Deformação e Estruturas Geológicas

Continuando com o tópico referente à deformação das rochas, hoje lançaremos um olhar mais aprofundado sobre as dobras e as falhas.

Já vimos que durante uma deformação, as rochas podem se enrugar de tal maneira a formar dobras. Esta, no entanto, é apenas uma dentre as inúmeras feições que a rocha pode assumir dependendo das condições a que for submetida. Qualquer feição que resulte da deformação de uma determinada rocha, ou camada de rocha, recebe o nome de estrutura geológica.

Dobras são estruturas geológicas em que as camadas de rocha, originalmente planares, encontram-se inclinadas ou vergadas. Para ajudar a visualização deste fenômeno em três dimensões, imagine que você está diante de uma folha de sulfite sobre uma mesa e que, com as duas mãos apoiadas nas laterais da folha, comece a aproximar as duas mãos. O que acontecerá? 

É fácil perceber que a folha irá produzir um arco!, ao cessar a força, no entanto, a folha retornará ao seu estado original. Diferentemente da folha de sulfite, as rochas, quando submetidas a distorções plásticas, permanecem dobradas.

Conforme se aproximam da superfície da crosta, as rochas tendem a ficar mais frágeis. Dada esta característica, a formação de dobras ocorre mais frequentemente na base da crosta, onde as rochas são mais dúcteis; o resultado, na superfície tende a ser a falha.

Dito isto, podemos agora, iniciar uma análise da configuração das dobras

As dobras podem ser monoclinais:

Trata-se de uma simples inclinação ou flexão, em camadas de rochas horizontais com mergulho uniforme.

De certo modo, uma dobra monoclinal é, simplesmente, a metade de uma dobra anticlinal ou sinclinal.

Anticlinais ou Sinclinais

Um anticlinal é uma dobra em arco convexo que tem as camadas mais antigas situadas em seu núcleo.

Uma sinclinal é uma dobra em arco côncavo que tem as camadas mais jovens situadas em seu núcleo.

Na imagem abaixo podemos ver tanto as dobras anticlinais quanto as sinclinais

Estas estruturas podem ser vistas muitas vezes apenas em um corte transversal, dada situações de erosão e aplainamento do relevo que impossibilitam a visualização desta estrutura de cima. Uma maneira de detectá-la, apesar do aplainamento e da erosão requer uma análise das diferentes rochas, e suas respectivas idades, presentes no afloramento.

Como foi dito, as dobras anticlinais apresentam as camadas mais antigas em seu núcleo, para a imagem ao lado, trata-se da camada marrom claro de rocha.

Já as dobras sinclinais apresentam em seu núcleo, camadas de rochas mais jovens, neste caso a camada vermelha de rocha.

Aspectos geométricos das dobras

As dobras apresentadas até agora são ditas simétricas, indicando que seus planos axiais são verticais e ambos os flancos (camada de rocha dobrada entre um plano axial e outro) mergulham com mesmo ângulo. Existem dobras, no entanto, cujo plano axial não é vertical e cujos flancos mergulham em ângulos diferentes. (Tratarei destes tipos de dobras em posts posteriores)

Por fim, resta apresentar mais dois conceitos que ajudarão o leitor a entender este e demais temas de geologia estrutural que periodicamente serão postados aqui:

Direção e mergulho

Por definição, a direção é uma reta formada pela intersecção de um plano horizontal com um plano inclinado ao passo que o mergulho é a medida da inclinação máxima de um plano em relação ao plano horizontal. O que isso tem a ver com geologia? Tudo!!!

A geologia usa conceitos e formas geométricas típicas das áreas de geometria plana e espacial para tentar aproximar feições geológicas de formas geométricas conhecidas, com o intuito de facilitar a sua visualização e interpretação.

A imagem abaixo (super didática!) apresenta a direção e o mergulho de uma camada rochosa, cuja parte acima do nível d'água não apresenta as estruturas vistas em perfil.

Na imagem A é possível observar uma representação puramente geométrica da feição vista em B. A direção é representada por uma reta derivada da intersecção de dois planos. Esta reta faz um ângulo com o norte geográfico (não mostrado na imagem), e este ângulo é utilizado como a direção de uma camada de rocha.

