Pammukkale - Turquia‏

Conforme te aproximas de Pamukkale na Turquia, uma mancha branca ao longo dos montes no norte sugere uma pista de esqui ou uma mina aberta. Chegando mais perto, a mais de 100 metros de altitude acima do ní­vel do Rio Valley estão degraus absolutamente brancos.

Pamukkale é uma das maravilhas naturais mais extraordinárias da Turquia. A grande atração é o vasto branco do penhasco com as bacias esculpidas cheias de água e as quedas de água congeladas. Parecem ser feitas de neve, de nuvens ou de bolas de algodão.

A explicação cientí­fica são os locais térmicos quentes que por baixo do monte, provocam o derrame de carbonato de cálcio, que solidifica como o travertine. Se tirares os teus sapatos, podes molhar os pés ou mesmo banhares-te naquelas águas. Os turcos chamaram a este local má¡gico de Pamukkale, que significa "castelo de algodão".

É uma paisagem protegida que fascina, pois a ação das várias águas minerais que contém óxidos de cálcio deixou fantásticas marcas nas estrutura. O efeito resultante é espectacular: estas águas minerais são ricas e derramaram para baixo sobre uma série dos degraus que projetam cascatas solidificadas e bizarras, mudando a sua cor de acordo com a luz solar que os ilumina. A dinâmica contí­nua da erosão e da transformação a paisagem natural resultou num ambiente inegualável em qualquer outra parte do mundo e que constitui um dos fenômenos mais originais a ser encontrados na natureza.

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Rochas sedimentares: Arquivos históricos da Terra

As rochas sedimentares são como arquivos onde se conservam as informações das condições que existiam no momento da sua formação. Uma sequência estratigráfica permite determinar o tipo de ambiente existente no momento da formação, tipo de vegetação e a fauna presentes numa determinada região, bem como registar variações no ritmo de sedimentação numa determinada altura. O estudo dos sedimentos e estratos permite fazer a sua datação relativa e reconstituir ambientes antigos – paleoambientes. Este estudo realiza-se aplicando o princípio das causas actuais ou princípio do actualismo. Segundo este princípio, o presente é a chave para o passado, na medida em que permite explicar acontecimentos passados a partir da interpretação de fenómenos actuais.
Algumas marcas de acontecimentos passados podem ser encontradas nas juntas de estratificação como por exemplo marcas de ondulação, fendas de dessecação ou de retraccão, marcas das gotas da chuva, icnofósseis (pegadas de animais, pistas de reptação, fezes fossilizadas), etc.

Os fósseis e a reconstituição do passado
Os fósseis, que muitas vezes se encontram nos estratos, são também importantes elementos para o estudo do passado da Terra. Eles são restos de seres vivos que foram contemporâneos da génese da rocha que os contém ou simples vestígios da sua actividade (pegadas, ninhos, fezes fossilizadas). A fossilização (ver animação) é o processo que conduz à conservação dos vestígios dos seres vivos nas rochas sedimentares e consiste no isolamento dos restos orgânicos por uma camada envolvente, evitando que estes sejam destruídos por decompositores.
Existem diversos processos de fossilização:
· Moldagem: consiste no desaparecimento das partes moles do organismo, ficando apenas um molde interno (da superfície interna) ou externo (da superfície externa, nos sedimentos) das suas partes duras, como por exemplo, conchas, ossos, dentes, caules ou nervuras. Podem ainda se formar contramoldes dos moldes externos e internos. Certos órgãos achatados, como folhas de plantas, asas de insectos, deixam um tipo especial de moldagem – impressão.
· Mumificação: situações em que aparecem fósseis de todo ou quase todo o organismo, mesmo das suas partes moles, quando são rapidamente cobertos por um material isolante que evita o contacto com o oxigénio, como resina fóssil ou âmbar, gelo, alcatrão, etc.
· Mineralização: consiste no preenchimento das partes duras de um organismo por minerais transportados em solução nas águas subterrâneas e que precipitam, como a sílica e a calcite. Os minerais, devido a elevadas condições de pressão, acabam por cimentar e formar uma rocha.

