Rocha - BioMania
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Empregadas como material de construção e revestimento, na fabricação de produtos cerâmicos comuns e refratários, na produção de alumínio, cimento, cal, fertilizantes e pigmentos, como matéria-prima para a escultura, entre outras aplicações, quase todos os tipos de rocha são úteis.
Rocha é um agregado de material no estado sólido, formado por processos naturais, que entra como componente na constituição da crosta terrestre. Os materiais que integram as rochas podem ser minerais, substâncias vítreas, massas salinas e agregados diversos. Quando compostas de uma única espécie de mineral, são chamadas rochas simples ou uniminerais, de que são exemplos os quartzitos, constituídos praticamente só de grânulos de quartzo imbricados uns nos outros, e os mármores, formados quase exclusivamente de grânulos de calcita. As rochas compostas ou pluriminerais apresentam diferentes minerais em sua composição. São exemplos de rochas compostas os granitos, formados normalmente de quartzo, feldspato alcalino, feldspato álcali-cálcico, moscovita ou biotita, hornblenda, apatita, zircão e óxidos metálicos.
Em função de sua origem geológica, as rochas classificam-se em três grandes grupos: magmáticas ou ígneas, sedimentares ou estratificadas, e metamórficas. As rochas magmáticas, ao lado das metamórficas, formam cerca de 95% da crosta terrestre. As sedimentares formam os demais cinco por cento.
Rochas magmáticas. O tipo predominante de componentes sólidos da Terra é formado de rochas magmáticas ou ígneas, originadas do esfriamento ou da solidificação parcial do interior ou da superfície terrestre. Esse tipo de rocha é de grande interesse para o homem, pois nela se encontra boa parte dos minerais úteis. Exemplo de materiais aproveitáveis são os pegmatitos, corpos de rocha magmática de granulação fora do comum e que são fonte de numerosos minerais de extrema valia para o homem, como quartzo, feldspato, andaluzita, apatita, berilos, moscovita (mica), bismuto, cassiterita, columbita, fluorita, galena, granadas, ouro, grafita, monazita, rodonita, espodumênio, tantalita, titanita, topázio, turmalina, volframita, xenotima, trifilita, ambligonita etc.
O material fundido que dá origem às rochas magmáticas se denomina magma; quando emerge para a superfície através dos vulcões, recebe o nome de lava. As rochas magmáticas formadas a partir da lava são conhecidas como rochas vulcânicas ou extrusivas, enquanto as procedentes do magma interior são chamadas de plutônicas ou intrusivas. A maioria dos magmas se compõe de soluções de silicatos complexos que existem somente a altas temperaturas e freqüentemente contêm cristais sólidos e outros materiais em suspensão, assim como pequenas quantidades de água e outras substâncias voláteis muito importantes na formação dos magmas.
Pode-se dizer que a composição das rochas magmáticas se resume à combinação de nove elementos: oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio, magnésio e titânio, embora seja a preponderância geral do oxigênio e do silício, em proporção conjunta superior a 75%, que define suas principais propriedades.
Os óxidos fundamentais das rochas magmáticas se distribuem em sete variedades minerais básicas: os feldspatos, os feldspatóides, o quartzo e outros derivados da sílica, as olivinas, os piroxênios, os anfibólios e as micas. Todos eles são silicatos ou alumino-silicatos e configuram a maioria dos minerais identificados desde tempos remotos.
A textura das rochas magmáticas se define pela forma e o tamanho de seus grandes minerais constituintes e pelas relações espaciais estabelecidas entre grãos individuais. As rochas magmáticas se caracterizam em geral por sua cristalização e sua granulação.
As rochas vulcânicas e plutônicas apresentam algumas diferenças de textura e traços estruturais. Assim, enquanto as espécies vulcânicas possuem maior porosidade, devido ao escapamento brusco dos gases durante o congelamento da lava, as rochas plutônicas se caracterizam por uma cristalização mais perfeita, ocorrida ao longo de prolongados períodos de esfriamento no interior terrestre.
As rochas plutônicas aparecem principalmente nas grandes cadeias de montanhas e nas antigas áreas de massa continental terrestre, com especial abundância de granitos e quartzos. As rochas vulcânicas predominam nas depressões oceânicas como testemunho de antigas e violentas erupções de magma.
Rochas sedimentares. A acumulação de depósitos de material sólido sobre a superfície terrestre pela influência de diversos meios, como a água, o ar, o gelo e a gravidade, forma as chamadas rochas sedimentares. Os principais processos físicos e químicos que preparam o sedimento -- como argila, areia e cascalho -- para os posteriores processos de transporte são a gravidade, as correntes de água, as geleiras e o vento. Essas partículas são carregadas, em alto estado de fragmentação, a pontos finais de sedimentação como desertos, depressões submarinas, deltas de rios etc.
Normalmente, as rochas sedimentares se classificam em detríticas e não-detríticas. As primeiras, também chamadas rochas clásticas, formam-se a partir de elementos transportados por ação mecânica, como os conglomerados (formados de fragmentos arredondados) e as brechas (de fragmentos angulosos), as rochas arenosas, de aspecto granulado médio, e os lutitos, de grão fino. As não-detríticas derivam da precipitação química em águas doces e salgadas, da evaporação de salinas e da evolução de restos orgânicos de animais e plantas.
