Ciclo das rochas - Rock cycle
O ciclo das rochas é um conceito básico em geologia que descreve as transições ao longo do tempo geológico entre os três principais tipos de rochas : sedimentares , metamórficas e ígneas . Cada tipo de rocha é alterado quando é forçado a sair de suas condições de equilíbrio. Por exemplo, uma rocha ígnea como o basalto pode se decompor e se dissolver quando exposta à atmosfera , ou derreter ao ser subduzida sob um continente . Devido às forças motrizes do ciclo das rochas, placas tectônicas e do ciclo da água , as rochas não permanecem em equilíbrio e mudam à medida que encontram novos ambientes. O ciclo de rocha explica como os três tipos de rocha estão relacionados entre si e como os processos mudam de um tipo para outro ao longo do tempo. Este aspecto cíclico faz com que as rochas mudem um ciclo geológico e, em planetas contendo vida , um ciclo biogeoquímico .
O ciclo do rock
1 = magma ;
2 = cristalização (congelamento da rocha);
3 = rochas ígneas ;
4 = erosão ;
5 = sedimentação ;
6 = sedimentos e rochas sedimentares ;
7 = sepultamento tectônico e metamorfismo ;
8 = rochas metamórficas ;
9 = fusão .
| Parte de uma série sobre |
| Ciclos biogeoquímicos |
|---|
 |
Transição para rocha ígnea
Quando as rochas são empurradas profundamente sob a superfície da Terra , elas podem derreter em magma . Se as condições não existem mais para o magma permanecer em seu estado líquido, ele esfria e se solidifica em uma rocha ígnea. Uma rocha que esfria dentro da Terra é chamada de intrusiva ou plutônica e esfria muito lentamente, produzindo uma textura de granulação grossa, como o granito da rocha . Como resultado da atividade vulcânica , o magma (que é chamado de lava quando atinge a superfície da Terra) pode esfriar muito rapidamente na superfície da Terra exposta à atmosfera e são chamados de rochas extrusivas ou vulcânicas. Essas rochas são de granulação fina e às vezes esfriam tão rapidamente que nenhum cristal pode se formar e resultar em um vidro natural , como a obsidiana ; no entanto, a rocha de granulação fina mais comum seria conhecida como basalto . Qualquer um dos três tipos principais de rochas (rochas ígneas, sedimentares e metamórficas) pode derreter em magma e resfriar em rochas ígneas.
Mudanças secundárias
A mudança epigenética (processos secundários que ocorrem em baixas temperaturas e baixas pressões) pode ser organizada sob uma série de títulos, cada um dos quais é típico de um grupo de rochas ou minerais formadores de rocha , embora geralmente mais de uma dessas alterações esteja em andamento em a mesma rocha. A silicificação , a substituição dos minerais por sílica cristalina ou cripto-cristalina, é mais comum em rochas félsicas , como a riolita , mas também é encontrada na serpentina etc. A caulinização é a decomposição dos feldspatos , que são os minerais mais comuns em rochas ígneas, em caulim (junto com quartzo e outros minerais de argila ); é melhor demonstrado por granitos e sienitos . Serpentinização é a alteração da olivina em serpentina (com magnetita ); é típico de peridotitos , mas ocorre na maioria das rochas máficas . Na uralitização , a hornblenda secundária substitui a augita ; cloritização é a alteração da augita (biotita ou hornblenda) em clorita , e é observada em muitos diabásios , dioritos e pedras verdes . A epidotização ocorre também em rochas deste grupo e consiste no desenvolvimento de epidoto a partir de feldspato biotita, hornblenda, augita ou plagioclásio.
Transição para rocha metamórfica
Rochas expostas a altas temperaturas e pressões podem ser alteradas física ou quimicamente para formar uma rocha diferente, chamada metamórfica. Metamorfismo regional se refere aos efeitos em grandes massas de rochas em uma ampla área, normalmente associados a eventos de construção de montanhas dentro de cinturões orogênicos . Essas rochas comumente exibem bandas distintas de mineralogia e cores diferentes, chamadas foliação . Outro tipo principal de metamorfismo é causado quando um corpo de rocha entra em contato com uma intrusão ígnea que aquece esta rocha circundante . Este metamorfismo de contato resulta em uma rocha que é alterada e recristalizada pelo calor extremo do magma e / ou pela adição de fluidos do magma que adicionam produtos químicos à rocha circundante ( metassomatismo ). Qualquer tipo de rocha pré-existente pode ser modificado pelos processos de metamorfismo.
