Rocha (geologia)

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Em geologia , rocha (ou pedra ) é qualquer massa sólida natural ou agregado de minerais ou matéria mineraloide . É categorizada pelos minerais incluídos, sua composição química e a maneira como é formada. As rochas formam a camada sólida externa da Terra, a crosta e a maior parte de seu interior, exceto o núcleo externo líquido e bolsas de magma na astenosfera . O estudo das rochas envolve várias subdisciplinas da geologia, incluindo petrologia e mineralogia . Pode ser limitado às rochas encontradas na Terra ou pode incluir a geologia planetária que estuda as rochas de outros objetos celestes.
As rochas são geralmente agrupadas em três grupos principais: rochas ígneas , rochas sedimentares e rochas metamórficas . Rochas ígneas são formadas quando o magma esfria na crosta terrestre, ou a lava esfria na superfície do solo ou no fundo do mar. Rochas sedimentares são formadas por diagênese e litificação de sedimentos , que por sua vez são formados pelo intemperismo , transporte e deposição de rochas existentes. Rochas metamórficas são formadas quando rochas existentes são submetidas a pressões e temperaturas tão altas que são transformadas sem fusão significativa.
A humanidade tem feito uso de rochas desde os primeiros humanos. Este período inicial, chamado de Idade da Pedra , viu o desenvolvimento de muitas ferramentas de pedra. A pedra foi então usada como um componente principal na construção de edifícios e infraestrutura inicial . A mineração se desenvolveu para extrair rochas da Terra e obter os minerais dentro delas, incluindo metais . A tecnologia moderna permitiu o desenvolvimento de novas rochas feitas pelo homem e substâncias semelhantes a rochas, como o concreto .
Estudar
Geologia é o estudo da Terra e seus componentes, incluindo o estudo de formações rochosas. Petrologia é o estudo do caráter e origem das rochas. Mineralogia é o estudo dos componentes minerais que criam rochas. O estudo das rochas e seus componentes contribuiu para a compreensão geológica da história da Terra, a compreensão arqueológica da história humana e o desenvolvimento da engenharia e tecnologia na sociedade humana. [1]
Embora a história da geologia inclua muitas teorias sobre rochas e suas origens que persistiram ao longo da história humana, o estudo das rochas foi desenvolvido como uma ciência formal durante o século XIX. O plutonismo foi desenvolvido como uma teoria durante esse período, e a descoberta da decadência radioativa em 1896 permitiu a datação por radiocarbono das rochas. A compreensão da tectônica de placas se desenvolveu na segunda metade do século XX. [2]
Classificação

As rochas são compostas principalmente de grãos de minerais, que são sólidos cristalinos formados a partir de átomos quimicamente ligados em uma estrutura ordenada. [4] : 3 Algumas rochas também contêm mineraloides , que são substâncias rígidas, semelhantes a minerais, como o vidro vulcânico , [5] : 55, 79 que não possuem estrutura cristalina. Os tipos e a abundância de minerais em uma rocha são determinados pela maneira como ela foi formada.
A maioria das rochas contém minerais de silicato , compostos que incluem tetraedros de sílica em sua estrutura cristalina e representam cerca de um terço de todas as espécies minerais conhecidas e cerca de 95% da crosta terrestre . [6] A proporção de sílica em rochas e minerais é um fator importante na determinação de seus nomes e propriedades. [7]

As rochas são classificadas de acordo com características como composição mineral e química, permeabilidade , textura das partículas constituintes e tamanho das partículas . Essas propriedades físicas são o resultado dos processos que formaram as rochas. [5] Ao longo do tempo, as rochas podem ser transformadas de um tipo em outro, conforme descrito por um modelo geológico chamado ciclo das rochas . Essa transformação produz três classes gerais de rochas: ígneas , sedimentares e metamórficas .
Essas três classes são subdivididas em muitos grupos. Não há, no entanto, limites rígidos e rápidos entre rochas aliadas. Pelo aumento ou diminuição nas proporções de seus minerais, elas passam por gradações de uma para a outra; as estruturas distintas de um tipo de rocha podem assim ser rastreadas, gradualmente se fundindo com as de outra. Portanto, as definições adotadas em nomes de rochas simplesmente correspondem a pontos selecionados em uma série continuamente graduada. [8]
Rocha ígnea

