TEIXEIRA, Wilson et aI. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2001.
UNIVERSO
As estrelas se agrupam em galáxias, cujas dimensões são da ordem de 100.000 anos-luz (distância percorrida à velocidade da luz, 300 mil km/s, durante um ano). Dois exemplos comuns de galáxias são o tipo elíptico e o tipo espiral. Entre as descobertas que vêm sendo alvo de estudos rádio-astronômicos estão os quasares, objetos peculiares, com dimensão semelhante à do nosso Sistema Solar, mas contendo imensa quantidade de energia e brilhando com extrema intensidade. As galáxias podem conter enormes espaços interestelares de baixa densidade, mas também regiôes de densidade extrema. Os assim chamados buracos negros podem sugar qualquer matéria das proximidades, em virtude de sua gigantesca energia gravitacional. Nem mesmo a luz consegue escapar.
A Via Láctea é também uma galáxia do tipo espiral, sendo que o Sol está situado num de seus braços periféricos. Nosso sol é uma estrela de média grandeza. Possivelmente, permanecerá nesta fase por outros tantos bilhôes de anos, antes de evoluir para as fases de gigante vermelha, anã branca, e, finalmente, anã negra. Os demais corpos que pertencem ao Sistema Solar (planetas, satélites, asteróides, cometas, além de poeira e gás) formaram-se ao mesmo tempo em que se formou sua estrela central.
Meteoritos são fragmentos de matéria sólida provenientes do espaço. A imensa maioria, de tamanho diminuto, é destruida e volatilizada pelo atrito quando ingressa na atmosfera da Terra.
A Terra apresenta uma atmosfera formada por emanações gasosas durante toda
a história do planeta, constituídas principalmente por nitrogênio, oxigênio e argônio. A temperatura de sua superficie é suficientemente baixa para permitir a existência de água liquida, bem como de vapor de água na atmosfera, responsável pelo efeito estufa, regulador da temperatura, que permite a existência da biosfera.
Júpiter, Satumo, Urano e Netuno, são muito diferentes dos planetas descritos até aqui e correspondem a enormes esferas de gás comprimido, de baixa densidade. Júpiter e Satumo são gigantes gasosos, formados principalmente por H e
He, enquanto Urano e Netuno possuem cerca de 10 a 20% desses elementos, mas suas massas compreendem também sólidos, induindo gelo e materiais r0chosos.
Entre as órbitas de Marte e Júpiter ocorre o cinturão de asteróides, constituido de incontáveis corpos planetários de tamanhos diversos. A grande maioria dos meteoritos que continuamente caem na superfície da Terra provém desse cinturão. Os cometas são constituidos predominantemente por material gasoso, que representa a matéria primordial da nebulosa solar.
MINERAIS E ROCHAS
Minerais são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites, cristalizados e formados naturalmente por meio de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em corpos extraterrestres. Cada tipo de mineral, tal como o quartzo (Si02), constitui uma espécie mineral. O termo rocha é usado para descrever uma associação de minerais que, por diferentes motivos geológicos, acabam ficando intimamente unidos. Já o termo minério é utilizado apenas quando o mineral ou a rocha apresentar uma importância econômica. A grande maioria dos minerais, entretanto, é formada por compostos químicos que resultam da combinação de diferentes elementos químicos.
As rochas ígneas ou magmáticas resultam do resfriamento de material rochoso fundido, chamado magma. Quando o resfriamento ocorrer no interior do globo terrestre, a rocha resultante será do tipo ígnea intrusiva. Se o magma conseguir chegar à superfície, a rocha será do tipo ígnea extrusiva, também chamada de vulcânica. A rocha vulcânica mais abundante é o basalto. O granito é a rocha ígnea intrusiva mais abundante na cros~ terrestre.
Parte das rochas sedimentares é formada a partir da compactação e/ou cimentação de fragmentos produzidos pela ação dos agentes de intemperismo e pedogênese. Para que se forme uma rocha sedimentar, é necessário, portanto, que exista uma rocha anterior, que pode ser ígnea, metamórfica ou mesmo outra, sedimentar.
As rochas metamórficas resultam da transformação de uma rocha preexistente (protólito) no estado sólido. O processo geológico de transformação se dá por aumento de pressão e/ou temperatura sobre a rocha preexistente, sem que o ponto de fusão dos seus minerais seja atingido.
O ciclo das rochas: as atuais rochas ígneas superficiais da Terra estão sofrendo o constante ataque dos agentes intempéricos. A água corrente, os ventos ou o
gelo redistribuem o material fragmentar através da superfície, depositando como sedimentos, incoesos no início, que se transformam em rochas sedimentares. As rochas sedimentares, por sua vez, por aumento de pressão e temperatura, gerarão as rochas metamórficas. Ao aumentar a pressão e, especialmente, a tempe ratura, em determinado ponto ocorrerá a fusão parcial e novamente a possibilidade de formação de uma nova rocha ígnea, dando inicio a um novo ciclo. Com o lento movimento das placas litosféricas, da ordem de alguns centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas. As tensões acumuladas podem ser compreensivas ou distensivas, dependendo da direção de movimentação relativa entre as placas, como veremos adiante. Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre uma ruptura: o movimento repentino entre os blocos de cada lado da ruptura gera vibrações, que se propagam em todas as direções. O plano de ruptura forma o que se chama de falha geológica. Os terremotos podem ocorrer no contato entre duas placas litosféricas (caso mais freqüente) ou no interior de uma delas, sem que a ruptura atinja a superfície. O ponto onde se inicia a ruptura e a liberação das tensões acumuladas é chamado de hipocentro ou foco. Sua projeção na superficie é o epicentro.
ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
A primeira camada superficial é a crosta, com espessura variando de 25 a 50 km nos continentes e de 5 a 10 km nos oceanos. Abaixo da crosta, temos o manto, e logo abaixo, é o núdeo da Terra. Dentro do núcleo, existe um caroço central (núdeo interno).
A crosta terrestre: dentre as rochas expostas na superficie dos continentes, encontram-se desde as rochas sedimentares, pouco ou não deformadas, até as rochas metamórficas, que foram submetidas a condições de temperatura e pressão correspondentes às da crosta intermediária ou profunda, a mais de 20 km. O manto é uma camada em estado pastoso, situada um pouco abaixo da litosfera. As rochas nele presentes são, com maior probabilidade, o peridotito (oIivina + piroxênio) ou edogito (granada + piroxênio). O núcleo é composto predominantemente por uma liga metálica de ferro e níquel, hipótese corroborada pela planetologia comparada e pelo estudo de meteoritos. O núcleo intemo, sólido, deve ser composto pela liga femo-níquet, uma vez que sua densidade corresponde à densidade calculada. O núcleo interno deve crescer lentamente pela solídificação do núcleo extemo.
A origem da teoria da Tectônica de Placas ocorreu no inicio do século XX, com as idéias visionárias e pouco convencionais, para a época, do cientista alemão Alfred Wegener, que se dedicava a estudos meteorológicos, astronômicos, geofisicos e paleontológicos, entre outros assuntos. Sua verdadeira paixão era a comprovação de uma idéia baseada na obsérvação de um mapa-múndi no qual as linhas de costa atlântica atuais da América do Sul e África se encaixariam como um quebra-cabeças gigante. Sua teoria era de que todos os continentes poderiam se aglutinar, formando um único megacontinente. A este supercontinente, Wegener denominou Pangea (Pan significa todo, e Gea, Terra), e considerou que a fragmentação do Pangea teria se iniciado há cerca de 220 milhões de anos, durante o Triássico, quando a Terra era habitada por Dinossauros, e teria prosseguido até os dias atuais. O Pangea teria, inicialmente, se dividido em dois continentes, sendo o setentrional chamado de Laurásia e o austral de Gondwana. A espessura média da crosta varia de 5 a 10 km para a oceânica e entre 25 e 50 km para a continental, sendo que sob as grandes cordilheiras, como o Himalaia, esta espessura pode atingir até 100 km. A litosfera tem espessuras variadas,
com uma média próxima a 100 km. É compartimentada por falhas e fraturas
profundas em placas tectônicas. Em média, a velocidade de movimentação das placas tectônicas é considerada de 2 a 3 cmI ano, embora a velocidade relativa constatada entre algumas placas seja muito maior do que entre outras.
CICLO DA ÁGUA
A água distribui-se na atmosfera e na parte superficial da crosta até uma profundidade de aproximadamente 10 km abaixo da interface atmosfera/crosta, constituindo a hidrosfera, que consiste em uma série de reservatórios como os oceanos, geleiras, rios, lagos, vapor de água atmosférica, água subterrânea e água retida nos seres vivos. O constante intercâmbio entre estes reservatórios compreende o cido da água ou cído hidrológico, movimentado pela energia solar, e representa o processo mais importante da dinâmica externa da Terra.
