Guião 3 de exploração de atividades 10ºB 2011

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Escola Secundária de Estarreja

Tema 3 – Compreender a Estrutura e a Dinâmica da Geosfera

Biologia e Geologia 10ºAno

Novembro 2011

© Rui Soares 2011 adaptado de Soares (2010). 1

Fig. 1 – Navio de Exploração “Chikyu”.

Guião de Exploração de Actividades 3

Que contribuições poderão fornecer os métodos directos e indirectos para o

conhecimento da estrutura e dinâmica da Geosfera?

Quais são os métodos para investigar o interior da Terra?

De que formas o avanço tecnológico tem permitido aprofundar essa investigação?

Que relações existem entre vulcanismo, sismos e Tectónica de Placas?

Como explicar os diferentes tipos de actividade vulcânica?

Quais são as causas e os efeitos dos sismos? Como minimizar os efeitos das erupções vulcânicas e dos

sismos? Quais os modelos sobre a estrutura interna da Terra?

Quais foram os pioneiros no estudo da estrutura interna da Terra? O que fizeram para aumentar o seu

conhecimento?

No sentido de encontrar resposta para estas e outras questões-problema, e compreender os principais

contributos fornecidos por métodos directos e indirectos para o conhecimento e compreensão da

estrutura interna da Geosfera, serão propostas actividades desenvolvidas em torno de notícias e de

documentários filmados. No final do Guião deverá ser capaz de criar individualmente um Mapa de

Conceitos em Cmap tools e um Wiki sobre a estrutura interna da Terra.4

Parte A – Alta Tecnologia para Estudar a Dinâmica Interna da Geosfera

Texto 1

Cientistas japoneses vão começar a explorar as

entranhas da Terra a uma profundidade nunca antesalcançada. O objectivo é estudar o movimento das

placas tectónicas e prever a ocorrência de sismos. Mas

o potencial das descobertas não se fica por aqui. Os

investigadores esperarão obter informação sobre as

condições climatéricas do planeta há milhões de anos

e descobrir sinais de vida subterrânea.

A experiência será feita a partir de um novo navio de

exploração dos fundos marinhos, o Chikyu - que

significa Terra em japonês - instalado no Oceano

Pacífico. Pela primeira vez na história, o novo

equipamento vai perfurar a crosta, entrando no mantoterrestre a uma profundidade de sete quilómetros. Espera-se que demore mais de um ano para se

chegar ao manto. Depois de um período de testes finais, a perfuração está prevista para arrancar em

2007 e deverá envolver mais um ou dois navios. Mas em Setembro vão começar a ser feitas perfurações

em larga escala ao longo da costa japonesa.

A crosta terrestre é uma camada de rocha sólida exterior do planeta. Nos continentes ronda os 72

quilómetros mas, nos oceanos, mede apenas oito quilómetros de profundidade. Foi esta a razão para a

equipa de investigadores japoneses do Centro de Exploração das Profundidades da Terra (CDEX)

escolher o Pacífico para a experiência. Outro dos motivos tem a ver com o objectivo da missão estudar o

movimento das placas tectónicas e o Japão, que se encontra na junção de quatro delas, regista cerca de

20 por cento dos sismos mais violentos do mundo. A ideia é antecipar a ocorrência de terramotos a

tempo de evacuar a área afectada.






Novembro 2011


O movimento das placas é habitualmente muito lento (cerca de cinco centímetros por ano). Contudo,

pode formar montanhas, provocar sismos ou erupções vulcânicas junto às extremidades das placas. O

Chikyu utiliza tecnologia usada na exploração de petróleo, mas estás equipado para prevenir acidentes

no momento em que a sonda embater rocha derretida a altas temperaturas. O perfurador vai assentar a

4 mil metros de profundidade e continuar a furar até sete mil metros. "Até agora, os cientistas só

conseguiram perfurar cerca de dois mil metros. Isso é só arranhar a superfície", refere Jun Fukutomi, do

CDEX.

As amostras recolhidas permitirão

perceber as mudanças climatéricas

ao longo do tempo e darão pistas

sobre as primeiras formas de vida. "O

ambiente a grande profundidade -

sob forte pressão, alta temperatura e

pouco ar -, é semelhante ao que

prevalecia no momento da formação

da Terra", explicou. Este material

será analisado para encontrar sinais

de vida, nomeadamente

microbactérias resistentes a altas

temperaturas.