Rocha ígnea (derivada da palavra latina igneus, que significa fogo, de ignis que significa fogo) [9] é formada através do resfriamento e solidificação de magma ou lava . Este magma pode ser derivado de derretimentos parciais de rochas pré-existentes no manto ou na crosta de um planeta . Normalmente, o derretimento de rochas é causado por um ou mais dos três processos: um aumento na temperatura, uma diminuição na pressão ou uma mudança na composição. [10] : 591–599
As rochas ígneas são divididas em duas categorias principais:
- Rochas plutônicas ou intrusivas resultam quando o magma esfria e cristaliza lentamente dentro da crosta terrestre . Um exemplo comum desse tipo é o granito .
- Rochas vulcânicas ou extrusivas resultam do magma que atinge a superfície como lava ou ejeção fragmentária , formando minerais como pedra-pomes ou basalto . [5]
Os magmas tendem a se tornar mais ricos em sílica à medida que sobem em direção à superfície da Terra, um processo chamado diferenciação do magma . Isso ocorre porque os minerais com baixo teor de sílica cristalizam do magma à medida que ele começa a esfriar ( série de reações de Bowen ) e porque o magma assimila parte da rocha da crosta através da qual ele ascende ( rocha do país ), e a rocha da crosta tende a ser rica em sílica. O conteúdo de sílica é, portanto, o critério químico mais importante para classificar rochas ígneas. [7] O conteúdo de óxidos de metais alcalinos é o próximo em importância. [11]
Cerca de 65% da crosta terrestre em volume consiste em rochas ígneas. Destas, 66% são basalto e gabro , 16% são granito e 17% granodiorito e diorito . Apenas 0,6% são sienito e 0,3% são ultramáficos . A crosta oceânica é 99% basalto, que é uma rocha ígnea de composição máfica . Granito e rochas semelhantes, conhecidas como granitóides , dominam a crosta continental . [12] [13]
Rocha sedimentar
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As rochas sedimentares são formadas na superfície da Terra pela acumulação e cimentação de fragmentos de rochas, minerais e organismos anteriores [14] ou como precipitados químicos e crescimentos orgânicos na água ( sedimentação ). Este processo faz com que sedimentos clásticos (pedaços de rocha) ou partículas orgânicas ( detritos ) se assentem e se acumulem ou que os minerais precipitem quimicamente ( evaporito ) de uma solução . A matéria particulada então sofre compactação e cimentação em temperaturas e pressões moderadas ( diagênese ). [5] : 265–280 [15] : 147–154
Antes de serem depositados, os sedimentos são formados pelo intemperismo de rochas anteriores por erosão em uma área de origem e então transportados para o local de deposição pela água , vento , gelo , movimento de massa ou geleiras (agentes de denudação ). [5] Cerca de 7,9% da crosta em volume é composta de rochas sedimentares, com 82% delas sendo xistos, enquanto o restante consiste em 6% de calcário e 12% de arenito e arcoses . [13] Rochas sedimentares geralmente contêm fósseis . Rochas sedimentares se formam sob a influência da gravidade e normalmente são depositadas em camadas ou estratos horizontais ou quase horizontais , e podem ser chamadas de rochas estratificadas. [16]
Os sedimentos e as partículas de rochas sedimentares clásticas podem ser ainda mais classificados pelo tamanho do grão . Os menores sedimentos são argila , seguidos por silte , areia e cascalho . Alguns sistemas incluem seixos e pedras como medidas. [17]
Rocha metamórfica

Rochas metamórficas são formadas submetendo qualquer tipo de rocha — rocha sedimentar, rocha ígnea ou outra rocha metamórfica mais antiga — a diferentes condições de temperatura e pressão daquelas em que a rocha original foi formada. Este processo é chamado de metamorfismo , que significa "mudança de forma". O resultado é uma mudança profunda nas propriedades físicas e químicas da pedra. A rocha original, conhecida como protólito , se transforma em outros tipos de minerais ou outras formas dos mesmos minerais, por recristalização . [5] As temperaturas e pressões necessárias para este processo são sempre maiores do que as encontradas na superfície da Terra: temperaturas maiores que 150 a 200 °C e pressões maiores que 1500 bares. [18] Isso ocorre, por exemplo, quando placas continentais colidem. [19] : 31–33, 134–139 Rochas metamórficas compõem 27,4% da crosta em volume. [13]
As três principais classes de rochas metamórficas são baseadas no mecanismo de formação. Uma intrusão de magma que aquece a rocha circundante causa metamorfismo de contato — uma transformação dominada pela temperatura. O metamorfismo de pressão ocorre quando os sedimentos são enterrados profundamente no solo; a pressão é dominante e a temperatura desempenha um papel menor. Isso é denominado metamorfismo de enterramento e pode resultar em rochas como o jade . Onde tanto o calor quanto a pressão desempenham um papel, o mecanismo é denominado metamorfismo regional. Isso é tipicamente encontrado em regiões de construção de montanhas. [7]
Dependendo da estrutura, as rochas metamórficas são divididas em duas categorias gerais. Aquelas que possuem textura são chamadas de foliadas ; as restantes são denominadas não foliadas. O nome da rocha é então determinado com base nos tipos de minerais presentes. Xistos são rochas foliadas que são compostas principalmente de minerais lamelares, como micas . Um gnaisse tem faixas visíveis de leveza diferente , com um exemplo comum sendo o gnaisse de granito. Outras variedades de rocha foliada incluem ardósias , filitos e milonita . Exemplos familiares de rochas metamórficas não foliadas incluem mármore , pedra-sabão e serpentina . Este ramo contém quartzito — uma forma metamorfoseada de arenito — e hornfels . [7]
Rochas extraterrestres
Embora a maior parte da compreensão das rochas venha da Terra, as rochas constituem muitos dos corpos celestes do universo. No Sistema Solar , Marte , Vênus e Mercúrio são compostos de rochas, assim como muitos satélites naturais , asteroides e meteoroides . Os meteoritos que caem na Terra fornecem evidências de rochas extraterrestres e sua composição. Eles são tipicamente mais pesados do que as rochas na Terra. Rochas asteroides também podem ser trazidas à Terra por meio de missões espaciais, como a missão Hayabusa . [20] Rochas lunares e rochas marcianas também foram estudadas. [21]
Uso humano
O uso de rochas teve um enorme impacto no desenvolvimento cultural e tecnológico da raça humana. As rochas têm sido usadas por humanos e outros hominídeos por pelo menos 2,5 milhões de anos . [22] A tecnologia lítica marca algumas das tecnologias mais antigas e continuamente usadas. A mineração de rochas por seu conteúdo de metal tem sido um dos fatores mais importantes do avanço humano e progrediu em taxas diferentes em lugares diferentes, em parte por causa do tipo de metais disponíveis na rocha de uma região.
Rocha antrópica
Rocha antrópica é rocha sintética ou reestruturada formada pela atividade humana. O concreto é reconhecido como uma rocha feita pelo homem constituída de rocha natural e processada e tendo sido desenvolvida desde a Roma Antiga . [23] A rocha também pode ser modificada com outras substâncias para desenvolver novas formas, como granito epóxi . [24] Pedra artificial também foi desenvolvida, como a pedra Coade . [25] O geólogo James R. Underwood propôs a rocha antrópica como uma quarta classe de rochas ao lado das ígneas, sedimentares e metamórficas. [26]
Prédio


