Exercícios: A litosfera e os seus materiais

Define por palavras tuas o que é a litosfera e explica em que se distingue da geosfera.

Explica a diferença entre uma rocha e um mineral utilizando o exemplo do granito, que é formado por quartzo, feldspato e mica.

Classifica estes materiais em rocha ou mineral, justificando cada resposta: sal-gema, granito, quartzo e mármore.

Quais são os dois tipos de materiais básicos da litosfera estudados pela geologia? Explica como se relacionam entre si.

Classifica estes materiais em mineral ou rocha, justificando cada resposta: ardósia, calcite, basalto e sal de cozinha.

A água do mar faz parte da litosfera? Explica a tua resposta e esclarece que parte do fundo oceânico pertence efetivamente a ela.

Explica o que é um cristal e refere um mineral que forme cristais visíveis a olho nu. Onde poderias encontrá-lo?

Refere três objetos da tua casa fabricados com materiais provenientes da litosfera (por exemplo, uma janela, uma chávena de cerâmica ou uma frigideira metálica) e indica de que material geológico provém cada um.

Observa o corte esquemático da geosfera: a faixa azul assinalada com «?» destaca uma das suas zonas. Indica que zona é e que camadas a formam, explica a relação entre geosfera, litosfera, crosta e manto, e justifica por que razão dizemos que essa zona é «rígida».

Um tijolo é uma rocha? O carvão é uma rocha? Justifica ambas as respostas tendo em conta a forma como cada material se forma: se é natural ou fabricado, e se é um agregado de minerais.

Num passeio de campo encontras uma pedra escura com cristais brilhantes incrustados. Explica o que são provavelmente esses cristais, como se designa o conjunto da pedra e que relação existe entre eles.

Explica a diferença entre a crosta e a litosfera: qual das duas é mais espessa, que parte do manto a litosfera inclui e por que razão dizemos que a litosfera é a camada «rígida».

O cimento dos passeios é fabricado a partir da cozedura de uma mistura de calcário e argila. Discute se o cimento é uma rocha e explica por que razão dizemos que é um «produto da litosfera», embora seja fabricado pelo ser humano.

O granito apresenta três minerais visíveis (quartzo, feldspato e mica) e o arenito é formado por grãos de quartzo unidos entre si. Compara ambas as rochas: em qual se identificam melhor os minerais a olho nu e porquê? Qual achas que se desgasta mais depressa?

Existem praias de areia branca, dourada e até preta. Explica a que se devem essas cores (de que rochas ou minerais provém a areia em cada caso) e deduz que cor de areia esperarias encontrar numa praia próxima de arribas de granito.

«Uma rocha é como um bolo e os minerais são os seus ingredientes»: explica em que aspetos esta analogia está correta e aponta uma diferença importante entre fazer um bolo e formar uma rocha.

Um estudante afirma: «Como o solo provém da meteorização e desagregação das rochas da crosta, o solo é simplesmente uma rocha triturada e pertence exclusivamente à litosfera».

1. a) Rebate a sua afirmação explicando por que razão o solo não pode ser considerado uma rocha, analisando a sua composição e a sua estrutura.
2. b) Justifica por que razão os geólogos definem o solo como uma «interface» na qual interagem quatro subsistemas terrestres (litosfera, atmosfera, hidrosfera e biosfera), indicando um componente concreto fornecido por cada um.

Na cabeceira de um rio de montanha aflora um maciço de granito (rocha composta aproximadamente por 30 % de quartzo, 50 % de feldspato e 20 % de mica). No entanto, ao analisar a areia fina de uma praia situada na foz desse rio após percorrer 350 km, verifica-se que 95 % dos grãos são exclusivamente de quartzo.

1. a) Interpreta esta alteração na composição e deduz o que aconteceu ao feldspato e à mica durante o transporte em comparação com a resistência do quartzo.
2. b) Um banhista enche um frasco com essa areia e diz que «leva uma rocha de recordação». Raciocina se a areia solta deve ser classificada como rocha, como conjunto de minerais soltos ou como sedimento, e explica que processo geológico faltaria para que chegasse a ser uma rocha sedimentar.

Um documentário de divulgação científica comete o seguinte erro ao explicar o ciclo das rochas: «Um grão de quartzo de um granito situado a 5 km de profundidade pode passar a fazer parte de uma rocha sedimentar detrítica como o arenito sem necessidade de o granito alguma vez vir à superfície nem entrar em contacto com a atmosfera».

1. a) Deteta e justifica o erro científico desta afirmação explicando por que razão é imprescindível que a rocha-mãe aflore à superfície para iniciar o ciclo sedimentar.
2. b) Reconstrói a sequência lógica de etapas geológicas (desde a meteorização até à diagénese ou litificação) que esse grão de quartzo tem de experimentar para acabar integrado num arenito compacto.

No laboratório de Geologia tens quatro amostras sólidas desconhecidas (A, B, C e D) e dispões de uma moeda de cobre (dureza 3), uma lâmina de vidro (dureza 5,5), uma lupa e um frasco com ácido clorídrico diluído. Obténs os seguintes dados experimentais:

• Amostra A: aspeto homogéneo; a moeda não a risca, mas o vidro risca-a; ao ser golpeada quebra-se em fragmentos com a forma de cubos perfeitos.