Quando o vapor de água transforma-se diretamente em cristais de gelo e estes, por aglutinação, atingem tamanho e peso suficientes, a precipitação ocorre sob forma de neve ou granizo, responsavel pela geração e manutenção do importante reservatório representado pelas geleiras, nas calotas polares e nos cumes de montanhas. Parte da precipitação retoma para a atmosfera por evaporação direta durante seu percurso em direção à superfície terrestre. Esta fração evaporada na atmosfera soma-se ao vapor de água formado sobre o solo e àquele liberado pela atividade biológica de organismos, principalmente as plantas, através da respiração. Esta soma de processos é denominadá evapotranspiração, na qual
a evaporação direta é causada pela radiação solar e pelo vento, enquanto a transpiração depende da vegetação. A evapolranspiração em áreas florestadas de clima quente e úmido devolve à atmosfera até 70% da precipitação. Em ambientes glaciais, o retomo da água para a atmosfera ocorre pela sublimação do gelo.
Unidades rochosas ou de sedimentos, porosas e permeáveis, que armazenam e transmitem volumes significativos de água subterrânea passivel de ser explorada pela sociedade são chamadas de aqüíferos (do latim, "carregar água").
As cavernas são cavidades naturais com dimensões que permitem acesso ao ser humano. Cavemas cársticas são parte do sistema de condutos e vazios característicos das rochas carbonáticas. Fenômeno importante que ocorre nas cavemas acima do nível freático é a deposição de minerais nos tetos, paredes e pisos das cavidades, produzindo um variado conjunto de formas e omamentações genericamente denominadas de espeleotemas. Os mais freqüentes são formados por gotejamento da água de infiltração, como estalactites e estalagmites. As primeiras são geradas a partir de gotas que surgem em fraturas nos tetos de cavemas e crescem em direção ao píso. As estalagmites crescem do piso em direção à origem do gotejamento, com o acúmulo de carbonato de cálcio precipítado pela gota, após atingir o piso.
Intemperismo e formação do solo
O intemperismo é o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superficie da Terra. Todos os processos que causam desagregação das rochas, com separação dos grãos minerais antes coesos e com sua fragmentação, transformando a rocha inalterada em material descontinuo e friável, constituem o intemperismo físico. Já no intemperismo quimico, o ambíente da superficie da Terra, caracterizado por pressões e temperaturas baixas e riqueza de água e oxigênio, é muito diferente daquele onde a maioria das rochas se formaram. Seu principal agente é a água da chuva, que infiltra e percola as rochas.
. SOLOS
Nas regiões tropicais, como é o caso do Brasil, cada tipo de solo possui propriedades físicas, químicas e morfológicas específicas, mas seu conjunto apresenta um certo número de atributos comuns como, por exemplo, composição mineralógica simples (quartzo, caulinita, oxi-hidróxidos de ferro e de aluminio), grande espessura e horizontes com cores predominantemente amarelas ou vermelhas. Os solos tropicais representam ecossistemas frágeis, extremamente vulneráveis às ações antrópicas e que sofrem de forma acentuada os efeitos de uma utilização que se dá por técnicas de manejo não adequadas. O solo é, sem dúvida, o recurso natural mais importante de um país, pois é dele que derivam os produtos para alimentar sua população. Nas regiões íntertropicais, essa importãncia é maior ainda, porque nelas encontra-se a quase totalidade dos países em desenvolvimento, cuja economia depende da exploração de seus recursos naturais, especialmente agricolas. Além disso, os processos que levam à formação dos solos podem, na zona intertropical, levar também à formação de importantes recursos minerais.
Os rios são os principais agentes de transformação da paisagem, agindo continuamente no relevo. São importantes para a atividade humana, seja como vias de transporte e fontes de energía hidroelétrica e de água potável, seja como supridores de recursos alimentares por meio da pesca e da água para irrigação. Os processos fluviais enquadram-se, num sentido mais amplo, no conjunto de processos aluviais, que compreendem a erosão, transporte e sedimentação em leques aluviais, rios e leques deltaicos.
A planície de inundação (flood plain) é a área relativamente plana, adjacente a um rio, coberta por água nas épocas de enchente. O termo bacia de inundação (flood basin) é reservado às partes mais baixas desta planície, constantemente inundadas. A planície possui forma alongada e nela predominam os processos de suspensão, gerando coberturas centimétricas de silte e argila, uniformemente laminadas. A planicie da.inundação apresenta-se intensamente vegetada, podendo formar significativos depósitos de restos vegetais e horizontes de solos, além de outras feições como bioturbações, marcas de raízes, gretas de contração e depósitos de turfa e carvão. Historicamente, as populações concentram-se às margens dos rios e invariavelmente estão sujeitas às inundações.
Vivemos hoje uma fase interglacial da idade glacial ocorrida na era Cenozóica e vários modelos desenvolvidos pelos cientistas tentam prever as futuras condições climáticas da Terra. Com efeito, o registro geológico mostra evidências de pelo menos sete outras idades glaciais ou periodos de refrigeração global relativamente bem documentados, sob a forma de rochas e feições típicas da ação geológica pretérita do gelo. As grandes massas de gelo que se desenvolveram durante esses intervalos, em território brasileiro, influenciaram enormemente a paisagem, a geografia, o clima e a vida do passado.
O aumento de CO2 na atmosfera durante as erupções vulcãnicas é considerada fator fundamental no controle de sua concentração na atmosfera. Além do vulcanismo, fases de expansão do fundo oceãnico, orogênese e transgressão marinha resultariam em produção de CO2. Em contrapartida, fases de levantamento, regressão marinha e erosão corresponderiam a épocas de maior retirada de CO2 da atmosfera, através da exposição mais extensa das plataformas continentais ao intemperismo quimico das rochas, sob a ação do CO2 dissolvidona água, acidificando-a.
PROCESSOS EÓLlCOS
O deslocamento de partículas em função da ação do vento é conhecido como ação eólica. Esta atividade está associada à dinâmica externa terrestre e modela a superficie da Terra, particularmente, nas regiões dos desertos.
Loess: um dos mais importantes exemplos de sedimentação eólica no registro geológico consiste de sedimentos muito finos (silte e argila), homogêneos e friáveis, comumente amarelados, denominados loess, do alemão. O loess é constituído de diversos minerais (quartzo, feldspato, anfibólio, mica, argila e alguns carbonatos) e fragmentos de rocha pouco alterados. Ocorrências muito expressivas de loess afloram na Mongólia Central, China; Europa e EUA.
O RELEVO OCEÂNICO
Margeando os continentes predominam relevos planos, de natureza essencialmente sedimentar, que constituem a Plataforma Continental. As plataformas continentais constituem extensões submersas dos continentes, apresentando pequena declividade rumo ao alto mar. São contínuas e largas em oceanos do tipo AUãntico, como margens passivas, a exemplo do encontrado no litoral sudeste brasileiro, onde a plataforma continental apresenta largura de mais de 160 km. Uma mudança acentuada na declividade do relevo marca o limite extemo da plataforma continental. Esta transição, denominada Quebra da Plataforma, marca a passagem para o Talude Continental. O relevo do talude continental não éhomogêneo, ocorrendo quebras de declividade e também, freqüentemente, cãnions e vales submersos. Os cãnions submarinos são vales profundos, erodidos sobre a plataforma continental extema e o talude continental, atingindo, por vezes, até a elevação continental. Nas margens continentais do tipo Atlãntico, após a Margem Continental, desenvolve-se a Planície Abissal. As planícies abissais são áreas extensas e profundas, de relevo relativamente plano, que se estendem da base das elevações continentais até os relevos íngremes e abruptos das cordilheiras oceânicas, em profundidades superiores a 5.000 metros.
O Assoalho das bacias oceânicas é constituído essencialmente por crosta oceânica, gerada na ruptura e separação crustal, podendo estar receberto por sedimentos de natureza e proveniência diversas.
O assoalho das bacias oceânicas é constituído por áreas de relevo relativamente plano, nivelado por depósitos de correntes de turbidez e sedimentos transportados por correntes de fundo.
TEMPO GEOLÓGICO
O geólogo busca entender fenômenos findados já há milhares, milhões ou até
bilhões de anos, pelo exame do registro geológico das rochas, fósseis e estruturas geológicas. A correlação fossilífera ou biostratigráfica cada vez mais refinada levou, mesmo antes de 1850, à subdivisão dos períodos em épocas e unidades menores. Ao mesmo tempo, semelhanças e distinções entre os fósseis de diversos períodos permitiram sua agregação nas eras Paleozóica, Mesozóica e Cenozóíca, delimitadas pelas maiores extinções na história da vida no fim do Permiano e Cretáceo, respectivamente. Modemamente, as eras têm sido agrupadas em intervalos de tempo maiores, conhecidos como eons: Arqueano, Proterozóico e Fanerozóico.
VULCANISMO
Os vulcões são considerados fontes de observação científica das entranhas da Terra, uma vez que as lavas, os gases e as cinzas fomecem novos conhecimentos de como os mineraís são formados e de onde os recursos geotermais de interesse para a humanidade podem se localizar.
