Sistemas e Subsistemas da Terra

Um sistema é qualquer porção delimitada do Universo, constituída por várias partes inter-relacionadas e interdependentes que funcionam como um todo. Os sistemas podem ser classificados em três tipos:

• Sistemas isolados: não efetuam trocas de matéria nem energia com o meio envolvente
• Sistemas fechados: efetuam apenas trocas de energia com o meio envolvente
• Sistemas abertos: efetuam trocas de matéria e energia com o meio envolvente

O planeta Terra é considerado um sistema fechado composto por vários subsistemas abertos que interagem entre si:

• Atmosfera: camada gasosa que envolve a Terra, contendo vapor de água, CO₂, O₂
• Biosfera: todos os seres vivos do planeta
• Geosfera: solo e rochas que formam a estrutura do planeta
• Hidrosfera: toda a água líquida e sólida (gelo) da Terra

💡 Curiosidade: Apesar de a Terra como um todo ser um sistema fechado, os seus subsistemas são abertos, permitindo constantes trocas de matéria e energia entre eles!

Atmosfera e Geosfera

A atmosfera é essencial para a vida na Terra porque:

• Protege-nos dos raios ultravioleta e da queda de meteoritos
• Mantém uma temperatura amena, evitando variações extremas
• Proporciona um efeito de estufa natural, fundamental para a vida

A atmosfera é composta principalmente por nitrogénio (78%), oxigénio (21%) e uma pequena percentagem de outros gases como CO₂, vapor de água e O₃.

A geosfera é caracterizada por diferentes camadas com propriedades químicas e físicas distintas:

• Litosfera: inclui a crusta e parte superior do manto, é sólida e rígida
• Astenosfera: apresenta comportamento plástico, embora sólida
• Manto inferior: sólido e rígido (até 2900 km)
• Núcleo externo: líquido (até 5150 km)
• Núcleo interno: sólido e rígido

🌍 Lembra-te: A composição da geosfera varia desde materiais continentais ricos em silício e alumínio (como o granito) até ao núcleo composto principalmente por ferro e níquel!

Dinamismo da Terra e Hidrosfera

O dinamismo da Terra resulta de duas fontes principais de energia:

1. Energia externa: a energia solar e a força gravítica causam fenómenos à superfície como o ciclo da água e a deposição de sedimentos (geodinâmica externa)

2. Energia interna: o calor interno da Terra é responsável pela geodinâmica interna, provocando a formação de rochas metamórficas e magmáticas, sismos e vulcões

A hidrosfera inclui toda a água existente no planeta nos estados líquido e sólido. Está distribuída da seguinte forma:

• 97% encontra-se nos oceanos (água salgada)
• Apenas 3% é água doce, dividida em:
  • 70% em glaciares e calotes polares
  • 29% em águas subterrâneas
  • 1% em rios, lagos e águas no solo

💧 Sabes que: Apenas uma pequeníssima parte da água do planeta está facilmente acessível para consumo humano, o que torna a água doce um recurso extremamente valioso!

Rochas e Minerais

As rochas são agregados naturais formados por um ou mais minerais. Os minerais, por sua vez, são corpos sólidos, naturais, inorgânicos, cristalinos e de composição bem definida ou variável dentro de certos limites.

As rochas são classificadas de acordo com a sua origem (génese):

• Rochas sedimentares: resultam de processos à superfície como meteorização, erosão, transporte e sedimentação
• Rochas magmáticas: formam-se a partir da solidificação do magma
• Rochas metamórficas: resultam de transformações de rochas já existentes por processos de metamorfismo

As rochas sedimentares são as mais abundantes à superfície terrestre. A sua formação segue um processo chamado sedimentogénese, que ocorre em etapas:

1. Meteorização (alteração das rochas)
2. Erosão (remoção dos materiais)
3. Transporte (pelos agentes erosivos)
4. Sedimentação (deposição dos materiais)
5. Diagénese (transformação dos sedimentos em rochas através de compactação e cimentação)

🔍 Dica de estudo: Para memorizar a ordem da sedimentogénese, pensa em METSD: Meteorização → Erosão → Transporte → Sedimentação → Diagénese!

O Ciclo das Rochas Sedimentares

A formação de rochas sedimentares segue um ciclo detalhado:

1. Meteorização: pode ser química (através de reações químicas) ou física (fragmentação mecânica). É o processo de alteração das rochas expostas à superfície.

2. Erosão: é a remoção dos materiais alterados, podendo ser causada por agentes como o vento (quando a areia bate repetidamente nas rochas).

3. Transporte: os materiais são transportados por agentes como a água e o vento.

4. Sedimentação: ocorre a deposição dos materiais transportados.

5. Diagénese: processos físico-químicos que transformam sedimentos soltos em rochas consolidadas, através de:

   • Compactação: pressão exercida sobre os sedimentos
   • Cimentação: formação de um cimento que une os sedimentos

As rochas sedimentares podem ser consolidadas (como arenito, argilito, siltito) ou não consolidadas (como areia, argila, siltes, balastros).

🧪 Curiosidade: Quanto maior for a distância de transporte dos sedimentos, mais arredondados ficam os fragmentos de rocha!

