Biologia - Geologia (10º ano) · fundidos, cristais em suspensão e divesos gases (chamados de...

Escola Secundária de Lousada

Biologia - Geologia (10º ano)

C

Vulcanismo

VULCANISMO

O que já sabemos sobre VULCANISMO:

É uma manifestação da dinâmica

interna da Terra, constituindo um bom

método directo do seu estudo!

Uma grande % de rochas é

originária de fenómenos vulcânicos (após

arrefecimento e solidificação/cristalização à

superfície ou em profundidade)

Pode afectar as populaçãos humanas, causando-lhes prejuízos (mas também traz

alguns benefícios…)

VULCANISMO

O que já sabemos sobre VULCANISMO:

O vulcanismo consiste nos processos

pelos quais o magma e os gases a ele

associados ascendem, a partir do interior

da Terra ;

O termo que está na origem

desta palavra é Vulcão. Esta é uma

palavra de origem Latina: Vulcano,

deus do fogo.

VULCANISMO PORQUE SE FORMA MAGMA?

VULCANISMO

Quando há um aumento de pressão na câmara

magmática, o magma é forçado a sair através de

fendas nas rochas para espaços ou fendas mais

superficiais… ou para a superfície…! Este processo é

faseado e pode demorar séculos até que ocorra uma

erupção!

b

VULCANISMO

VULCANISMO: Caracteriza-se pela ocorrência de erupções vulcânicas nas quais

Primário

podem ser libertados materiais no estado sólido, líquido ou gasoso. A

formação natural por onde ocorre a erupção designa-se por aparelho

vulcânico.

Implica a existência de elevações com uma abertura por

Central onde é libertado o material ígneo;

Fissural

O material ígneo é libertado ao longo de fissuras na

crusta terrestre;

Secundário ou residual

Actividade vulcânica menos violenta, não

associada à libertação de magma. Ex: fumarolas

O Sakura-jima, no Japão, é um dos vulcões

activos mais famosos do mundo

Magma ascende à superfície através de

fissuras na crusta…

Fumarolas na Ilha de S. Miguel, Açores

VULCANISMO

VULCANISMO

Cone vulcânico principal - elevação, geralmente em forma

cónica, resultante da acumulação de materiais libertados nas

sucessivas erupções.

Cone vulcânico secundário ou adventício - resulta da

emissão de material proveniente de fendas no cone principal,

localizando-se nos seus flancos;

Chaminé vulcânica - canal no interior do aparelho vulcânico,

que estabelece a comunicação entre a câmara magmática e o

exterior. Podem existir chaminés secundárias ou adventícias;

Cratera - abertura do cone vulcânico que se localiza no topo

De salientar que nem todos os

vulcões apresentam esta estrutura,

podendo nesses casos o magma

simplesmente acender á superfície

da chaminé vulcânica; podem existir crateras secundárias ou

adventícias

Câmara magmática - local situado no interior da Terra, onde

se acumula material rochoso fundido(magma) a elevadas

pressões e temperaturas.

VULCANISMO

estrutura vulcânica que forma um vulcão;

Por norma, resulta da acumulação de material expelido e apresenta formas variáveis!

Pode ser afectada pela presença de magma

(metamorfismo de contacto) ou alguns fragmentos

podem ser removidos e incluídos no magma (xenólitos)

VULCANISMO

VULCANISMO

Os diferentes tipos de erupções encontram-se

intimamente relacionados com o tipo de magma!

VULCANISMO

Não esquecer que…

Nome atribuído ao magma

já no exterior da Terra;

pobre em gases (elementos

voláteis)

Material rochoso num

estado semi-

fundido/fundido que se

encontra no interior da

Terra; rico em gases

(elementos voláteis)

VULCANISMO

Formado por mistura de silicatos fundidos, cristais em suspensão e

divesos gases (chamados de

substâncias voláteis)

BÁSICO

ÁCIDO

Basicamente, o que distingue os diferentes tipos de magma

é o seu teor em SÍLICA!