O barco custou 60 mil milhões de

ienes (444,7 milhões de euros) e

integra o programa internacional de

exploração oceânica liderada pelo

Japão e pelos EUA, associados ao

European Consortium for Ocean

Research Drillin, que incluiu Portugal.

Adaptado de Diário de Notícias

(29/07/2005)

1. Indique os três objectivos principais do navio de exploração Chikyu.

2. Identifique a camada da Geosfera onde é efectuada a perfuração.2.1. Justifique o facto do CDEX ter optado por proceder a esta sondagem no mar e não na

superfície continental emersa.

3. Relacione a origem da operação ter tido lugar na costa do Japão com a sua posição geotectónica.

3.1. Discuta as conclusões obtidas com os colegas de turma e o professor.

Fig. 2 Navio Chikyu e respectiva sonda.






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4. Complemente a informação contida no texto sobre a obtenção de dados sobre a Geosfera com a

visualização de segmentos do documentário “Forças da Natureza” da National Geographic.

4.1. Registe no Tabela 1 aspectos relevantes, observados no documentário.

Segmentos do vídeo

visualizado

Assuntos relevantes focados

Introdução

Vigiar o vulcão

(Soufriere Hills – Ilha

de Montserrat

(Caraíbas)

Vigiar a Falha do

Norte da Anatólia

(Turquia)

Tabela 1 – Aspectos relevantes observados no Documentário “Forças da Natureza” (National

Geographic)

5. Descreva as duas linhas de abordagem da vulcanologia e da sismologia a nível da Sociedade e do

conhecimento geocientífico.






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6. Pesquise informação relativa à localização da actividade sísmica e vulcânica à luz da Teoria da

Tectónica de Placas. (Resolva as actividades do manual mais adequadas para complementar esta

pesquisa)

Actividade Vulcânica6.1. Pesquise a informação necessária à compreensão dos conceitos básicos relacionados com

“Actividade Vulcânica”, relacionada com:

Tipos de actividade vulcânica

Natureza das lavas

Estruturas vulcânicas e sua morfologia

(Resolva as actividades do manual mais adequadas para complementar esta

pesquisa)

6.2. Solicite ao professor diferentes materiais e rochas de origem vulcânica a serem observados e

registados no laboratório.6.3. Discuta as suas conclusões com os seus colegas e o professor.

6.4. Complemente as informações obtidas com a visualização do Documentário “Terra – O Poder

do Planeta; Episódio: Vulcões”

6.4.1. Registe as principais informações obtidas no anexo 1.

Actividade Sísmica6.5. Pesquise a informação necessária à compreensão dos conceitos básicos relacionados com

“Sismos”, focando-se na(s):

Causas e efeitos dos sismos

Caracterização vibratória e transmissão da energia associada a um sismo

Determinação do epicentro, da intensidade e magnitude sísmica.

Importância dos sismos na identificação e localização das descontinuidades

internas da Geosfera.

(Resolva as actividades do manual mais adequadas para complementar esta

pesquisa)

6.6. Resolva actividades o(s) trabalho(s) extra-aula que o professor lhe sugerir a respeito do

corrente assunto.

6.7. Descreva as principais formas de minimização dos riscos vulcânicos e sísmicos.

6.8. Explique o papel da tecnologia na sua previsão e prevenção.

7. Prepare-se para um:

7.1. Trabalho Teórico-Prático de Avaliação individual a ser realizado numa aula de 135 minutos e

cotado para 200 pontos. Este trabalho irá envolver conhecimentos construídos no decorrer do

presente Guião, bem como os conteúdos aprendidos nos Temas I e II, respectivamente

explorados nos Guiões 1 e 2.

As actividades práticas constantes neste trabalho serão desenvolvidas em regime de consulta

(Web e suporte bibliográfico), estruturadas em três grupos de questões. Em que terá de

interactuar com material de laboratório, materiais geológicos, modelos analógicos,

computador e Internet .

7.2. Trabalho de Verificação de Aprendizagem individual a ser elaborado em regime de consulta,

cotado para 100 pontos, envolvendo os conhecimentos dos conteúdos programáticos

mencionados em 8.1..






