Definições da Geologia e de Geomorfologia

A diversidade de paisagens que caracteriza a superfície terrestre actual é o resultado de um processo de formação, desenvolvimento e evolução bastante longos. Caracterizar e explicar as formas de relevo actuais requer, por isso, que se recue no tempo. A análise da paleogeomorfologia do planeta Terra está intrinsecamente ligada à Geologia. Assim, o estado da morfoestrutura actual pressupõe a consideração de algumas noções básicas de Geologia.

Geologia

A Geologia estuda a Terra sob diversos aspectos: estrutura geral, história, propriedades físicas, composição química, litológica das diferentes partes que a constituem. Para que este estudo se efectue de uma forma completa, a Geologia recorre a outras ciências auxiliares, como a Física, a Química, a Matemática, a Astronomia, a Geografia e a Biologia.

Geomorfologia

A Geomorfologia (do grego “Gea” = Terra, “morphé” = forma e “logos” = tratado, ciência ou estudo) consiste no estudo dos processos que originam e transformam as formas de relevo terrestre. As formas representam a expressão espacial de uma superfície, compondo as várias configurações da paisagem morfológica. É o seu aspecto visível, a sua configuração, que caracteriza o modelado topográfico de uma área. As formas de relevo constituem o objecto de estudo da Geomorfologia.

De acordo com a escala geológica da Terra, há duas classes primordiais de foras de relevo no nosso planeta: formas de relevo resultantes de acção dos agentes da geodinâmica externa ou exógenos (precipitação, vento e erosão, entre outros) e formas de relevo criadas pelas forças actuantes dos agentes da geodinâmica interna ou endógenos (sismos e erupções vulcânicas).

A Geomorfologia identifica, descreve, determina e explica de forma pormenorizada a origem das formas observadas na superfície terrestre.

A Geomorfologia Estrutural estuda a formação do relevo tendo em conta a acção dos agentes internos, donde resultam dobras, falhas, maciços ou bacias sedimentares.

A Geografia Litorânea estuda os processos morfogenéticos resultantes da acção dos rios sobre a paisagem.

A Geomorfologia Climática estuda a influência do clima no modelado do relevo, nomeadamente o ciclo erosivo e o surgimento de inselbergues nas regiões onde predomina a vegetação da savana.

A importância do estudo da Geologia e da Geomorfologia

O estudo da Geografia e da Geomorfologia permite conhecer, analisar e interpretar diversos processos e fenómenos relacionados com a evolução e aproveitamento económico da Terra, com o intuíto de promover o desenvolvimento das sociedades actuais.

A aquisição de conhecimentos geológicos e geomorfologicos permite compreender:

·         Os processos endógenos e exógenos que dão origem às diferentes formas de relevo;

·         As diversificadas formações rochosas que constituem o relevo terrestre;

·         Os dinamismos do manto animal e vegetal;

·         A estrutura, a propriedade física e a composição química dos minerais;

·         Os tipos de jazigos minerais e a sistematização das rochas;

·         As estruturas que compõem a crusta (ou crosta) terrestre, as deformações e as deslocações das rochas e a explicação das suas relações;

·         A morfologia dos fundos oceânicos;

·         A génese e características das águas, tanto subterrânicas como superficiais;

·         O estudo, a avaliação e a exploração económica e sustentável dos jazigos minerais;

·         As técnicas de pesquisa ou prosperarão dos recursos minerais.

Rochas

Conceito e sua classificação

 As formas de relevo terrestre dependem, em grande medida, da natureza do material geológico que constitui a crusta terrestre. Por conseguinte, cada tipo de rocha reage de forma diferente à acção dos agentes erosivos.

As rochas são agregadas de diferentes minerais em proporções variáveis, podendo ser compostas, no entanto, apenas por um único mineral.

Tendo em conta a sua génese, consideram-se três tipos de rochas: rochas magmáticas ou ígneas; rochas sedimentares e rochas metamórficas.

A tabela seguinte ilustra os tipos de rochas existentes, as suas principais características e alguns exemplos.

Rochas	Principais características	Alguns exemplos
Rochas magmáticas ou ígneas	Resultam da subida e consolidação do material (magma) proveniente do interior da Terra, a maior ou menor profundidade. Podem ser plutónicas ou intrusivas e vulcânicas ou extrusivas.	Plutónicas: granito, sienito, gabros, dioritos. Vulcânicas: basalto, riólito, andesito.
Rochas sedimentares	Resultam da acumulação, compactação e cimentação de materiais depositados pelas águas dos rios, dos glaciares, vento e outros provenientes da alteração de outras rochas pré-existentes. Originam-se, por isso, à superfície do planeta.	Calcário, siliciosas, grés, margas, areias, conglomerados, argilas.
Rochas metamórficas	Têm origem na alteração das rochas magmáticas ou sedimentares ou mesmo metamórficas, quando sujeitas a variações de pressões e de temperatura no interior da Terra.	Mármores, micaxistos, ardósias, quartzitos, gnaisses.