Lavas: representam o material rochoso, em estado de fusão, que extravasa à superficíe contemporaneamente ao escape dos componentes voláteis do magma. Durante o processo, pode haver adição ou perda de compostos químicos'.
Gases e vapores vulcânicos: durante a erupção ou a partír de sistemas hidrotermais associados a cãmaras magmáticas subsuperficiais, os gases e vapores dissolvidos no magma são liberados para a atmosfera O transporte desses gases na atmosfera se dá em aerossóis (uma solução coIoidal em que a fase dispersora é gasosa e a fase dispersa é sólida ou líquida), pela adsorção dos compostos em camadas, ou, ainda, na forma de partículas microscópícas de sal. Gêiseres e fontes térmicas: são jatos de água quente e vapor em rupturas de terrenos vulcãnicos. Estes jatos ocorrem em intervalos de tempo regulares e com grande força, freqüentemente acompanhados por um som ruidoso. Regiões vulcãnicas na Islândia, Nova Zelândia, Chile e Estados Unidos são mundialmente conhecidas pelos seus campos de gêiseres Morfologia de um vulcão
Cratera: a cratera representa o local de extravasamento do magma e demais produtos associados. A chaminé, ou conduto magmático, liga a câmara
magmática, em profundidade, com a cratera.
Caldeira: o termo é aplicado às enormes depressões cira.dares, originadas pelo colapso total ou parcial da cratera e do topo do vulcão, por conta da perda de apoio interno, seja pelo escape de gases, seja pela ejeção de grandes volumes de lava.
Apesar de sabermos que as mudanças dirnáticas estão associadas à variabilidade natural dos processos atmosféricos, pelo menos dois outros parâmetros a revolução industrial e os vulcões - têm adicionado enormes quantidades de material particulado e gases à atmosfera. .Há evidências de que as erupções vulcãnicas afetam o comportamento do dima em curtos períodos de tempo e, possivelmente, influenciam as alterações de longa duração, inclusive no aquecimento global. O maior impacto dos gases vulcãnicos se dá pela liberação de cinzas e S02' Este gás transforma-se em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera, para então formar camadas de aerossóis.
RECURSOS HíDRICOS
A água como substãncia está presente em toda parte, mas o reaJrso hídríco, entendido como um bem econômico e que pode ser aproveitado pelo ser humano dentro de custos financeiros razoáveis, é mais escasso. O consumo per capita do recurso aumenta geometricamente com a melhora da renda da sociedade. Dividindo-se globalmente a água existente no planeta por toda a sua população, não haveria escassez de água. Entretanto esses números são irreais, pois, além de considerarem toda a água de superfície e não aquela efetivamente disponível, não analisam a distribuição do recurso hídrico e da população no mundo. Nesse cenário o Brasil é um país privilegiado, uma vez que recentes estimativas indicam que aqui corre 53% da água doce da América do Sul e 12% da vazão total mundial dos rios.
As extrações desmedidas dos corpos de água e a contaminação são os dois grandes problemas que têm ocupado as atenções dos governos nas últimas décadas. O abastecimento de grandes áreas metropolitanas exige que a água seja trazida de regiões cada vez mais distantes, onerando e comprometendo os recursos hidricos. Ao mesmo tempo, tradicionalmente, os rios têm servido de receptores para os lançamentos de esgotos urbanos, de lixos e de efluentes agroindustriais.
Embora representem 97% da água doce líquida do planeta, as águas subterrãneas desempenham um papel fundamental no abastecimento público e privado em todo o mundo. Muito embora os aqüiferos formem o maior reservatório de água potável líquida do mundo, sua distribuição não é igual no planeta. Algumas áreas possuem abundância deste recurso, enquanto em outras ele é quase inexistente. Quando a extração de água do aqüifero supera a recarga em períodos muito prolongados, ou quando o bombeamento está concentrado em uma pequena zona, ocorre a superexploração, ou seja, a retirada de água do aqüífero se dá em quantidades maiores que a sua reposição, acarretando desequilíbrios no balanço entre as entradas de água no aqüífero (recarga) e as saídas (extração). A água subterrânea apresenta, geralmente, excelentes qualidades quimicas e físicas, sendo própria para o consumo humano, muitas vezes sem tratamento prévio. A contaminação ocorre quando alguma alteração na água coloca em risco a saúde ou o bem estar de uma população. Entre os compostos inorgânicos, o nitrato é o contaminante de ocorrência mais ampla em aqüíferos. As fontes mais comuns deste contaminante são os sistemas de saneamento in situ (fossas e latrinas) e a aplicação de fertilizantes nitrogenados na agricultura. A grande preocupação ambienta I associada ao nitrato está no fato dele possuir grande mobilidade e persistência em condições aeróbicas. Os metais pesados (indu indo o cádmio, cromo, chumbo e mercúrio) apresentam baixa mobilidade em muitos ambientes naturais. Ewntualmente, a contaminação das águas subterrãneas pode ocorrer por mecanismos naturais. A interação entre a água e a rocha faz com que a água se enriqueça de certas substãncias, algumas das quais em concentrações que a tomam não potável. Estes problemas, embora não tão comuns, ocorrem em aqüíferos onde a matriz mineral apresenta concentração elevada dessas substãncias e o ambiente freqüentemente propicia a sua solubilização. Os contaminantes mais comuns são ferro, manganês e flúor, e, em concentrações menores, arsênio, cromo, cádmio, níquel, zinco e cobre, entre outros.
A deposição de resíduos sólidos de ongem doméstica ou industrial tem causado muitos incidentes de contaminação na água subterrãnea em nosso pais, especialmente quando feita sem controle e quando a deposição, que muitas vezes envolve líquidos perigosos, é realizada em locais hidrogeologicamente vulneráveis. Hoje, muitos destes depósitos estão poluindo os aqüíferos.
RECURSOS ENERGÉTICOS
Os recursos energéticos utilizados atualmente pelas nações industrializadas são os combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural), a hidreletricidade, a energia nuclear e outras formas de energía menos difundidas, como a geotérmíca, a solar e a eólica, a proveniente da biomassa, de marés e, mais recentemente, de ondas. A biomassa foi, sem dúvida, o primeiro recurso energético utilizado pela humanidade. A queima de lenha foi responsável pelo fornecimento de energia desde os primórdios das civilizações, sendo utilizada principalmente nos paises menos desenvolvidos. Estima-se que cerca de 10% dos fogões existentes na Terra ainda utilizem lenha corno fonte de energia. Apesar de envolver a destruição de florestas, o cultivo controlado de árvores pode ser uma importante forma de geração de energía a custos relativamente baixos. A biomassa pode também ser utilizada para a produção de combustiveis (por exemplo, etanol e metanol), que podem substituir, com certas vantagens. outras fontes de energia. Os combustíveis fósseis recebem esta denominação por derivarem de restos de plantas e animais soterrados juntamente com os sedimentos que formam as r0chas sedimentares. O tipo de combustivel fóssil formado depende da matéria orgânica original e da sua subseqüente história geológica. O carvão mineral é utilizado há mais de 2.000 anos, desde a época da ocupação romana da Inglaterra, quando era usado para aquecer as casas dos romanos. Ainda hoje é um componente importantissimo na matriz energética (conjunto de fontes de energia que abastecem um país) de diversos países, por exemplo, Estados Unidos e China. Atualmente, a produção brasileira de carvão mineral é praticamente toda consumida em termoelétricas, ou seja, em usinas de geração de energia elétrica a partir do calor gerado pela queima do combustível, representando, hoje, cerca de 1,5% da matriz energética do Brasil.
O petróleo é um líquido oleoso. normalmente com densidade menor do que a da água. Sua cor varia desde o incolor até o preto, passando por verde e marrom. Sua origem é orgânica, ou seja, tanto o petróleo como o gás natural são combustíveis fósseis, como o carvão. Sua origem se dá a partir da matéria orgânica (principalmente algas) soterrada juntamente com sedimentos lacustres ou marinhos. Os ambientes que ímpedem a oxidação da matéria orgânica são aqueles de rápida sedimentação (ex. plataformas rasas) ou de teor de oxigênio restrito (ex. fundo oceânico). Em ambos os casos, o ambiente anaeróbico permite o aprisionamento de matéria orgânica não oxidada. A semelhança dos processos que transformam restos vegetais em carvão mineral, vistos anteriormente, a matéria orgânica vai se transformando, com a perda dos componentes voláteis e concentração de carbono, até sua completa modificação para hidrocarbonetos.
ENERGIA NUCLEAR E HIDRELÉTRICA
A prímeira é gerada pela-fissão do núcleo do elemento Urânio (235U) por bombardeamento de nêutrons. Esta reação libera três nêutrons e calor. Os nêutrons liberados ativam novas reações, que liberam mais nêutrons e mais calor, produzindo uma reação em cadeia. A partir do desenvoMmento do sistema de controle dessa reação em cadeia, que ocorreu em 1942, foi possível utilizar a energia produzida na reação tanto para fins militares (na 2" Grande Guerra), como para obtenção de energia termoelétrica.
