Propriedades das Rochas Sedimentares

As rochas sedimentares são formadas a partir da pressão exercida sobre as partículas de sedimentos carregados e depositados pela ação do ar(vento), gelo ou água. Conforme os sedimentos se acumulam, eles vão sofrendo cada vez mais pressão, se solidificando, num processo conhecido como litificação (formação rochosa) e os fluídos originais acabam sendo "expulsos".
Rochas sedimentares são compostas por sedimentos carregados pela água e pelo vento, acumulados em áreas deprimidas. Correspondem a 80% da área dos continentes, existe grande probabilidade de conterem material fóssil e formam as bacias.
As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois são as rochas ígneas e as metamórficas) e formam-se por três processos principais:

-> pela deposição (sedimentação) das partículas originadas pela erosão de outras rochas (conhecidas como rochas sedimentares clásticas);
-> pela deposição dos materiais de origem biogénica;
-> pela precipitação de substâncias em solução.
 

Mineral é um sólido homogéneo de origem natural, com composição química definida e estrutura cristalina característica. Os minerais são geralmente formados por processos inorgânicos.

Propriedades fisicas dos minerais:

Brilho: quantidade de luz reflectida pela superfície do mineral.

Duas categorias principais:

-Metalico (refletem mais de 75% da luz incidente)

-Nao metalico.

Cor:

Idiocromaticos: minerais que apresentam uma cor propria e unica (ex-verde do malaquite ou azul de azurite).

Alocromáticos: minerais que nao apresentam uma cor constante (ex-quartzo )

Traço: é a cor do pó mineral (obtido riscando o mineral contra uma placa de porcelana)

Dureza:

Resistência que o mineral apresenta ao ser riscado.

A dureza dos minerais é determnada através da escala de Mohs que varia de 1 a 10

Fig.1- Escala de Mohs.

Clivagem:

- Tendência de um mineral quebrar ao longo de planos de fraqueza (ligaçoes químicas mais fracas)

-Produz superfícies lisas e brilhantes.

Fratura-

-Superficies irregular e curva resultante da quebra de um mineral

Densidade relativa:

-numero que indica quantas vezes certo volume de um mineral é mais pesado que o mesmo volume de água. (maioria entre 2.5 e 3.3)

Classificação das Rochas Sedimentares

As Rochas Sedimentares são formadas através de vários processos e matérias. Assim, para uma melhor classificação, estas rochas são divididas em três grupos: rochas detríticas, rochas quimiogénicas e rochas biogénicas. 

1º) Rochas Detríticas: 

As rochas sedimentares detríticas são sedimentos provenientes dos processos de meteorização e erosão em rochas que já existiam. A granulometria (medição do tamanho dos grãos) dos materiais constituintes das rochas são muito variáveis  Então, constituíram-se escalas granulométricas. 

Fig.1- Escala (simplificada) de Udden & Wentworth.

Nas rochas detríticas, os sedimentos podem se apresentar mais ou menos angulosos e arredondados, de acordo com a duração do transporte, a distância percorrida, a velocidade do transporte e a dureza do material. 

Por exemplo, um sedimento que tenha percorrido uma distância de 12 metros, a uma maior velocidade e com uma longa duração, será bastante mais arredondado e menos angulosos do que um sedimento que tenha percorrido uma distância de 5 metros, com uma velocidade e tempo de duração de transporte menor. 

Dentro das rochas detríticas, encontramos as rochas conglomeráticas, as rochas areníticas, rochas sílticas e rochas argilosas.

As Rochas Conglomeráticas são constituídas por detritos superiores a 2 milímetros  sendo os fragmentos das rochas constituídos por vários minerais. As rochas de dimensões mais pequenas, podem conter apenas um único mineral.

-> Materiais angulosos cimentados- Rochas consolidadas (Brechas). 

-> Cimentação de calhaus rolados- Rochas consolidadas (Conglomerados).

Fig.2- Brechas & Conglomerados.

Rochas Areníticas são rochas desagregadas. Geralmente, encontram-se em ambientes como rios e as suas margens, nas praias, desertos e dunas litorais. Como tem uma composição e aspecto significativamente diferente, estas rochas podem nos dar indicações sobre a fonte dos materiais que as constituem e o ambiente em que se formaram.