                

A estrutura interna da Terra

Os cientistas têm-se deparado com grandes e inúmeros obstáculos nas suas tentativas de dar resposta às várias questões relacionadas com a Terra, entre as quais se destaca a seguinte inquietação: Qual é a constituição interna do nosso planeta?

Se considerarmos que o centro da Terra se encontra a cerca de 6371 km da superfície terrestre e que a profundidade máxima alcançada ainda não foi além de uns modestos 12 km, conclui-se que o ser humano apenas tomou contacto com a película superficial do planeta que habita.

Apesar das grandes dificuldades com que os cientistas se têm debatido, o conhecimento do interior da Terra tem registado progressos assinaláveis, graças à utilização, de forma incessante, de métodos de investigação muito diversificados, uns directos e outros indirectos.

Métodos directos

A observação, junto à superfície, de materiais oriundos de zonas mais ou menos profundas, erguidos pelos movimentos tectónicos e posteriormente descobertos pela erosão e outros transportados para a superfície, ou para perto dela, através de erupções vulcânicas, tem fornecido informações deveras interessantes.

Embora de forma limitada, face à pequena profundidade alcançada, as sondagens, realizadas atreves de perfurações, têm igualmente permitido obter informações determinantes para o conhecimento mais pormenorizado do interior do nosso planeta.

Métodos indirectos

Sem menosprezar os métodos de pesquisa directos, são, no entanto, os métodos de investigação indirectos que mais têm contribuído para a formulação de hipóteses sobre a constituição interna do globo terrestre. As hipóteses formuladas até ao momento baseiam-se, fundamentalmente, na contribuição:

·         Da Sismologia;

·         Das anomalias gravimétricas;

·         Da variação da intensidade com a profundidade;

·         Das variações térmicas em profundidade;

·         Do magnetismo terrestre;

·         Dos meteóricos.

As grandes zonas constituintes da Terra ou estrutura interna da Terra

Os diversos métodos de investigação utilizados, com especial relevância para o método sismológico, permitiram conceber um modelo de constituição interna da Terra que, à luz do estado actual dos conhecimentos científicos, é hoje universalmente aceite.

De acordo com este modelo, a Terra é composta por três grandes zonas concêntricas, nomeadamente: crusta, manto e núcleo.

Porém, é importante realçar que estas camadas são separadas por grandes superfícies de descontinuidade, igualmente concêntrica, que constituem a base da divisão do globo terrestre naquelas zonas.

A crusta terrestre

A crusta é a primeira zona externa do Globo terrestre, aquela cuja superfície está submetida à acção dos múltiplos agentes erosivos que, lenta mas continuamente, alteram a sua fisionomia. A sua espessura varia de 30 e 40 km nos continentes e entre 6 e 7 km nos fundos oceânicos. A sua densidade oscila entre 2,6 g/cm³ e 3,1 g/cm³, sendo maior sob os oceanos do que sob os continentes.

A base da crusta caracteriza-se pela refracção e por um aumento brusco da velocidade das ondas sísmicas, o que revela a existência de uma importante descontinuidade, conhecida como descontinuidade de Mohorovicic ou, simplesmente, de Moho, que separa a crusta do manto.

Devido às características que a diferenciam, torna-se imperioso distinguir a crusta continental da oceânica.

A crusta continental apresenta duas camadas distintas sobrepostas, separadas por uma superfície de descontinuidade pouco nítida – descontinuidade de Conrad: a externa é designada por crusta continental superior e a interna, por crusta continental inferior. Não obstante a sua grande heterogeneidade, geologicamente, a crusta continental superior é constituída essencialmente por rochas graníticas. Como os principais elementos mineralógicos que compõem a crusta continental superior são, basicamente, o silício (Si) e o alumínio (Al), que compõem as rochas graníticas, a camada superior é conhecida por SIAL.

A crusta oceânica, bastante densa, é constituída sobretudo por rochas basálticas e, por essa razão, designa-se por camada basáltica. Os seus componentes principais são os (Si) e o magnésio (Ma), de onde deriva o termo SIMA.

O manto

Com cerca de 82% do volume do Globo a cerca de 68% da sua massa, o manto constitui uma zona espessa, que se estende da base da crusta – descontinuidade de Moho – até uma profundidade aproximada de 2900 km, onde se separa do núcleo devido à descontinuidade de Gutemberg.

Tomando em linha de conta a sua densidade, outras características dos materiais e as variações da velocidade das ondas sísmicas, considera-se que o manto está dividido em duas subzonas: manto superior e manto inferior.

O manto superior vai desde a descontinuidade de Moho até aos 700 km de profundidade e o manto inferior inicia-se a cerca de 700 km de profundidade e vai até ao limite externo do núcleo. Estas duas zonas encontram-se separadas pela descontinuidade de Repetti.