A utilização de combustível nudear pode ser considerada uma forma bastante limpa de geração de energia elétrica, uma vez que não gera H2S ou NO. (óxidos de nitrogênio). No entanto, há vários problemas que devem ser considerados, por exemplo, se uma usina sofrer um acidente e se romper. Um único acidente, com qualquer das usinas, pode atingir grandes proporções, com efeitos ambientais duradouros. No entanto, o maior problema ambiental diz respeito à disposição dos rejeitos radioativos gerados pela usina. Esses rejeitos são compostos de elementos radioativos de meia-vida longa. A grande questão é corno dispor e isolar de maneira segura tais rejeitos, para não contaminar os recursos hídricos ou mesmo a atmosfera.
Os impactos ambientais provenientes do aproveitamento intensivo de energia geotérmica são. talvez, menores em extensão que as outras fontes de energia, uma vez que não é necessário o transporte de matéria-prima ou beneficiamento do combustível. Sua produção, ao contrário das de outras fontes energéticas, não necessita de queima nem da disposição de rejeitos radioativos. Quanto à hidreletricidade, a seleção dos locais para a implantação de barragens leva em consideração a largura do rio e a topografia no retorno, para maior aproveitamento do gradiente do rio e para evitar a inundação de uma área muito extensa, já que esta área será inutilizada para outro aproveitamento econômico. A energia elétrica assim gerada é considerada corno energia renovável Apesar da geração de energia por hidrelétricas ser considerada limpa, há restrições quanto à área inundada pela barragem.
A TERRA: PASSADO, PRESENTE E FUTURO
Evidências geológicas de todo tipo comprovam que a geografia atual dos continentes representa apenas o mais recente arranjo entre crosta continental, crosta oceânica e nível do mar, num planeta dinãmico. Se o presente nos permite des vendar pelo menos parte do passado, então é igualmente verdadeiro que a análise deste passado pode nos ajudar a entender o presente e vislumbrar o futuro geológico. Assim, devido à visão abrangente de nosso planeta, o geólogo não apenas desempenha um papel fundamental na identificação e prevenção de riscos geológicos, como deverá ter uma atuação cada vez mais importante na resolução de grandes problemas que a humanidade enfrentará nas próximas décadas, tais como suprimento de água potável, uso racional e degradação de solos, fornecimento de energia, exploração de recursos minerais tradicionais e alternativos e planejamento (e reorganização) urbano.
Evolução biológica
Vimos que o registro fóssil do Fanerozóico difere fundamentalmente do registro do Pré-Cambriano por causa da expansão global explosiva de metazoários com conchas e outras partes duras (carapaças, escamas etc.) pouco depois de 550 milhões de anos atrás. Quando se comparam os fósseis e os organismos que produziram tais fósseis nestas duas fases distintas da história da biosfera, percebe-se como o próprio modo e ritmo da evolução se modificaram com a expansão dos animais nesta época. Enquanto os primeiros 7/8 do tempo geológico (Pré-Cambriano) foram dominados por formas microscópicas de vida procariótica, generalistas em seus hábitos e morfologicamente simples, com reprodução apenas assexuada e taxas evolutivas lentas, o Fanerozóico, que representa apenas a oitava parte mais recente da história do planeta, viu surgirem organismos eucarióticos de tamanho macroscópico, de hábitos especializados, morfologia complexa, reprodução sexuadas e taxas evolutivas rápidas.
Amanhã e depois
Há uma preocupação generalizada de que a ação da civilização possa perturbar a diversidade da vida, o clima e o nivel do mar, provocando toda espécie de tragédias para o mundo que conhecemos, desde a elevação da temperatura, pela queima de combustíveis fósseis, e subseqüente degelo das calotas polares, provocando a inundação de regiões costeiras populosas, à destruição da camada de ozônio, que protege a vida dos raios ultravioleta mais danosos, até extinções em massa e desequilíbrio de ecossistemas inteiros, com deserlificação de grandes regiões onde, atualmente, existem florestas tropicais. Existem organizações não-govemamentais (ONGs), órgãos governamentais e comissões especiais que lidam com esta questão, bem como conferências internacionais para discutir os resultados dos estudos sobre o tema. A preocupação com este tópico, apelidado mudanças globais, é real e o perigo também, pois a população humana, que em 1950 era de 2 bilhões e meio de habitantes, hoje passa de 6 bilhões e, com o crescimento anual de 2%, ameaça chegar a 11 bilhões até o ano de 2050.
A Terra, a humanidade e o desenvolvimento sustentável
A Terra é um sistema vivo, com sua dinâmica evolutiva própria. Graças à sua evolução ao longo de alguns bilhões de anos, proporcionou condições para a existência de vida, vindo a ser, hoje, a casa da humanidade. É sobre ela que vivemos, construimos nossas edificações, e dela extrai mos tudo o que é necessário para manutenção da espécie, tal como água, alimentos e matérias-primas para produção de energia e fabricação de todos os produtos que usamos e c0nsumimos. Contudo, também é nela que depositamos nossos resíduos, tanto industriais como domésticos. Para possibilitar o conforto da população atual da Terra, o volume de materiais mobilizados pela humanidade (materiais para construção, minerais e minérios) é maior do que aquele mobilizado pelos processos geológicos característicos da dinâmica externa da Terra. Tal constatação coloca a humanidade não só como um agente geológico, mas como o mais importante modificador da superfície do planeta na atualidade.
Os paises mais desenvolvidos se caracterizam por um perfil de consumo exage rado tanto de matérias-primas como de energia. Conseqüentemente, prodliZem enormes quantidades de resíduos, como nos Estados Unidos da América, onde cada habitante gera cerca de 1 tonelada de resíduos por ano, que têm de ser dispostos em áreas apropriadas para essa finalidade. Na busca de qualidade de vida, a tendência seguida pelos países menos desenvolvidos é atingir os padrões de consumo dos paises industrializados do Hemisfério Norte. Entretanto, fica evidente que isso levaria a niveis insustentáveis de consumo de matériasprimas e combustíveis, de maneira que as nações em desenvolvimento.deverão buscar caminhos diferentes, evitando o mesmo nivel de consumo e desperdício praticados naqueles países, uma vez que os recursos globais são limitados.
Como nasceu o conceito de desenvolvimento sustentável?
Em 1972, na Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano (em Estocolmo), foi reconhecido o relacionamento entre os conceitos de conservação ambiental e desenvolvimento industrial; foram discutidos os efeitos causados pela falta de desenvolvimento e surgiram as idéias de poluição da pobreza e ecodesenvolvimento. Uma reavaliação do conceito de desenvolvimento orientou a Terceira Década das Nações Unidas para o Desenvolvimento (1980-1990), quando foram buscadas estratégias de distribuição, visando uma melhor repartição dos benefícios do eventual crescimento da economia mundial. Na década seguinte, a ONU resolveu criar uma comissão para efetuar um amplo estudo dos problemas globais de ambiente e desenvolvimento e, em 1987, esta comissão apresentou o Relatório Brundtland (Nosso Futuro Comum), no qual foi introduzido o conceito de desenvolvimento sustentável, que preooniza um sistema de desenvolvimento sócio-econômico com justiça social e em harmonia com os sistemas de suporte da vida na Terra. Portanto, passa-se a reconhecer a necessidade da manutenção do equilíbrio ambíental e do alcance de justiça social. Em tal cenário, haveria uma melhor qualidade de vida coletiva, com as necessidades básicas e alguns dos desejos da humanidade atendidos, sem que houvesse comprometimento do suprimento de recursos naturaís e da qualidade de vida das futuras gerações. Portanto, como corolário, o desenvolvimento sustentável preconiza disponibilizar recursos que atendam às necessidades básicas de cerca de 80% da população da Terra que, no fim do século XX, vive em países menos desenvolvidos. Em 1992 realizou-se, no Rio de Janeiro, a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, ocasião em que o problema ambiental ocupou importante espaço nos meios de comunicação de todo o globo. Como resultado dessa conferência, foi elaborada a Agenda 21, que representa um compromisso político das nações de agir em cooperação e harmonia na busca do desenvolvimento sustentável. Os dois maiores problemas globais - o crescimento demográfico e a pobreza - têm se aguçado diante da nova ordem econômica que surgiu nas últimas décadas do século XX.
Redução de desastres naturais
Missão fundamental dos geocientistas é o conhecimento, o mais completo p0ssível, dos fenômenos naturais que podem provocar grandes catástrofes como terremotos, erupções vulcânicas (tanto de lavas como de cinzas), ciclones tropicais, inundações, escorregamentos de terra, secas provocarem grandes perdas de vidas e propriedades. p0dem ocasionar também atrasos na evolução do desenvolvimento econômico, especialmente para os paises mais pobres. Cabe às ciências da terra a tarefa de fornecer os instrumentos para prevenir tais desastres naturais e preparar as comunidades para reduzir sua vulnerabilidade. Isto é muito importante nas áreas urbanas onde os processos são catalisados pela desorganizada ocupação antrópica.
