, carbono (diamante, grafita)

• Sulfetos: Galena (PbS), esfarelita (ZnS), pirita (FeS2

• Cloretos: sal gema ou halita (NaCl), silvita (KCl)

• Fluoretos: fluorita (CaF2)

• Óxidos (≈ 320 espécies): magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3), rutilo (TiO3), ilmenita (FeTiO3), corídon (Al2O3) variedades (vermelho), safira (azul)

• Sulfatos: gipsita (CaSO4.2H2O) e anidrita (CaSO4),barita (BaSO4), celestita (SrSO4)

• Carbonatos: calcita (CaCO3), dolomita ((Ca,Mg)CO3), Magnesita (MgCO3) siderita (FeCO3)

• Malaquita, azurita, rodocrosita

• Fosfatos: apatita (Ca5(PO4)3(OH, F, Cl))

As rochas, agregados naturais de minerais

•          Rochas Ígneas – Quartzo, Feldspato, Mica, Piroxênio, Anfibólio, Olivina.
•   Rochas Sedimentares – Quartzo, Argilominerais, Feldspato, Cacita, Dolomita, Gipsita, Halita.
•       Rochas Metamórficas – Quarzo, Feldspato, Mica, Granada, Piroxênio, Estaurolita, Cianita.

O que determina as propriedades das rochas e sua diversidade?

• A mineralogia

Os tipos de minerais constituintes e suas proporções

• A textura

Os tamanhos, formas e arranjo espacial de seus cristais ou grãos constituintes

Ambas determinadas pelas condições geológicas sob as quais foram formadas.

Aula 14 -  Materiais Terrestres Rochas Ígneas

O que são rochas?

• Agragado sólido (mono ou poliminerálico) que ocorre naturalmente

• Rochas magmáticas

• Rochas metamórficas

• Rochas sedimentaires

Rochas magmáticas ou ígneas

• Derivam da solidificação de um magma (silicatado)

• Magma: mistura em proporções variáveis (T, P) de cristais e de uma fase fluída

• A solidificação do magma é ligada ao resfriamento do material magmático:

• Em profundidade (no interior da litosfera) – rochas intrusivas ou plutônicas (maneira lenta)

• Em superfície – rochas extrusivas ou vulcânicas (lava)

Como os magmas são gerados?

•Fusão parcial de peridotitos, rochas do manto.

•Profundidades diferentes em função do contexto tectônico

•Fusão de rochas continentais

• Fatores que influenciam a variação da composição química do magma:

• Parâmetros termodinâmicos : P e T (pressão e temperatura)

• Ambiente tectônico

• Outros processos: Cristalização fracionada (série de Bowen), Assimilação ou contaminação,

Mistura de magma

• Grande diversidade de rochas ígneas

• A composição do magma determina a viscosidade da lava e o tipo de erupção vulcânica.

Importância econômica das rochas ígneas

• Depósitos de Cr, Ni, Pt e Co (rochas ígneas de composição básica e ultrabásica).

• Depósitos minerais: mica, fluorita, feldspato, etc., diversos metais e a grande maioria de minerais preciosos.

• Rochas vulcânicas ultrabásicas (kimberlitos e lamproítos) são as principais fontes de diamantes.

• Rochas ornamentais e brita

Aula15 - Materiais terrestres Rochas metamórficas

Rochas metamórficas

• Resultam da transformação de outras rochas

• Mudança de composição mineral, textural e/ou química

• A transformação em novas rochas ocorre em estado sólido

• Presentes nos antigos núcleos dos continentes(escudos Pré-Cambrianos)

Os agentes do metamorfismo

• Aumento da pressão

• Aumento da temperatura

• Reações com componentes químicos de soluções hidrotermais

• Baixa temperatura e baixa pressão: rochas metamórficas de baixo grau

• Temperatura e pressão altas: rochas metamórficas de alto grau

Respostas a mudanças de T e P

• MINERALÓGICAS

• Minerais índices (clorita,granada, estaurolita,andaluzita, cianita,silimanita)

• Grau de metamorfismo

• TEXTURAIS

• Foliadas (orientação de grãos)

• Não-foliadas (mosáico de minerais equidimensionais, sem orientação)

Tipos de metamorfismo e contextos tectônicos

• 3 grandes ambientes formadores de rochas metamórficas:

• Zonas de subducção

• Zonas de colisão (Himalaias, Alpes)

• Região das dorsais mesoceânicas (metamorfismo hidrotermal)

Recursos naturais

• Metamorfismo de contato e depósitos de minério (calcopirita CuFeS2, galena PbS,pirita FeS2...;  Hematita, magnetita Fe2O3/ Fe3O4, casseterita SnO2...)

