Aula: 01
Temática: Composição da Crosta Terrestre
Iniciamos nossa aula conhecendo alguns aspectos da crosta terrestre.
A crosta terrestre é a camada mais externa do planeta e é a parte superior da
litosfera, com uma espessura que varia entre 5 a 70 km.
De um modo geral, a crosta terrestre é formada por átomos de oxigênio,
átomos de silício e de alumínio, aparecendo com porcentagem atômica menor
os átomos de Fe, Ca, Mg, Na e K. Os demais elementos químicos representam
cerca de 1% da proporção atômica média encontrada na crosta terrestre, e
desses, apenas, o Ti possui alguma importância volumétrica na arquitetura da
crosta. O mais importante para entender a estruturação da crosta terrestre é a
proporção atômica, seguida da proporção volumétrica, não tendo importância a
porcentagem em peso, embora seja a maneira sob a qual a composição das
rochas e dos minerais é normalmente mencionada e analisada do ponto de
vista litoquímico ou geoquímico. Dessa forma podemos imaginar a crosta
terrestre como uma espuma de oxigênio ligada em configuração de maior ou
menor complexidade pelos átomos pequenos, altamente carregados, de silício
tetravalente (raio iônico = 0,42A) e alumínio trivalente (raio iônico = 0,51A).
Esta estrutura apresenta fissuras que podem ser ocupadas por átomos de Fe,
Ca, Mg, Na e K em estados de coordenação adequados a seus respectivos
raios individuais.
O que norteia o aparecimento de um ou outro mineral são as condições
termodinâmicas ditadas pela concentração dos elementos, pressão confinante,
temperatura, natureza e pressão dos fluidos, pH etc. Dessa maneira, a
mineralogia pode ser tomada como o alfabeto com que a natureza escreve a
sua história, sendo que neste contexto aparecem citações como: "Se as rochas
são as páginas do livro da história geológica, os minerais são os caracteres
com os quais o livro foi impresso e somente com uma compreensão deles e de
suas estruturas o documento pode ser lido". O estudo direto da composição da
Terra é possível apenas para as porções mais externas do planeta. A química
das porções mais internas, entretanto, não pode ser obtida diretamente.
QUÍMICA DOS MINERAIS
Apenas através de métodos indiretos, através da confrontação de análise
química das principais rochas aflorantes na superfície do planeta, análise de
meteoritos e da composição do Sol, experimentação petrológica, dados de
velocidade de propagação ondas sísmicas, e comparando a densidade das
rochas superficiais com as do interior do planeta é que podemos formular um
modelo geoquímico válido para a Terra. Em conjunto, esses dados delimitam
quais são os modelos razoáveis e os improváveis. Por exemplo, a diferença
entre a densidade média das rochas crustais e a densidade média da Terra
indica que o material existente no interior do planeta deve ser mais denso que
o que encontramos na superfície, e mais denso que a média calculada para a
Terra. Por outro lado, os dados sísmicos, mostram que a densidade varia
abruptamente no interior da Terra, o que possivelmente indica que há
variações composicionais.
Embora os dados acima imponham restrições aos modelos geoquímicos, eles
não permitem definir a composição real média da Terra. Para obtê-la é preciso
encontrar um material que represente essa composição. Os materiais eleitos
para essa determinação têm origem extraterrestre: são os meteoritos. A
escolha deve-se ao fato dos meteoritos terem sido originados com a Terra e os
demais planetas, durante a formação do sistema solar. Assim, os meteoritos
teriam se formado a partir do mesmo material disponível para formação da
Terra e seriam “fósseis” dos estágios iniciais da evolução planetária.
A análise dos diferentes tipos de meteoritos permite tirar algumas
conclusões gerais sobre a constituição da nebulosa que deu origem ao sistema
solar. A primeira conclusão importante é o fato de que não existe nenhum
elemento químico nos meteoritos que não seja também encontrado na Terra.
Por outro lado, verifica-se que os elementos presentes nos meteoritos podem
ser agrupados de acordo com determinadas associações minerais, revelando a
afinidade geoquímica entre esses elementos.
QUÍMICA DOS MINERAIS
A Tabela abaixo mostra a composição média das rochas da crosta terrestre em
comparação com a composição média da Terra, segundo o que é usualmente
denominado modelo condrítico1:
Crosta da Terra *
O – 46%
Si – 28%
Al – 8%
Fe – 6%
Mg, Ca, K, Na, e outros - 12%
Média da Terra
(composição média de condritos carbosos)*
Fe – 35%
O – 30%
Si – 15%
Mg – 13%
Ni, S, Ca, Al e outros – 7%
* percentual sobre peso total.
Iniciamos a unidade I, conhecendo a composição da crosta terrestre;
em nossa próxima aula faremos uma introdução à Mineralogia.
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Condrítico: que tem a estrutura granular característica das condritas (pedra meteórica
caracterizada pela presença de pequenos agregados esferoidais de natureza silicatada).
QUÍMICA DOS MINERAIS