Julga-se que o manto é constituído por rochas ultrabásicas (rochas ricas em ferro e magnésio e pobres em silício). A densidade aumenta com relativa rapidez no manto superior e lentamente no inferior, passando de 3,1 g/cm³ na base da crusta para 5,5 g/cm³ na zona de contacto com o núcleo. Nos primeiros 100 km, o manto é bastante rígido, constituindo, em conjunto com a crusta terrestre, a zona designada por litosfera. Contrariamente, entre os 100 e os 300 km, intercala-se uma zona onde o gradiente térmico dos materiais se aproxima muito do seu ponto de fusão (atingido quando a sua pressão é mais baixa). Por isso, nesta zona, os materiais encontram-se parcialmente fundidos e são dotados de uma certa mobilidade.

O núcleo

Localizado abaixo dos 2900 km, onde se separa do manto pela já referida descontinuidade de Gutemberg, o núcleo constitui a zona central do nosso planeta, correspondendo-lhe 16,4% do volume e 31,6% da massa da Terra. Desde há muito que se considera que o núcleo é composto essencialmente pelos elementos químicos ferro (Fe) e níquel (Ni), o que lhe valeu a designação de NIFE, com maior predominância do primeiro, hipótese que é corroborado pela existência do campo magnético terrestre e pela composição os meteoritos.

A densidade do núcleo aumenta bruscamente na sua parte superior, passando de 5,5 na base do manto para mais de 10 g/cm³ na sua zona periférica, a partir do qual continua a aumentar, embora lentamente, até ao centro da Terra.

Apesar disso, a densidade do núcleo é considerada bastante baixa. Se tomarmos em consideração a sua composição ferroniquilina e as altas pressões a que está submetido, julga-se que este contém igualmente elementos mais leves, como sulfuretos, carbonetos e silício.

O meio líquido ou viscoso ou viscoso constitui um sério obstáculo à propagação de ondas sísmicas, provocando o desaparecimento de umas e a diminuição de velocidade de outras. Estas discrepâncias permitem subdividir o núcleo em duas zonas: o núcleo externo e o núcleo interno.

O núcleo externo encontra-se no estado líquido, enquanto o núcleo interno se encontra no estados sólido e estão separados por uma superfície que se denomina descontinuidade de Lehmann.

É, contudo, no núcleo externo que se gera o campo magnético terrestre, por interacção das correntes de circulação da liga fluida ferroniquélica  e das correntes eléctricas.

Litosfera

É constituída pela crusta terrestre (continental e oceânica) e por uma parte do manto superior, actuando como uma unidade rígida. Tem uma espessura de aproximadamente 100 km. É composta por um mosaico de placas rígidas móveis – as placas litosféricas.

Astenosfera

A astenosfera é uma zona plástica que varia entre 70 e 150 km (oceanos) ou entre 300 e 850 km (continentes). É constituída por rochas em fusão e encontra-se posicionada entre a dura litosfera e a zona rígida do manto superior. A sua existência é demonstrada pelo decréscimo da velocidade de propagação das ondas sísmicas.

Esta espessa camada é também caracterizada pela existência de movimentos de convecçao, cuja origem provável se deve às diferenças de temperatura e de densidade dos materiais que a compõem.

Equilíbrio isostático e anomalias de gravidade

Estudos científicos comprovam que porções mais ou menos extensas da crusta terrestre estão sujeitas a movimentos verticais, muito lentos, ascendentes e descendentes. São exemplos disso os maciços da Escandinávia e da Finlândia, que se elevam cerca de um metro por século, e as ilhas rochosas correspondentes a protuberâncias, antes submersas, da plataforma continental, que emergiram em torno das costas setentrionais da baía de Hudson, no Canadá.

Estes e muitos outros factos levaram os cientistas a supor que a litosfera não se comporta como uma zona absolutamente estática, homogénea e contínua. Assim, surgiu o conceito de isostasia – equilíbrio isostático - , termo proposto por Dutton, em 1889, para designar precisamente o estado de equilíbrio entre os extensos blocos da crosta terrestre, que se elevam e afundam a níveis diferentes, de acordo com a sua densidade e com a densidade do substrato viscoso que os suporta e no qual mergulham mais ou menos profundamente.

O equilíbrio isostático implica a existência de um nível de profundidade mínima onde a pressão, devido ao peso dos materiais subjacentes, se iguala à superfície de compensação isostática.

O equilíbrio isostático está intimamente ligado às anomalias de gravidade da superfície terrestre. A topografia, a não esfericidade absoluta da Terra, a densidade dos materiais, tanto à superfície como em profundidade, influenciam a gravidade (força de atracção para o centro da Terra). Para comparar a gravidade de diversos pontos à superfície terrestre é necessário introduzir correcções relativas a determinados parâmetros (altitude, latitude, etc.), pois seria de esperar que esta fosse igual em todo o globo. A estas diferenças chamam-se anomalias de gravidade. Acima de zero são positivas e abaixo de zero são negativas. Nos continentes encontram-se anomalias negativas e nos oceanos, anomalias positivas.