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O estudo da origem do universo e da formação dos elementos químicos começa com a cosmologia moderna, cujo principal modelo é a Teoria do Big Bang. Essa teoria afirma que o universo surgiu há cerca de 13,8 bilhões de anos, a partir de um estado extremamente quente e denso, que se expandiu e continua em expansão até hoje. As principais evidências que confirmam essa teoria são o desvio para o vermelho observado nas galáxias, que mostra que elas estão se afastando, e a radiação cósmica de fundo (detectada em 1965 por Penzias e Wilson), que funciona como um “eco” do Big Bang.

Nos primeiros instantes após o Big Bang, a temperatura era tão alta que apenas partículas fundamentais existiam. À medida que o universo se expandia e resfriava, surgiram prótons, nêutrons e elétrons. Logo depois aconteceu a chamada nucleossíntese primordial, responsável pela formação dos núcleos dos elementos mais leves, principalmente hidrogênio (H), hélio (He) e pequenas quantidades de lítio (Li). Essa etapa foi fundamental, pois esses elementos ainda constituem cerca de 98% da matéria visível do universo.

Com o tempo, a gravidade fez com que grandes nuvens de hidrogênio e hélio se aglomerassem, dando origem às primeiras estrelas e galáxias. No interior das estrelas ocorre a nucleossíntese estelar, ou fusão nuclear, processo pelo qual núcleos leves se combinam para formar núcleos mais pesados, liberando enormes quantidades de energia que mantêm as estrelas brilhando. Nas estrelas do porte do Sol, o hidrogênio é transformado em hélio. Já em estrelas muito mais massivas, a fusão avança após a queima do hélio, gerando elementos como carbono, oxigênio, silício e até ferro.

O ferro é um limite para a fusão nuclear, porque sua formação não libera energia suficiente para sustentar a estrela. Quando uma estrela massiva chega a esse estágio, seu núcleo colapsa e ela explode em uma supernova. Nessas explosões ocorre a nucleossíntese explosiva, em que elementos ainda mais pesados, como ouro, chumbo e urânio, são formados. Esse processo envolve tanto reações rápidas de captura de nêutrons (processo r) quanto reações mais lentas (processo s), sendo fundamental para a origem de praticamente todos os elementos da tabela periódica.

Além disso, estudos realizados a partir da década de 1990 mostraram que o universo não apenas continua em expansão, mas que essa expansão está se acelerando. Essa conclusão veio da análise do brilho de supernovas distantes, que estavam mais fracas do que o esperado, indicando que estavam mais longe e, portanto, o universo se expandiu mais rápido do que o previsto. Para explicar esse fenômeno, os cientistas propuseram a existência da energia escura, uma forma de energia que age de maneira contrária à gravidade, acelerando a expansão cósmica. Hoje se estima que cerca de 70% do universo seja composto por energia escura, embora sua natureza ainda seja desconhecida, sendo um dos maiores mistérios da cosmologia atual.

Em resumo, podemos dividir a formação dos elementos em três tipos de nucleossíntese: a primordial, logo após o Big Bang, que gerou os elementos leves (H, He e Li); a estelar, que ocorre no interior das estrelas e produz elementos até o ferro; e a explosiva, nas supernovas, responsável pelos elementos mais pesados. Essa sequência explica como o universo evoluiu desde os primeiros instantes até a complexidade química que conhecemos hoje.

Sites/vídeo sobre o assunto:

https://blogs.oglobo.globo.com/ciencia-matematica/post/origem-dos-elementos-quimicos-da-tabela-periodica.html

https://youtu.be/fzwGZcQ2hGQ?si=Vc25ezYSjsm2TPlg

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A teoria da tectônica global é a que explica como a Terra está sempre em movimento. A crosta terrestre não é inteira, mas sim dividida em grandes placas tectônicas que “flutuam” sobre uma camada mais plástica do manto chamada astenosfera. Quem impulsiona esses movimentos são as correntes de convecção no interior da Terra. É por causa disso que temos terremotos, vulcões, formação de montanhas e mudanças no relevo.

Tudo começou com a hipótese da Deriva Continental, proposta por Wegener em 1912. Ele dizia que os continentes já estiveram unidos em um supercontinente chamado Pangeia e que, com o tempo, se separaram. Para sustentar essa ideia, Wegener apresentou várias provas: o “encaixe” de continentes como a África e a América do Sul, fósseis iguais encontrados em lugares hoje distantes (Glossopteris, Mesossauro, Lystrosaurus), tipos de rochas semelhantes em diferentes continentes, registros de inversões magnéticas no fundo dos oceanos e até indícios de climas antigos, como marcas de geleiras em regiões que hoje são tropicais.