Nesta imagem vêem-se conchas de moluscos que sofreram mineralização.
· Icnofósseis (marcas fósseis): pegadas, marcas de reptação, rastos, ninhos, fezes, que constituem evidências da actividade do ser vivo cuja marca a litogénese não destruiu. Abaixo vê-se uma pegada de um dinossáurio carnívoro (Terópode).
Os fósseis permitem aos geólogos estabelecer a idade relativa dos estratos e dão pistas para a reconstituição dos paleoambientes.
Datação relativa das rochas

Para conseguir estabelecer a ordem cronológica pela qual as formações geológicas se constituíram é essencial conhecer a idade dos estratos e dos fósseis. Há séculos que os geólogos determinam a idade relativa das rochas, ou seja, se as rochas são mais velhas, mais novas ou da mesma idade, umas em relação às outras, aplicando princípios gerais da estratigrafia. A estratigrafia é, portanto, o ramo da Geologia que se ocupa do estudo das rochas sedimentares e das suas relações espaciais e temporais.

Princípios de estratigrafia

Princípio da sobreposição dos estratos: numa sequência de estratos em que não ocorreu alteração das posições de origem, qualquer estrato é mais recente do que aquele que recobre (muro) e mais antigo do que aquele que o cobre (tecto). Por vezes, surgem nas sequências estratigráficas superfícies de descontinuidades onde ocorreu a eliminação de determinados estratos devido, por exemplo, à erosão. Essas superfícies, as lacunas estratigráficas, podem ficar recobertas por novas camadas – caso o processo de sedimentação retome. Noutros casos, se a forma de uma série de estratos se altera por forças tectónicas, perdendo a horizontalidade, e posteriormente, se deposita outra série de estratos, a superfície de separação das duas séries designa-se por discordância angular (ver figura abaixo). Este princípio permite saber a idade relativa de uns estratos relativamente a outros.

Princípio da identidade paleontológica: estratos que pertençam a colunas estratigráficas diferentes mas que apresentem os mesmos fósseis têm a mesma idade relativa, já que os fósseis têm a mesma idade do estrato que os contém. Os fósseis de idade são importantes nesta datação: deverão pertencer a organismos que viveram durante um curto período de tempo e bem determinado e que tiveram grande expansão geográfica. Essas características permitem uma boa correlação de camadas. As amonites (esquerda) e as trilobites (direita) são bons fósseis de idade.

Princípio da continuidade lateral: quando se encontra uma sequência de deposição dos sedimentos semelhante em duas colunas estratigráficas localizadas em locais diferentes é possível relacioná-las temporalmente, mesmo que os estratos de ambas tenham dimensões variáveis.

Princípio da intersecção e da inclusão: de acordo com o princípio da intersecção, qualquer estrutura geológica que intersecte estratos é mais recente do que eles. O princípio da inclusão, diz que fragmentos de rocha incluídos num estrato são mais antigos do que ele.
Para ver animação relacionada com os princípios de estratigrafia clicar aqui.

Determinar a idade absoluta dos estratos, isto é, há quantos anos se formaram, é difícil. No entanto já é possível recorrendo a técnicas baseadas na desintegração regular de isótopos radioactivos naturais constituintes das rochas.

Paleoambientes
As rochas sedimentares conservam indicadores das condições do ambiente da sua génese: caracteres texturais, mineralógicos, químicos, paleontológicos e estruturais. Essas características constituem a fácies da rocha. Os diferentes tipos de fácies correspondem a diferentes paleoambientes. Podem-se considerar: fácies continental (ex.:fluvial, lacustre, glaciária, torrencial, eólica), fácies marinha (ex.: litoral, nerítica, batial, abissal) e fácies de transição (ex.:lagunar, estuarina, deltaica).

