Paleomagnetismo

A Terra é rodeada por um campo de forças magnéticas. A origem dessas forças, actualmente ainda é muito discutida, mas a teoria mais aceite é a de que o nosso planeta possui um núcleo externo líquido constituído por ferro e níquel que está em movimento, o movimento destes materiais fundidos origina assim uma corrente eléctrica que leva à existência de um campo magnético terrestre. Qualquer corpo magnético livre orienta-se segundo a direcção dos pólos magnéticos Norte-Sul. Isto verifica-se nos cristais de magnetite numa lava em arrefecimento. O estudo destes registos magnéticos permite-nos determinar a direcção do campo magnético no passado. O campo magnético da Terra é revertido em intervalos que variam entre dezenas de milhares de anos a alguns milhões de anos, com um intervalo médio de aproximadamente 250.000 anos. Acredita-se que a última ocorreu 780.000 anos atrás, referida como a reversão Brunhes-Matuyama. O mecanismo responsável pelas reversões magnéticas não é bem compreendido. Alguns cientistas afirmam que os pólos podem migrar, espontaneamente, de uma orientação para outra, outros cientistas afirmam que as reversões se devem a acções de agentes externos, como por exemplo o impacto de um cometa com o planeta. A realização deste trabalho tem como objectivo visualizar a orientação dos minerais magnéticos, de acordo com a orientação do campo, utilizando alfinetes.

• Material:

Ø 1 Íman em barra, potente, com cerca de 15 cm de comprimento

Ø 20 Alfinetes magnetizados

Ø 2 Folhas de papel A4 Ø 1 Bússola

Ø Fita adesiva

• Procedimento Experimental:

Para magnetizar os alfinetes, pegue neles pela cabeça e friccione-os em direcção ás suas pontas, numa extremidade do íman, sempre no mesmo sentido, cerca de 20 vezes. Numere as folhas (I e II). Em seguida coloque a barra de íman debaixo da folha I e atire 10 alfinetes para cima da folha de papel. Utilize a bússola para determinar o norte e o sul magnético. Fixe a posição dos alfinetes com fita adesiva. Retire o íman, inverta-o 180º e coloque-o debaixo da folha de papel II. Repita os procedimentos utilizados para a folha I. Esquematize os resultados obtidos nas folhas I e II, assinalando a orientação magnética.

• Conclusão

Através da realização deste trabalho podemos verificar que os alfinetes quando magnetizados e sobre a acção de um íman, dispõem-se, maioritariamente segundo a direcção Norte-Sul. Foi possível observar que a orientação dos alfinetes que se encontravam junto ao Sul magnético é diferente da orientação dos alfinetes que se encontravam junto ao Norte magnético. Assim, podemos concluir, que numa lava em arrefecimento os seus minerais magnéticos, tal como aconteceu com os alfinetes, orientam-se segundo a disposição dos pólos Norte-Sul. Caso haja uma inversão, como aconteceu com a folha II, a orientação dos minerais também é invertida, seguindo sempre a orientação Norte-Sul magnética. Através do estudo destes registos magnéticos é possível determinar a posição dos pólos magnéticos no passado.

• Anexos

1)

Orientação dos alfinetes – situação I

2)

Orientação dos alfinetes – situação II

Placas Litosféricas em Movimento

A Terra é constituída por uma série de envolventes aproximadamente concêntricas, a mais externa das quais, se designa por litosfera. A teoria da tectónica de placas surgiu a partir da observação de dois fenómenos geológicos distintos: a deriva continental, identificada no início do século XX, e a expansão dos fundos oceânicos, detectada pela primeira vez na década de 1960. A teoria propriamente dita foi desenvolvida no final dos anos 60 e desde então tem sido universalmente aceite pelos cientistas. As placas movem-se graças à fraqueza relativa da astenosfera. Pensa-se que a fonte da energia necessária para produzir este movimento seja a dissipação de calor a partir do manto. No tipo de limite onde ocorre a colisão entre duas porções de crusta continental, como ambas as placas possuem baixa densidade não existe propriamente subducção (ou é mínima), juntando-se as duas placas que se dobram e deformam, ocorrendo invariavelmente orogenia. À semelhança dos limites oceano-continente, todas as associações vulcânicas e plutónicas são possíveis, embora exista uma predominância de rochas graníticas. É este o processo que está na origem dos Himalaias, resultando da colisão das placas indiana e euro-asiática.