Mais tarde, essa hipótese se transformou na teoria da tectônica de placas, que é o modelo aceito hoje. As placas se movimentam poucos centímetros por ano (medidos com GPS e estudos geológicos), mas esse deslocamento é suficiente para transformar completamente o planeta ao longo de milhões de anos.

Os limites entre as placas são os locais mais ativos:

Divergentes → quando as placas se afastam, abrindo espaço para o magma subir e formar dorsais oceânicas ou riftes em continentes (ex.: Rift Valley Africano).

Convergentes → quando se chocam. Se for oceânica x continental, a oceânica afunda (subducção), gerando montanhas e vulcões (ex.: Andes). Se for oceânica x oceânica, forma-se um arco de ilhas (ex.: Japão). Se for continental x continental, a colisão enruga as rochas e forma grandes montanhas (ex.: Himalaia).

Transformantes → quando deslizam lateralmente, provocando falhas e terremotos (ex.: falha de San Andreas).

Além desses limites, existem os hot spots, que são plumas de magma fixas que “queimam” a crosta, formando cadeias de ilhas vulcânicas como o Havaí.

A estrutura interna da Terra ajuda a entender tudo isso: a crosta (oceânica e continental), o manto (onde estão as correntes de convecção) e o núcleo (externo líquido e interno sólido). As ondas sísmicas P (rápidas e que passam em sólidos e líquidos) e S (mais lentas e que só passam em sólidos) são usadas para estudar essas camadas. Existem também descontinuidades importantes, como a Moho (entre crosta e manto) e a Gutenberg (entre manto e núcleo externo).

Os efeitos mais visíveis dessa dinâmica são os terremotos e o vulcanismo. Eles se concentram nas bordas das placas, principalmente no Círculo de Fogo do Pacífico. No Brasil também há registros de terremotos desde 1724, mas geralmente de baixa intensidade, já que estamos no meio da placa Sul-Americana.

Outro ponto importante é o Ciclo de Wilson, que descreve a abertura e o fechamento de oceanos ao longo do tempo geológico, mostrando que a superfície da Terra está em constante transformação. Esse ciclo parte da ideia de que os continentes não permanecem fixos: eles podem se fragmentar, afastar-se uns dos outros, originar oceanos, e mais tarde voltar a colidir, formando cadeias de montanhas. Isso ocorre pois um continente pode se romper (rifteamento), dando origem a um novo oceano que cresce e atinge sua maturidade (como o Atlântico). Com o tempo, esse oceano começa a se fechar por meio da subducção até que os continentes colidem novamente, formando grandes cadeias montanhosas, como o Himalaia.

Artigos/sites sobre o assunto:

National Geographic Society. Plate Tectonics. Disponível em: https://education.nationalgeographic.org/resource/plate-tectonics-video/.

Marin, J. Veja em vídeo 1 bilhão de anos de deslocamento de placas tectônicas. TecMundo – Ciência, 17 out. 2022. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/252659-veja-1-bilhao-anos-deslocamento-de-placas-tectonicas-video.htm.

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Minerais são substâncias sólidas e naturais que têm uma estrutura interna organizada (cristalina) e uma composição química bem definida. Isso é o que diferencia eles de coisas que parecem minerais mas não são, tipo o vidro (que é amorfo), carvão, pérola e âmbar. Esses não entram na definição porque têm origem orgânica ou não possuem essa organização interna.

Eles podem ser encontrados tanto em materiais soltos, como areia e solo, quanto em rochas consolidadas, que podem ser:

Rochas ígneas: são formadas a partir do resfriamento e da cristalização do magma. Quando esse resfriamento acontece dentro da crosta, temos as rochas plutônicas (como o granito). Quando ocorre na superfície, após uma erupção, formam-se as vulcânicas (como o basalto).

Rochas sedimentares: surgem pela deposição de sedimentos que vieram da erosão e do intemperismo de outras rochas. Esses fragmentos vão se acumulando, sofrem compactação e cimentação, dando origem a rochas como o arenito ou o calcário.

Rochas metamórficas: resultam da transformação de rochas já existentes quando ficam submetidas a altas pressões e temperaturas, mas sem chegar a fundir. Nesse processo, a estrutura mineralógica se reorganiza, formando rochas como o mármore (que vem da calcita) e o gnaisse (derivado do granito).