VULCANISMO

Óxido mais abundante na crusta

terrestre

Quanto mais rico em sílica for um magma, mais viscoso

(menos fluido) ele se torna…

E quanto mais viscoso for, mais dificuldade terá em ser

expelido do aparelho vulcânico e mais gases acumula!

VULCANISMO

Será que a viscosidade do magma depende apenas do teor em sílica…?

Em igualdade de pressão, a viscosidade diminui quando

aumenta a temperatura

(Mais quente = mais fluido)

Em igualdade de temperatura, a viscosidade aumenta com a

pressão

(maior pressão implica aumento do ponto de fusão dos materiais - aumento da

viscosidade)

Nota: A adição de água a magmas irá baixar o ponto de fusão

dos materiais, interferindo também na sua viscosidade…

VULCANISMO

A viscosidade do magma irá condicionar o tipo e natureza da erupção

(mais ou menos violenta)

http://www.youtube.com/watch?v=dXWZc_G3gl4&NR=1

http://www.youtube.com/watch?v=Jm5zhHoUUpw

VULCANISMO

Lavas muito fluidas;

Lavas com origem em magmas básicos / basálticos (menor

teor em sílica e com poucos gases pois estes libertam-se fácil e

suavemente). Normalmente formam-se rochas escuras pelo facto

do magma, apresentando menos sílica, possui maior teor em

minerais ricos em magnésio e ferro…

Dada a sua fluidez, a emissão das lavas é rápida,

formando-se grandes escoadas (rios de lava) que podem

percorrer centenas de quilómetros com uma velocidade

variável. Tendência para formação de cones vulcânicos baixos.

Erupções mais previsíveis e menos perigosas;

O arrefecimento da lava muito fluida origina estruturas

lávicas típicas (lavas encordoadas, escoriáceas e pillow-lavas)

VULCANISMO

VULCANISMO

FORMAÇÃO DAS

LAVAS EM ALMOFADA

VULCANISMO

LAVA ESCORIÁCEA http://www.youtube.com/watch?v

=vnWcStAL35Y

LAVA ENCORDOADA http://www.youtube.com/watch?v=eo

Pz5O6_-d0&feature=fvw

LAVA EM ALMOFADA http://www.youtube.com/watch?v

=xsJn8izcKtg

VULCANISMO

Lavas muito viscosas

Lavas com origem em magmas ácidos / riolíticos (ricos em sílica

e em gases e pobres em magnésio e ferro - originar-se-ão rochas

de cor mais clara).

Dada a sua viscosidade, estas lavas não formam escoadas e

podem até solidificar no interior do aparelho vulcânico, formando

as agulhas(acumulações de lava com formas alongadas e

pontiagudas que consolidaram no interior da chaminé) e os domos

ou cúpulas (acumulações de lava consolidada na cratera com

formas arredondadas)

Agulha vulcânica

As erupções são muito violentas (devido à acumulação de gases

Domo ou cúpula

que geram uma enorme pressão), e são acompanhadas por

grandes explosões, com a emissão de piroclastos(materiais

sólidos) e formação de nuvens ardentes (nuvens de gases e poeiras

incandescentes responsáveis por elevado nº de mortos e

destruição)

VULCANISMO PRIMÁRIO

VULCANISMO

NUVENS ARDENTES - Podem dispersar-se por todo o globo, afectando o cloma

global(basta pensar no caos aéreo provocado pela

erupção recente de um vulcão na Islândia)

- Em última instância pode haver o bloqueio da radiação

solar, redução da temperatura média global e extinções de

seres vivos…

Nuvens ardentes

VULCANISMO

Na actividade vulcânica de tipo misto ocorrem períodos efusivos e explosivos, isto é,

períodos calmos com formação de escoadas e períodos com explosões violentas com

libertação de piroclastos e gases.

