Ficha de revisão: Geodinâmica e Petrologia

📋 Plano do Curso

1. Geodinâmica e energia terrestre
2. Diferenciação e estrutura terrestre
3. Atmosfera, paleoclima e geocronologia
4. Motores da tectónica de placas
5. Ciclo de Wilson e limites de placas
6. Minerais e propriedades diagnósticas
7. Cristalização e estruturas magmáticas

📖 1. Geodinâmica e energia terrestre

★ Essencial

📌 A Geodinâmica Interna estuda processos endógenos impulsionados pelo calor interior, como o vulcanismo e a atividade sísmica, enquanto a Geodinâmica Externa estuda processos exógenos como erosão, meteorização e transporte.

• O calor interno terrestre provém do calor primordial libertado pelo arrefecimento desde a acreção e diferenciação inicial e do decaimento radioativo de urânio, tório e potássio.

📌 A condução transfere calor sem deslocamento de matéria e domina na litosfera, a convecção transfere calor com matéria no manto e núcleo, e a radiação propaga energia por ondas eletromagnéticas e domina o balanço energético à superfície.

Complementos

• A Terra é termodinamicamente um sistema aberto porque troca energia e matéria com o meio, incluindo radiação solar e poeiras cósmicas e meteoritos, embora uma perspetiva metodológica simplificadora a trate como sistema fechado.

• O radão radioativo forma-se naturalmente na cadeia de decaimento do urânio em chumbo e exala abundantemente em formações graníticas, onde o zircão fixa preferencialmente o urânio.

💡 Truque de memória

Interior constrói; exterior desgasta e transporta.

📖 2. Diferenciação e estrutura terrestre

★ Essencial

• Na diferenciação gravítica, os materiais densos afundaram-se para o centro da Terra primordial e os menos densos ascenderam à superfície.

• A abundância elementar global relativa da Terra é:

  • Ferro: 35%
  • Oxigénio: 30%
  • Silício: 15%
  • Magnésio: 13%

📌 A diferenciação composicional divide a Terra em crusta silicatada superficial, manto essencialmente peridotítico e núcleo sobretudo de ferro e níquel.

• A diferenciação reológica distingue:

  • Litosfera rígida e frágil.
  • Astenosfera parcialmente fundida e plástica.
  • Mesosfera sólida e de elevada rigidez.
  • Endosfera externa líquida.
  • Endosfera interna sólida.

• O geodínamo resulta da convecção de ferro e níquel fundidos e condutores na endosfera externa, gerando um campo magnético dipolar que protege a Terra do vento solar e das radiações cósmicas ionizantes.

Complementos

• A compressão tectónica contínua faz crescer anualmente o Monte Evereste, enquanto as maiores profundidades oceânicas ocorrem em zonas de subducção.

💡 Truque de memória

Composição diz do que é feita; reologia diz como se comporta.

📖 3. Atmosfera, paleoclima e geocronologia

🔑 Conceitos-chave e definições

• GSSP: O GSSP, ou «prego amarelo», é um marcador estratigráfico formal num afloramento rochoso que define universalmente o limite físico entre dois andares geológicos com idades e assinaturas biostratigráficas distintas.

★ Essencial

• A atmosfera primitiva era composta essencialmente por:

  • Vapor de água.
  • Dióxido de carbono.
  • Azoto.
  • Hidrogénio.

• Na terceira atmosfera, organismos fotossintéticos como as cianobactérias acumularam oxigénio livre, favoreceram a formação de ozono e contribuíram para a precipitação de carbonatos, estabelecendo o equilíbrio biogeoquímico moderno.

• A idade da Terra é estimada em 4600 Ma através da datação radiométrica de meteoritos primordiais e amostras de rochas lunares.

Complementos

• A primeira atmosfera era composta sobretudo por hidrogénio e hélio da nébula solar, retidos inicialmente pelo campo gravítico terrestre.

• Cerca de 30 Ma após o início da acreção, o impacto de Theia com a Terra levou à ejeção de material e à formação da Lua.

• A hipótese da Terra Bola de Neve descreve um episódio ocorrido há cerca de 700 Ma, quando o planeta esteve quase integralmente coberto por gelo, correlacionado com variações da obliquidade, precessão dos equinócios e excentricidade orbital dos ciclos de Milankovitch.

• A história geológica inclui 5 a 6 grandes eventos de extinção em massa, mas faltam evidências científicas suficientes para classificar formalmente o evento do final do Ediacarano como uma extinção em massa.

• Os zircões detríticos mais antigos conhecidos, preservados em escudos ou cratões do Arcaico na Austrália, têm 4300 Ma, e a rocha mais antiga identificada em Portugal tem 1000 Ma.

💡 Truque de memória

H₂–He, desgaseificação, oxigénio: três atmosferas em sequência.