Existem minerais formados só por um elemento, como o ouro, a prata, o diamante e o enxofre, e outros que são combinações químicas, como o quartzo (SiO₂), a pirita (FeS₂) e a calcita (CaCO₃).

Além disso, os elementos que formam os minerais surgiram nas estrelas, em supernovas, e vieram parar na Terra. Muitos até chegaram por meteoritos. Isso mostra que a formação dos minerais tem uma história cósmica.

Quando eles se formam, o processo começa pela nucleação, que é a união de íons (tipo Na⁺ e Cl⁻). Esses íons vão se organizando em padrões repetitivos, o que chamamos de retículo cristalino. Esse retículo é o que dá forma e características próprias para cada mineral.

Vídeo sobre o assunto:

https://youtu.be/GaJNMvY1mLU?si=DxKkKWRUT1SWTbtz

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Quando precisamos identificar um mineral, a primeira coisa é olhar suas propriedades físicas. A cor é o que mais chama atenção, mas nem sempre é confiável porque pode mudar de acordo com as impurezas. Já o brilho mostra como a luz interage com a superfície: pode ser metálico (como a pirita e a galena) ou não metálico (vítreo como o quartzo, sedoso, graxo, nacarado ou até adamantino, que é o brilho do diamante).

A dureza é medida pela famosa Escala de Mohs, que vai de 1 a 10. O talco fica no nível 1 (super macio) e o diamante no 10 (o mais duro). Outro detalhe é o traço, que é a cor que o mineral deixa ao ser riscado em uma placa de porcelana — muitas vezes é mais confiável que a cor que vemos a olho nu. Também temos a clivagem, que é quando o mineral quebra em planos definidos (como na calcita), e a fratura, que é quando a quebra não segue nenhum padrão (como no quartzo, que tem fratura conchoidal).

O hábito cristalino é basicamente a forma externa que o mineral assume, podendo ser bem formada (euédrico), mais ou menos (subédrico) ou mal definida (anédricos). Além disso, dá pra observar densidade, magnetismo (na magnetita, por exemplo) e até reatividade química, como acontece com a calcita em contato com ácido.

Essas propriedades são explicadas pelo tipo de ligação química dentro do mineral. No sal de cozinha (NaCl), temos ligações iônicas, que são a união de cargas opostas. No diamante, os átomos de carbono se ligam por ligações covalentes super fortes, e é isso que faz dele tão duro. Já nos metais como ouro, prata e cobre, prevalecem as ligações metálicas, com elétrons livres numa “nuvem” que dá brilho e maleabilidade. A grafita é um caso curioso: dentro de cada camada os átomos de carbono estão ligados covalentemente, mas as camadas são mantidas apenas por forças fracas de Van der Waals, por isso ela é macia e serve pra escrever.

Quanto à nomenclatura, quase todo mineral termina em -ita (Cuprita, Tantalita, Tefroíta, Silvita, Silvanita, etc.), enquanto as rochas costumam terminar em -ito (Granito, Sienito, Quartzito).

Sobre a formação e a classificação: os minerais são divididos em grupos, principalmente de acordo com sua composição química. O mais importante é o dos silicatos, que representam cerca de 95% da crosta terrestre. Eles se formam quando o silício e o oxigênio (os dois elementos mais abundantes da crosta) se combinam em diferentes arranjos. Dentro dos silicatos temos: os feldspatos, que são claros e têm clivagem marcada; os minerais máficos, como anfibólio, piroxênio e olivina, que são escuros e comuns em rochas ígneas; o quartzo, que aparece em várias cores e tem fratura característica; e as micas, como a biotita e a moscovita, que se destacam por se partirem em lâminas bem finas.

Além dos silicatos, existem os carbonatos, que resultam da combinação de cátions como cálcio com o ânion CO₃²⁻. O exemplo mais comum é a calcita (CaCO₃). Esses minerais podem se formar em diferentes ambientes, como rochas sedimentares, ambientes marinhos e também em cavernas, onde dão origem a espeleotemas como estalactites e estalagmites.

Vídeo sobre o assunto:

https://youtu.be/JTma-7fu-eA?si=UzNxXB5JpXsLhYip

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As rochas ígneas são muito importantes porque, mesmo representando só uns 15% da superfície exposta, elas formam cerca de 80% do volume da crosta terrestre. As sedimentares ocupam mais espaço visível (75%), mas em volume são só 5%, enquanto as metamórficas ficam em 15%. Isso mostra que, no interior da crosta, as ígneas dominam.

Elas surgem a partir da cristalização do magma.