Os fósseis de fácies assumem particular relevo na caracterização dos diferentes paleoambientes. Estes fósseis permitem, pela aplicação do princípio das causas actuais, correlacionar os ambientes actuais com os ambientes antigos. Os fósseis de fácies caracterizam-se por pertencerem a seres que ocuparam ambientes específicos e que não sofreram evolução ou, então, apenas pequenas modificações ao longo das épocas geológicas.
Por exemplo, a presença de fósseis de corais em certas áreas actualmente emersas leva a concluir que no passado estavam cobertas por mares de águas límpidas, pouco profundos e com temperaturas entre os 25ºC e os 29ºC. Escala do tempo geológico
Ao estudar colunas estratigráficas e fósseis é possível elaborar uma escala de tempo geológico da história da Terra. Cada intervalo da escala está correlacionado com um conjunto de rochas e dos fósseis a elas associados. Os grandes intervalos desta escala do tempo designam-se por Eons, estes dividem-se em Eras, e estas em Períodos, que, por sua vez, se dividem em Épocas. Os momentos de transição entre as Eras marcam intervalos de tempo relativamente curtos caracterizados pela extinção massiva de espécies, seguidos de longos períodos de expansão e evolução gradual no número de espécies.

Classificação das rochas sedimentares

Não é fácil classificar as rochas sedimentares devido à diversidade de materiais e de processos que intervêm na sua formação. No entanto podem-se considerar três tipos: as rochas detríticas, as quimiogénicas e as biogénicas.

Rochas detríticas
Estas rochas são formadas a partir de clastos, materiais detríticos resultantes da erosão das rochas já existentes, e constituem mais de 75% das rochas sedimentares da superfície terrestre. Podem ser não consolidadas, se os clastos se encontram soltos, ou consolidadas, se sofreram um processo de diagénese e os clastos estão ligados por um cimento formado por minerais novos (materiais de neoformação). As rochas detríticas distinguem-se atendendo ao tamanho dos detritos (estabelecendo-se por isso escalas granulométricas, como a de Udden e Wentworth), atendendo à sua composição, distribuição e morfologia. A tabela seguinte sintetiza as características de algumas rochas detríticas.

Rochas quimiogénicas

São formadas a partir de sedimentos que resultaram da precipitação de substâncias químicas dissolvidas na água. As rochas carbonatadas, como alguns calcários, e as salinas, como o sal-gema e o gesso, são formadas, respectivamente pela precipitação do carbonato de cálcio, sais de cloreto de sódio e sais de sulfato de cálcio.

Na formação de calcite que constitui o calcário, a precipitação desencadeia-se pela variação das condições químicas água – como a diminuição do seu teor de CO2 – pelo que é designada de rocha de precipitação. Neste caso, o aumento da temperatura da água, diminuição da pressão atmosférica ou agitação das águas, originam uma diminuição do CO2 dissolvido, que implica que a reacção se desloque no sentido da formação de CO2 e, portanto, da precipitação de calcite. A deposição e posterior diagénese dos minerais de calcite originam calcário que, neste caso, é de origem química.

Exemplos de calcários de precipitação são as estalactites, estalagmites, colunas e travertinos, que preservam, por vezes, marcas de seres vivos.

A precipitação pode ocorrer também pela evaporação da água como acontece na formação do sal-gema e do gesso, designando-se estas duas últimas rochas por evaporitos.
A precipitação desencadeia-se pela evaporação de águas marinhas retidas em lagunas ou de águas salgadas de lagos de zonas áridas, que contêm sulfato de cálcio em solução, no caso do gesso, e que contêm cloreto de sódio no caso do sal-gema.
Na natureza, os depósitos de sal-gema, ascendem se estiverem sob pressão, formando grandes massas de sal, chamadas domas salinos ou diapiros.

Rochas biogénicas

Rochas formadas, essencialmente, por sedimentos de origem orgânica, isto é, com origem a partir de restos de seres vivos ou por materiais resultantes da sua actividade. De entre as formações com esta origem, considera-se os calcários biogénicos, os carvões e os petróleos.

Calcários biogénicos
Formam-se pela precipitação provocada pela actividade dos seres vivos (ex. fotossintética) de carbonato de cálcio, com formação do mineral calcite.

Calcário recifal
Os corais, que fixam carbonato de cálcio dissolvido na água, formam recifes constituídos por milhões de indivíduos ligados em colónias que, quando morrem, formam este tipo de calcário.


