As rochas sedimentares, arquivos históricos da Terra

As rochas sedimentares são, normalmente, estratificadas e contêm a maioria dos fósseis. A estratificação reflecte as alterações que ocorreram na Terra e os fósseis contam a história da evolução da vida e dão informações acerca dos ambientes do passado (paleoambientes). Nas juntas de estratificação, ocorrem frequentemente marcas que testemunham a existência de pausas ou de interrupções na sedimentação:

- Marcas de ondulação (ripple marks): as marcas de ondulação que se observam em praias actuais aparecem preservadas em alguns arenitos antigos, dando-nos informação sobre o ambiente sedimentar em que a rocha se gerou, sobre a posição original das camadas e sobre a direcção das correntes que as produziram.

- Fendas de dessecação ou fendas de retracção: estas fendas, que frequentemente se observam em terrenos argilosos actuais, aparecem muitas vezes conservadas em rochas antigas

- Marcas das gotas da chuva: muitas vezes patentes em rochas antigas, com aspecto idêntico ao que acontece na actualidade.

- Pegadas, pistas de reptação, fezes fossilizadas: fornecem informações sobre ambientes sedimentares do passado e sobre hábitos dos animais, tipos de alimentação, etc.

Todas estas características tornam as rochas sedimentares fundamentais na reconstituição da História da Terra, aplicando o princípio das causas actuais ou princípio do actualismo.

Os fósseis e a reconstituição do passado

Os fósseis são vestígios de seres vivos ou da sua actividade que, num determinado momento, viveram no nosso planeta. A existência de partes duras nos organismos e a sua inclusão imediata em sedimentos finos são factores que favorecem a fossilização. Os fósseis que permitem datar as rochas ou estratos em que estão presentes designam-se fósseis de idade. Estes fósseis pertencem a organismos que viveram à superfície da Terra, durante um período relativamente curto e definido do tempo geológico, e que tiveram uma grande área de dispersão. Quando os fósseis permitem inferir o ambiente de formação da rocha em que se encontram, designam-se por fósseis de fácies.

Existem vários processos de fossilização:

- Mumificação: a matéria orgânica do ser vivo é conservada, devido à sua inclusão num meio asséptico, como, por exemplo, resina, gelo ou alcatrão. Ex.: insectos envolvidos em âmbar;

- Mineralização: comum na fossilização de partes duras, como conchas e ossos. Neste processo ocorre substituição da matéria orgânica por matéria mineral. Ex.: troncos silicificados;

- Incrustações: o ser vivo é preservado por deposição de sedimentos muito finos, como o carbonato de cálcio. Ex.: fósseis em calcite;

- Moldagem/Impressão: o organismo é moldado pelos sedimentos que o envolvem, formando-se moldes internos e/ou externos. As estruturas do organismo podem desaparecer por completo, restando, apenas, os seus moldes. Quando a moldagem ocorre em estruturas finas, como as asas de insectos, o processo designa-se impressão. Ex.: moldes de conchas de amonite;

- Marcas fósseis: são vestígios da actividade do organismo. A marca deixada pelo organismo é preservada, por moldagem, por exemplo. Ex.: pegadas de dinossauro.

Datação relativa das rochas

O estudo dos fosseis permite a datação relativa dos estratos numa coluna de estratos pertencentes a uma sequência estratigráfica, através da aplicação de diferentes princípios:

- Princípio da sobreposição: numa sequência estratigráfica sedimentar não deformada, os estratos mais antigos são os que localizam por baixo e os mais recentes são os que se localizam por cima.

- Princípio da continuidade lateral: um estrato sedimentar permanece lateralmente igual a si próprio ou varia de um modo contínuo.

- Princípio da identidade paleontológica: admite que os grupos de fósseis aparecem numa ordem definida e que se pode reconhecer um período do tempo geológico pelas características dos fósseis. Estratos que apresentem fósseis idênticos são da mesma idade. Estes são fósseis de idade, correspondentes a seres vivos que viveram durante intervalos de tempo curtos e que tiveram uma grande área de dispersão.

- Princípio da intersecção e princípio da inclusão: toda a estrutura que intersecta outra é mais recente do que ela.