Quando o resfriamento é interno, ocorre o plutonismo, formando rochas intrusivas (ex.: granito, sienito, diorito).

Quando o magma chega à superfície e resfria rápido, temos o vulcanismo, gerando rochas extrusivas (ex.: basalto, riolito, andesito).

Esses processos acontecem em diferentes contextos geológicos:

Zonas divergentes (dorsais oceânicas, Islândia).

Zonas convergentes (arcos de ilhas, cadeias de montanhas).

Intraplaca (hot spots como Havaí e Yellowstone).

Um aspecto central no estudo das rochas ígneas é a ordem de cristalização dos minerais, explicada pela Série de Bowen. Ela mostra que os minerais não cristalizam todos ao mesmo tempo, mas em sequência, conforme a temperatura do magma vai diminuindo. A série pode ser organizada da seguinte forma:

Altas temperaturas: Olivina → Piroxênio.

Intermediárias: Anfibólio → Biotita.

Baixas temperaturas: Feldspato potássico → Moscovita → Quartzo.

Essa sequência é fundamental porque explica a diferença entre rochas máficas, mais escuras, que se formam primeiro, e rochas félsicas, mais claras, que aparecem por último.

Além disso, os minerais mais comuns nas rochas ígneas são:

Feldspatos (~58%).

Máficos (olivina, piroxênio, anfibólio) (~16%).

Quartzo (~11%).

Micas (~10%).

Seus critérios de classificação são:

1. Composição química

Ácidas (>66% SiO₂).

Intermediárias (52–66%).

Básicas (45–52%).

Ultrabásicas (<45%).

2. Cor

Leucocráticas (claras).

Mesocráticas (intermediárias).

Melanocráticas (escuras).

3. Textura

Afanítica (cristais pequenos, resfriamento rápido – vulcânicas).

Fanerítica (cristais grandes, resfriamento lento – plutônicas).

Porfirítica (cristais grandes em matriz fina).

Além disso, algumas rochas ígneas podem apresentar estruturas específicas, como o alinhamento de minerais durante o fluxo do magma. Em termos de ocorrência, elas aparecem em diversas regiões do mundo, mas no Brasil um exemplo marcante são os derrames basálticos da Bacia do Paraná, considerados um dos maiores eventos vulcânicos da história geológica. No mundo, são comuns em regiões de atividade tectônica (dorsais, arcos de ilhas, hotspots).

Vídeo sobre o assunto:

https://youtu.be/knQ6oBZV5ss?si=AW4EA1UzLMmUUakI

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Aula 5 - mas nos slides está como 7.1 e 7.2

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1. Intemperismo Químico

O intemperismo químico altera os minerais por meio de reações químicas. Isso acontece porque muitos minerais são estáveis apenas no interior da crosta, em altas temperaturas e pressões. Quando chegam à superfície, expostos a água, oxigênio e calor, eles se tornam instáveis e começam a reagir, buscando formas químicas mais estáveis.

A água é o principal agente desse tipo de intemperismo, porque ela dissolve íons, reage com os minerais e rompe ligações químicas. Um bom exemplo é a hidrólise, onde a água se dissocia em H⁺ e OH⁻ e esses íons substituem elementos dentro dos minerais. É assim que um feldspato, por exemplo, pode se transformar em caulinita (um tipo de argila), liberando sílica e íons solúveis na água.

Outro processo importante é a oxidação, que ocorre principalmente em minerais que contêm ferro. Quando o ferro passa de Fe²⁺ para Fe³⁺, formam-se óxidos e hidróxidos como hematita, goethita e limonita, responsáveis por cores vermelhas e amareladas nos solos tropicais. Já a dissolução é comum em rochas calcárias, em que a água ácida (com CO₂) dissolve minerais como calcita, formando dolinas e cavernas.

De modo geral, o intemperismo químico é mais eficiente em regiões úmidas e quentes, onde há abundância de água e temperatura favorável às reações.

2. Intemperismo Biológico

O intemperismo biológico acontece quando organismos vivos interferem na alteração das rochas. Isso inclui plantas, animais, fungos e até micro-organismos que vivem aderidos às superfícies minerais.

As raízes das plantas, por exemplo, penetram pequenas fraturas e, ao crescer, ampliam essas fissuras, ajudando a fragmentar a rocha. Além disso, durante sua respiração e decomposição, liberam CO₂ e ácidos orgânicos, que reagem quimicamente com os minerais, acelerando o intemperismo químico.