• Talco para cosméticos, pedra sabão

• Grafita para lápis e lubrificantes secos

• Granada, coríndo como abrasivos ou gemas.

 Aula 16 - Alteração dos continentes e produção dos constituintes dos sedimentos

• ·         Físico

Produz partículas cada vez menores.

• Químico

·         Modifica os minerais constituintes da rocha transformando-os em outros (minerais secundários).

• ·        Biológico

Ação das raízes de árvores que aproveitam qualquer fenda e vão crescendo e esfarelando a rocha, ou ação de musgos ou líquens que geram ácidos orgânicos.

Fatores de controle do intemperismo

• ·         Minerais constituintes da rocha
• ·        Condições climáticas: precipitação e temperatura
• ·         Solo e Vegetação
• ·         Relevo
• ·         Tempo

Formação do solo

·         Pedogênese

·          A estrutura e composição dos solos depende:

·          natureza do substrato (rocha mãe),

·         condições climáticas

·          processos orgânicos que vão ocorrer

·         Formam-se in situ (no local)

·         Estratificados em horizontes

“Horizontes” dos solos

·         O: orgânico

·         A: mineral, com acúmulo de húmus

·         E: eluvial (remoção de argila ou oxihidróxidos de Fe e Al)

·         B: maior agregação ou concentração de argila e de Fe/Al

·         C: rocha intemperizada (alterita, saprolito)

EROSÃO e TRANSPORTE

·         Conjunto de processos físicos que permite remover os materiais que se desagregam durante o intemperismo.

Cuidado: erosão ≠ intemperismo !

·         Transporte = movimento dos materiais erodidos

·         Do local de alteração da rocha (área fonte) até o local de deposição

·         Partículas e solutos são levados pelos agentes de transporte

·          Agentes geológicos: água, vento, gelo.

  

Semana 5 

Aula 17 - Sedimentos e Rochas Sedimentares

Granulometria e seleção: testemunhas do agente de transporte

Os agentes de transporte podem promover uma triagem (seleção) das partículas:

• Vento: sedimentos finos e homogêneos.

• Água: depende da velocidade da corrente.

• Gelo: não há seleção e transportam partículas de todos os tamanhos.

Forma, agente e duração do transporte

• Grãos angulosos indicam pouco transporte.

• Grãos sub arredondados e brilhantes indicam um transporte na água.

• Grãos arredondados e foscos indicam um transporte pelo vento.

SEDIMENTAÇÃO

• Ocorre quando o transporte cessa.

• A sedimentação gera camadas (estratos)superpostas.

• Perturbações nos depósitos geram estruturas sedimentares.

Diagênese

• A diagênese transforma os sedimentos em rochas sedimentares

- Processos mecânicos (compactação), mudança do arranjo dos grãos (mais compacto), expulsão de fluídos, diminuição da porosidade, volume

- Processos químicos (interação entre os minerais e os fluídos intersticiais)

• Cimentação: precipitação química de minerais a partir dos íons em solução na água intersticial, nos poros. Redução da porosidade.

Cimentos silicosos, carbonáticos, férricos/ferrosos, etc.

Aula – 18 - Tempo geológico

Como datar os eventos e as rochas em geologia?

DATAÇÃO RELATIVA

• Procura reconstituir em que ordem as formações geológicas ocorreram

• 4 princípios

• Princípio de superposição

• A camada mais antiga situa-se na base de uma sequência sendo sucessivamente recoberta por camadas cada vez mais jovens.

• Permite identificar a ordem de formação das camadas.

• Horizontalidade original

• Camadas sedimentares se depositaram originalmente na horizontal.

• Princípio de continuidade lateral

• As camadas estendem-se em todas as direções até as margens da bacia de deposição ou se afinam lateralmente

• Princípio de intersecção

• Qualquer feição geológica (fratura, falha,intrusão ígnea) que corta uma camada rochosa é mais jovem que a camada que está sendo cortada.