📖 4. Motores da tectónica de placas

★ Essencial

• Os movimentos das placas litosféricas são impulsionados pela convecção do manto, pelo ridge push gravitacional na dorsal e pelo slab pull gravitacional da placa oceânica subductada, sendo o slab pull a força motriz dominante.

Complementos

• O ridge push ocorre porque a litosfera recém-formada e quente na dorsal arrefece, afasta-se do eixo e desliza pela pendente gravítica, empurrando a placa lateralmente.

• 🔄 O slab pull desenvolve-se quando:

  1. A placa oceânica subductada arrefece.
  2. A placa fica mais densa do que o manto circundante.
  3. A extremidade afunda e puxa o restante da placa.

💡 Truque de memória

Uma placa é empurrada pela dorsal e puxada pela sua ponta subductada.

📖 5. Ciclo de Wilson e limites de placas

★ Essencial

• 🔄 O Ciclo de Wilson segue esta sequência:
  1. Estiramento do megacontinente.
  2. Formação de rifte.
  3. Abertura de bacia oceânica.
  4. Precipitação de carbonatos.
  5. Arrefecimento e subducção.

📌 Nos limites divergentes cria-se nova crusta oceânica em riftes e dorsais, enquanto nos limites conservativos ou transformantes as placas deslizam horizontalmente sem criar nem destruir litosfera.

Complementos

• Alfred Wegener formulou a Teoria da Deriva Continental com base no ajuste dos contornos das costas atlânticas e em registos fósseis idênticos datados de 240 Ma.

• A expansão do fundo oceânico foi confirmada pela idade relativa dos basaltos atlânticos, com idade máxima de cerca de 200 Ma, pelo mapeamento submarino por sonar durante a Segunda Guerra Mundial e pelo paleomagnetismo registado em magnetite e óxidos de ferro nos basaltos.

• Os hotspots são plumas térmicas profundas e estacionárias que perfuram placas móveis, permitindo determinar a direção e a velocidade absoluta das placas; os seus basaltos têm assinatura geoquímica distinta dos basaltos de arcos vulcânicos de subducção.

💡 Truque de memória

Estira, abre, carbonata, arrefece e subducta.

📖 6. Minerais e propriedades diagnósticas

🔑 Conceitos-chave e definições

• Mineral: Sólido natural, inorgânico e homogéneo, com composição química definida e estrutura cristalina ordenada.
• Migmatito: Rocha mista resultante de fusão parcial, situada na fronteira entre o metamorfismo de elevado grau e o magmatismo.

★ Essencial

• A identificação macroscópica de minerais utiliza cor observada numa fratura fresca, traço ou risca obtido em porcelana não vidrada, dureza, clivagem segundo planos de fraqueza cristalográfica e magnetismo, comum em óxidos de ferro como a magnetite.

Complementos

📌 O mercúrio elementar líquido é classificado como mineraloide por não possuir um arranjo tridimensional periódico, enquanto os biominerais são estruturas minerais sintetizadas por atividade biológica, como a magnetite produzida por bactérias magnetotácticas.

• Todos os minerais da Série de Bowen são silicatos, e o oxigénio é o elemento químico mais comum na constituição dos minerais.

• A calcite apresenta clivagem romboédrica perfeita, e o calcário puro e o mármore de Carrara são maioritariamente monominerais, constituídos quase exclusivamente por calcite.

📖 7. Cristalização e estruturas magmáticas

🔑 Conceitos-chave e definições

• Brecha magmática: Estrutura intrusiva que contém fragmentos de rochas encaixantes preexistentes arrastadas pelo magma, chamados xenólitos.
• Disjunção columnar: Conjunto de prismas hexagonais em escoadas basálticas, formado por contração térmica durante o arrefecimento da rocha.
• Textura pegmatítica: Textura caracterizada por cristais extraordinariamente grandes, típica de fases magmáticas residuais ricas em voláteis em rochas plutónicas.

★ Essencial

• A Série de Cristalização de Bowen descreve a diferenciação dos silicatos a partir de magma em arrefecimento, iniciada em temperaturas da ordem dos 1200 °C; a cristalização de ferromagnesianos e plagioclásios empobrece o líquido nesses elementos e enriquece-o em sílica residual.

📌 Na série contínua das plagioclásios, a anortite é cálcica e cristaliza a alta temperatura, enquanto a albite é sódica e cristaliza a baixa temperatura.

Complementos

• As rochas ultramáficas e máficas tendem a ser escuras e densas por serem ricas em ferro e magnésio.

💡 Truque de memória

Anortite cálcica e quente dá lugar à albite sódica e fria.

📊 Tabelas de síntese

Mecanismos de transferência de calor

Diferenciação composicional e reológica