Síntese elaborado por Francisco Corlos Pereira
UNIVERSO
As estrelas se agrupam em galáxias, cujas dimensões são da ordem de 100.000 anos-luz (distância percorrida à velocidade da luz, 300 mil km/s, durante um ano). Dois exemplos comuns de galáxias são o tipo elíptico e o tipo espiral. Entre as descobertas que vêm sendo alvo de estudos rádio-astronômicos estão os quasares, objetos peculiares, com dimensão semelhante à do nosso Sistema Solar, mas contendo imensa quantidade de energia e brilhando com extrema intensidade. As galáxias podem conter enormes espaços interestelares de baixa densidade, mas também regiôes de densidade extrema. Os assim chamados buracos negros podem sugar qualquer matéria das proximidades, em virtude de sua gigantesca energia gravitacional. Nem mesmo a luz consegue escapar.
A Via Láctea é também uma galáxia do tipo espiral, sendo que o Sol está situado num de seus braços periféricos. Nosso sol é uma estrela de média grandeza. Possivelmente, permanecerá nesta fase por outros tantos bilhôes de anos, antes de evoluir para as fases de gigante vermelha, anã branca, e, finalmente, anã negra. Os demais corpos que pertencem ao Sistema Solar (planetas, satélites, asteróides, cometas, além de poeira e gás) formaram-se ao mesmo tempo em que se formou sua estrela central.
Meteoritos são fragmentos de matéria sólida provenientes do espaço. A imensa maioria, de tamanho diminuto, é destruida e volatilizada pelo atrito quando ingressa na atmosfera da Terra.
A Terra apresenta uma atmosfera formada por emanações gasosas durante toda
a história do planeta, constituídas principalmente por nitrogênio, oxigênio e argônio. A temperatura de sua superficie é suficientemente baixa para permitir a existência de água liquida, bem como de vapor de água na atmosfera, responsável pelo efeito estufa, regulador da temperatura, que permite a existência da biosfera.
Júpiter, Satumo, Urano e Netuno, são muito diferentes dos planetas descritos até aqui e correspondem a enormes esferas de gás comprimido, de baixa densidade. Júpiter e Satumo são gigantes gasosos, formados principalmente por H e
He, enquanto Urano e Netuno possuem cerca de 10 a 20% desses elementos, mas suas massas compreendem também sólidos, induindo gelo e materiais r0chosos.
Entre as órbitas de Marte e Júpiter ocorre o cinturão de asteróides, constituido de incontáveis corpos planetários de tamanhos diversos. A grande maioria dos meteoritos que continuamente caem na superfície da Terra provém desse cinturão. Os cometas são constituidos predominantemente por material gasoso, que representa a matéria primordial da nebulosa solar.
MINERAIS E ROCHAS
Minerais são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites, cristalizados e formados naturalmente por meio de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em corpos extraterrestres. Cada tipo de mineral, tal como o quartzo (Si02), constitui uma espécie mineral. O termo rocha é usado para descrever uma associação de minerais que, por diferentes motivos geológicos, acabam ficando intimamente unidos. Já o termo minério é utilizado apenas quando o mineral ou a rocha apresentar uma importância econômica. A grande maioria dos minerais, entretanto, é formada por compostos químicos que resultam da combinação de diferentes elementos químicos.
As rochas ígneas ou magmáticas resultam do resfriamento de material rochoso fundido, chamado magma. Quando o resfriamento ocorrer no interior do globo terrestre, a rocha resultante será do tipo ígnea intrusiva. Se o magma conseguir chegar à superfície, a rocha será do tipo ígnea extrusiva, também chamada de vulcânica. A rocha vulcânica mais abundante é o basalto. O granito é a rocha ígnea intrusiva mais abundante na cros~ terrestre.
Parte das rochas sedimentares é formada a partir da compactação e/ou cimentação de fragmentos produzidos pela ação dos agentes de intemperismo e pedogênese. Para que se forme uma rocha sedimentar, é necessário, portanto, que exista uma rocha anterior, que pode ser ígnea, metamórfica ou mesmo outra, sedimentar.
As rochas metamórficas resultam da transformação de uma rocha preexistente (protólito) no estado sólido. O processo geológico de transformação se dá por aumento de pressão e/ou temperatura sobre a rocha preexistente, sem que o ponto de fusão dos seus minerais seja atingido.
O ciclo das rochas: as atuais rochas ígneas superficiais da Terra estão sofrendo o constante ataque dos agentes intempéricos. A água corrente, os ventos ou o
gelo redistribuem o material fragmentar através da superfície, depositando como sedimentos, incoesos no início, que se transformam em rochas sedimentares. As rochas sedimentares, por sua vez, por aumento de pressão e temperatura, gerarão as rochas metamórficas. Ao aumentar a pressão e, especialmente, a tempe ratura, em determinado ponto ocorrerá a fusão parcial e novamente a possibilidade de formação de uma nova rocha ígnea, dando inicio a um novo ciclo. Com o lento movimento das placas litosféricas, da ordem de alguns centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas. As tensões acumuladas podem ser compreensivas ou distensivas, dependendo da direção de movimentação relativa entre as placas, como veremos adiante. Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre uma ruptura: o movimento repentino entre os blocos de cada lado da ruptura gera vibrações, que se propagam em todas as direções. O plano de ruptura forma o que se chama de falha geológica. Os terremotos podem ocorrer no contato entre duas placas litosféricas (caso mais freqüente) ou no interior de uma delas, sem que a ruptura atinja a superfície. O ponto onde se inicia a ruptura e a liberação das tensões acumuladas é chamado de hipocentro ou foco. Sua projeção na superficie é o epicentro.
ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
A primeira camada superficial é a crosta, com espessura variando de 25 a 50 km nos continentes e de 5 a 10 km nos oceanos. Abaixo da crosta, temos o manto, e logo abaixo, é o núdeo da Terra. Dentro do núcleo, existe um caroço central (núdeo interno).
A crosta terrestre: dentre as rochas expostas na superficie dos continentes, encontram-se desde as rochas sedimentares, pouco ou não deformadas, até as rochas metamórficas, que foram submetidas a condições de temperatura e pressão correspondentes às da crosta intermediária ou profunda, a mais de 20 km. O manto é uma camada em estado pastoso, situada um pouco abaixo da litosfera. As rochas nele presentes são, com maior probabilidade, o peridotito (oIivina + piroxênio) ou edogito (granada + piroxênio). O núcleo é composto predominantemente por uma liga metálica de ferro e níquel, hipótese corroborada pela planetologia comparada e pelo estudo de meteoritos. O núcleo intemo, sólido, deve ser composto pela liga femo-níquet, uma vez que sua densidade corresponde à densidade calculada. O núcleo interno deve crescer lentamente pela solídificação do núcleo extemo.
A origem da teoria da Tectônica de Placas ocorreu no inicio do século XX, com as idéias visionárias e pouco convencionais, para a época, do cientista alemão Alfred Wegener, que se dedicava a estudos meteorológicos, astronômicos, geofisicos e paleontológicos, entre outros assuntos. Sua verdadeira paixão era a comprovação de uma idéia baseada na obsérvação de um mapa-múndi no qual as linhas de costa atlântica atuais da América do Sul e África se encaixariam como um quebra-cabeças gigante. Sua teoria era de que todos os continentes poderiam se aglutinar, formando um único megacontinente. A este supercontinente, Wegener denominou Pangea (Pan significa todo, e Gea, Terra), e considerou que a fragmentação do Pangea teria se iniciado há cerca de 220 milhões de anos, durante o Triássico, quando a Terra era habitada por Dinossauros, e teria prosseguido até os dias atuais. O Pangea teria, inicialmente, se dividido em dois continentes, sendo o setentrional chamado de Laurásia e o austral de Gondwana. A espessura média da crosta varia de 5 a 10 km para a oceânica e entre 25 e 50 km para a continental, sendo que sob as grandes cordilheiras, como o Himalaia, esta espessura pode atingir até 100 km. A litosfera tem espessuras variadas,
com uma média próxima a 100 km. É compartimentada por falhas e fraturas
profundas em placas tectônicas. Em média, a velocidade de movimentação das placas tectônicas é considerada de 2 a 3 cmI ano, embora a velocidade relativa constatada entre algumas placas seja muito maior do que entre outras.
CICLO DA ÁGUA
A água distribui-se na atmosfera e na parte superficial da crosta até uma profundidade de aproximadamente 10 km abaixo da interface atmosfera/crosta, constituindo a hidrosfera, que consiste em uma série de reservatórios como os oceanos, geleiras, rios, lagos, vapor de água atmosférica, água subterrânea e água retida nos seres vivos. O constante intercâmbio entre estes reservatórios compreende o cido da água ou cído hidrológico, movimentado pela energia solar, e representa o processo mais importante da dinâmica externa da Terra.