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Parte B – A fotografia interna da Terra

Texto 2

Para estudar o manto, geofísicos tiveram que confiar em métodos indirectos, como olhar para sinais

sísmicos e medir variações do campo gravítico. Os cientistas podem examinar as rochas do manto

trazidas para a superfície através de vulcanismo ou falhas, mas como estes materiais foram sujeitos a

aquecimento, resfriamento e outros processos, muitos argumentam que não são verdadeiramente

representativas do manto. Perfurar a fronteira entre a crosta e o manto quente - conhecida como

descontinuidade de Mohorovicic, ou Moho - seria dar aos cientistas uma amostra directa, fresca do

manto, bem como líquidos, gases, temperatura, condições de pressão do seu ambiente (incluindo

possíveis microrganismos). Estes dados são perdidos no momento em que a rocha chega à superfície

naturalmente. Pesquisadores de 18 países trabalhando no navio de perfuração EUA JOIDES tentaram

alcançar o manto na Dorsal Médio-atlântica, tendo falhado esse objectivo por menos de 300 metros.

Adaptado de Scientific American Magazine (Outubro de 2005)

1. Distinga métodos directos de métodos indirectos.

2. Muito do que se sabe hoje sobre a estrutura interna da Terra foi conseguido graças ao trabalho de

numerosos geofísicos. O geofísico croata Andrija Mohorovicic, foi um dos pioneiros no estudo da

estrutura interna da Geosfera. O sismólogo alemão Beno Gutenberg e a dinamarquesa Inge

Lehmann deram também importantes contributos nesse domínio.

(a) (b) (c)

2.1. Pesquise informação biográfica sobre os

cientistas a ser publicada numa página do sítio

http://rusoares65.pbworks.com/

, de acordocom as instruções e prazos a serem acordados

com o professor. A abordagem deverá ser

orientada de forma a responder às questões

seguintes:

• Quem foram?

• O que faziam?

• Qual o contexto social, político, religioso e

económico em que viveram os autores?

• Que curiosidades se encontraram na vida

dos cientistas?

Fig. 3 – Cientistas que contribuíram para o

estudo da estrutura interna da Terra: (a)

Andrija Mohorovicic , (b) Beno Gutenberg e (c)

Inge Lehmann.

3. Pesquise sobre:

3.1. Materiais geológicos que possam ser usados para estudar o manto terrestre.

3.2. Vantagens e desvantagens decorrentes do uso de métodos directos para o estudo do interior

da Geosfera.

3.3. Os principais métodos indirectos usados em Geologia para estudar o interior da Geosfera.

(Resolva as actividades do manual adoptado necessárias para compreender melhor a forma

como esses métodos são utilizados na Geologia)

4. Resolva as questões do anexo 2 respeitantes à importância do paleomagnetismo no apoio às

teorias mobilistas para a dinâmica dos continentes e das bacias oceânicas.






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5. Elabore com o seu grupo de trabalho habitual um mapa de conceitos no Cmap tools, pondo em jogo

os conceitos básicos, destacados a negrito, da lista 1. Deverá respeitar os aspectos seguintes:

5.1. hierarquicamente organizado;

5.2. com estrutura consistente;

5.3. incluindo ligações cruzadas;

5.4. evidenciando criatividade;

5.5. integrando até três conceitos suplementares, que achar pertinentes (acrescentados à lista

fornecida).

Esta actividade será cotada para 50 pontos e finalizada de acordo com os prazos a serem fornecidos

pelo professor.

Lista 1

1. Crusta

2. Núcleo

3. Litosfera

4. Endosfera

5. Camada D’’

6. Peridotito

7. Mesosfera

8. Astenosfera

9. Modelo físico

10. Núcleo interno

11. Manto inferior

12. Núcleo externo

13. Manto superior

14. Crusta oceânica

15. Zona de Sombra

16. Manto litosférico17. Litosfera oceânica

18. Crusta continental

19. Modelo geoquímico

20. Litosfera continental

21. Descontinuidade M (Moho)

22. Descontinuidade de Lehman

23. Estrutura interna da Geosfera

24. Descontinuidade de Gutenberg

25. Modelos de convecção mantélica

26. Modelo de convecção de Holmes

27. Modelos de convecção de dois níveis

6. Organize com a turma, um Glossário no PB Works, partindo da totalidade dos conceitos

enumerados na lista 1, tendo em conta as instruções e prazos oportunamente fornecidos pelo

professor.

Documents

Guião 3 de exploração de atividades 10ºB 2011