• Inclusões (fragmentos de rochas, minerais,fósseis) são mais velhas que a rocha na qual  estão inseridos

• Descontinuidades: superfícies erosivas, falta de sedimentação.

Como datar os eventos e as rochas em geologia?

DATAÇÃO ABSOLUTA

• Decaimento radioativo de alguns elementos.

• Fornece uma medida em unidades de tempo.

Em suma

DATAÇÃO RELATIVA

• Análise do conteúdo fossilífero dos estratos.

• Correlação entre os estratos.

• Reconstituição com base em uma sequência cronológica de eventos.

DATAÇÃO ABSOLUTA

• O decaimento radioativo é irreversível e constante para cada isótopo.

• A proporção entre isótopo instável (pai) e estável (filho) permite calcular a idade da rocha ou do mineral

• U/Pb (Urano/Chumbo)

Escala do tempo geológico

• Dividida em 4 unidades principais:

•Éon (maior divisão)

•Era

•Período

•Época

ÉON

0,54 Ga  --  FANERIZÓICO (grego  - fânero=visível e zóico=vida)

2,5 Ga  --   PROTEROZÓICO

3,8 Ga   --  ARQUEANO

4,5 Ga  --  HADEANO

Aula – 19 - Tempo geológico, registros fósseis da evolução da Terra e da vida - Parte 1

TEMPO E GEOLOGIA

• O QUE É TEMPO?

- Tempo é uma dimensão, como as outras três dimensões espaciais, em que os instantes podem ser considerados como pontos no espaço. (Condie & Sloan, 1998)

- Diferentemente das três dimensões espaciais, que permitem movimentos tanto para frente como para trás, os movimentos no tempo só são possíveis em uma única direção =

• passado – presente – futuro

TEMPO

• Perspectiva humana: as unidades de tempo são: segundos, horas, dias, anos.

• História humana; Centenas ou até milhares de anos.

• História Geológica: Milhões, centenas de milhões, bilhões de anos.

HISTÓRIA DA TERRA

• FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR

• 4,6 bilhões de anos

• Surgimento da vida

• 3,6 bilhões de anos

• Organismos unicelulares

HISTÓRIA DA VIDA NA TERRA

•Fósseis

• Demonstram a história da vida na Terra.

•Evidência da evolução.

•São muito úteis para determinar a idade dos depósitos.

•O registro Fossilífero não é completo.

• Ação de bactérias.

•Processos físicos

• Metamorfismo

Aula – 20 - Tempo geológico, registros fósseis da evolução da Terra e da vida - Parte 2

antonio

SEMANA 6

Aula 21 - Água subterrânea como recurso

 

Água subterrânea: conceitos

• A infiltração depende de:

• tipo de material terrestre;

• topografia;

• distribuição da precipitação;

• cobertura vegetal;

• uso do solo

Água subterrânea: porosidade e permeabilidade

• Porosidade:

Proporção de vazios (poros) em relação ao volume total.

• Permeabilidade:

Capacidade de uma rocha em transmitir um fluido através de seu espaço poroso.

Água subterrânea: aqüífero

Unidade geológica saturada, constituída de rocha ou sedimento, suficientemente permeável para permitir a extração de água de forma econômica e através de técnicas convencionais.

Água subterrânea: recurso hídrico

• Utilizada desde a antiguidade: Egito, Roma, etc.

• Naturalmente melhor protegida dos agentes de contaminação (excelente qualidade natural)

• Grandes reservas (suprimento de 1,5 bilhão de pessoas no mundo)

• Possibilidade de usos múltiplos (abastecimento urbano,agrícola, industrial)

• Custo proporcionalmente baixo (Menor custo de obtenção,tratamento e distribuição)

• Brasil: abastecimento de 35% da população

• Distribuição territorial é desigual (diferenças geológicas, climáticas)

• Estado de SP: abastecimento total ou parcial de 70% dos núcleos urbanos (34% da população)

• Aquíferos mais importantes: Bacia São Paulo, Aquífero Bauru e Aquífero Guarani.