Animais como minhocas, tatus, formigas e roedores também desempenham um papel importante ao revolver o solo, aumentando a circulação de água e oxigênio. Já fungos e bactérias formam substâncias chamadas ácidos húmicos, que são muito eficientes em alterar quimicamente os minerais.

Um destaque especial são as micorrizas, associações simbióticas entre fungos e raízes de plantas. Elas aumentam a superfície de absorção e liberam substâncias que dissolvem minerais, extraindo nutrientes diretamente das rochas. Esse processo é fundamental para a formação do horizonte A dos solos — a parte mais fértil, rica em matéria orgânica e minerais.

3. Intemperismo Físico (ou Mecânico)

O intemperismo físico é a simples quebra da rocha em fragmentos menores, sem alteração química dos minerais. Ele ocorre principalmente por variações de temperatura, pressão ou presença de água em estado sólido.

Um dos mecanismos mais conhecidos é a crioclastia, quando a água penetra nas fraturas, congela e expande cerca de 9%, empurrando as paredes da rocha e ampliando as fissuras. Em regiões montanhosas e polares, esse processo pode destruir blocos inteiros ao longo dos anos.

Outro mecanismo é a insolação, comum em desertos, onde a rocha esquenta muito durante o dia e esfria rapidamente à noite. Essa dilatação e contração repetidas enfraquecem os minerais, causando trincas.

Existe também o alívio de pressão: rochas que se formaram a quilômetros de profundidade, quando expostas pela erosão, se expandem e fraturam devido à descompressão. Isso explica estruturas como camadas em forma de “casca de cebola” em granitos.

Além disso, a cristalização de sais em climas áridos pode quebrar rochas. A água evapora e os sais formam cristais dentro das fraturas, expandindo e empurrando os blocos.

Vídeo/site sobre o assunto:

https://education.nationalgeographic.org/resource/resource-library-weathering/

https://youtu.be/BydpYc006Zc?si=JAIuTYpVZWvH7SIB

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As rochas sedimentares são formadas a partir da deposição e transformação de materiais que vêm da desagregação de outras rochas. Esses materiais podem ser fragmentos sólidos, dissolvidos em solução ou ainda restos orgânicos. Eles se acumulam na superfície da Terra, principalmente em ambientes como rios, lagos, desertos, praias e oceanos, onde o processo de sedimentação é constante. Por isso, mesmo representando só uma pequena parte do volume da crosta, elas cobrem a maior parte da superfície do planeta, registrando grande parte da história geológica.

Os sedimentos que dão origem a essas rochas começam a se formar por meio do intemperismo, que pode fragmentar fisicamente as rochas ou alterar seus minerais quimicamente. Depois disso, esses materiais são transportados por agentes como água, vento, gelo e gravidade. Um rio, por exemplo, pode carregar desde partículas finíssimas em suspensão até seixos rolados no fundo. O vento move principalmente grãos de areia, formando dunas. O gelo arrasta grandes blocos de rocha incorporados em geleiras. Cada agente deixa características próprias nos sedimentos — como grau de arredondamento, seleção dos grãos e tipo de estrutura.

Quando o transporte perde energia, o sedimento é depositado. O local da deposição define o ambiente sedimentar, e cada ambiente possui condições específicas que influenciam o tipo de material acumulado. Ambientes continentais, como rios, desertos e lagos, produzem sedimentos bem diferentes dos ambientes marinhos, onde a atuação das ondas, marés e correntes define a textura e a composição dos depósitos. Em mares rasos, por exemplo, é comum a formação de calcários; já em águas profundas predominam sedimentos muito finos, como argilas.

Depois de depositados, os sedimentos começam a se transformar em rocha por processos chamados de litificação. O primeiro passo é a compactação, quando os grãos são pressionados pelo peso de camadas superiores e os espaços vazios diminuem. Em seguida ocorre a cimentação, quando minerais como sílica, calcita ou óxidos de ferro precipitam entre os grãos e funcionam como uma cola natural, unindo tudo. Dependendo do tamanho dos grãos, os nomes das rochas mudam: partículas muito finas formam argilitos e folhelhos; grãos de areia formam arenitos; e fragmentos maiores, como cascalhos, originam conglomerados ou brechas.

Além das rochas formadas por fragmentos, existem também as rochas sedimentares químicas e biogênicas. Elas surgem quando substâncias dissolvidas na água precipitam e se acumulam, ou quando organismos produzem material que se deposita no fundo. Exemplos incluem o calcário, que pode se formar tanto pela precipitação de carbonato quanto pelo acúmulo de conchas e esqueletos, e o carvão, que se origina da compactação de matéria vegetal em ambientes com pouca oxigenação.