Uma das erupções do Vulcão dos Capelinhos, na Ilha do Faial em

1957/1958, apresentou diversas fases. Numa primeira fase houve

explosões violentas com emissão de vapor de água e gases que em

coluna se erguiam, por vezes, a mais de 1000 de altura e ainda

produtos sólidos (piroclastos) de várias dimensões:. O vento forte

cobriu casas e culturas de uma espessa camada de cinzas. Estas

chegaram a acumular-se formando uma ilhota de800 m de

diâmetro. No dia 16 de Dezembro cessou temporariamente o tipo de

actividade vulcânica anteriormente descrito, tendo-se iniciado

outra fase da actividade, de que fizeram parte os repuxos de lava

fluida que cobriram todo o cone vulcânico, formando escoadas de

lava até ao mar, o que constituiu um espectáculo surpreendente.

Nos meses seguintes as erupções ora assumiam um carácter mais

calmo, como o descrito no parágrafo anterior, ora assumiam um

carácter mais violento como descrito no início. O derramamento

de lava terminou a 24 de Outubro de 1958, entrando o vulcão

numa fase mais calma.

VULCANISMO

VULCANISMO

É importante ter noção de que não devem ser usadas classificações muito rígidas

para os diversos tipos de vulcões e respectiva actividade …

Na literatura científica, muitas outras classificações existem para além da “compartimentação”

em erupções efusivas, explosivas e mistas (muito limitativa dada a diversidade de vulcões já

observados em todo o mundo…)!

Fazer exercício!

VULCANISMO

VULCANISMO

As caldeiras constituem uma típica paisagem vulcânica! Por norma, formam-se em

erupções intensas nas quais a parte superior do cone vulcânico abate! Na

depressão que se gera, podem-se acumular águas das chuvas!

VULCANISMO

O esvaziamento quase completo da câmara magmática faz com que o cone vulcânico

deixe de ter suporte e, por isso, vai ocorrer o seu abatimento CALDEIRA VULCÂNICA

http://www.youtube.com/watch?v=EyqJpXDQG7k

VULCANISMO

MATERIAIS NO MATERIAIS NO ESTADO ESTADO

GASOSO SÓLIDO

Gases Piroclastos

MATERIAIS NO

ESTADO

LÍQUIDO

Lava

VULCANISMO

VULCANISMO

Pedra-pomes Têm uma propriedade que a

distingue dos restantes piroclastos:

é menos densa que a água,

flutuando sobre ela.

Esta propriedade deve-se à enorme

quantidade de vesículas/poros que

ficaram aprisionadas na lava mesmo após

o seu rápido arrefecimento

VULCANISMO

VULCANISMO

Lahar é a designação dada a um

movimento de massa exclusivo

das regiões vulcânicas, formado

pelo deslocamento ao longo de

vales ou de encostas íngremes de

lama composta por materiais

piroclásticos e água.

Os lahars são muito frequentes durante

erupções vulcânicas, podendo, contudo, ocorrer

mesmo na sua ausência em encostas recobertas

por materiais vulcânicos tornadas instáveis por

grandes chuvadas.

VULCANISMO

Os lahars apresentam uma grande velocidade

de deslocamento e grande capacidade de

penetração nos espaços vazios, o que leva ao

rápido enchimento por material sólido de todas

as cavidades que encontre no seu percurso.

A elevada densidade do fluido formado

permite o transporte de grandes massas

rochosas que flutuam na lama e são arrastadas

a alta velocidade como se de material leve se

tratasse. Dessa propriedade dos lahars resulta

o aparecimento nas paisagens vulcânicas de

grandes rochas isoladas, deixadas pelo

enfraquecimento da capacidade de transporte

do lahar.

htt c

VULCANISMO

Mas a actividade vulcânica não se limita às erupções vulcânicas

classificadas como vulcanismo primário!

NASCENTES

GÉISERS

FUMAROLAS TERMAIS

VULCANISMO

Este tipo de manifestação vulcânica ocorre quando águas

subterrâneas são sobreaquecidas por proximidade, por

exemplo, a uma bolsa magmática e que retornam à superfície.