Fig. 3- Diferentes tipos de Rochas areníticas. 

As areias mais comuns são as areias quartzosas, de cor clara e constituídas por grãos de quartzo. Contudo, existem também areias calcárias, formadas por grãos de calcite e areias negras, formados por minerais ricos em ferro e magnésio. 

Entre os grãos de areia existem também espaços ou que vão ser preenchidos por água ou ar, assim podemos classificar as areias como bastante permeáveis. 

Se ocorrer precipitação de substâncias dissolvidas na água, que circula nos poros, as areias cimentam-se e formam os arenitos.

Rochas Sílticas são constituídas por partículas com dimensões entre 1/16 e 1/256 milímetros. 

Rochas Argilosas são constituídas, principalmente, por minerais de argila resultantes da meteorização química de vários minerais. Compreende rochas com dimensões inferiores a 1/256 milímetros.

As partículas argilosas podem ser transportados pelas águas de escorrência e pelos cursos de água. Quando submetidas à compressão das camadas suprajacentes, começam a tornar-se cada vez mais coerentes e compactas, acabando por formar argilitos.

As rochas argilosas puras, ao contrário do que se pensa, são brancas e chamam-se caulino.

Fig.4- Caulino (Rocha argilosa pura).

Quando saturadas de água, as argilas tornam-se praticamente impermeáveis. Quando as vasas argilosas, onde está contida a água, secam e evaporam devido a exposição ao ar seco, forma-se na rocha fendilhas, que se designam de fendas de dessecação ou fendas de retração (diminuição do volume do material argiloso devido à perda de água).

As argilas caracterizam-se por serem rochas pouco duras, friáveis (reduzem-se facilmente a pó) e quando bafejadas têm um cheiro característica a barro.

2º) Rochas quimiogénicas:

As rochas quimiogénicas são formadas pelos materiais resultantes da precipitação de substâncias em solução. A formação destas rochas envolve vários processos, um dos quais a evaporação da agua onde as substancias estão dissolvidadas originando cristais que se acumulam e formam os evaporitos. Outro processo envolve a precipitação por acção de reacções químicas, quando as condições certas do meio variam. 

No interior das grutas, por exemplo, há transporte de hidrogenocarboneto de cálcio  que em determinadas condições precipita sob a forma de carbonato de cálcio e deposita-se formando calcários de precipitação. Este carbonato que precipita da água flui sobre o chão da gruta e pode originar uma rocha mais ou menos compacta, o travertino.

E agora, deves estar a perguntar-te "Como se formar as grutas?!". As grutas resultam basicamente da remoção de hidrogenocarbonato das rochas calcárias. Devido a circulação de águas acidificadas, por causa do dióxido de carbono, o carbonato de cálcio que as constitui é solubilizado sendo então, o hidrogenocarbonato removido. Assim, a rocha fica modelado, apresentando a superfície  um rendilhado de sulcos e cavidades conhecido como lapiaz que no seu interior formam as grutas e galerias.

Fig.5- Constituição de uma gruta.

A água que goteja do teto da gruta, contem carbonato de cálcio, cada desprendimento de uma película que contenha carbonato de cálcio, por acumulação sucessiva ao longo de milhares de milhões de anos vão formar as estalactites. 

Já as estalagmites, formam-se no chão da gruta devido ao gotejar constante sobre o solo que, através da acumulação sucessiva de películas de carbonato de cálcio  iriam originar estalagmites. Quando uma estalactite e uma estalagmite se junta, formam uma coluna.

Rochas salinas- os evaporitos:

Os evaporitos formam se devido a evaporação da água que contém sais em solução, através da precipitação desses sais. Quando se dá a evaporação da água, os primeiros sais a precipitar são os menos dissolvidos e sucessivamente, precipitam os mais voláteis  sobrepondo-se aos já formados. 

3º) Rochas Biogénicas:

As rochas biogénicas são constituídas por restos de seres vivos ou por materiais resultantes de uma ação bioquímicas.

Calcário biogénico:

Os calcários biogénicos formam-se pela deposição no fundo marinho de seres com peças esqueléticas calcárias existentes no plâncton marinho. Após a sua deposição, a parte orgânica é decomposta e as conchas acabam por sedimentar evoluindo para calcários consolidados, como por exemplo, os calcários conquíferos e os calcários recifais. 