• Amostra B: observada com a lupa mostra grãos entrelaçados de três cores distintas; risca o vidro com facilidade.

• Amostra C: risca o vidro; é completamente transparente e apresenta faces planas naturais que formam um prisma hexagonal terminado em ponta.

• Amostra D: de cor cinzenta uniforme; produz uma intensa efervescência com bolhas ao deitar uma gota de ácido sobre ela.

Responde justificando as tuas respostas:

1. Determina quais das amostras são com certeza minerais individuais e quais são rochas.

2. Identifica que propriedade mineral é evidenciada pela forma de quebrar da amostra A e compara-a com as faces da amostra C.

3. Concebe um teste simples para averiguar se a amostra B contém quartzo.

Uma empresa comercializa pela internet uns cubos transparentes etiquetados como «cristais minerais de sal puro de laboratório». A empresa argumenta que a sua composição química (cloreto de sódio, NaCl) e a sua estrutura cristalina são exatamente iguais às da halite natural extraída das minas.

1. a) Assume o papel de perito geólogo e analisa se esse produto cumpre rigorosamente cada um dos requisitos exigidos pela definição científica de mineral.
2. b) Emite um parecer fundamentado: é correto chamar-lhe mineral? Justifica que diferença existe entre este cristal sintético e um cristal de sal formado nas margens de uma salina costeira pela evaporação da água do mar.

Um artesão encontra dois fragmentos de cor preta brilhante: um é obsidiana (vidro vulcânico natural formado pelo arrefecimento instantâneo da lava) e o outro é um pedaço de vidro de uma garrafa partida que alguém deitou no campo. O artesão sustenta que ambos são minerais porque são sólidos, inorgânicos e duros.

1. a) Rebate o seu argumento explicando que característica da estrutura microscópica interna falta a ambos para poderem ser considerados minerais.
2. b) Justifica por que razão a comunidade científica classifica a obsidiana como uma rocha, enquanto o vidro de garrafa fica totalmente excluído da categoria de rocha.

O município de uma localidade de montanha onde os invernos são muito frios (com geadas quase diárias) e chove com frequência vai restaurar a fachada dos seus paços do concelho. A equipa técnica deve escolher entre três tipos de rochas disponíveis:

• Rocha 1 (Calcário): porosidade média (5,8 %), dureza moderada (risca-se com uma faca de aço), reage e dissolve-se lentamente com águas ácidas.

• Rocha 2 (Granito): porosidade quase nula (0,3 %), dureza muito alta (risca o vidro), inerte face à água e aos ácidos.

• Rocha 3 (Arenito muito poroso): porosidade alta (19,2 %), absorve grande quantidade de água nos seus vazios e apresenta cimento argiloso brando.

1. a) Prevê o que aconteceria à fachada ao longo de vários invernos se fosse construída com a Rocha 3, justificando o papel desempenhado pela água ao congelar dentro dos poros.
2. b) Justifica que rocha deverias descartar se a chuva da zona contiver substâncias ácidas dissolvidas provenientes da contaminação urbana.
3. c) Argumenta qual das três rochas é a melhor escolha técnica para garantir que o edifício suporte a passagem das décadas sem se degradar.

Para investigar como se originam os sismos numa litosfera que é sólida e rígida, realizas a seguinte experiência na aula: apoias uma régua de plástico rígido plana na borda de uma mesa, deixando metade no ar. Empurras a extremidade livre para baixo com um dedo, pouco a pouco: a régua curva-se ligeiramente, resistindo à força, até que de repente se quebra com um estalido violento e sentes um tremor instantâneo na mesa e na tua mão.

1. a) Interpreta o modelo: deduz o que representam na dinâmica da Terra a força continuada do teu dedo, a curvatura elástica da régua, o estalido da rutura e o tremor que vibra na mesa.
2. b) A partir deste modelo, justifica por que razão a rigidez das rochas não impede os sismos, sendo antes a condição imprescindível para que se acumule energia e esta se liberte de forma sísmica em vez de se deformar de maneira suave e contínua.

Desafio do tema. Alguma vez pensaste de que parte da geosfera provêm os objetos do teu próprio quarto? Transforma-te num geólogo e elabora um breve relatório técnico seguindo estes passos:

1. Explora o interior: Entra no visualizador de sismos do Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) e localiza um sismo recente em Portugal. Anota a sua magnitude e profundidade (por exemplo, $12,4\text{ km}$), e identifica justificadamente em que camada da geosfera teve origem (crusta ou manto superior).

2. Auditoria litosférica em casa: Procura em tua casa 3 objetos fabricados com materiais geológicos (por exemplo: sal de cozinha (halite), bancada de mármore ou chão de granito). Classifica cada material em rocha ou mineral e descreve brevemente a sua utilidade.

3. Cálculo e sustentabilidade: Calcula que percentagem do raio médio terrestre ($6371\text{ km}$) representa a profundidade do sismo escolhido e redige uma proposta fundamentada sobre a importância de reciclar minerais para proteger a litosfera.

Será valorizado:

• Identificação correta das camadas da geosfera e precisão no cálculo percentual.

• Diferenciação rigorosa entre rochas e minerais nos elementos do ambiente doméstico.

• Coerência e fundamentação científica da proposta de uso sustentável dos recursos litosféricos.