Paleoambientes

As rochas sedimentares permitem reconstruir as condições e os ambientes existentes no momento da sua formação, determinar as condições atmosféricas, a fauna e a flora destes ambientes antigos. As características das rochas, tais como a textura, a natureza dos minerais, o processo de transporte, sedimentação e diagénese, permitem definir o ambiente de formação da rocha ou o seu fáceis. Os diferentes tipos de fáceis que correspondem a diferentes ambientes de sedimentação podem ser continentais (ex.: fluviais, lacustres, glaciares), de transição (ex.: lagunar, estuarina) ou marinhos (ex.: litoral, nerítico, batial). Na caracterização dos diferentes paleoambientes assumem particular relevo os fósseis de fáceis ou de ambiente. Estes fósseis permitem, pela aplicação do princípio das causas actuais, correlacionar os ambientes actuais com os ambientes antigos. Os fósseis de fáceis caracterizam-se por pertencerem a seres que ocupam ambientes específicos e que não sofreram evolução ou, então, apenas pequenas modificações ao longo das épocas geológicas.

Notícia: A outra origem do petróleo

07/08/2004 No jornal de noticias:

Na semana passada apresentamos aqui cenários do possível e previsto fim da civilização do petróleo que levam a supor que "a festa do ouro negro está a chegar ao fim", sendo previsível o aumento das tensões políticas em várias partes do globo, não apenas no Médio Oriente mas na Rússia, Mar do Norte, no Canadá e na América do Sul. É algo que é fortemente considerado por especialistas e analistas em livros tão recentes como "The Party's Over" de Richard Heinberg, "The End of Oil" de Paul Roberts e de "Resource Wars: the new landscape of Global Conflict" de Michael Klare, nenhum ainda traduzido entre nós.

De acordo com as ideias estabelecidas e aceites, o petróleo formou-se lentamente em bacias sedimentares calmas e na ausência de um meio oxidante, em que restos fósseis de matéria orgânica sofreram processos de alteração e enriquecimento em carbono e hidrogénio, formando os hidrocarbonetos. É importante dizer que este processo se deu em épocas geológicas passadas e que a concentração do mesmo, nos reservatórios hoje explorados, foi auxiliada por processos e armadilhas geológicas que hoje guardam o petróleo e o gás natural que exploramos.

Portanto, o "ouro negro" é finito e está confinado aos jazigos em exploração, aos ainda por explorar e nos já explorados, em que o petróleo foi usado como fonte energética nos últimos 110 anos, libertando o penoso dióxido de carbono para a atmosfera. Todo o petróleo criado pela decomposição de animais e vegetais ao longos dos milhões e milhões de anos de alguns períodos geológicos, apenas para poder ser gasto em pouco mais de 150 anos!

Algumas observações feitas por geólogos russos do século passado, indicaram que muitos hidrocarbonetos tinham uma origem mineral, das profundidades da Terra e nem sempre estavam ligados a processos de degradação biológica e eram libertados aquando de movimentos tectónicos. A ser assim teríamos explicados alguns fenómenos observados em regiões petrolíferas do Mundo como o enchimento natural de poços após terem sido dados como esgotados, a libertação de estranhos gases naturais quando da ocorrência de sismos, alguns jazigos associados a rochas de elevadas temperaturas (ígneas) e sujeitas a fortes pressões (metamórficas), e muitas anomalias geoquímicas não compatíveis com a origem biogenética dos hidrocarbonetos.

De notar que esta sugestão não foi aceite no mundo ocidental pelos cientistas a trabalhar na indústria do petróleo e só em finais da década de setenta, do século passado o grande astrofísico inglês Thomas Gold, falecido em Junho passado, propôs que muitos hidrocarbonetos, em particular o metano existente no interior do planeta seriam relíquias da Terra primordial, substâncias trazidas dos cometas e outros corpos cósmicos que hoje se sabe serem astros ricos nestes materiais que tiverem obviamente uma origem inorgânica.

Apesar de ter estudado fortemente o assunto, Gold apenas viu as suas ideias a serem consideradas pelo governo sueco, que financiou os furos numa cratera de impacto em terrenos graníticos, onde foram encontradas mais provas da origem inorgânica do gás metano. Estranhamente, ou não, Gold sempre encontrou a oposição das companhias petrolíferas. A ser verdade a sua hipótese, que falta provar, as reservas de hidrocarbonetos dariam para sustentar, durante milhares de anos uma civilização planetária ainda mais consumidora de energia que a actual. Na próxima semana veremos o que se passará depois do petróleo.

Classificação das rochas sedimentares

Quanto á origem dos seus sedimentos, as rochas sedimentares podem ser classificadas como: detríticas, quimiogénicas ou biogénicas (estas últimas são consideradas, frequentemente, quimiogénicas). A classificação das rochas engloba, ainda, outros critérios, como a dimensão dos seus sedimentos.