Esta actividade experimental, inserida na disciplina de Geologia, tem como objectivo a visualização dos fenómenos geológicos associados à colisão de dois continentes.

Procedimento experimental:

-Construiu-se o modelo de acordo com as instruções da figura (ver, fig. 1).

-Puxou-se a tira de cartolina de acordo com a instrução da figura (ver, fig. 1).

-Esquematizaram-se as observações.

Observação:

Com o deslocamento das placas verificou-se um enrugamento das mesmas dando lugar a cadeias montanhosas.

1-

2-

3-

Discussão:

O tipo de limite tectónico em análise na actividade experimental designa-se por limite destrutivo.Discussão Aqui pôde-se verificar o que acontece quando duas placas continentais convergem, formando-se, neste caso, cadeias montanhosas, dando-se um enrugamento da placa litosférica e a destruição da litosfera. As placas litosféricas representadas são do tipo convergentes.

Correspondência entre os materiais usados e os seus equivalentes geológicos

Materiais usados	Equivalentes Geológicos
Placa de Cartão	Astenosfera
Fenda Da Placa De Cartão	Zona de Subducção
Tira de Cartolina	Placa Litosférica
Blocos de Madeira	Continentes
Guardanapo violeta	Fossa Oceânica
Guardanapo Rosa	Sedimentos

Construção de um modelo de um limite divergente e respectivo paleomagnetismo

A crusta terrestre, conjuntamente com a parte mais alta do manto superior, forma a litosfera. Esta está dividida numa série de placas rígidas que “flutuam” sobre a astenosfera, (camada com cerca de 100km de espessura situada imediatamente abaixo da litosfera e que se encontra parcialmente fundida). As placas, chamadas placas litosféricas, deslocam-se umas em relação às outras como consequência das correntes de convecção produzidas no manto superior. Estas estão limitadas por três tipos de margens: as dorsais, (que são os locais onde as placas divergem e se gera crusta); as falhas transformantes, (grandes fracturas que cortam, transversalmente as dorsais, eonde se observa um deslocamento lateral das placas sem que se crie ou destrua crusta), e as zonas de subducção, (associadas a convergência de placas, sendo o local onde se destrói crusta). Os limites divergentes ou construtivos (associados às dorsais), ocorrem quando uma nova crusta oceânica é criada, com movimentação horizontal das placas em sentido oposto. Desse modo, o surgimento de um oceano inicia-se com a fragmentação de um continente. A Terra é cercada por um campo de forças magnéticas, ao qual chamamos magnosfera. Pensa-se que o campo magnético terrestre se forma devido ao movimento de rotação do material do núcleo externo, que se encontra no estado líquido. Esse movimento de rotação gera uma corrente eléctrica que dá origem ao campo magnético. Existem dois pólos magnéticos- o norte e o sul. Na lava em arrefecimento existe minerais nomeadamente a magnetite (e não só) cujos cristais se orientam segundo a direcção dos pólos magnéticos. É do conhecimento comum que existem inversões de polaridade ao longo dos tempos. Sendo assim, na lava em arrefecimento, os cristais da magnetite vão preservar a orientação do campo magnético contemporâneo da formação dessa rocha, surgindo assim, diferente orientação dos minerais das rochas dos fundos oceânicos. Um dos objectivos desta actividade experimental é construir um modelo onde se pode obsrevar os movimentos de divergência. Na actividade realizada são abordados os limites divergentes, cujo estudo é importante na medida que permitem perceber quais os fenómenos associados à expansão dos fundos oceânicos relativamente aos continentes. No modelo construído pretende-se demonstrar, de uma forma simples, os fenómenos que ocorrem aquando da formação da crusta oceânica, assim como, a simetria que os fundos oceânicos apresentam a partir do rifte, simetria essa, que pode representar a natureza das rochas formadas ou a diferente orientação magnética dos minerais constituintes das rochas.