Água subterrânea: água mineral

• Segundo o Código de Águas Minerais (Decreto-Lei Nº7.841, de 08/08/1945), águas minerais são aquelas provenientes de fontes naturais ou de fontes artificialmente captadas que possuam composição química ou propriedades físicas ou físico-químicas distintas das águas comuns, com características que lhes confiram uma ação medicamentosa.

• O estado de SP é responsável por 22% de toda a produção de água mineral e de mesa do Brasil (MG, RJ).

• Formada pela infiltração de água no subsolo

• Em contato com rochas e sedimentos pela qual a água percola, se enriquece em minerais e gases.

• Características relacionadas com os materiais percolados

• Águas bicarbonatadas, sulfetadas, cloretadas, fluoretadas, etc.

Alterações do sistema pela atividade antrópica

1. Impermeabilização

• impermeabilização do solo e redução das áreas verdes e agrícolas em torno das cidades → diminuição da infiltração e da recarga natural do aquífero.

2. Exploração intensiva

• bombeamento excessivo  - desequilíbrio entre extração e recarga natural

• Abaixamento do nível d’água,secagem de poço

• Subsidência de terrenos.

3. Contaminação

• antrópica (proteção inadequada de aquíferos vulneráveis contra descargas antropogênicas e lixiviados de atividades urbanas/industriais e intensificação do cultivo agrícola)

• natural (relacionada à evolução química de água subterrânea e solução de minerais)

Resumindo

• A água subterrânea é um reservatório do ciclo hidrológico

• Representa 22% do suprimento de água doce no mundo

• Porosidade e permeabilidade das rochas são responsáveis pela quantidade, disponibilidade e movimento das águas subterrâneas

• Interação água-rocha confere uma composição química característica para a água mineral (alteração por contaminação)

• É um bem precioso que precisa-se saber proteger e gerenciar.

Aula 22 - Recursos minerais

• Como os elementos se concentram de 100 a 1000 vezes?

• Estas “super concentrações” formam os minérios

• Onde são encontrados?

Processos de formação de recursos

Processos dinâmicos da Terra:

• Magmatismo (intrusivo e extrusivo)

• Hidrotermalismo

• Metamorfismo

• Intemperismo

• Pedogênese

• Sedimentação

Todos ligados aos processos dinâmicos internos e externos da Terra.

Muitos depósitos de minérios são encontrados em veios formados pela precipitação de substâncias a partir de soluções hidrotermais.

Fontes mais importantes de minérios metálicos(sulfetos).

Depósitos ígneos

• Segregação magmática(Cromita, magnetita, platina) na câmara magmática

• Pegmatitos (fase final de cristalização de uma magma, líquido residual rico em voláteis) – cristais grandes quartzo, feldspato, mica; gemas (turmalina, berilo,topázio); Li, Ce, U, Terras Raras.

Depósitos sedimentares

• Placéres – correntes fluviais

• Au, diamante, etc.

• detríticos

• Depósitos sedimentares químicos (evaporitos)

• Mina de silvinita (KCl+NaCl) de Taquari-Vassouras

Em suma...

• Os recursos minerais são parte dos recursos naturais do planeta.

• Uma pessoa consome direta ou indiretamente cerca de 10 toneladas/ano de produtos do reino mineral,abrangendo 350 espécies minerais distintas(segundo o Mineropar – serviço geológico do Paraná).

• A mineração é uma atividade essencial para o desenvolvimento econômico.

• Tem implicações ambientais: erosão, assoreamento,degradação da paisagem, contaminação, passivo ambiental, etc.

• MAS...

Aula 23 - Recursos energéticos não renováveis

Origem da energia utilizada no mundo pela sociedade

Tipos de recursos energéticos

•não-renováveis

• combustíveis fósseis

• combustíveis nucleares

•renováveis

• solar

• vento

•geotermal

Combustíveis fósseis

• Recursos energéticos formados como resultado do soterramento e posterior transformação de material orgânico

• Quase 90% da energia utilizada no mundo

• Origem por processos biogeoquímicos associados à dinâmica terrestre (dinâmica externa) em associação com o ciclo de vida de muitas espécies (Carvão - matéria orgânica vegetal; Petróleo - matéria orgânica variável).

Como o petróleo e o gás se formam?