A rocha varia muito em resistência, desde quartzitos com uma resistência à tração superior a 300 MPa [27] até rochas sedimentares tão macias que podem ser esfareladas com os dedos nus (ou seja, são friáveis ). [28] (Para efeito de comparação, o aço estrutural tem uma resistência à tração de cerca de 350 MPa. [29] ) Rochas sedimentares relativamente macias e facilmente trabalhadas foram extraídas para construção já em 4000 a.C. no Egito, [30] e pedras foram usadas para construir fortificações na Mongólia Interior já em 2800 a.C. [31] A rocha macia, tufo , é comum na Itália, e os romanos a usaram para muitos edifícios e pontes. [32] O calcário foi amplamente utilizado na construção na Idade Média na Europa [33] e permaneceu popular até o século XX. [34]
Mineração
Mineração é a extração de minerais valiosos ou outros materiais geológicos da terra, de um corpo de minério , veia ou veio . [35] O termo também inclui a remoção de solo. Os materiais recuperados pela mineração incluem metais básicos , metais preciosos , ferro , urânio , carvão , diamantes , calcário , xisto betuminoso , sal-gema , potássio , agregado de construção e pedra dimensional . A mineração é necessária para obter qualquer material que não possa ser cultivado por meio de processos agrícolas ou criado artificialmente em um laboratório ou fábrica . A mineração em um sentido mais amplo compreende a extração de qualquer recurso (por exemplo, petróleo , gás natural , sal ou mesmo água ) da terra. [36]
A mineração de rochas e metais é feita desde os tempos pré-históricos . Os processos modernos de mineração envolvem a prospecção de depósitos minerais, a análise do potencial de lucro de uma mina proposta, a extração dos materiais desejados e, finalmente, a recuperação da terra para prepará-la para outros usos quando a mineração cessar. [37]
Os processos de mineração podem criar impactos negativos no meio ambiente tanto durante as operações de mineração quanto por anos após o término da mineração. Esses impactos potenciais levaram a maioria das nações do mundo a adotar regulamentações para gerenciar os efeitos negativos das operações de mineração. [38]
Ferramentas
Ferramentas de pedra têm sido usadas por milhões de anos por humanos e hominídeos anteriores . A Idade da Pedra foi um período de uso generalizado de ferramentas de pedra. [39] As ferramentas da Idade da Pedra inicial eram implementos simples, como martelos e lascas afiadas. As ferramentas da Idade da Pedra Média apresentavam pontas afiadas para serem usadas como pontas de projéteis , furadores ou raspadores . As ferramentas da Idade da Pedra tardia foram desenvolvidas com artesanato e identidades culturais distintas. [40] As ferramentas de pedra foram amplamente substituídas por ferramentas de cobre e bronze após o desenvolvimento da metalurgia .
Veja também
- Lista de rochas individuais
- Seixo – Pequeno fragmento de rocha
- Cobble (geologia) – Clasto de rocha
- Boulder – Fragmento de rocha natural maior que 10 polegadas
- Rocha (material de construção) Rochas como material de construção
- Escala de tempo geológico – Sistema que relaciona estratos geológicos ao tempo
- Geomorfologia – Estudo científico das formas de relevo
- História da Terra – Desenvolvimento do planeta Terra desde sua formação até os dias atuais
- Lista de tipos de rochas – Lista de tipos de rochas reconhecidos por geólogos
- Rocha mais antiga – Inclui rochas com mais de 4 bilhões de anos do Éon Hadeano
- Indústria da pedra – Parte do setor primário da economia
- Pular pedras – Habilidade de atirar uma pedra na água
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