Material:

Ø Placa de cartão de 30cm x 20cm;

Ø 2 tiras de cartolina de 50cm x 6cm;

Ø 2 blocos de madeira de 10 cm x 6 cm x 2 cm;

Ø Clipes;

Ø 2 guardanapos de papel amarelo;

Ø 2 guardanapos de papel azuis;

Ø Fita adesiva;

Ø Fita-cola.

Procedimento:

Cortam-se os blocos de madeira de medidas 10cm x 6cm x 2cm; Recorta-se a placa de cartão de medidas 30cm x 20cm e as tiras de cartolina de medidas 50cm x 6cm; Faz-se o corte central na placa de cartão de modo a que as tiras de cartolina passem por lá; Dispõem-se os guardanapos coloridos à volta das duas tiras de cartolina de forma simétrica. Utiliza-se fita-cola e clipes para os segurar; Seguram-se os blocos de madeira às tiras de cartolina, utilizando para esse fim fita adesiva; Pintam-se umas tiras de cores diferentes nos guardanapos, simetricamente nas duas tiras de cartolina. Resultados:

Fig.1- Modelo de um limite divergente Fig.2- Modelo de um limite divergente Fig.3-Modelo exemplificador do movimento das placas litosféricas, (movimento divergente, onde se dá a formação de crusta). As bandas de diferentes cores evidenciam a simetria verificada na crusta gerada, apresentando em ambos os lados do rifte semelhante polaridade magnética, idade e tipo de rocha. Discussão dos resultados:

O tipo de limite tectónico em análise foi um limite divergente, onde duas placas oceânicas, representadas pelas duas tiras de cartolina, se afastam devido à formação de crusta oceânica a partir do rifte, (representado pela fenda na placa de cartão). Como se pode observar através do modelo construído, a crusta forma-se no rifte e, ao consolidar, magnetiza-se em consonância com o campo magnético vigente e sempre que ocorrer uma inversão de polaridade geomagnética, ela é registada nas rochas originando um padrão simétrico e paralelo em relação ao rifte, pelo que o estudo destas rochas é importante no sentido de compreender a inversão do campo magnético terrestre. Assim, tal como o registo de polaridade do casmpo magnético também a natureza das formações rochosas origina um padrão simétrico, (de um e de outro lado do rifte), o que no modelo construído está representado pela diferente coloração dos guardanapos usados. Através do movimento simultâsneo das duas tiras de cartolina pode-se facilmente perceber quais os fenómenos que ocorrem nos limites divergentes. Note-se que as tiras de cartolinas (litosfera), deslizam sob a placa de cartão que representa a astenosfera, constituída por material pouco rígido sob a qual desliza uma camada rígida (litosfera). No modelo foram utilizados dois blocos de madeira que representam os continentes.Como já foi referido, conforme as tiras de cartolina são puxadas a partir da fenda na placa de cartão surgem diferentes colorações simétricas, o que pode corresponder às inversões do campo magnético ou à natureza das rochas formadas, além do que, o movimento das duas tiras de cartolina facilita a compreensão de que as formações rochosas mais próximas do rifte são mais jovens porque se formaram à menos tempo e a idade das respectivas formações rochosas também se distribui de forma simétrica.

Isostasia

No dia 26 de Outubro de 2007, na aula de geologia que decorria pelas 11h até ás 12h30mim, foi realizada uma actividade experimental inserida no âmbito da disciplina. Esta experiencia demonstra a teoria da isostasia, recorrendo a um pedaço de madeira, de cortiça e gelo. Como se mostra nas figuras uma parte fica no exterior e outra encontra-se submersa. Dependendo de material, para material a parte submersa é maior ou menor, devendo-se isto ao peso de cada material. Isto demonstra o que acontece nas montanhas e a razão pela qual não crescem indefinidamente, pois, conforme nos limites convergentes , as placas chocam, a montanha cresce, ficando com maior peso o que faz com que sinta necessidade de atingir novamente o equilíbrio (o que se verifica com o gelo nesta experiencia, ao derreter tem de atingir novamente o equilíbrio).