Devido à temperatura a que se encontram, estas águas

possuem um grande poder dissolvente e, por isso, algumas delas

são altamente mineralizadas, daí o seu valor medicinal.

* Podem surgir em outros ambientes, para além dos vulcânicos (águas que se infiltram, aquecem

devido à profundidade e regressam à superfície). Podem ser derivadas de vapor de água que

se libertou do magma e que, posteriormente, condensou (águas magmáticas juvenis)

Emissões de vapor de água

através de fissuras (origem semelhante às nascentes

termais, no entanto não ocorreu condensação). Se essas

emissões forem ricas em compostos de enxofre as

fumarolas designam-se por sulfataras e se forem em

dióxido de carbono designam-se por mofetas.

* Os compostos sulfurosos acabam por arrefecer e precipitar

originando depósitos amarelados e a cheirar a “ovos podres”

Apesar de quentes, apresentam temperaturas inferiores ao ponto de ebulição pois durante a sua

formação misturam-se com águas

frias infiltradas

VULCANISMO

a Is

águ

e

m G

a

os da capital Reykjavik…

Esta lagoa é simplesmente impressionante … !

VAI UMA VISITINHA DE ESTUDO…?

VULCANISMO

Jactos intermitentes de água sujeita a elevada pressão

. Alguns chegam a atingir

300m de altura!

A formação de géiseres requer uma hidrogeologia altamente específica o que existe

apenas em poucos locais na Terra; estes são por isso fenómenos razoavelmente raros.

Existem cerca de mil em todo o mundo, e metade destes no Parque Nacional de

Yellowstone nos Estados Unidos

http://www.youtube.com/watch?v=W-daow-LojM&feature=related

VULCANISMO

A água subterrânea que se encontra nas

fissuras e em cavidades, em contacto com

bolsas magmáticas encontrada na sua

proximidade, vai aquecendo (A).

Alguma dessa água entra rapidamente

em ebulição, gerando-se uma enorme

pressão na zona (B).

O vapor de água obriga então a água a

subir de forma violenta, em forma de

jacto, dando origem a esta manifestação

de vulcanismo (C).

As cavidades têm agora de ser

novamente preenchidas com água (D) -

trata-se de um fenómeno cíclico!

VULCANISMO

Fumarolas, nascentes termais e géisers

constituem fontes

energéticas de fácil

acesso ao Homem!

Contudo, para que estas

possam ser utilizadas durante

um largo período de tempo, é

necessário que se reúnam

algumas condições:

Formação de um campo geotérmico

- Rochas devem ser

permeáveis/porosas para que os

fluidos quentes possam circular;

- Não pode ocorrer toda a

dissipaçao da energia calorífica…

Retirado de uma Prova de Exame Nacional de 2007…

1 - Faz corresponder a cada uma

das letras(de A a E), que

identificam estruturas presentes no

sistema geotérmico representado

na figura ao lado, o número (de 1

a 8) da figura 1 que a assinala.

Estruturas A-Fonte de energia geotérmica

B-Zona de recarga do sistema

geotérmico

C-Acidente tectónico, por onde

circula água de menor densidade

D-Reservatório

E-Géiser

A-6 B-1 C-4 D-3 E-5

2- Refereaqueprofundidadea

água que circula no sistema

geotérmico representado passa

do estado líquido ao estado

gasoso, de acordo com os dados

apresentados na figura 2.

Figura 2 Variação da temperatura em

Cerca de 0,5 km Figura 1 - Modelo de um sistema geotérmico

função da profundidade

3 - À medida que a água da

chuva

se

infiltra

em

profundidade,

até

ao

reservatório, a sua temperatura

é, em cada momento,____ à

temperatura registada na curva

X (figura 2), o que indica que a

água se encontra no estado ____

(A) superior […] gasoso

(B) inferior […] líquido

(C) superior […] líquido

(D) inferior […] gasoso

4-Numa exploração sustentável

de um recurso geotérmico, a

velocidade de infiltração da água

da chuva é ____ à velocidade de

extracção da água quente do

reservatório, através de um furo, e

a taxa de recarga do sistema

geotérmico é ___ para manter a

produção de energia.