O mergulho, ângulo formado entre os dois planos, a saber: o plano horizontal e o plano inclinado - que representa as próprias camadas rochosas não planares - também apresenta uma orientação geográfica, uma vez que o mergulho se dá num determinado sentido.

Partindo para a prática, neste caso o trabalho de campo, a determinação da direção de uma camada e seu mergulho é feita por meio da bússola - equipamento essencial para um geólogo.

Bibliografia: WINCANDER, R. & MONROE, J. S. Fundamentos de Geologia. São Paulo: Cengage Learning, 2009

Deformação das Rochas

O primeiro post do blog vai expor um pouco sobre geologia, mais especificamente sobre geologia estrutural. Trata-se apenas de uma introdução. O objetivo, no entanto, é encher este blog de postagens geológicas e temas afins. Divirtam-se!

Deformação é um termo geral que abrange todas as alterações de forma e volume, ou ambos, apresentado pelas rochas.

Mostraremos aqui os possíveis resultados, a partir de modelos, das rochas que foram submetidas a pressões e que, portanto, foram deformadas.

Sabendo-se que pressão é igual a força sobre área (F/A), temos inúmeras unidades de medida, (no SI é N/m²), podemos afirmar que a pressão exercida por uma pessoa, em pé, em um lago coberto de gelo será muito maior do que a pressão exercida por essa mesma pessoa, só que deitada; isto se deve ao aumento da área, já que a força permanece constante.

Para iniciarmos nossos estudos, iremos tratar de três tipos de pressão: A pressão de compressão, de tensão e de cisalhamento.

Pressão de compressão

Na pressão de compressão, temos forças atuando nas rochas ou camadas de rochas em sentidos convergentes, de forma a comprimir a rocha. Veja a imagem abaixo:

 Esse tipo de tensão pode dar origem a dobramentos ou falhas. Em ambos  os casos há um encurtamento das camadas das rochas.

 Na imagem, é possível observar que, para que ocorra um dobramento, é necessário que a crosta se eleve, ou seja, ao dobramento está associado um aumento vertical da crosta terrestre.

 Exemplo de dobramento na imagem abaixo:

         Pressão de Tensão

Ao contrário da pressão de compressão, na pressão de tensão as forças estão atuando em sentidos divergentes, de modo a ocasionar o estiramento das camadas de rocha. O resultado desta pressão é a formação de falhas.

Pressão de Cisalhamento

Por fim, temos a Pressão de Cisalhamento. Neste caso, a rocha tende a sofrer uma deformação através do deslocamento ao longo de planos muito próximos entre si. Veja a imagem abaixo:

Sabemos que existem dois tipos de deformações: deformação elástica e deformação plástica.

A deformação elástica é reversível, ou seja, quando as pressões são relaxadas, a rocha retorna ao seu formato original. Apesar de responderem inicialmente, às pressões, de forma elástica, quando distorcidas além de seu limite elástico, respondem com uma distorção plástica. Assim, ou são dobradas, ou se comportam como sólidos quebradiços e se fraturam.

Resumindo: As deformações elásticas não resultam em deformações permanentes, ao passo que as deformações plásticas ficam permanentemente fraturadas e/ou dobradas.

Para um conhecimento mais abrangente, é necessário expor as variáveis envolvidas nos processos de deformações de rocha, que resultam em diferentes tipos de deformação:

- Resistência interna da rocha (lamitos, tais como argilitos e folhelhos são geralmente mais resistentes (dúcteis) do que os arenitos e os calcários);

- Tipo de pressão lateral, pressão confinada e temperatura;

- Intervalo de tempo de aplicação da pressão lateral.

Assim, por exemplo, uma pequena pressão aplicada por um longo período de tempo irá gerar uma deformação plástica, ao passo que uma grande pressão aplicada rapidamente resultará numa fratura.

Bibliografia: WINCANDER, R. & MONROE, J. S. Fundamentos de Geologia. São Paulo: Cengage Learning, 2009