•produção de grande quantidade de biomassa

•preservação da matéria orgânica em ambiente redutor (pobre em oxigênio)

• soterramento aumenta o calor e a pressão causando a maturação (quebra da matéria orgânica em líquido ou gás) na rocha fonte.

Como o petróleo e o gás se formam?

• Migração da rocha fonte para uma rocha reservatório (permeável)

•Trapping dos fluidos por um selo impermeável - armadilha

Portanto, a existência de uma jazida de petróleo depende

1) preservação da matéria organica (M.O.) no decorrer da sedimentação para produzir uma rocha mãe ou geradora

2) maturação suficiente ao longo do soterramento (formação de querogênio)

(Intervalo relativamente estreito de temperatura: ≈ 50-200 °C ,depende também do tempo)

3) aprisionamento do petróleo em uma rocha reservatório

Como se forma o carvão?

• Produção de grande quantidade de biomassa (vegetal)

• Preservação em ambiente redutor

• Soterramento e compactação

• Pântanos

Reservas Brasileiras

Linhito e carvão sub-betuminoso em MG, PE, BA, PI, MA, PA,AM e AC

Carvão no PR (SP – depósitos não significativos economicamente)

Uso siderúrgico brasileiro utiliza carvão importado (Estados

Unidos, Austrália, África do Sul e Canadá).

Uso no Brasil: termoeletricidade (mais de 80%), indústria cimenteira, de papel celulose, de cerâmica, de alimentos e secagem de grãos.

AULA 24 - Recursos energéticos renováveis

 Fontes renováveis de energia

•Incentivo em virtude das questões ambientais geradas pela utilização dos combustíveis fósseis

• Dificuldades: preço dos dispositivos e aplicação em ampla escala (questões tecnológicas)

Alternativas aos combustíveis fósseis

• fonte nuclear

• fontes renováveis

• água (usinas hidrelétricas)

• biomassa não fóssil

• sol

• vento

• ondas e marés

• calor interno da Terra

• outras

Energia Nuclear

vantagens:

suprimento praticamente inesgotável

desvantagens : rejeitos perigosos

A fissão de urânio 235 libera calor para produzir vapor e mover as turbinas para gerar eletricidade.

O Brasil possui atualmente a 6ªmaior reserva de urânio do mundo

Energia Solar

vantagens:

suprimento praticamente inesgotável

desvantagens:

problemas tecnológicos tornam os preços altíssimos e dificultam a portabilidade

No Brasil, aproveitamento para aquecimento de água.

Energia Geotérmica

vantagens:

limpa e barata.

Desvantagens:

dificuldades com a portabilidade e produção em grande escala.

Islândia – grande exemplo.

Energia Eólica

• Tecnologia de geração controlada.

• Desafio - engenharia de materiais para a manufatura de ligas mais leves e eficientes e no agrupamento de campos de geração.

• Limitações: irregularidade de distribuição, tanto no tempo como no espaço (como no caso da energia solar)

Energia hidrelétrica

• Tecnologia desenvolvida a partir do século XIX.

• Situação no mundo: 5% (no Brasil: predominante).

• Exige integração em rede pela complexidade de abastecimento e níveis de reservatórios e de transmissão.

• Alto investimento inicial: construção de barragens e usinas

Energia de ondas

- Custos ainda altos.

- Protótipos fixos e flutuantes.

Energia de marés

- Restrições geográficas (baía semi confinada)

- Amplitude das marés.

Ambas ainda em fase experimental, sem aplicação prática viável economicamente.

O que aprendemos esta semana?

• Os materiais extraídos da Terra ou seja os recursos minerais e energéticos são a base da civilização moderna.

• Sua ocorrência está diretamente relacionada com os processos dinâmicos interno e externo da Terra.

• Depósitos minerais são finitos, limitados em número e ocorrência.

• Como a demanda crescente de energia pode ser atendida sem afetar radicalmente o planeta onde vivemos?

• Energias renováveis podem ser uma alternativa, mas a resposta não está bem equacionada ainda.

SEMANA 7

Aula 25 - Desastres naturais

• Desastres naturais como RESULTADO do impacto de um fenômeno natural extremo ou intenso sobre um sistema social e que causa sérios danos e prejuízos que excedam a

capacidade dos afetados em conviver com o impacto.