Fig.6- Calcário Conquífero & Calcário Recifal.

Carvão:

Forma-se em ambientes continentais pantanosos, ou zonas de difícil drenagem de água. Nestas zonas, a parte inferior dos musgos e outras plantas transforma-se, através da acção de microrganismos anaeróbios transformam-se em turfa, a matéria-prima do carvão, produto carbonoso, muito rico em matérias voláteis. A evolução do carvão a partir da turfa designa-se por incarbonização (perda de água e substâncias voláteis e consequente enriquecimento de carbono).  No processo de incarbonização, o material vegetal da turfa sofre transformações bioquímicas, por acção de microrganismos. O aprofundamento do material vegetal leva a alterações das condições de pressão e temperatura e dão início a transformações geoquímicas, em que se verifica a perda de água e substâncias voláteis, diminuição da porosidade e o aumento da concentração de carbono. 

Fig. 6- Formação do Carvão.

O carvão menos energético é hulha, seguida da lignite (energia moderada), carvão betuminoso (energia elevada) e a antracite (energia bastante elevada).

Fig.7-  Varias formas de carvão.

Petróleo: embora o petróleo não seja uma rocha, porque se encontra no estado liquido, encontra-se unicamente no interior de rochas sedimentares, acabando por ser estudado juntamente com estas. 
Nas condições de pressão, temperatura e normais o petróleo encontra-se no estado sólido (asfaltos ou betumes), no estado liquido (petróleo bruto ou nafta) e no estado gasoso (gás natural). É constituído principalmente por plâncton, forma-se num ambiente anaeróbico e em determinadas condições de temperatura.

Fig.7- Armadilha petrolífera.

A evolução do petróleo, até a sua verdadeira formação, pode demorar milhões de anos e ocorre na rocha-mãe.
Os hidrocarbonetos fluidos, como são pouco densos, quando sujeitas a pressão, deixam a rocha-mãe e passam a acumular se em rochas porosas e permeáveis (arenitos, conglomerados, rochas carbonatadas), a rocha-armazém. Logo a cima desta, encontra-se a rocha-cobertura, que é impermeável e tem como objetivo impedir a passagem e dispersão do petróleo para a superfície.
Este conjunto de rochas bem como outras estruturas, como falhas, dobras ou domas salinos, impedem que o petróleo acenda a superfície, constituindo assim a armadilha petrolífera, que nos permitem a extração de petróleo através dos jazigos petrolíferos.

Fig.8- Armadilhas petrolíferas provocadas por falha & doma salino.

Nos jazigos a deposição do petróleo, da água e dos gases é feita devido ás densidades: Por baixo a água, depois o petróleo e depois os gases.  O petróleo vai para as refinarias e é destilado em colunas de fracionamento gigantes. Como os seus constituintes tem diferentes pontos de ebulição, dão origem a diferentes produtos e ao longo da coluna há diferentes saídas para esses mesmo produtos.

Fig.9- Produtos da destilação do petróleo bruto.

Londres: O Dia do Juízo Final!

The Flood, conhecido em Portugal como Londres: O Dia do Juízo Final, é um filme que retrata os problemas da ocupação antrópica das bacias hidrográficas da cidade de Londres e assim nos introdução ao estudo de um novo mundo, a Geologia, que se inicia com o estudo da ocupação antrópica.
Este filme britânico, inspirado no livro de Richard Doyle (Flood), um perito em mudanças de clima e inundações em Londres, "narra" os problemas causados pela má localização da barragem, Thames Barrier ou a Barreira do Támisa.
Nesta sequela, Robert e Sam, um ex-casal, são responsáveis pela barreira, a qual segundo Leonard, pai de Robert, esta construída no local errado e assim não protegerá devidamente o centro de Londres aquando a ocorrência de uma enorme cheia. Ninguém acreditará em Leonard, até ao dia em que uma enorme tempestade vinda da Europa se funde com a maré de primavera, maré alta, aumento os níveis do mar drasticamente, acabando por "esmagar" a Barreira, inundando a baixa de Londres bem como os seus subúrbios. É uma tempestade nunca antes vista em Londres, tornando se impossivel de seguir, pois todas as previsões do Instituto de Meteorologia não acontecem.
 Devido a ausência do Primeiro Ministro, a Comissário Nash e o Vice Primeiro Ministro vêm se obrigados a declarar estado de emergência, sendo todos os meios de proteção civil disponibilizados, especialmente, os meios aéreos, começando a evacuar todos os civis, principalmente, crianças e hospitais.
No final do filme, a única hipótese de salvar a vida a milhares de londrinos é abrir manualmente as comportas da Barreira mas no momento exato em que a maré alta atinga o seu clímax.