Transição para rocha sedimentar
As rochas expostas à atmosfera são instáveis e sujeitas a processos de intemperismo e erosão . O intemperismo e a erosão quebram a rocha original em fragmentos menores e carregam o material dissolvido. Este material fragmentado se acumula e é enterrado por material adicional. Embora um grão de areia individual ainda seja um membro da classe de rocha da qual foi formado, uma rocha feita desses grãos fundidos é sedimentar. Rochas sedimentares podem ser formadas a partir da litificação desses fragmentos menores enterrados ( rocha sedimentar clástica ), do acúmulo e litificação de material gerado por organismos vivos ( rocha sedimentar biogênica - fósseis ) ou litificação de material precipitado quimicamente a partir de uma solução mineral devido a evaporação ( rocha sedimentar precipitada ). As rochas clásticas podem ser formadas a partir de fragmentos separados de rochas maiores de qualquer tipo, devido a processos como a erosão ou de matéria orgânica, como restos de plantas. Rochas biogênicas e precipitadas se formam a partir da deposição de minerais de produtos químicos dissolvidos de todos os outros tipos de rocha.
Forças que impulsionam o ciclo das rochas
Placas tectônicas
Em 1967, J. Tuzo Wilson publicou um artigo na Nature descrevendo as repetidas aberturas e fechamentos de bacias oceânicas, em particular com foco na área atual do Oceano Atlântico . Esse conceito, parte da revolução das placas tectônicas, ficou conhecido como o ciclo de Wilson . O ciclo de Wilson teve efeitos profundos na interpretação moderna do ciclo das rochas, já que as placas tectônicas foram reconhecidas como a força motriz do ciclo das rochas.
Espalhando cristas
Nas fronteiras divergentes do meio do oceano, novo magma é produzido pela ressurgência do manto e uma zona de derretimento rasa . Este magma basáltico juvenil é uma fase inicial da porção ígnea do ciclo. À medida que as placas tectônicas de cada lado da crista se afastam, a nova rocha é carregada para longe da crista, a interação da água do mar circulante aquecida por meio de fraturas inicia o metamorfismo retrógrado da nova rocha.
Zonas de subdução
A nova crosta oceânica basáltica eventualmente encontra uma zona de subducção à medida que se afasta da crista de expansão. À medida que essa crosta é puxada de volta para o manto, o aumento das condições de pressão e temperatura causa uma reestruturação da mineralogia da rocha, esse metamorfismo altera a rocha para formar eclogita . À medida que a placa da crosta basáltica e alguns sedimentos incluídos são arrastados para mais fundo, a água e outros materiais mais voláteis são expulsos e sobem para a cunha de rocha sobrejacente acima da zona de subducção, que está a uma pressão mais baixa. A pressão mais baixa, a alta temperatura e agora o material rico em voláteis nesta cunha derrete e o magma flutuante resultante sobe através da rocha sobrejacente para produzir um arco insular ou vulcanismo na margem continental . Este vulcanismo inclui mais lavas silícicas quanto mais longe da borda do arco da ilha ou margem continental, indicando uma fonte mais profunda e um magma mais diferenciado.
Às vezes, parte da laje descendente metamorfoseada pode ser empurrada para cima ou obstruída na margem continental. Esses blocos de peridotito do manto e os eclogitos metamórficos são expostos como complexos de ofiolito .
O material vulcânico recém-erupcionado está sujeito a uma rápida erosão, dependendo das condições climáticas. Esses sedimentos se acumulam nas bacias em ambos os lados de um arco de ilha. À medida que os sedimentos se tornam mais profundamente enterrados, começa a litificação e resulta em rochas sedimentares.