Por sua composição química, distinguem-se entre as rochas sedimentares os seguintes grupos: silicosas, derivadas de silicatos, como as areias; calcárias, de rochas calcárias; salinas, da evaporação de sais; argilosas; e orgânicas ou carbonosas, como a turfa, o carvão e o betume asfáltico.
As rochas sedimentares resumem a história geológica, ao depositar-se lenta e paulatinamente sobre o terreno ao longo do tempo. Os restos sedimentares mais antigos foram detectados na região do Zimbábue, no continente africano, com cerca de 3,5 bilhões de anos de idade.
Rochas metamórficas. Denominam-se rochas metamórficas aquelas que sofreram uma recristalização como resultado de mudanças em seu ambiente físico. Essas alterações do meio originaram transformações diretas sobre o estado sólido ou, mais comumente, surgiram da intervenção de um meio líquido como dissolvente prévio à recristalização.
As rochas metamórficas procedem, assim, da evolução das magmáticas e das sedimentares. Distribuem-se principalmente nas regiões montanhosas submetidas a grande erosão. Análises geológicas feitas para determinar a idade da Terra têm encontrado os mais antigos materiais sólidos, com idade estimada em cerca de quatro bilhões de anos, em rochas metamórficas da Groenlândia.
Os principais processos de metamorfismo observados nas rochas são: por contato, quando zonas da crosta terrestre são invadidas por camadas interiores de magmas; e regional, derivado de massas de rocha que são enterradas e submetidas a determinadas condições de pressão e temperatura. Em outro contexto se diferenciam subgrupos como o do metamorfismo hidrotérmico, desenvolvido pela ação de águas termais procedentes do interior da Terra; e o dinâmico, pela intervenção direta de tensões e forças ocasionadas por falhas e deslocamentos do terreno.
A classificação das rochas metamórficas se estabelece em função de sua composição, mineralogia e origem. Habitualmente se distinguem as rochas ortometamórficas, originadas das magmáticas, e parametamórficas, resultantes da transformação das sedimentares.
Na natureza, existe um número muito maior de minerais metamórficos que magmáticos ou sedimentares, pois as condições ambientais de pressão e temperatura requeridas por eles para sua formação são notavelmente mais freqüentes. Alguns minerais de origem metamórfica são as ardósias, derivadas das argilas; os mármores, metamorfoseados das rochas calcárias; e os quartzitos, procedentes dos arenitos.
Propriedades físicas das rochas. Nas rochas, as propriedades individuais estão em consonância com a proporção relativa e a orientação de seus componentes elementares. Por isso, normalmente se consideram as propriedades das rochas como isótropas, isto é, uniformes em todas as direções do espaço.
Dentro da enorme variedade existente de minerais de rocha, pode-se estabelecer uma divisão global com relação a suas propriedades em rochas cristalinas que, como o granito, o basalto, o mármore e a maioria das rochas magmáticas e metamórficas, têm um alto estado de ordenação espacial de seus átomos em pequenos cristais; e rochas clásticas, de origem sedimentar e compostas da agregação de numerosos fragmentos de rochas iniciais, que carecem de uma estrutura interna definida. Além disso, as propriedades físicas das rochas sofrem notável influência das mudanças de pressão e temperatura, e são fortemente alteradas pela presença de água em seu interior.
As propriedades volumétricas mais interessantes das rochas são a densidade, que determina a distribuição das camadas da crosta terrestre, e a porosidade, relacionada com a anterior, pois atua como redutora da densidade, apreciável em rochas de cristalização rápida e imperfeita, como as sedimentares e as magmáticas de natureza vulcânica.
O comportamento das rochas frente a tensões externas depende de suas características mecânicas. Entre elas se estudam preferencialmente: (1) a elasticidade, ou capacidade para recuperar a forma e as dimensões iniciais após experimentar uma deformação; (2) a compacidade, dada pela proximidade de seus elementos e a ausência de interstícios porosos; (3) a resistência à ruptura; (4) a ductilidade e a maleabilidade, propriedades que permitem a extensão das rochas em fios e em lâminas, respectivamente; (5) a dureza, medida segundo tabelas de valores relativos, entre as quais se destaca a escala de Mohs; e (6) a plasticidade ou capacidade das rochas de experimentar deformações permanentes ou recuperáveis após serem submetidas a tensões exteriores.
As propriedades térmicas mais estudadas das rochas são (1) a condutividade do calor, (2) o ponto de fusão ou de mudança de estado sólido a líquido e (3) o calor específico, que determina seu comportamento diante das alterações de temperatura. Entre as características eletromagnéticas mais relevantes se encontra a condutividade elétrica das rochas, ainda que a maioria delas tenha caráter dielétrico, ou de condutividade parcial, que diminui na proporção em que aumenta sua ordenação cristalina. Algumas rochas adquirem características magnéticas ao serem submetidas à ação de ímãs. Entre as rochas magnéticas destaca-se a magnetita, mescla de óxidos de ferro conhecida desde a antiguidade.
Os efeitos da luz visível sobre as rochas se manifestam em sua coloração, que é uma das propriedades minerais mais atraentes de certas variedades de rocha. Esses efeitos também se revelam na utilidade de algumas, como os quartzos e outros materiais transparentes, na fabricação de prismas ópticos e outros dispositivos de utilização científica, industrial e cotidiano.