Quando o vapor de água transforma-se diretamente em cristais de gelo e estes, por aglutinação, atingem tamanho e peso suficientes, a precipitação ocorre sob forma de neve ou granizo, responsavel pela geração e manutenção do importante reservatório representado pelas geleiras, nas calotas polares e nos cumes de montanhas. Parte da precipitação retoma para a atmosfera por evaporação direta durante seu percurso em direção à superfície terrestre. Esta fração evaporada na atmosfera soma-se ao vapor de água formado sobre o solo e àquele liberado pela atividade biológica de organismos, principalmente as plantas, através da respiração. Esta soma de processos é denominadá evapotranspiração, na qual
a evaporação direta é causada pela radiação solar e pelo vento, enquanto a transpiração depende da vegetação. A evapolranspiração em áreas florestadas de clima quente e úmido devolve à atmosfera até 70% da precipitação. Em ambientes glaciais, o retomo da água para a atmosfera ocorre pela sublimação do gelo.
Unidades rochosas ou de sedimentos, porosas e permeáveis, que armazenam e transmitem volumes significativos de água subterrânea passivel de ser explorada pela sociedade são chamadas de aqüíferos (do latim, "carregar água").
As cavernas são cavidades naturais com dimensões que permitem acesso ao ser humano. Cavemas cársticas são parte do sistema de condutos e vazios característicos das rochas carbonáticas. Fenômeno importante que ocorre nas cavemas acima do nível freático é a deposição de minerais nos tetos, paredes e pisos das cavidades, produzindo um variado conjunto de formas e omamentações genericamente denominadas de espeleotemas. Os mais freqüentes são formados por gotejamento da água de infiltração, como estalactites e estalagmites. As primeiras são geradas a partir de gotas que surgem em fraturas nos tetos de cavemas e crescem em direção ao píso. As estalagmites crescem do piso em direção à origem do gotejamento, com o acúmulo de carbonato de cálcio precipítado pela gota, após atingir o piso.
Intemperismo e formação do solo
O intemperismo é o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superficie da Terra. Todos os processos que causam desagregação das rochas, com separação dos grãos minerais antes coesos e com sua fragmentação, transformando a rocha inalterada em material descontinuo e friável, constituem o intemperismo físico. Já no intemperismo quimico, o ambíente da superficie da Terra, caracterizado por pressões e temperaturas baixas e riqueza de água e oxigênio, é muito diferente daquele onde a maioria das rochas se formaram. Seu principal agente é a água da chuva, que infiltra e percola as rochas.
. SOLOS
Nas regiões tropicais, como é o caso do Brasil, cada tipo de solo possui propriedades físicas, químicas e morfológicas específicas, mas seu conjunto apresenta um certo número de atributos comuns como, por exemplo, composição mineralógica simples (quartzo, caulinita, oxi-hidróxidos de ferro e de aluminio), grande espessura e horizontes com cores predominantemente amarelas ou vermelhas. Os solos tropicais representam ecossistemas frágeis, extremamente vulneráveis às ações antrópicas e que sofrem de forma acentuada os efeitos de uma utilização que se dá por técnicas de manejo não adequadas. O solo é, sem dúvida, o recurso natural mais importante de um país, pois é dele que derivam os produtos para alimentar sua população. Nas regiões íntertropicais, essa importãncia é maior ainda, porque nelas encontra-se a quase totalidade dos países em desenvolvimento, cuja economia depende da exploração de seus recursos naturais, especialmente agricolas. Além disso, os processos que levam à formação dos solos podem, na zona intertropical, levar também à formação de importantes recursos minerais.
Os rios são os principais agentes de transformação da paisagem, agindo continuamente no relevo. São importantes para a atividade humana, seja como vias de transporte e fontes de energía hidroelétrica e de água potável, seja como supridores de recursos alimentares por meio da pesca e da água para irrigação. Os processos fluviais enquadram-se, num sentido mais amplo, no conjunto de processos aluviais, que compreendem a erosão, transporte e sedimentação em leques aluviais, rios e leques deltaicos.
A planície de inundação (flood plain) é a área relativamente plana, adjacente a um rio, coberta por água nas épocas de enchente. O termo bacia de inundação (flood basin) é reservado às partes mais baixas desta planície, constantemente inundadas. A planície possui forma alongada e nela predominam os processos de suspensão, gerando coberturas centimétricas de silte e argila, uniformemente laminadas. A planicie da.inundação apresenta-se intensamente vegetada, podendo formar significativos depósitos de restos vegetais e horizontes de solos, além de outras feições como bioturbações, marcas de raízes, gretas de contração e depósitos de turfa e carvão. Historicamente, as populações concentram-se às margens dos rios e invariavelmente estão sujeitas às inundações.
Vivemos hoje uma fase interglacial da idade glacial ocorrida na era Cenozóica e vários modelos desenvolvidos pelos cientistas tentam prever as futuras condições climáticas da Terra. Com efeito, o registro geológico mostra evidências de pelo menos sete outras idades glaciais ou periodos de refrigeração global relativamente bem documentados, sob a forma de rochas e feições típicas da ação geológica pretérita do gelo. As grandes massas de gelo que se desenvolveram durante esses intervalos, em território brasileiro, influenciaram enormemente a paisagem, a geografia, o clima e a vida do passado.
O aumento de CO2 na atmosfera durante as erupções vulcãnicas é considerada fator fundamental no controle de sua concentração na atmosfera. Além do vulcanismo, fases de expansão do fundo oceãnico, orogênese e transgressão marinha resultariam em produção de CO2. Em contrapartida, fases de levantamento, regressão marinha e erosão corresponderiam a épocas de maior retirada de CO2 da atmosfera, através da exposição mais extensa das plataformas continentais ao intemperismo quimico das rochas, sob a ação do CO2 dissolvidona água, acidificando-a.
PROCESSOS EÓLlCOS
O deslocamento de partículas em função da ação do vento é conhecido como ação eólica. Esta atividade está associada à dinâmica externa terrestre e modela a superficie da Terra, particularmente, nas regiões dos desertos.
Loess: um dos mais importantes exemplos de sedimentação eólica no registro geológico consiste de sedimentos muito finos (silte e argila), homogêneos e friáveis, comumente amarelados, denominados loess, do alemão. O loess é constituído de diversos minerais (quartzo, feldspato, anfibólio, mica, argila e alguns carbonatos) e fragmentos de rocha pouco alterados. Ocorrências muito expressivas de loess afloram na Mongólia Central, China; Europa e EUA.
O RELEVO OCEÂNICO
Margeando os continentes predominam relevos planos, de natureza essencialmente sedimentar, que constituem a Plataforma Continental. As plataformas continentais constituem extensões submersas dos continentes, apresentando pequena declividade rumo ao alto mar. São contínuas e largas em oceanos do tipo AUãntico, como margens passivas, a exemplo do encontrado no litoral sudeste brasileiro, onde a plataforma continental apresenta largura de mais de 160 km. Uma mudança acentuada na declividade do relevo marca o limite extemo da plataforma continental. Esta transição, denominada Quebra da Plataforma, marca a passagem para o Talude Continental. O relevo do talude continental não éhomogêneo, ocorrendo quebras de declividade e também, freqüentemente, cãnions e vales submersos. Os cãnions submarinos são vales profundos, erodidos sobre a plataforma continental extema e o talude continental, atingindo, por vezes, até a elevação continental. Nas margens continentais do tipo Atlãntico, após a Margem Continental, desenvolve-se a Planície Abissal. As planícies abissais são áreas extensas e profundas, de relevo relativamente plano, que se estendem da base das elevações continentais até os relevos íngremes e abruptos das cordilheiras oceânicas, em profundidades superiores a 5.000 metros.
O Assoalho das bacias oceânicas é constituído essencialmente por crosta oceânica, gerada na ruptura e separação crustal, podendo estar receberto por sedimentos de natureza e proveniência diversas.
O assoalho das bacias oceânicas é constituído por áreas de relevo relativamente plano, nivelado por depósitos de correntes de turbidez e sedimentos transportados por correntes de fundo.
TEMPO GEOLÓGICO
O geólogo busca entender fenômenos findados já há milhares, milhões ou até
bilhões de anos, pelo exame do registro geológico das rochas, fósseis e estruturas geológicas. A correlação fossilífera ou biostratigráfica cada vez mais refinada levou, mesmo antes de 1850, à subdivisão dos períodos em épocas e unidades menores. Ao mesmo tempo, semelhanças e distinções entre os fósseis de diversos períodos permitiram sua agregação nas eras Paleozóica, Mesozóica e Cenozóíca, delimitadas pelas maiores extinções na história da vida no fim do Permiano e Cretáceo, respectivamente. Modemamente, as eras têm sido agrupadas em intervalos de tempo maiores, conhecidos como eons: Arqueano, Proterozóico e Fanerozóico.
VULCANISMO
Os vulcões são considerados fontes de observação científica das entranhas da Terra, uma vez que as lavas, os gases e as cinzas fomecem novos conhecimentos de como os mineraís são formados e de onde os recursos geotermais de interesse para a humanidade podem se localizar.
Lavas: representam o material rochoso, em estado de fusão, que extravasa à superficíe contemporaneamente ao escape dos componentes voláteis do magma. Durante o processo, pode haver adição ou perda de compostos químicos'.
