Estudo do Interior da Terra e Vulcanismo 

 

Métodos para o estudo do interior da terra

Métodos Diretos

Os métodos diretos permitem-nos conhecer a parte mis superficial do interior da Terra de uma forma direta.

O vulcanismo, a tectónica, os afloramentos, as minas e as sondagens fazem parte destes métodos. 

 

Vulcanismo -  podemos conhecer o interior da Terra até aos 200 km através da observação de materiais vulcânicos.

O magma (que se encontra na astenosfera) não corresponde exatamente ao que se observa nos materiais vulcânicos, os vulcanólogos podem aferir o que se passa no interior.

Material ao ascender pela chaminé vulcância arrasta consigo porções de materiais interiores, designados de xenólitos.

 

Tectónica - através da observação das deformações causadas pela tectónica, podemos aceder aos materiais existentes no interior.

 

Afloramentos- A observação direta das rochas à superfície que por processo do ciclo petrológico ascenderam.

 

Minas e pedreiras de céu aberto - exploração das minas e pedreiras fornecem-nos dados até aos 4 km de profundidade.

 

Sondagens - um rescurso dispendioso mas que nos dão informaçõesn até aos 12 km de profundidade.

 

A erosão- é um processo importante pois mete a descoberto as rochas interiores sendo possível estudá-las. 

 

Métodos Indiretos:

 

Nestes métodos afere-se o que se passa no interior da terra. A observação direta é possível até aos 12 km, os métodos indiretos permitem-nos conhecer os restantes através:

 

• Da geofisíca (Ondas sísmicas, gravimetria, geotermia, geomagnetismo)

• Da Astronomia (meteoritos).

 

ONDAS SÍSMICAS:

Propagação de ondas sismicas e a sua velocidade refletaem diferentes estados fisícos e composições diferentes no interior da Terra.

Através da sismologia determinamos profundidades a que se encontram as camadas e em que estado fisíco dos materiais que as ondas sismicas atravessam.

 

GRAVIMETRIA:

Força gravítica é variável de local para local. Existem anomalias gravimétricas que nos indicam materiais mais ou menos densos no interior da crosta.

 

DENSIDADE: 

A massa volúmica da terra é 5.5g/cm^3 

Rochas superficiais são menos densas que as do interior e podemos concluir isso pois a dendidade das rochas superficiais é de 2,8g/cm^3.

 

GEOMAGNETISMO:

A Terra apresenta um campo magnético que é da responsabilidade do núcleo (ferro e níquel).

As lavas basálticas ricas em ferro (magnetite) quando consolidam os seus minerais magnéticos cristalizam com a orientação do campo magnético da Terra na altura da sua formação.

Com o estudo do paleomagnetismo têm-se verificado que o campo magnético da Terra tem-se alterado.

 

Polaridade normal - campo magnético atual 

Polaridade inversa - campo magnético antigo 

 

GEOTERMIA: 

Há medida que caminhamos no interior da Terra, através de métodos diretos, a Terra aumenta a sua temperatura 1ºC de 33 a 34 metros, a este grau chama-se grau geotérmico.

Ou seja o gradiente geotérmico é a variação de temperatura com a profundidade.

 

 

ASTRONOMIA:

É de esperar que todos os astros do sistema solar tenham uma composição semelhante.

Quando um meteorito embate na superfície terrestre é analisada a sua composição, e através dela podemos aferir a composição do interior da terra.

Além disso, através dos satélites podemos saber a forma volume e área da Terra.

 

 

 

VULCANISMO:

Os vulcões, como sabes, resultam da ascensão do magma em profundidade. Classificam-se em relação ao formato da sua conduta, ou chaminé vulcânica e da cratera em: Vulcanismo do tipo fissural, característico do rifte em que a chaminé e a cratera são fissuras e Vulcanismo do tipo central se a chaminé é tubular e a cratera circular.

O magma forma-se na astenosfera e ascende porque é menos denso que as rochas, acumulando-se em reservatórios a que se dá o nem de bolsas ou câmaras magmáticas. Se por alguma razão (injeção de mais magma vindo das astenosfera para a câmara, por exemplo), o magma retido sofrer um aumento de pressão, o magma sobe pelas fendas das rochas e irá constituir um vulcão.