(A) inferior […] insuficiente

Modelo de um sistema geotérmico

Variação da temperatura em

função da profundidade

(B) superior […] insuficiente

(C) inferior […] suficiente

(D) superior […] suficiente

5 - Após o processo de diferenciação que deu origem a uma estrutura em camadas concêntricas, a

quantidade de energia térmica dissipada pela Terra tem sido ________ à energia libertada pela

desintegração de elementos radioactivos, razão pela qual a Terra se encontra, lentamente, a ______ .

(A) superior […] arrefecer

(B) inferior […] aquecer

(C) superior […] aquecer

(D) inferior […] arrefecer

6 - Explique a diferente localização, em Portugal, dos recursos geotérmicos de alta e de baixa entalpia

mencionados no texto, com base na Teoria da Tectónica de Placas.

Na resposta, devem ser utilizados os seguintes conceitos: recursos geotérmicos, fluxo térmico e placa litosférica.

A resposta contempla os seguintes tópicos:

• os Açores localizam-se junto a uma zona de fronteira entre placas, enquanto Portugal continental se localiza

no interior de uma placa litosférica;

• junto à zona de fronteira entre placas onde se situam os Açores, o fluxo térmico é mais elevado do que no

local do interior da placa onde se situa Chaves;

• a exploração de recursos geotérmicos de baixa ou de alta entalpia está directamente relacionada com o

valor do fluxo térmico na área considerada.

VULCANISMO

As ilhas do grupo central (Terceira, Graciosa, S.

Jorge, Pico e Faial) e oriental (Santa Maria e S. Miguel)

localizam-se em planos de falha e, também por

isso, são mais propícias à actividade vulcânica:

há lá fenómenos de vulcanismo residual,

caldeiras, erupções (dos Capelinhos), etc…

VULCANISMO

V

Maurice e Katia Krafft

VULCANISMO

Katia e Maurice Kraft estão

entre os vulcanólogos mais

célebres do mundo.

Realizaram diversas missões

em vulcões da Itália, da

Islândia, da Indonésia e da

África. Os dois

desapareceram durante a

explosão do vulcão Unzen,

no Japão, em 3 de junho de

1991…

http://www.youtube.com/watch?v=g9cyDomK7VU

VULCANISMO

Eles “saltitavam” de vulcão em vulcão, à volta do Mundo, enfrentando sempre o maior desafio de todos,

mas não era o medo, é o tempo. Este casal quando recebia uma notícia de uma erupção, tinha de acorrer

o mais rapidamente possível ao local, para conseguir captar aquelas fotografias e vídeos espectaculares,

mas recolhendo também amostras dos produtos vulcânicos (sólidos).

http://www.imagesdevolcans.fr/krafft.aspx

Dá uma “vista de olhos” na galeria de fotos e

vídeos… Vale a pena!

o a um vulcão eram muito frágeis, e tinham sempre de ter

quinas fotográficas, bastava entrar gases libertados pelo

o, o vapor de água, entre outros, e ficavam estragados,

stes equipamentos, e às vezes não podiam tirar fotos ou

filmar mais perto, devido ao intenso calor libertado pelo vulcão, que podia facilmente estragar os

circuitos.

VULCANISMO e TECTÓNICA

Como já sabemos, os vulcões tendem a concentrar-se em determinadas regiões (limites

entre placas tectónicas ), coincidindo com regiões de elevada sismicidade…

Anel de Fogo do Pácífico


80 % dos vulcões conhecidos coincidem com

os limites destrutivos…

15 % dos vulcões conhecidos

coincidem* com os limites construtivos…

5 % dos vulcões conhecidos localizam-se

no interior de placas litosféricas…

Ex: Hawaii, no Pacífico

* Uma grande % de vulcões são subaquáticos e, por isso, escapam à nossa visão …)


Zonas de rifte;

Erupções geralmente subaquáticas

(submarinas);

Erupções do tipo efusivo

Libertação de lava basáltica (irá formar os fundos oceânicos)

Vulcanismo do tipo fissural


Zonas de subducção

(p. oceânica-p. oceânica / p. oceânica-p. continental);

Formação de “redes” de vulcões

paralelos à zona de subducção (arcos-ilha);

http://www.youtube.com/watch?v=JkGBZ_ulT9s

O Monte de Santa Helena e as

montanhas vizinhas, inserem-se na

Cordilheira Vulcânica das Cascatas,

situada no noroeste dos Estados Unidos.