Gases e vapores vulcânicos: durante a erupção ou a partír de sistemas hidrotermais associados a cãmaras magmáticas subsuperficiais, os gases e vapores dissolvidos no magma são liberados para a atmosfera O transporte desses gases na atmosfera se dá em aerossóis (uma solução coIoidal em que a fase dispersora é gasosa e a fase dispersa é sólida ou líquida), pela adsorção dos compostos em camadas, ou, ainda, na forma de partículas microscópícas de sal. Gêiseres e fontes térmicas: são jatos de água quente e vapor em rupturas de terrenos vulcãnicos. Estes jatos ocorrem em intervalos de tempo regulares e com grande força, freqüentemente acompanhados por um som ruidoso. Regiões vulcãnicas na Islândia, Nova Zelândia, Chile e Estados Unidos são mundialmente conhecidas pelos seus campos de gêiseres Morfologia de um vulcão
Cratera: a cratera representa o local de extravasamento do magma e demais produtos associados. A chaminé, ou conduto magmático, liga a câmara
magmática, em profundidade, com a cratera.
Caldeira: o termo é aplicado às enormes depressões cira.dares, originadas pelo colapso total ou parcial da cratera e do topo do vulcão, por conta da perda de apoio interno, seja pelo escape de gases, seja pela ejeção de grandes volumes de lava.
Apesar de sabermos que as mudanças dirnáticas estão associadas à variabilidade natural dos processos atmosféricos, pelo menos dois outros parâmetros a revolução industrial e os vulcões - têm adicionado enormes quantidades de material particulado e gases à atmosfera. .Há evidências de que as erupções vulcãnicas afetam o comportamento do dima em curtos períodos de tempo e, possivelmente, influenciam as alterações de longa duração, inclusive no aquecimento global. O maior impacto dos gases vulcãnicos se dá pela liberação de cinzas e S02' Este gás transforma-se em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera, para então formar camadas de aerossóis.
RECURSOS HíDRICOS
A água como substãncia está presente em toda parte, mas o reaJrso hídríco, entendido como um bem econômico e que pode ser aproveitado pelo ser humano dentro de custos financeiros razoáveis, é mais escasso. O consumo per capita do recurso aumenta geometricamente com a melhora da renda da sociedade. Dividindo-se globalmente a água existente no planeta por toda a sua população, não haveria escassez de água. Entretanto esses números são irreais, pois, além de considerarem toda a água de superfície e não aquela efetivamente disponível, não analisam a distribuição do recurso hídrico e da população no mundo. Nesse cenário o Brasil é um país privilegiado, uma vez que recentes estimativas indicam que aqui corre 53% da água doce da América do Sul e 12% da vazão total mundial dos rios.
As extrações desmedidas dos corpos de água e a contaminação são os dois grandes problemas que têm ocupado as atenções dos governos nas últimas décadas. O abastecimento de grandes áreas metropolitanas exige que a água seja trazida de regiões cada vez mais distantes, onerando e comprometendo os recursos hidricos. Ao mesmo tempo, tradicionalmente, os rios têm servido de receptores para os lançamentos de esgotos urbanos, de lixos e de efluentes agroindustriais.
Embora representem 97% da água doce líquida do planeta, as águas subterrãneas desempenham um papel fundamental no abastecimento público e privado em todo o mundo. Muito embora os aqüiferos formem o maior reservatório de água potável líquida do mundo, sua distribuição não é igual no planeta. Algumas áreas possuem abundância deste recurso, enquanto em outras ele é quase inexistente. Quando a extração de água do aqüifero supera a recarga em períodos muito prolongados, ou quando o bombeamento está concentrado em uma pequena zona, ocorre a superexploração, ou seja, a retirada de água do aqüífero se dá em quantidades maiores que a sua reposição, acarretando desequilíbrios no balanço entre as entradas de água no aqüífero (recarga) e as saídas (extração). A água subterrânea apresenta, geralmente, excelentes qualidades quimicas e físicas, sendo própria para o consumo humano, muitas vezes sem tratamento prévio. A contaminação ocorre quando alguma alteração na água coloca em risco a saúde ou o bem estar de uma população. Entre os compostos inorgânicos, o nitrato é o contaminante de ocorrência mais ampla em aqüíferos. As fontes mais comuns deste contaminante são os sistemas de saneamento in situ (fossas e latrinas) e a aplicação de fertilizantes nitrogenados na agricultura. A grande preocupação ambienta I associada ao nitrato está no fato dele possuir grande mobilidade e persistência em condições aeróbicas. Os metais pesados (indu indo o cádmio, cromo, chumbo e mercúrio) apresentam baixa mobilidade em muitos ambientes naturais. Ewntualmente, a contaminação das águas subterrãneas pode ocorrer por mecanismos naturais. A interação entre a água e a rocha faz com que a água se enriqueça de certas substãncias, algumas das quais em concentrações que a tomam não potável. Estes problemas, embora não tão comuns, ocorrem em aqüíferos onde a matriz mineral apresenta concentração elevada dessas substãncias e o ambiente freqüentemente propicia a sua solubilização. Os contaminantes mais comuns são ferro, manganês e flúor, e, em concentrações menores, arsênio, cromo, cádmio, níquel, zinco e cobre, entre outros.
A deposição de resíduos sólidos de ongem doméstica ou industrial tem causado muitos incidentes de contaminação na água subterrãnea em nosso pais, especialmente quando feita sem controle e quando a deposição, que muitas vezes envolve líquidos perigosos, é realizada em locais hidrogeologicamente vulneráveis. Hoje, muitos destes depósitos estão poluindo os aqüíferos.
RECURSOS ENERGÉTICOS
Os recursos energéticos utilizados atualmente pelas nações industrializadas são os combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural), a hidreletricidade, a energia nuclear e outras formas de energía menos difundidas, como a geotérmíca, a solar e a eólica, a proveniente da biomassa, de marés e, mais recentemente, de ondas. A biomassa foi, sem dúvida, o primeiro recurso energético utilizado pela humanidade. A queima de lenha foi responsável pelo fornecimento de energia desde os primórdios das civilizações, sendo utilizada principalmente nos paises menos desenvolvidos. Estima-se que cerca de 10% dos fogões existentes na Terra ainda utilizem lenha corno fonte de energia. Apesar de envolver a destruição de florestas, o cultivo controlado de árvores pode ser uma importante forma de geração de energía a custos relativamente baixos. A biomassa pode também ser utilizada para a produção de combustiveis (por exemplo, etanol e metanol), que podem substituir, com certas vantagens. outras fontes de energia. Os combustíveis fósseis recebem esta denominação por derivarem de restos de plantas e animais soterrados juntamente com os sedimentos que formam as r0chas sedimentares. O tipo de combustivel fóssil formado depende da matéria orgânica original e da sua subseqüente história geológica. O carvão mineral é utilizado há mais de 2.000 anos, desde a época da ocupação romana da Inglaterra, quando era usado para aquecer as casas dos romanos. Ainda hoje é um componente importantissimo na matriz energética (conjunto de fontes de energia que abastecem um país) de diversos países, por exemplo, Estados Unidos e China. Atualmente, a produção brasileira de carvão mineral é praticamente toda consumida em termoelétricas, ou seja, em usinas de geração de energia elétrica a partir do calor gerado pela queima do combustível, representando, hoje, cerca de 1,5% da matriz energética do Brasil.
O petróleo é um líquido oleoso. normalmente com densidade menor do que a da água. Sua cor varia desde o incolor até o preto, passando por verde e marrom. Sua origem é orgânica, ou seja, tanto o petróleo como o gás natural são combustíveis fósseis, como o carvão. Sua origem se dá a partir da matéria orgânica (principalmente algas) soterrada juntamente com sedimentos lacustres ou marinhos. Os ambientes que ímpedem a oxidação da matéria orgânica são aqueles de rápida sedimentação (ex. plataformas rasas) ou de teor de oxigênio restrito (ex. fundo oceânico). Em ambos os casos, o ambiente anaeróbico permite o aprisionamento de matéria orgânica não oxidada. A semelhança dos processos que transformam restos vegetais em carvão mineral, vistos anteriormente, a matéria orgânica vai se transformando, com a perda dos componentes voláteis e concentração de carbono, até sua completa modificação para hidrocarbonetos.
ENERGIA NUCLEAR E HIDRELÉTRICA
A prímeira é gerada pela-fissão do núcleo do elemento Urânio (235U) por bombardeamento de nêutrons. Esta reação libera três nêutrons e calor. Os nêutrons liberados ativam novas reações, que liberam mais nêutrons e mais calor, produzindo uma reação em cadeia. A partir do desenvoMmento do sistema de controle dessa reação em cadeia, que ocorreu em 1942, foi possível utilizar a energia produzida na reação tanto para fins militares (na 2" Grande Guerra), como para obtenção de energia termoelétrica.