Tipos de Rochas Sedimentares

As rochas sedimentares classificam-se em três grandes grupos:

1. Rochas Detríticas: formadas por detritos soltos ou agregados

• Incluem argilito, arenito, conglomerado e brecha
• Os conglomerados e brechas resultam da diagénese de balastros
• As brechas têm fragmentos menos arredondados (pouco transporte)
• Os conglomerados têm fragmentos mais arredondados (maior transporte)

2. Rochas Quimiogénicas: formam-se por precipitação de substâncias dissolvidas na água

• Exemplos: calcário, gesso, sal-gema e sílex
• O calcário é composto principalmente por calcite (carbonato de cálcio)

3. Rochas Biogénicas: formadas por seres vivos ou produtos resultantes da sua decomposição

• Incluem calcário biogénico, calcário conquífero e carvão

🪨 Importante para testes: Lembra-te que o mesmo tipo de rocha (como o calcário) pode ter origens diferentes - pode ser quimiogénico quando precipita de soluções ou biogénico quando formado por restos de organismos!

Rochas Magmáticas e Metamórficas

Rochas Magmáticas Resultam da consolidação do magma, com duas possibilidades:

1. Arrefecimento lento (em profundidade):

   • Permite cristalização completa com cristais bem visíveis
   • Textura fanerítica
   • Origina rochas plutónicas ou intrusivas (ex: granito, gabro)

2. Arrefecimento rápido (à superfície):

   • Resulta em cristais pouco visíveis a olho nu
   • Textura afanítica ou vítrea
   • Origina rochas vulcânicas ou extrusivas (ex: basalto, riolito, obsidiana)

Rochas Metamórficas Originam-se em profundidade a partir de rochas já existentes que sofrem transformações mineralógicas e estruturais no estado sólido (recristalização).

Fatores que condicionam o metamorfismo:

• Temperatura: responsável pela recristalização
• Pressão: responsável pela foliação (orientação dos minerais)
• Fluidos circulantes: facilitam as reações químicas

💎 Dica prática: Para lembrar a relação entre rochas originais e metamórficas: granito → gnaisse, argilito → xisto, calcário → mármore!

Tipos de Metamorfismo e Texturas

O metamorfismo pode ser classificado em dois tipos principais:

Metamorfismo de contacto:

• Ocorre na proximidade de uma câmara magmática
• Caracterizado por alta temperatura
• Produz tipicamente rochas com textura não foliada
• Exemplo: corneana

Metamorfismo regional:

• Ocorre em regiões com altas temperaturas e pressões (como limites de placas tectónicas)
• Caracterizado por alta temperatura e pressão
• Pode produzir rochas com textura foliada ou não foliada
• Exemplos: gnaisse (foliado), xisto (foliado), mármore (não foliado)

A pressão pode ser de dois tipos:

• Pressão litostática: aumenta com a profundidade e age em todas as direções
• Pressão dirigida: atua em direções específicas e é responsável pela foliação das rochas

🔄 Conexão importante: Cada tipo de rocha metamórfica "conta a história" da rocha original: o gnaisse resulta do metamorfismo do granito, o xisto do argilito, e o mármore do calcário!

O Ciclo das Rochas e Princípios Geológicos

O ciclo das rochas mostra como os diferentes tipos de rochas se relacionam e transformam:

• Rochas magmáticas podem sofrer sedimentogénese e formar sedimentos
• Sedimentos por diagénese formam rochas sedimentares
• Rochas sedimentares ou magmáticas por metamorfismo formam rochas metamórficas
• Qualquer tipo de rocha por fusão pode transformar-se em magma, que por consolidação forma rochas magmáticas

Os princípios geológicos foram desenvolvidos por cientistas importantes:

George Cuvier (pai da Paleontologia):

• Estudou fósseis e estratos geológicos
• Propôs a existência de catástrofes com intervenção divina

James Hutton (pai da Geologia):

• Desenvolveu o uniformitarismo

Charles Lyell:

• Formalizou os princípios do uniformitarismo

🔎 Conexão histórica: O estudo dos fósseis por Cuvier foi fundamental para entender as extinções em massa e desenvolver a escala do tempo geológico que usamos hoje!

Teorias Geológicas

As grandes teorias sobre as transformações geológicas incluem:

Catastrofismo:

• Defende que as alterações geológicas resultam de grandes catástrofes rápidas e violentas
• Usado para explicar extinções em massa
• Associado inicialmente a George Cuvier

Uniformitarismo (James Hutton):

• Defende que os processos geológicos são lentos e graduais
• Propõe que os processos do presente são idênticos aos do passado
• Estabelece o princípio "o presente é a chave do passado"

Princípios de Charles Lyell:

1. As leis da natureza são constantes no espaço e no tempo
2. Os fenómenos têm as mesmas causas e ocorrências dos que aconteceram no passado
3. As alterações geológicas ocorrem de forma lenta e gradual

Neocatastrofismo:

• Visão moderna que tem por base o uniformitarismo
• Reconhece também a existência de fenómenos repentinos e catastróficos

🧠 Para refletir: A ciência geológica evoluiu de explicações puramente catastróficas para uma visão mais equilibrada que reconhece processos graduais e eventos catastróficos ocasionais. Esta evolução de pensamento mostra como a ciência se aprimora com novas evidências!