• DIFERENTE  meio ambiente - homem

• Risco ou Perigo natural: fenômeno físico ou um processo natural potencialmente prejudicial, que pode causar sérios danos sócioeconômicos para comunidades expostas

•No Brasil, os principais fenômenos relacionados a desastres naturais são derivados da dinâmica externa da Terra.

Fatores

• Natureza dos materiais da encosta

• Consolidados

• Não consolidados

• Quantidade de água contida nos materiais

• Porosidade dos materiais

• Quantidade de chuva (água)

• Declividade das encostas

• Os materiais podem cair, deslizar ou fluir

• (tipo e velocidade do movimento)

Influenciados pela atividade humana

DIMINUIÇÃO DA RESISTÊNCIA AO MOVIMENTO A FORÇA DA GRAVIDADE ASSUME O CONTROLE

Ao despejar as partículas, elas formam um montículo com um ângulo de repouso.

Areia fina - 35%

Areia grossa - 40%

Seixos angulosos - 45%

Enchentes e inundações

• ENCHENTE (ou CHEIA): temporária elevação do nível d'água normal da drenagem

devido a acréscimo de descarga.

• INUNDAÇÃO: tipo particular de enchente, na qual a elevação do nível d'água normal atinge tal magnitude que as águas não se limitam à calha principal do rio, extravasando para áreas marginais, habitualmente não ocupadas pelas águas.

Aula 26 - Mudança climática global

Mudanças climáticas do século XX

• Sistema climático

• Mudanças naturais

• Impacto antrópico sobre as mudanças climáticas e aquecimento global

• Modelos climáticos e temperaturas do futuro

• Consequências e impactos do aquecimento global

Gases de efeito estufa

Gás carbônico (CO2

• Fontes naturais: vulcanismo, respiração, decaimento da matéria orgânica.

• Fontes antrópicas: queima de combustíveis fósseis (75%), queima de biomassa, fabricação de cimento.

• Sumidouros: precipitação dos calcários, dissolução do HCO3 fotossíntese, formação de petróleo e carvão.

Temperatura

• Termômetros nos continentes desde 1760.

• Temperaturas marinhas  desde metade do século XIX.

• Troposfera: balões meteorológicos desde 1960.

• Estratosfera: satélites desde 1990

Precipitação

• Cresceu no continente nas altas latitudes do HN no inverno.

• Cresceu, de modo geral, durante as tempestades.

• Decresceu na região tropical e subtropical.

• Cresceu na Antártica.

• Decresceu na Groenlândia.

O Nível do mar

• Aumento de 18 cm, globalmente, no séculoXX.

• Deve-se ao aumento do volume de água e a dilatação da água.

• O derretimento do gelo continental é a causa principal

Outras evidências

• Perda do permafrost: erosão dos solos, emissão de gás carbônico e metano, desestabilização de encostas, etc.

• Inundações e tempestades mais frequentes.

• Floração mais cedo no ano.

• Nidificação mais cedo no ano.

• Retração das geleiras alpinas.

• Branqueamento dos corais.

• Saúde humana e animal: aumento das doenças tropicais.

• Impactos na agricultura

Em suma, segundo o relatório do IPCC:

• A influência das atividades antrópicas sobre o clima é clara.

• O aquecimento global é fato.

• Atmosfera e oceano estão aquecendo, as quantidades de neve e gelo diminuindo, o nível do mar aumentando.

• Mudanças na frequência de eventos climáticos extremos são observados desde os anos 50.

• Clima irá se intensificar se medidas mitigadoras não forem tomadas.

• Perspectiva: gestão do Sistema Terra (energia, estabilização das emissões de carbono e desenvolvimento sustentável).

Aula 27 - revisão parte 1

Estrutura interna da Terra

Litosfera e Tectônica de placas

Terra: uma máquina térmica

Constituição da Terra

Aula 28 - Revisão parte 2

“Observe atentamente o mundo ao seu redor

com uma nova percepção e procure os

vestígios da passagem do tempo, que retratam

o passado e o presente.

As feições dessa história capturada serão as

de maior significado para você”.

Wilson Teixeira

(Cap. 11 – Geologia, Toledo et al., 2014, 1a Ed. USP/UNIVESP/EDUSP)