 

Os vulcões classificam-se em relação ao formato da sua conduta/chaminé vulcânica e da cratera em:
- Vulcanismo do tipo fissural, característico do tipo do rifte em que a chaminé e a cratera são fissuras.
- Vulcanismo do tipo central, se a chaminé é tubular e a cratera circular.

 

Relembra:

A estrutura do vulcão é constituída:

 

Câmara magmática- reservatório de magma na litosfera.

 

Chaminé vulcânica - Conduta tubular, no vulcanismo central e em fenda no vulcanismo fissural, que trás o magma que se transforma em lava por perda de temperatura e de gases, para a superfície.

 

Cratera vulcânica - Local por onde os materiais vulcânicos saem à superfície, que no caso do vulcanismo central tem forma circular e no fissural de fenda.

 

Cone vulcânico - estrutura que resulta da acumulação dos materiais de várias erupções. No vulcanismo do tipo central é comum ter forma cónica mas nem sempre é assim.

Podem haver fendas que se abram nos flancos dos cones e constituem a estrutura secundária ou adventícia (chaminés secundárias, crateras secundárias e cones vulcânicos secundários) de uma mesma câmara magmática.

 

Caldeiras vulcânicas - Após a uma grande erupção, a projecção dos materiais vulcânicos a chaminé fica vazia e dá-se o colapso da cratera, originado uma depressão de grandes dimensões, podem encher de águas da chuva.

 

Agulha vulcânica ou domo- resultam de acumulação de lava muito viscosa que entope a cratera, são estruturas frágeis que desaparecem quando o gás acumulado por baixo da agulha sai e a faz "explodir". Nesta altura pode formar uma nuvem ardente que é o aspecto mais destruidor de uma atividade vulcânica. São formadas por gases e partículas de lava minúsculas e são projetadas a altas velocidade e temperaturas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tipos de lava

As atividades vulcânicas dependem essencialmente da composição química da lava. Todas as lavas são constituídas por produtos silicatados a maior ou menor quantidade de sílica na lava distinguem-nas em: 

 

Lavas ácidas (grande teor de sílica - 70%): São viscosas e ricas em gases que têm dificuldade em libertar-se. A temperatura das lavas ácidas é baixa, situando-se entre os 800 e os 1000ºC. O movimento é muito lento, quase impercetível. Por serem viscosas formam:

                                         - domas ou cúpulas: estruturas arredondadas resultantes da solidificação de lavas viscosas dentro da própria cratera.
                                          - nuvens ardentes: massas de gases e cinzas incandescentes expelidas nas erupções vulcânicas explosivas.
                                         - agulhas vulcânicas: formações vulcânicas resultantes da consolidação de lavas muito viscosas, dentro da chaminé vulcânica.

Lavas básicas (menor quantidade de sílica - 45 a 50%): São fluídas e pobres em gases, que se libertam com facilidade. A temperatura é elevada, situando-se entre os 1100 e os 1200ºC e normalmente não ultrapassam os 10 a 30 metros por hora. Por serem fluídas originam:
                                         - lavas encordoadas ou pahoehoe (significa macio), que após a solidificação dão origem a superfícies lisas ou com aspeto semelhante a cordas.
                                         - lavas escoriáceas ou aa (significa pedregosa ou queimar), cuja solidificação origina superfícies ásperas irregulares e formadas por fragmentos porosos (lavas avançam à velocidade de 5 a 50 metros por hora).
                                         - lavas em almofada ou pillow lavas, que se formam nas erupções subaquáticas marinhas e que originam, após a solidificação, massas arredondadas, semelhantes a almofadas, revestidas por uma película de vidro vulcânico.

Lavas intermédias (teor de sílica entre 50 e 70%,): características intermédias entre as ácidas e as básicas.