Calcário conquífero
Alguns seres vivos retiram carbonato de cálcio da água marinha para construir partes do corpo, como conchas. Após a sua morte, forma-se calcário originado pela acumulação de conchas calcárias de animais, como os moluscos, que sofreram um processo de cimentação.

Existe também o calcário resultante da acumulação e cimentação de conchas enroladas em espiral que pertenceram animais que se encontram extintos – numulites – sendo designado este calcário de numulítico.

Combustíveis fósseis
Os carvões e os hidrocarbonetos (betumes, petróleos e gás natural) são combustíveis fósseis pois foram originados a partir da decomposição de restos de seres que se acumularam, no passado, em determinados locais do planeta, devido às condições ambientais aí existentes. Isto porque, ao analisar estes materiais percebe-se que têm na sua constituição vestígios de plantas, concluindo-se que a matéria inicial foi, principalmente, proveniente de seres vivos fotossintéticos. Então, na combustão do carvão ou de produtos petrolíferos é utilizada a energia que foi armazenada pela fotossíntese há milhões de anos. Por isso se diz que estas substâncias são combustíveis fósseis, uma vez que representam a energia solar captada, transformada, armazenada e preservada durante milhões de anos.

Carvões
Resultaram da acumulação e posterior decomposição, em bacias de sedimentação lacustre ou lagunar, de grandes quantidades de matéria orgânica, nomeadamente restos de vegetais provenientes, fundamentalmente, de grandes florestas e pântanos. Podem ser:
Turfas: formam-se em ambientes continentais geralmente pantanosos, de difícil drenagem de água, permitindo a existência de um ambiente anaeróbio imprescindível para a degradação lenta dos restos de vegetais pelos decompositores anaeróbios.
Carvões húmicos: formam-se quando a matéria orgânica acumulada fica sujeita a ambientes anaeróbios porque foram cobertos por outros sedimentos. À medida que os movimentos de subsidência ocorrem, por diagénese, evoluem para carvões por acção de decompositores anaeróbios. O aumento de pressão e temperatura associado à existência de substancia tóxicas resultantes do metabolismo das bactérias, provoca a morte das mesmas, ocorrendo um gradual enriquecimento em carbono – incarbonização – por perda de água e de oxigénio, hidrogénio e azoto libertados sob a forma de voláteis.

Consoante o grau de evolução, formam-se diferentes carvões, tais como: lignite, carvões betuminosos (hulha) e, por fim, antracite.

Hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos podem apresentar-se no estado sólido (betumes), líquido (petróleo) e gasoso (gás natural).


O petróleo é considerado uma rocha líquida de aspecto oleoso que se forma a partir da acumulação de plâncton rico em lípidos, em lagunas marinhas pouco profundas e com pouca ou nenhuma comunicação com o mar aberto. Nestas condições, a salinidade da água vai aumentando, o que provoca a morte destes seres que assim se acumulam no fundo. Ao depositarem-se sedimentos contribui-se para que, em condições de anaerobiose, principalmente as suas partes lipídicas sejam transformadas num caldo espesso de hidrocarbonetos líquidos que constitui o petróleo, assim como hidrocarbonetos gasosos e sólidos. Este processo pode demorar milhões de anos.

A camada rochosa que possui a matéria orgânica que dará origem ao petróleo é a rocha-mãe, de natureza argilosa ou carbonatada. Mais tarde, devido à baixa densidade dos hidrocarbonetos e ao aumento de pressão, o petróleo e o gás natural abandonam a rocha-mãe e espalham-se para rochas vizinhas porosas e permeáveis como os arenitos e calcários, designados de rocha-armazém. Estas rochas podem ser delimitadas por uma camada rochosa impermeável, de natureza argilosa ou salina, designada de rocha-cobertura, que as impede de ascenderem à superfície. Ao conjunto rochoso constituído pela rocha-mãe, rocha-armazém e rocha-cobertura, e ainda por outras estruturas como dobras e falhas, designa-se por armadilha petrolífera, cuja função é permitir a acumulação de quantidades significativas de petróleo formando uma jazida que pode ser explorada pelo ser humano.

Aqui encontra-se um vídeo que ilustra o processo de formação de uma armadilha petrolífera.