Nesta região, o limite convergente entre

a placa Juan de Fuca e a placa Norte

Americana, gera uma zona de

subducção responsável pelo

aparecimento de um grupo de vulcões.

Erupções geralmente do tipo misto /

explosivo

Formação de lava intermédia a ácida (irá formar os fundos oceânicos)

Vulcanismo do tipo central


O calor gerado pela fricção das

placas e a adição da água

presente nos sedimentos da placa

oceânica, contribuem para

facilitar a fusão do material

mantélico (a água diminui o

ponto de fusão dos materiais). A

lava assim formada pode variar

substancialmente em composição

(será uma mistura entre as

composições do continente e do

oceano) e, consequentemente, em

viscosidade, o que se traduz em

diferentes tipos de magma, por

norma mais enriquecidos em sílica

http://www.bioygeo.info/Animaciones/MantleMelt.swf

http://www.bioygeo.info/Animaciones/MagmaMelting.swf


Hawaii


DADOS:

As ilhas Havaianas encontram-se alinhadas;

Existem ilhas com vulcanismo activo e ilhas com vulcanismo já extinto;

As ilhas com vulcões extintos apresentam rochas mais antigas do que

aquelas onde se verificam episódios de vulcanismo activo…

Como

explicar…?


O vulcanismo intra-placa explica-se pressupondo a existência dos

chamados pontos quentes (“hot-spots”)! Tratam-se de colunas de

material quente e pouco denso (plumas térmicas), altamente básico, que

sobem até à base da litosfera, gerando fenómenos vulcânicos à

superfície …

À medida que este material vai subindo, vai

descomprimindo e dá-se a sua fusão

(é que ao diminuir a pressão, o ponto de fusão

dos materiais desce - assim pode ocorrer fusão

mesmo sem estar a ser fornecido calor

adicional!).

Outras animações:

http://education.sdsc.edu/optiputer/flash/hotSpots.htm http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0810/es0810page03.cfm

http://www.youtube.com/watch?v=GrONBPEgxTc&feature=related


O ponto quente é fixo… a placa tectónica é que se vai

deslocando!!!

Fica assim explicado o alinhamentos de certos arquipélagos vulcânicos localizados no

interior de uma placa tectónica (alinham-se na direcção do movimento da placa!)…

Explicado está também o aumento progressivo da idade e a diminuição da actividade

vulcânica de algumas ilhas (estão mais afastadas do ponto quente)


Por norma, este tipo de actividade

vulcânica tem uma natureza efusiva…


MANIFESTAÇÕES

VULCÂNICAS DO

TIPO EXPLOSIVO

MANIFESTAÇÕES

VULCÂNICAS NÃO

EXPLOSIVAS

Zonas de convergência de placas tectónicas

Zonas de rift ou zonas de vulcanismo intraplaca


in Cientic, by José Salsa

VULCANISMO

CONSEQUÊNCIAS NEGATIVAS DE

FENÓMENOS VULCÂNICOS …

Ex-habitantes de Pompeia

BENEFÍCIOS DA ACTIVIDADE

VULCÂNICA … Turistas “ávidos” por fotografias de um fluxo ainda activo de lava

(Guatemala, 2006)

MINIMIZAÇÃO DOS

RISCOS VULCÂNICOS: prevenção e previsão

LER TODAS AS PÁGINAS DO LIVRO RESPEITANTES A ESTA UNIDADE!!! …

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