O estudo dos sedimentos e das rochas sedimentares é importante porque eles funcionam como um grande arquivo natural. Neles ficam preservadas estruturas que ajudam a reconstruir ambientes antigos, além de fósseis que revelam como eram os organismos que viveram na Terra. Também é a partir dessas rochas que se originam muitos dos solos férteis do planeta e onde se encontram aquíferos, recursos minerais e grandes reservas de petróleo.

Site/artigo sobre o assunto:

https://didatico.igc.usp.br/rochas/sedimentares/

FELIX, A. & HORN FILHO, N. O. 2020. Apostila Sedimentologia. Florianópolis: Edições do Bosque, 177p. (E-ISBN 978-65-991949-8-6).

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O metamorfismo é o processo em que uma rocha se ajusta a novas condições de temperatura e pressão em grandes profundidades, fazendo com que seus minerais e sua estrutura interna se reorganizem, mas sempre permanecendo no estado sólido. Diferente do magmatismo, aqui a rocha não chega a derreter; ela apenas se transforma internamente para se tornar estável nesse novo ambiente. Por isso, muitas vezes ainda é possível enxergar partes da estrutura antiga, como o acamamento de uma rocha sedimentar, só que deformado ou recristalizado.

Essas novas condições podem ser tão intensas que os minerais originais deixam de ser estáveis e são substituídos por minerais metamórficos. Argilas viram micas, micas podem virar granadas ou estaurolitas, e minerais como quartzo, feldspato e calcita podem recristalizar, criando texturas mais compactas e cristais maiores. É essa reorganização que dá às rochas metamórficas suas estruturas típicas, como foliação, brilho sedoso, bandamento ou granulação.

Existem vários tipos de metamorfismo, cada um relacionado a ambientes geológicos diferentes. O metamorfismo regional é o mais comum e acontece quando grandes áreas da crosta sofrem compressão por causa da colisão de placas tectônicas. Nesses locais surgem montanhas e as rochas são fortemente dobradas, estiradas e recristalizadas. Já o metamorfismo de soterramento ocorre quando uma grande pilha de sedimentos afunda dentro de uma bacia, aumentando a pressão e a temperatura de forma gradual, mas sem deformações muito intensas.

Outro tipo importante é o metamorfismo de contato, que acontece quando uma intrusão ígnea muito quente aquece as rochas em volta, criando uma auréola térmica. Como esse processo depende mais do calor do que da pressão, ele não gera deformação, e a rocha típica desse ambiente é o hornfels. Em zonas de falha, o metamorfismo é dinâmico: a fricção e o cisalhamento trituram a rocha, formando cataclasitos e milonitos. Já no fundo dos oceanos, próximo às dorsais, ocorre o metamorfismo hidrotermal, causado pela circulação de água quente que altera quimicamente os basaltos. Há também o metamorfismo de impacto, muito raro, produzido por meteoritos que geram pressões altíssimas em frações de segundo, capazes até de fundir ou vaporizar os minerais.

À medida que as condições de temperatura e pressão aumentam, a rocha passa por diferentes graus de metamorfismo. Em rochas derivadas de sedimentos argilosos, existe uma sequência muito conhecida: primeiro surge a ardósia, depois o filito, seguido pelo xisto e, finalmente, o gnaisse. Cada estágio apresenta minerais e texturas características, desde micas finas e invisíveis até cristais grandes que formam faixas claras e escuras. Se a rocha chega perto da fusão parcial, forma-se o migmatito, que é uma mistura entre rocha metamórfica e ígnea.

As texturas das rochas metamórficas refletem essa evolução. A foliação é o alinhamento dos minerais em planos paralelos, típico das rochas submetidas a pressões dirigidas, como ardósia, filito, xisto e gnaisse. Já as rochas não foliadas, como o mármore e o quartzito, surgem quando os minerais predominantes são granulares e não se alinham, resultando em rochas compactas e homogêneas.

Assim como as rochas ígneas e sedimentares, as metamórficas também influenciam a formação dos solos. A fertilidade dos solos provenientes delas varia muito, principalmente porque depende tanto da rocha original quanto do grau de metamorfismo. Em geral, eles tendem a ser de fertilidade média e com acidez elevada, já que muitos minerais metamórficos são resistentes ao intemperismo. Em regiões como o Paraná, onde partes do embasamento geológico são formadas por gnaisses e xistos, esses solos são comuns e fazem parte da base dos relevos mais antigos do estado.

