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Escola Secundária de Estarreja
Tema 3 – Compreender a Estrutura e a Dinâmica da Geosfera
Biologia e Geologia 10ºAno
Novembro 2010
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Fig. 1 – Navio de Exploração “Chikyu”.
Guião de Exploração de Actividades
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? Quais foram os pioneiros no estudo da estrutura interna da
Terra? Como minimizar os efeitos das erupções vulcânicas e dos sismos? Quais os modelos sobre a estrutura
interna da Terra?
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 e
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 antes alcançada. 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 manto terrestre 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.
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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. 4. Discuta as conclusões obtidas com os colegas de turma e o professor.
Fig. 2 Navio Chikyu e respectiva sonda.
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5. 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.
5.1. 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)
6. Descreva as duas linhas de abordagem da vulcanologia e da sismologia a nível da Sociedade e do
conhecimento geocientífico.
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7. 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 Vulcânica
7.1. 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)
7.2. Solicite ao professor diferentes materiais e rochas de origem vulcânica a serem observados e registados no laboratório.
7.3. Discuta as suas conclusões com os seus colegas e o professor. 7.4. Complemente as informações obtidas com a visualização do Documentário “Terra – O Poder
do Planeta; Episódio: Vulcões” 7.4.1. Registe as principais informações obtidas no anexo 1.
Actividade Sísmica 7.5. 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)
7.6. Resolva actividades o(s) trabalho(s) extra‐aula que o professor lhe sugerir a respeito do corrente assunto.
7.7. Descreva as principais formas de minimização dos riscos vulcânicos e sísmicos. 7.8. Explique o papel da tecnologia na sua previsão e prevenção.
8. Prepare‐se para um: 8.1. 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.
8.2. 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. O geofísico croata Andrija Mohorovicic, foi um dos pioneiros no estudo da estrutura interna da
Geosfera.
2.1. Pesquise informação biográfica sobre o cientista a ser publicada numa página do sítio http://rusoares65.pbworks.com/, de acordo com as instruções e prazos a serem acordados com o professor. A abordagem deverá ser orientada de forma a responder às questões seguintes:
• Quem foi? • O que fazia? • Qual o contexto social, político, religioso e económico em que
viveu o autor? • Que curiosidades se encontraram na vida do cientista? • Quem foram outros cientistas que contribuíram para
completar o quadro da estrutura interna da Terra?
Fig. 3 ‐ Andrija Mohorovicic em selo comemorativo dos Correios da República Croata.
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 individualmente no Cmap tools um mapa de conceitos pondo em jogo os conceitos básicos da lista 1 e respeitando 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 100 pontos e finalizada de acordo com os prazos a serem fornecidos pelo professor.
Crosta Núcleo Litosfera Endosfera Mesosfera Astenosfera Modelo físico Núcleo interno Manto inferior Núcleo externo Manto superior Crosta oceânica Manto litosférico Crosta continental Modelo geoquímico Estrutura interna da Geosfera
6. Organize com um(a) colega de turma, um Wiki no PB Works, partindo do mapa de conceitos
elaborado, de acordo com as instruções fornecidas pelo professor.