Como se pode ver neste filme, é necessário a construção eficaz de barragens bem como uma prevenção e realização de simulacros para quer a população, quer a proteção civil e governantes estejam preparadas para estes tipos de situações imprevisíveis.
Para os mais curiosos deixamos aqui uma sugestão de um documentário realizado pela BBC, sobre " Os 5 Desastres a Espera de Acontecer", que relata também informação sobre a inundação de Londres e a Barreira do Támisia.

Zonas de Vertente

As zonas de vertente são zonas de instabilidade geomorfológica, o que implica que os materiais geológicos situados nas zonas superiores tendam a ser mobilizados para zonas inferiores, com consequências por vezes graves e termos de perda de vidas ou danos mo edificado.

Devido ao acentuado declive são zonas que sofrem uma grande erosão. O movimento nessas zonas pode ocorrer sob a forma de:

- Movimentos de materiais soltos: verifica-se a movimentação desse material solto, com tamanho variável pela vertente pela ação da gravidade ou arrastados, geralmente por água;

-Movimentos em massa: movimentos bruscos de grandes quantidades de matéria, em zonas de vertente, provocados pela ação da gravidade.

Fig.1- Zonas de Vertente & movimento em massa.

Existem certas ações/acontecimentos que aumento o risco geológico destas zonas como, por exemplo:

·         Precipitação elevada: a água que se infiltra no solo, devido à sua forte capacidade de estabelecer ligações moleculares, permite manter um certo grau de coesão entre as partículas. No entanto, se a concentração de água for muito elevada, o volume desta aumenta e conduz à saturação do solo. A tensão exercida pela água é tal que leva a que as partículas desse solo se afastem (menor força de atrito), criando situações de instabilidade provocando o movimento de materiais ao longo dessa vertente;

Fig.2- Acção da precipitação intensa na areia.

·         Destruição da cobertura vegetal – as raízes das árvores reforçam a coesão do solo e aumentam a força de atrito que contraria o deslizamento pela gravidade;

• Remoção de terrenos para a construção de estradas e habitações – expõe as vertentes aos fatores ambientais ou interrompe as linhas de água, aumentando risco de movimentos;

• Rega excessiva na agricultura – a saturação de água dos solos facilita o seu deslizamento.

Fig.3- Demonstração das consequências da destruição da vegetação & rega excessiva na agricultura.

·         Ocorrência de sismos e vibrações: faz com que as formações rochosas fiquem mais instáveis sofrendo derrocada;

·         Tempestades nas zonas costeiras: provocam a queda de blocos, geralmente de grandes dimensões;

        Variações de temperatura: levam à contracção e dilatação dos materiais rochosos.

Fatores condicionantes nos movimentos de massa:

·         - Gravidade;

·         - Inclinação da vertente;

·         - Teor de água no solo;

·         - Variação da temperatura;

·         - Tipo de material geológico.

Fig.4- A gravidade & os movimentos em massa.

Os principais fatores desencadeantes dos movimentos em massa:

- Precipitação;

- A ação do Homem;

-  A ocorrência de sismos;

-  Tempestades nas zonas costeiras.

Para prevenir estes movimentos em massa adotam-se as seguintes medidas:

·         Elaboração de cartas de ordenamento do território, com definição de áreas apropriadas para diferentes atividades humanas;

·         Elaboração de cartas de risco geológico;

·         Remoção ou contenção dos materiais geológicos que possam constituir perigo.

·         A contenção pode ser feita através de muros de suporte (com ou sem drenagem de águas),de redes e de pregagens;

·         Estudo das características geológicas e geomorfológicas de um local, para avaliação do seu potencial para a ocorrência de um movimento em massa.