A utilização de combustível nudear pode ser considerada uma forma bastante limpa de geração de energia elétrica, uma vez que não gera H2S ou NO. (óxidos de nitrogênio). No entanto, há vários problemas que devem ser considerados, por exemplo, se uma usina sofrer um acidente e se romper. Um único acidente, com qualquer das usinas, pode atingir grandes proporções, com efeitos ambientais duradouros. No entanto, o maior problema ambiental diz respeito à disposição dos rejeitos radioativos gerados pela usina. Esses rejeitos são compostos de elementos radioativos de meia-vida longa. A grande questão é corno dispor e isolar de maneira segura tais rejeitos, para não contaminar os recursos hídricos ou mesmo a atmosfera.
Os impactos ambientais provenientes do aproveitamento intensivo de energia geotérmica são. talvez, menores em extensão que as outras fontes de energia, uma vez que não é necessário o transporte de matéria-prima ou beneficiamento do combustível. Sua produção, ao contrário das de outras fontes energéticas, não necessita de queima nem da disposição de rejeitos radioativos. Quanto à hidreletricidade, a seleção dos locais para a implantação de barragens leva em consideração a largura do rio e a topografia no retorno, para maior aproveitamento do gradiente do rio e para evitar a inundação de uma área muito extensa, já que esta área será inutilizada para outro aproveitamento econômico. A energia elétrica assim gerada é considerada corno energia renovável Apesar da geração de energia por hidrelétricas ser considerada limpa, há restrições quanto à área inundada pela barragem.
A TERRA: PASSADO, PRESENTE E FUTURO
Evidências geológicas de todo tipo comprovam que a geografia atual dos continentes representa apenas o mais recente arranjo entre crosta continental, crosta oceânica e nível do mar, num planeta dinãmico. Se o presente nos permite des vendar pelo menos parte do passado, então é igualmente verdadeiro que a análise deste passado pode nos ajudar a entender o presente e vislumbrar o futuro geológico. Assim, devido à visão abrangente de nosso planeta, o geólogo não apenas desempenha um papel fundamental na identificação e prevenção de riscos geológicos, como deverá ter uma atuação cada vez mais importante na resolução de grandes problemas que a humanidade enfrentará nas próximas décadas, tais como suprimento de água potável, uso racional e degradação de solos, fornecimento de energia, exploração de recursos minerais tradicionais e alternativos e planejamento (e reorganização) urbano.
Evolução biológica
Vimos que o registro fóssil do Fanerozóico difere fundamentalmente do registro do Pré-Cambriano por causa da expansão global explosiva de metazoários com conchas e outras partes duras (carapaças, escamas etc.) pouco depois de 550 milhões de anos atrás. Quando se comparam os fósseis e os organismos que produziram tais fósseis nestas duas fases distintas da história da biosfera, percebe-se como o próprio modo e ritmo da evolução se modificaram com a expansão dos animais nesta época. Enquanto os primeiros 7/8 do tempo geológico (Pré-Cambriano) foram dominados por formas microscópicas de vida procariótica, generalistas em seus hábitos e morfologicamente simples, com reprodução apenas assexuada e taxas evolutivas lentas, o Fanerozóico, que representa apenas a oitava parte mais recente da história do planeta, viu surgirem organismos eucarióticos de tamanho macroscópico, de hábitos especializados, morfologia complexa, reprodução sexuadas e taxas evolutivas rápidas.
Amanhã e depois
Há uma preocupação generalizada de que a ação da civilização possa perturbar a diversidade da vida, o clima e o nivel do mar, provocando toda espécie de tragédias para o mundo que conhecemos, desde a elevação da temperatura, pela queima de combustíveis fósseis, e subseqüente degelo das calotas polares, provocando a inundação de regiões costeiras populosas, à destruição da camada de ozônio, que protege a vida dos raios ultravioleta mais danosos, até extinções em massa e desequilíbrio de ecossistemas inteiros, com deserlificação de grandes regiões onde, atualmente, existem florestas tropicais. Existem organizações não-govemamentais (ONGs), órgãos governamentais e comissões especiais que lidam com esta questão, bem como conferências internacionais para discutir os resultados dos estudos sobre o tema. A preocupação com este tópico, apelidado mudanças globais, é real e o perigo também, pois a população humana, que em 1950 era de 2 bilhões e meio de habitantes, hoje passa de 6 bilhões e, com o crescimento anual de 2%, ameaça chegar a 11 bilhões até o ano de 2050.
A Terra, a humanidade e o desenvolvimento sustentável
A Terra é um sistema vivo, com sua dinâmica evolutiva própria. Graças à sua evolução ao longo de alguns bilhões de anos, proporcionou condições para a existência de vida, vindo a ser, hoje, a casa da humanidade. É sobre ela que vivemos, construimos nossas edificações, e dela extrai mos tudo o que é necessário para manutenção da espécie, tal como água, alimentos e matérias-primas para produção de energia e fabricação de todos os produtos que usamos e c0nsumimos. Contudo, também é nela que depositamos nossos resíduos, tanto industriais como domésticos. Para possibilitar o conforto da população atual da Terra, o volume de materiais mobilizados pela humanidade (materiais para construção, minerais e minérios) é maior do que aquele mobilizado pelos processos geológicos característicos da dinâmica externa da Terra. Tal constatação coloca a humanidade não só como um agente geológico, mas como o mais importante modificador da superfície do planeta na atualidade.
Os paises mais desenvolvidos se caracterizam por um perfil de consumo exage rado tanto de matérias-primas como de energia. Conseqüentemente, prodliZem enormes quantidades de resíduos, como nos Estados Unidos da América, onde cada habitante gera cerca de 1 tonelada de resíduos por ano, que têm de ser dispostos em áreas apropriadas para essa finalidade. Na busca de qualidade de vida, a tendência seguida pelos países menos desenvolvidos é atingir os padrões de consumo dos paises industrializados do Hemisfério Norte. Entretanto, fica evidente que isso levaria a niveis insustentáveis de consumo de matériasprimas e combustíveis, de maneira que as nações em desenvolvimento.deverão buscar caminhos diferentes, evitando o mesmo nivel de consumo e desperdício praticados naqueles países, uma vez que os recursos globais são limitados.
Como nasceu o conceito de desenvolvimento sustentável?
Em 1972, na Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano (em Estocolmo), foi reconhecido o relacionamento entre os conceitos de conservação ambiental e desenvolvimento industrial; foram discutidos os efeitos causados pela falta de desenvolvimento e surgiram as idéias de poluição da pobreza e ecodesenvolvimento. Uma reavaliação do conceito de desenvolvimento orientou a Terceira Década das Nações Unidas para o Desenvolvimento (1980-1990), quando foram buscadas estratégias de distribuição, visando uma melhor repartição dos benefícios do eventual crescimento da economia mundial. Na década seguinte, a ONU resolveu criar uma comissão para efetuar um amplo estudo dos problemas globais de ambiente e desenvolvimento e, em 1987, esta comissão apresentou o Relatório Brundtland (Nosso Futuro Comum), no qual foi introduzido o conceito de desenvolvimento sustentável, que preooniza um sistema de desenvolvimento sócio-econômico com justiça social e em harmonia com os sistemas de suporte da vida na Terra. Portanto, passa-se a reconhecer a necessidade da manutenção do equilíbrio ambíental e do alcance de justiça social. Em tal cenário, haveria uma melhor qualidade de vida coletiva, com as necessidades básicas e alguns dos desejos da humanidade atendidos, sem que houvesse comprometimento do suprimento de recursos naturaís e da qualidade de vida das futuras gerações. Portanto, como corolário, o desenvolvimento sustentável preconiza disponibilizar recursos que atendam às necessidades básicas de cerca de 80% da população da Terra que, no fim do século XX, vive em países menos desenvolvidos. Em 1992 realizou-se, no Rio de Janeiro, a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, ocasião em que o problema ambiental ocupou importante espaço nos meios de comunicação de todo o globo. Como resultado dessa conferência, foi elaborada a Agenda 21, que representa um compromisso político das nações de agir em cooperação e harmonia na busca do desenvolvimento sustentável. Os dois maiores problemas globais - o crescimento demográfico e a pobreza - têm se aguçado diante da nova ordem econômica que surgiu nas últimas décadas do século XX.
Redução de desastres naturais
Missão fundamental dos geocientistas é o conhecimento, o mais completo p0ssível, dos fenômenos naturais que podem provocar grandes catástrofes como terremotos, erupções vulcânicas (tanto de lavas como de cinzas), ciclones tropicais, inundações, escorregamentos de terra, secas provocarem grandes perdas de vidas e propriedades. p0dem ocasionar também atrasos na evolução do desenvolvimento econômico, especialmente para os paises mais pobres. Cabe às ciências da terra a tarefa de fornecer os instrumentos para prevenir tais desastres naturais e preparar as comunidades para reduzir sua vulnerabilidade. Isto é muito importante nas áreas urbanas onde os processos são catalisados pela desorganizada ocupação antrópica.
Síntese elaborado por Francisco Corlos Pereira
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