Formação das rochas sedimentares

A formação das rochas sedimentares ocorre à superfície do Globo ou próximo dela a partir de detritos ou clastos de diferentes dimensões, de materiais orgânicos ou restos de seres vivos, ou da precipitação de substância dissolvidas na água (ver tabela).

Implica duas etapas fundamentais:
· Sedimentogénese: formação, transporte e deposição dos materiais provenientes da rocha-mãe.
· Diagénese: responsável pela consolidação dos sedimentos e a sua transformação numa rocha consolidada.

Etapas da sedimentogénese

Meteorização: processo de alteração e desagregação das rochas em resultado da acção de agentes da geodinâmica externa (água, vento, ar, mudanças de temperatura e seres vivos).
Alguns aspectos estruturais das rochas podem favorecer a meteorização como a existência de diaclases ou superfícies de fractura, uma vez que as zonas da bordadura da rocha tornam-se mais frágeis. A fragmentação resultante aumenta a superfície exposta aos agentes de meteorização.
· Meteorização física ou mecânica provoca desagregação das rochas em fragmentos de dimensões cada vez menores, mas retém as características do material original. Resulta:

- do congelamento da água retida no interior das rochas – a água congelada aumenta de volume e exerce uma pressão sobre as rochas que provoca a expansão das fendas e a desagregação das rochas (crioclastia-ver animação);

- de dilatações e contracções dos minerais duma rocha quando submetidos a grandes variações de temperatura (ex. no deserto), provocando a desagregação da rocha (termoclastia-ver animação); - da descompressão resultante da erosão das camadas que recobriam a rocha, o que provoca a fractura da rocha. Isto acontece admitindo-se que as rochas formadas em profundidade, quando aliviadas da carga suprajacente, expandem-se à superfície, enquanto a parte profunda continua sob pressão. Essa expansão produz diaclases que favorecem a desagregação do maciço rochoso (esfoliação); - da acção mecânica da água e do vento, que transportam detritos que chocam com as rochas, acelerando o desgaste, ou, no caso da água de escorrência, desloca os sedimentos mais finos formando chaminés-de-fada.

- da actividade biológica resultante de animais que escavam galerias e das plantas que com as raízes ocupam as fendas das rochas, alargando-as, facilitando o seu desgaste (ex. líquenes, toupeiras, etc.);

- da haloclastia que resulta do crescimento de cristais dentro das fendas. Este fenómeno é muito comum em regiões secas, onde as substâncias dissolvidas, derivadas da alteração química, cristalizam como evaporitos. Os cristais desenvolvidos exercem forças expansivas que contribuem para a desagregação da rocha.
Este tipo de meteorização desagrega as rochas em porções cada vez menores, designadas por clastos ou sedimentos detríticos.

· Meteorização química consiste na transformação química dos minerais existentes numa rocha devido à acção da água e dos gases atmosféricos (oxigénio e dióxido de carbono), e por produtos da actividade dos seres vivos. A temperatura também é importante na alteração química, pois influencia a velocidade das reacções. Muitos dos minerais constituintes das rochas são estáveis no ambiente em que se formaram, mas tornam-se instáveis nas novas condições superficiais. Nessas condições os minerais transformam-se noutros mais estáveis, e noutros casos, são dissolvidos completamente deixando de fazer parte da constituição da rocha. A alteração química das rochas ocorre principalmente em resultado de reacções de hidrólise, oxidação e dissolução.

• Hidrólise: reacção química onde intervém a água que ao reagir com CO2 atmosférico, ou o existente nos solos, forma o ácido carbónico, que se dissocia e pode reagir com minerais de feldspatos, como a ortóclase, frequente no granito, originando a formação de um novo mineral, a caulinite. Esta reacção é conhecida como caulinização. Neste tipo de reacções ocorre a substituição de catiões do mineral por iões de hidrogénio provenientes da água ou de um ácido, resultando um novo mineral. Na reacção considerada, o ião H+ substitui o K+ na estrutura do feldspato, e forma o mineral de argila caulinite.
  