Rochas Sedimentares Detríticas

Formadas a partir de clastos, materiais detríticos resultantes da erosão de rochas já existentes. Estas partículas possuem minerais inalterados ou muito pouco alterados. Estas rochas podem ser não consolidadas, se os clastos se encontrarem soltos, ou ser consolidada, se sofreram um processo um processo de diagénese e os clastos estão ligados por um cimento formado por minerais novos. A classificação destas rochas faz-se, principalmente, atendendo ao tamanho dos detritos. A tabela seguinte sintetiza as características de algumas rochas detríticas.

Rochas Sedimentares Quimiogénicas

São rochas sedimentares resultantes de sedimentos químicos. São formadas, essencialmente, por minerais de neoformação resultantes da precipitação de substâncias em solução ou por evaporação do solvente (água).

A precipitação de materiais dissolvidos, pode ocorrer devido à evaporação da água ou devido à alteração de condições da solução, como por exemplo, a variação da pressão ou da temperatura. As rochas formadas por cristais que precipitam durante a evaporação da água têm textura cristalina e designam-se por evaporitos.

Calcários de precipitação

Os calcários são rochas constituídas essencialmente por calcite (mineral de carbonato de cálcio), que resultam da precipitação desse mineral.

As águas acidificadas provocam a meteorização química dos calcários. Em resultado desta reacção surgem sulcos e cavidades, constituindo, à superfície, um modelado característico conhecido por lapiás. Podem também formar-se grutas.

O gotejar do tecto de uma gruta, provoca a acumulação sucessiva de carbonato de cálcio, dando origem às estalactites. Este gotejar contínuo, sobre o solo da gruta, provoca a formação de estalagmites. Na água que flui sobre o chão da gruta pode ainda haver precipitação, formando uma rocha calcárias chamada travertino.

Rochas salinas – evaporitos

- Gesso: quimicamente é sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), formando cristais transparentes ou massas brancas, de aspecto sedoso, fibroso ou granular.

- Sal-gema: É constituído, essencialmente por halite, cloreto de sódio (NaCl). O sal-gema é pouco denso e muito plástico. Os depósitos profundos deste evaporito, quando sob pressão, podem ascender através de zonas frágeis da crosta, formando grandes massas de sal, chamadas domas salinos ou diapiros.

Rochas Biogénicas

Os sedimentos que constituem as rochas biogénicas podem ser constituídos por detritos orgânicos ou por materiais resultantes de uma acção bioquímica. Alguns autores denominam estas rochas por rochas quimiobiogénicas.

Calcários biogénicos

Muitos organismos aquáticos fixam carbonatos. Após a morte, esses seres depositam-se no fundo do mar, formando um sedimento biogénico. A parte orgânica normalmente é decomposta e as conchas acabam por ser cimentadas, evoluindo para calcários consolidados. São calcários biogénicos:

- Calcários numulíticos – com origem em fósseis marinhos que se assemelham a moedas de 5mm, ou mais, de diâmetro).

- Calcário conquífero – formados pela acumulação de conchas de moluscos, posteriormente cimentadas.

- Calcário recifal – formado a partir de recifes de coral.

Carvões

Forma-se em ambientes continentais pantanosos, ou zonas de difícil drenagem de água. Nestas zonas, a parte inferior dos musgos e outras plantas herbáceas transforma-se, devido à acção de microrganismos anaeróbios, num produto carbonoso, rico em matérias voláteis, chamado turfa. A evolução do carvão a partir da turfa designa-se por incarbonização e processa-se através dos estádios de lignito, carvão betuminoso e antracito. 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 inicío a transformações geoquímicas, em que se verifica a perda de água e substâncias voláteis, diminuição da porosidade e o aumento da concentração de carbono.

Petróleo

Forma-se a partir de matéria orgânica de origem aquática. A morte dos organismos leva à deposição de matéria orgânica no fundo de um ambiente sedimentar onde sofre decomposição parcial, pelo facto de o ambiente ser anaeróbio ou de o material ser rapidamente coberto por sedimentos. A continuação da sedimentação leva ao afundimento da matéria orgânica que é sujeita ao aumento da temperatura e da pressão. As propriedades físicas e químicas da matéria orgânica vão sendo alteradas e esta é convertida em hidrocarbonetos líquidos, como o petróleo, alguns gasosos, como o gás natural e outros sólidos, como os betumes ou asfaltos.