Colisão continental
Na fase final do ciclo clássico de Wilson, dois terranos continentais ou menores se encontram em uma zona convergente. Como as duas massas da crosta continental se encontram, nenhuma pode ser subduzida, pois ambas são rochas silícicas de baixa densidade . À medida que as duas massas se encontram, forças de compressão tremendas distorcem e modificam as rochas envolvidas. O resultado é metamorfismo regional no interior da orogenia subsequente ou evento de construção de montanha. À medida que as duas massas são comprimidas, dobradas e falhadas em uma cadeia de montanhas pela colisão continental, todo o conjunto de unidades de rochas ígneas, vulcânicas, sedimentares e metamórficas pré-existentes está sujeito a este novo evento metamórfico.
Erosão acelerada
As altas cordilheiras produzidas por colisões continentais estão imediatamente sujeitas às forças da erosão. A erosão desgasta as montanhas e enormes pilhas de sedimentos se desenvolvem nas margens oceânicas adjacentes, mares rasos e como depósitos continentais. À medida que essas pilhas de sedimentos são enterradas mais profundamente, elas se tornam litificadas em rochas sedimentares. As rochas metamórficas, ígneas e sedimentares das montanhas tornam-se as novas pilhas de sedimentos nas bacias adjacentes e, eventualmente, tornam-se rochas sedimentares.
Um processo em evolução
O ciclo das placas tectônicas das rochas é um processo evolutivo. A geração de magma, tanto no ambiente da crista de espalhamento quanto dentro da cunha acima de uma zona de subducção, favorece a erupção da fração rica mais silícica e volátil do material da crosta terrestre ou do manto superior . Este material de densidade mais baixa tende a ficar dentro da crosta e não ser subduzido de volta para o manto. Os aspectos magmáticos das placas tectônicas tendem à segregação gradual dentro ou entre o manto e a crosta. À medida que o magma se forma, o derretimento inicial é composto pelas fases mais silícicas que têm um ponto de fusão mais baixo. Isso leva ao derretimento parcial e maior segregação da litosfera . Além disso, a crosta continental silícica é relativamente flutuante e normalmente não é subduzida de volta ao manto. Assim, com o tempo, as massas continentais crescem cada vez mais.
O papel da água
A presença de água abundante na Terra é de grande importância para o ciclo das rochas. Mais óbvios talvez sejam os processos de intemperismo e erosão impulsionados pela água . A água na forma de precipitação e água ácida do solo e subterrânea é bastante eficaz na dissolução de minerais e rochas, especialmente aquelas rochas ígneas e metamórficas e rochas sedimentares marinhas que são instáveis sob condições próximas à superfície e atmosféricas. A água carrega os íons dissolvidos na solução e os fragmentos decompostos que são produtos do intemperismo. A água corrente carrega grandes quantidades de sedimentos nos rios de volta ao oceano e às bacias do interior. Os sedimentos acumulados e enterrados são reconvertidos em rocha.
Um papel menos óbvio da água está nos processos de metamorfismo que ocorrem em rochas vulcânicas frescas do fundo do mar à medida que a água do mar, às vezes aquecida, flui através das fraturas e fendas na rocha. Todos esses processos, ilustrados pela serpentinização , são uma parte importante da destruição da rocha vulcânica.
O papel da água e outros voláteis no derretimento da rocha crustal existente na cunha acima de uma zona de subducção é a parte mais importante do ciclo. Junto com a água, a presença de dióxido de carbono e outros compostos de carbono de calcário marinho abundante dentro dos sedimentos no topo da laje descendente é outra fonte de voláteis indutores de derretimento. Isso envolve o ciclo do carbono como parte do ciclo geral das rochas.
Veja também
- Migmatita - mistura de rocha metamórfica e rocha ígnea
Referências
- Blatt, Harvey e Robert J. Tracy (1996). Petrologia; Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2ª Ed . WH Freeman. ISBN 0-7167-2438-3.
- Fichter, Lynn S., (2000), The Wilson Cycle and a Plate Tectonic Rock Cycle , James Madison University, Departamento de Geologia e Ciências Ambientais. Página visitada em 18 de agosto de 2005.
- Plummer, Charles; McGeary, David; Carlson, Diane (2005). Geologia Física . Mc Graw Hill. ISBN 0-07-293353-4.