• Oxidação: Muitos minerais contêm ferro na sua constituição (ex: piroxenas e olivinas) que reage com o oxigénio. Esse ferro é facilmente oxidado passando de ferroso a férrico. Por exemplo, na pirite, mineral que contém ferro, origina por oxidação um novo mineral, a hematite de cor avermelhada. Na presença de água a oxidação é muito rápida.





• Dissolução: Nestas reacções o mineral reage com a água ou com um ácido, quebrando as ligações entre os iões, e estes, uma vez livres, dissolvem-se formando uma solução, sendo desta forma a rocha alterada. Por exemplo, a água da chuva acidificada reage com os minerais de calcite (carbonato de cálcio) que constituem o calcário, sendo a reacção conhecida por carbonatação, que dá origem a produtos solúveis. As regiões calcárias têm uma geomorfologia característica - modelado cársico - onde ocorrem com frequência fenómenos de dissolução.

Nas grandes cidades e zonas industrializadas, em que o ar está poluído, os monumentos e edifícios de mármore e calcário são sujeitos a este tipo de alteração química.

O calcário contém, por vezes, sílica e argila misturadas que, por serem insolúveis, ficam no local, preenchendo bolsas e depressões. Estes depósitos são avermelhados devido à presença de óxidos de ferro, denominando-se terra rossa.

Em consequência da meteorização físico-química pode-se dar a arenização, em que os minerais, sujeitos a meteorização, perdem coesão e desagregam-se gradualmente, convertendo-se numa areia que, arrastada pelas águas de escorrência, vai sendo removida. Os blocos sujeitos à arenização ficam arredondados, constituindo uma paisagem conhecida como caos de blocos.

Erosão: processo em que os materiais resultantes da meteorização podem ser removidos do local, quer por acção da gravidade, quer pela água, pelo vento ou pelo gelo.

Transporte: os materiais resultantes da erosão experimentam um transporte para outras regiões por vezes muito distantes da origem. A água é o principal agente de transporte, tanto no estado sólido (glaciares) como líquido (rios, águas torrenciais e subterrâneas, oceanos e mares), mas o vento e os seres vivos também são importantes transportadores.

Os materiais, ao serem transportados pela água em solução ou sob a forma de clastos, sofrem uma diminuição de tamanho, um arredondamento e uma calibragem dependentes da duração e do agente de transporte (sólido ou liquido). Durante o transporte ocorre também separação dos fragmentos em função do seu peso e tamanho.

Sedimentação ou deposição: Quando o agente transportador perde energia, os materiais, não podendo prosseguir o transporte, depositando-se por acção da gravidade, contribuindo para a formação de sedimentos.

O processo de deposição dos materiais designa-se por sedimentação e é muito importante em ambientes aquáticos, como nos cursos de água, lagos e mares. Ocorre, em regra, em camadas paralelas e horizontais que se designam por estratos, que diferem umas das outras pela cor, composição e granulometria. As superfícies que separam diferentes estratos são as superfícies de estratificação. A superfície superior ao estrato denomina-se tecto e a que fica por baixo é chamada muro.

Em sedimentos fluviais e eólicos são frequentes casos de estratificação entrecruzada: os estratos cruzam-se em consequência da mudança de direcção e/ou da intensidade do agente de transporte.

Etapas da Diagénese

Consiste na transformação dos sedimentos em rochas consolidadas através de diversos fenómenos físicos e químicos. À medida que os sedimentos afundam, a pressão a que ficam sujeitos aumenta, reduzindo os espaços entre as partículas e expulsando uma parte da água que os empapa, o que provoca uma redução do volume dos sedimentos e da porosidade e aumento da densidade - desidratação e compactação. Pode também ocorrer a cimentação dos sedimentos, em que se forma um «cimento» natural resultante da precipitação de substâncias químicas que se encontravam na água de circulação (sílica, carbonato de cálcio, óxidos de ferro, etc.), contribuindo para a união dos sedimentos e formação da rocha consolidada. Poderá também ocorrer a recristalização: transformação dos minerais iniciais noutros minerais, por alteração das suas estruturas cristalinas devido a variações de pressão, temperatura e devido à circulação de água e outros fluidos.