Artigos/site sobre o assunto:

INFLIBNET Centre. Rocks: Types and Formation Processes. Disponível em: https://ebooks.inflibnet.ac.in/geop11/chapter/rocks-types-and-formation-processes/.

SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL (SGB). Rochas. Disponível em: https://www.sgb.gov.br/rochas.

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Introdução à Geologia do Estado do Paraná: unidades Arqueanas e Proterozóicas

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Introdução à Geologia do Estado do Paraná: unidades Arqueanas e Proterozóicas

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A geologia do Paraná é formada por uma grande variedade de rochas que registram praticamente toda a história da Terra, desde unidades muito antigas, com bilhões de anos, até sedimentos recentes da era Cenozoica. O território do estado pode ser dividido em dois grandes domínios: as rochas muito antigas do embasamento cristalino e a vasta cobertura sedimentar e vulcânica associada à Bacia do Paraná. Essas duas porções juntas moldam tanto o relevo quanto a distribuição dos solos e dos recursos naturais.

O embasamento corresponde às rochas Arqueanas e Proterozoicas, que formam a parte mais antiga da crosta exposta no estado. Ele inclui complexos metamórficos compostos por gnaisses, xistos, anfibolitos, granulitos e também rochas carbonáticas metamorfizadas, como mármores. Essas unidades registram antigos eventos tectônicos e metamórficos que ocorreram quando os primeiros continentes estavam se formando. São rochas muito resistentes e, por isso, constituem áreas de relevo mais acidentado e solo geralmente raso. Entre os grupos mais conhecidos estão o Complexo Serra Negra, o Complexo Atuba, o Complexo Setuva e o Grupo Açungui, que reúnem rochas de graus metamórficos variados, desde baixo até alto grau.

Recobrindo parcialmente esse embasamento está a Bacia do Paraná, uma grande bacia sedimentar intracratônica que se instalou sobre o continente ao longo de centenas de milhões de anos. Essa bacia recebeu sucessivas camadas de sedimentos durante diferentes períodos geológicos, formando grandes grupos e formações que hoje aparecem de maneira ordenada no território paranaense. Inicialmente, foram depositados sedimentos de ambiente marinho e glacial — como os do Grupo Ivaí e de formações como Furnas e Ponta Grossa — que registram antigos mares rasos, deltas e episódios de glaciação. Mais tarde, já em períodos mais secos, surgiram depósitos fluviais, lacustres e desertos associados ao Grupo Itararé, ao Grupo Guatá e ao Grupo Passa Dois.

Após essa longa fase sedimentar, ocorreu um evento marcante: o magmatismo Mesozóico. Grande parte do estado foi coberta pelas lavas da Formação Serra Geral, resultado do derramamento basáltico ligado à separação do Gondwana. Esses derrames originaram as camadas de basalto que hoje compõem o Segundo e o Terceiro Planalto, formando cuestas, colinas onduladas e solos de boa fertilidade, especialmente os latossolos derivados de basalto. Esse magmatismo também gerou diques e intrusões que cortam as unidades mais antigas.

Acima dessas camadas basálticas, já no final do Mesozóico, instalaram-se os depósitos arenosos do Grupo Bauru, que representam antigos desertos e sistemas fluviais entrelaçados. E, por fim, durante o Cenozoico, formaram-se depósitos ainda mais recentes, como aluviões, sedimentos costeiros, rampas coluviais e a Formação Guabirotuba, que ocorre principalmente na região de Curitiba e registra antigos ambientes fluviais e lacustres de clima mais úmido.

Toda essa diversidade de rochas e idades se reflete também no relevo do estado. Os três planaltos — o Primeiro, o Segundo e o Terceiro — acompanham diretamente essa geologia: o Primeiro Planalto é controlado pelo embasamento cristalino; o Segundo Planalto é marcado pelas rochas sedimentares antigas; e o Terceiro Planalto, pelas rochas basálticas da Serra Geral e pela cobertura sedimentar posterior.