Fig.5- Carta de Ordenamento do Território do concelho de Chaves. 

Se a probabilidade de ocorrência de um movimento em massa for considerada elevada, pura e simplesmente não deve ser autorizada, para aquele local, qualquer tipo de construção. Trata-se de um local de risco geológico elevado. Noutros locais, de menor risco geológico, poderão ser autorizadas atividades humanas.

Mesmo assim, estas construções devem ser acompanhadas de um projeto de engenharia que permita diminuir a probabilidade de ocorrência de um movimento de massa, tais como:

-Pregagens;

-Contenção com redes metálicas;

-Muro de gabiões;

-Construção de muros de suporte com sistema de drenagem;

-Remoção de materiais.

Fig. 6-  Contenção com Redes Metálicas. 

Fig.7- Pregagens

Fig.8- Muro com Sistema de Drenagem.

Várias consequências são verificadas quando estas medidas não são compridas tais como:

    -           Erosão da vertente;

    -            Alteração da topografia;

    -            Prejuízos materiais significativos;

    -            Perda de vidas humanas.

Assim, para uma melhor organização do espaço de forma a melhorar a sua ocupação, utilização e transformação do ambiente de acordo com as suas potencialidades, existe um Ordenamento de Território.

Este ordenamento de território tem com funções controlar a ocupação antrópica através do auxílio de cartas de ordenamento de território que permitem definir as diferentes zonas de atividades humanas. Por exemplo, locais de habitação, locais para prática agrícola, …

Por exemplo, em Portugal, existe um plano (documento) de ordenamento de território por cada município do país. Neste documento estão definidas a organização municipal do território, onde se estabelece a referenciação espacial dos usos e atividades do solo municipal através da definição de classes e categorias relativas ao espaço, identificando as redes urbanas, viária, de transportes e de equipamentos, de captação, os sistemas de telecomunicações, tratamento e abastecimento de água entre outras. Tudo isto de modo a afastar as desastrosas consequências e para o benefício de todos os habitantes.

Zonas Costeiras

As zonas costeiras ou faixa litoral e correspondem a transição entre o domínio continental e o domínio marítimo. Estas zonas são bastante afetadas por diversos processos geológicos, estando em constante transformação.

As formas de erosão culminam no desgaste da costa devido ao impacto do movimento das ondas do mar. Este desgaste designa-se por abrasão marinha.

A abrasão marinha ocorre, principalmente, na base das arribas, onde o impacto das ondas começa a escavar, provocando a queda de pequenos fragmentos de rocha que depois se iram depositar nas zonas baixas, as quais tem o nome de plataforma de abrasão.

Fig.1- Arriba e Plataforma de Abrasão.

Outras consequências da abrasão marinha são cavernas, leixões e arcos litorais. 

Fig.2- Consequências da Abrasão Marinha.

 As formas de deposição estão relacionadas com a deposição dos materiais arrancados pelo mar ou transportados pelos rios depositando-se dando origem as praias, restingas, ilhas-barreiras ou tômbolos.

Fig.3- Formas naturais de deposição.

Devido ao avanço do mar sobre a faixa costeira são necessárias obras de intervenção na faixa litoral. Essas obras podem ser de 3 tipos: paredões, esporões e quebra-mares. 

Fig.4- Quebra-mar.

Fig.5- Esporão.

Fig.6- Paredão & Enrocamento.

Como as zonas costeiras são ocupadas desordenadamente são provocadas alterações, mesmo que involuntárias e inconsistentes, no ciclo de abrasão, acelerando a erosão e o avanço das águas do mar. Ocorrem também alterações na deposição de sedimentos que intensifica o risco de desabamento de casas e edifícios, bem com a destruição de habitats e rotas migratórias.

Assim, para uma boa gestão das zonas costeiras, no nosso país, por exemplo, existe o Plano de Ordenamento da Orla Costeira (POOC) e o programa Finisterra.

Fig.8- Demolição de estruturas.

O plano Finisterra tem vários objetivos entre   os quais:

Fig.7- Alimentação artificial de praias.

Fig.9- Zelar pela proteção das dunas, evitando o pisoteio e plantação de vegetação autóctone, através da construção de “pontes”.