 

Tipos de erupção

As erupções podem ser explosivas e efusivas, estas dependem do tipo de lava

 

Erupções efusivas: As lavas são básicas, formam longas escoadas de lava, formando piroclastos de grande dimensão (lapilli e bombas vulcânicas), fazendo cones vulcânicos baixos e largos. As escoadas pahoehoe, de grande fluidez, têm a superfície contínua, lisa ou ligeiramente ondulada, podendo lembrar cordas - lavas encordoadas. As lavas escoriáceasou aa, menos fluídas, formam superfícies muito irregulares, espinhosas, com fragmentos soltos, tanto no topo como na base da escoada, o que se relaciona com uma rápida libertação de gases, As lavas em blocos são compostas por blocos de lava, geralmente regulares, maciços e de superfícies lisas, tendo a frente da escoada uma espessura de dezenas de metros. Quando as escoadas são submarinas, o arrefecimento da lava é controlado pelo contacto com a água, daí resultando as chamadas pillow lavas. A forma rápida como se dá a solidificação da lava, nessas condições, origina vidros vulcânicos.

Erupções explosivas: devem-se à expansão dos gases magmáticos, quando chegam à superfície, caracterizam-se pela projeção de fragmentos de lava e de rochas preexistentes envolvidas nas explosões - piroclastos ou tefra - que podem ser projetados em altitude ou deslocar-se ao longo das encostas sob a forma de corrente ou escoada piroclástica ou nuvem ardente e que se classificam conforme a sua dimensão em:
                                         - cinzas, inferiores a 2 milímetros;
                                         - lapilli, entre os 2 e os 64 milímetros;
                                         - bombas vulcânicas, superiores a 64 milímetros.
A fluidez das lavas, que é maior nas lavas basálticas, facilita a libertação dos gases e reduz a explosividade das erupções; quando a lava é mais fluída, escoa mais facilmente e percorrem maiores distâncias, não se acumulando assim em altura, sendo os cones mais baixos e com vertentes pouco inclinadas.
Os ignimbritos são rochas formadas por acumulações ricas em pedras-pomes a partir de correntes piroclásticas.
Os tufos vulcânicos são rochas de aspeto estratificado, formados por acumulação de depósitos de cinzas e lapilli.
Em torno da chaminé vulcânica é frequente encontrarem-se brechas vulcânicas, formadas por fragmentos angulosos das paredes da chaminé (rochas encaixantes).
A maior parte das rochas vulcânicas é de natureza basáltica.

 

    Vulcanismo antigo era uma associação entre vulcanismo efusivo e explosivo.
 

Vulcanismo secundário/atenuado/residual
Este tipo de vulcanismo está associado a câmaras magmáticas ativas (significando que contêm magma). As águas superficiais infiltram e atingem as rochas aquecidas e a água passa a vapor e sobe. Alguns gases libertados pelo vulcanismo secundário podem provir dos gases libertados pelo magma mas a maioria está relacionada com as águas superficiais.
Existem 3 tipos de atividades deste tipo de vulcanismo: fumarolas, géiseres e nascentes termais.

 

A atividade fumarólica, muito característica das regiões vulcânicas, consiste em emissões de gases de origem magmática, misturados com vapor de água que ocorrem à superfície. Este vapor também se pode libertar do magma mas é, fundamentalmente, resultante do aquecimento de águas superfíciais infiltradas nas rochas. Os diversos tipos de emissões fumarólicas classificam-se em função da sua composição e da sua temperatura, distinguindo-se as fumarolas (vapor de água e ácido clorídico) , as sulfataras (vapor de água e compostos de enxofre) e as mofetas (vapor de água e compostos de carbono).

Os géiseres são erupções periódicas de água quente e vapor, causadas pelo aquecimento da água que se encontra sob pressão do vapor e o reservatório esvazia, o géiser interrompe a sua atividade, até que as cavidade e fraturas sejam, novamente, preenchidas por água subterrânea e o processo se repita.