Artigos/sites interessantes sobre o assunto:

https://www.iat.pr.gov.br/Pagina/Geologia-do-Parana-Historia-Evolutiva

https://doi.org/10.4025/bolgeogr.v2i2.12276

https://youtu.be/BYI3MUQTuq8?si=fGGJybzuFBWv2pxy

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A hidrogeologia estuda a água subterrânea, que é toda a água que ocupa os espaços vazios das rochas e dos solos abaixo da superfície. Embora a gente veja muito mais rios, lagos e mares, a maior parte da água doce disponível está, na verdade, armazenada no subsolo, preenchendo poros, fissuras e cavidades. Ela faz parte do ciclo hidrológico, que movimenta a água entre oceanos, atmosfera e continentes por meio da evaporação, precipitação e infiltração. Quando a água da chuva infiltra no solo, ela passa primeiro pela zona de aeração, onde ainda existe bastante ar entre os grãos. Mas, conforme desce, chega em um nível onde todos os poros ficam totalmente cheios de água: é a zona saturada, e é nela que se encontra o lençol freático.

As rochas que conseguem armazenar e transmitir água com facilidade são chamadas de aquíferos. Para isso, elas precisam ter porosidade — que são os espaços vazios — e permeabilidade — que é a capacidade de a água circular por esses espaços. Arenitos e conglomerados são ótimos exemplos, porque têm muitos poros conectados, o que permite um fluxo constante. Já rochas muito finas, como argilas, até podem ter muitos poros, mas como eles não se conectam, a permeabilidade é quase nula, impedindo a circulação. Em rochas cristalinas como granitos e gnaisses, os poros são praticamente inexistentes; por isso, elas só funcionam como aquíferos quando possuem muitas fraturas abertas, que servem como canais.

Existem três tipos principais de aquíferos. Os porosos ocorrem em materiais onde a água circula entre grãos soltos ou cimentados, como areias e arenitos. Os fissurais ou fraturados dependem totalmente das rachaduras na rocha para armazenar e conduzir água; isso é comum em basaltos e rochas metamórficas. Já os aquíferos cársticos se formam em rochas carbonáticas, como calcários e mármores, que sofrem dissolução e criam cavernas, condutos e rios subterrâneos, podendo armazenar enormes quantidades de água.

A velocidade com que a água subterrânea migra depende do tipo de material. Em areias soltas, ela pode percorrer cerca de um metro por dia; em arenitos, alguns centímetros; já em argilas, praticamente não se move. Mas em fraturas grandes, o fluxo pode ser extremamente rápido e transportar água por dezenas de metros em poucas horas. Essa diferença mostra como o tipo de rocha interfere totalmente no comportamento de um aquífero e no modo como ele deve ser explorado.

A extração excessiva de água subterrânea pode causar problemas sérios, como a subsidência — quando o terreno afunda porque os espaços antes ocupados pela água se comprimem após o bombeamento. Isso já aconteceu em várias regiões do mundo, como partes da Califórnia e da Cidade do México. Quando o bombeamento é maior que a recarga natural, o aquífero perde sustentação interna e o solo desce, prejudicando construções e a própria capacidade futura do aquífero.

No Brasil, existem grandes sistemas aquíferos, como o Alter do Chão na Amazônia e o Guarani, um dos maiores do mundo, que se estende por vários países da América do Sul. O Guarani funciona principalmente como um aquífero poroso, formado por arenitos extensos que armazenam água em profundidades que podem ultrapassar mil metros. No Paraná, vários tipos de aquíferos coexistem: o cárstico na região de rochas carbonáticas, os aquíferos fraturados associados aos basaltos da Serra Geral e o aquífero Guarani, que aflora em algumas cidades do oeste do estado.

A qualidade da água subterrânea também é um tema importante. Como a água fica muito tempo circulando pelo subsolo, ela pode dissolver minerais presentes nas rochas ou carregar contaminantes infiltrados da superfície, como agrotóxicos, nitratos, metais pesados e até resíduos de medicamentos. Embora a água subterrânea geralmente seja mais protegida que a superficial, ela não está livre de riscos, especialmente em áreas agrícolas e urbanas. Por isso, o monitoramento e o tratamento são essenciais, já que a presença de certos compostos pode causar problemas de saúde e afetar processos celulares, como o aumento do estresse oxidativo ligado ao envelhecimento e a doenças crônicas.

A hidrogeologia também se preocupa com como tratar água de forma segura. Tecnologias como carvão ativado, osmose reversa, ultrafiltração e filtros cerâmicos ajudam a remover desde cloro e pesticidas até metais pesados e microrganismos. Cada técnica tem suas vantagens e limitações, e a escolha depende do tipo de contaminante presente. Em cidades, o tratamento urbano aplica cloro e flúor para garantir segurança microbiológica, mas isso pode gerar subprodutos químicos que também precisam ser controlados.

Artigos interessantes sobre o assunto: https://doi.org/10.3390/w15112066

https://doi.org/10.1007/s43832-025-00276-0