 

As nascentes termais também são características de regiões vulcânicas (água rica em sais minerais).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vulcanismo interplacas:
A distribuição global do vulcanismo está relacionada com a tectónica de placas. Cerca de 80% do vulcanismo está associado às zonas onde convergem as placas, 15% nas de divergência e os restantes 5% a zonas no interior de placas. Principais zonas:
                                         - Anel de Fogo do Pacífico, nas margens do oceano pacífico, associado a fossas oceânicas do domínio oceânico, como as fossas das Marianas no Japão, ou no domínio continental como nos Andes,
                                         - Alinhamento Euroasiático (vulcões italianos).
                                         - Grande Vale do Rifte do Leste Americano (vulcões do Quénia e Tanzânia)
                                         - Dorsais medio-oceânicas (responsáveis pela grande parte do vulcanismo submarino).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vulcanismo intraplacas:
Este tipo de vulcanismo é gerado pelos hot spots/pontos quentes, que são plumas mantélicas capazes de atravessas a litosfera que ascendem e formam vulcões. Se uma dada placa é muito móvel, como é o caso da pacífica, tende a formar-se uma série de vulcões alinhados tanto mais jovens e ativos quanto mais próximos do ponto quente que lhes deu origem. Se, pelo contrário, o ponto quente está localizado numa placa pouco móvel, os produtos da atividade vulcânica tendem a acumular-se à sua volta, originando grandes vulcões isolados. É assim que se explica a formação de imponentes vulcões, como o Quilimanjaro. A maioria dos pontos quentes situa-se no interior de placas tectónicas,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Minimização de riscos vulcânicos - previsão e prevenção

Vulcanismo em Portugal
O Arquipélago dos Açores mantém o seu vulcanismo ativo, as ilhas em que há maior probabilidade de ocorrer uma erupção são as ilhas do Pico, Graciosa, São Jorge, Faial, São Miguel e Terceira, as que têm menor probabilidade são Santa Maria, Flores e Corvo.
Na Madeira, a última manifestação de vulcanismo ocorreu há cerca de 6 mil anos.

Riscos vulcânicos
Estima-se que existam cerca de 550 vulcões ativos acima do mar, na Terra, dos quais 2/3 se situam no Anel de Fogo do Pacífico. Foi criada uma escala comparativa entre diferentes erupções vulcânicas - Índice de Explosividade Vulcânica, que considera diversos fatores, como a altura da coluna eruptiva, o volume do material emitido e a duração da emissão.
Quando um vulcão entra em atividade, há uma série de sinais que emite e que permitem aos vulcanólogos avaliar o risco de erupção:
                                         - a temperatura da superfície aumenta.
                                         - pode haver libertação de gases e pequenos sismos que são indicadores da ocorrência de um episódio vulcânico.
Os maiores riscos para as populações são as erupções explosivas, devido à viscosidade da lava podem-se gerar nuvens ardentes que dizimam tudo à sua passagem sendo projetadas a grandes velocidades e temperaturas e sendo impossível prever para que lado se deslocam.
Os gases emitidos pelos vulcões, principalmente o CO2, por ser mais denso que o ar, pode deslocar-se para as zonas mais baixas e ser letal para as populações. Outros gases são o vapor de água, compostos de enxofre e ácido fluorídico.
Os lahares ou torrentes de lama vulcânica são correntes de lama formadas pela mistura de água da chuva, lagos ou degelo do cume da cratera e pelas cinzas vulcânicas emitidas pelo vulcão, e que devastam tudo à sua passagem pois são muito densas.
Nas ilhas vulcânicas podem ocorrer tsunamis, pois o material ao ascender provoca sismos.

Minimização do risco vulcânico:
A minimização do risco vulcânico passa pela previsão das erupções, que pode ser feita através de:
                                         - da história eruptiva dos vulcões, isto é, com base no conhecimento de quando existiram erupções e das suas características.
                                         - da vigilância dos vulcões, recorrendo a uma série de técnicas e equipamentos. A vigilância dos vulcões passa pela identificação de uma séria de sinais precursores de uma erupção no sentido de saber quando é que vai acontecer. Essa informação provém de:
alterações na topografia, na sismicidade, nas quantidades e/ou tipo de gases emitidos pelo vulcão, de temperatura e na movimentação de água subterrâneas.