Introdução à Geografia Física O que é a geografia física? É a ciência que estuda os fenómenos naturais e o espaço em que se desenvolvem, isto é, estuda padrões espaciais e a dinâmica temporal (os ritmos evolutivos). passado presente futuro Quais as principais áreas temáticas da Geografia Física? a) Geomorfologia b) Climatologia c) Hidrogeografia d) Biogeografia Aplicações da geografia física a) Dinâmica de uma Terra em mudança: caracterização, monitorização e modelação b) Recursos naturais: caracterização, valorização e gestão c) Riscos naturais: identificação, avaliação e gestão d) Ordenamento do território Métodos e tecnologias em geografia física: a) Observação no terreno b) Monitorização c) Técnicas laborais d) Deteção remota e) Analice e modelação espacial A estrutura interna da terra e a tectónica de placas 1 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Litosfera, astenosfera, manto superior, manto inferior, núcleo externo, núcleo interno Composição química Litosfera – fresco, rígido e frágil/quebradiço Astenosfera – quente, fraco e plastico Crosta – Si + O (Sílica e Oxigênio) = 30/40km Manto - Si+O+Fe+Mg Núcleo – Fe+Ni Limite crosta-manto Profundidade media da crosta – 30/40km Crosta oceânica – 5/6km Crosta continental – 40km 2 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física SIAL – dominam rochas silicatadas com alumínio (SIAL: Silício e Alumínio), baixa densidade SIMA – dominam rochas mais densas com Silício e Magnésio, elevada densidade Placas Litosféricas Pouco espessas, rígidas Se uma parte da placa se desloca, toda a placa acompanha o movimento Movimento de placas a litosfera é transportada passivamente, como se estivesse numa passadeira rolante, por Movimentos de Convecção que se verificam na Astenosfera. 3 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Definição de Acreção – ramos ascendentes das células de convecção: dorsais oceânicas e vales de rift – formação de nova litosfera Definição de Subducção – ramos descendentes das células de convecção: fossas oceânicas – “mergulho” e destruição da litosfera na astenosfera. Subducção Mergulho de uma placa litosférica na astenosfera, sob outra placa litosférica As placas litosféricas são destruídas mergulhando nas zonas de subdução. Apenas a crosta oceânica é “engolida” Quando duas placas têm movimento convergente, uma delas é forçada a mergulhar para o interior da Terra, onde é aquecida e assimilada A formação de litosfera nas dorsais é compensada pela destruição de litosfera noutras regiões do Globo. Síntese Somente mergulha na astenosfera a litosfera oceânica Os materiais que constituem a litosfera oceânica são provenientes da ASTENOSFERA Na zona de subducção a sua temperatura é mais baixa; a sua densidade é maior; o mergulho é facilitado As diferenças de densidade são essenciais para a dinâmica da litosfera A litosfera continental, com uma crosta espessa e leve, não sofre subducção porque é menos densa que a astenosfera O ciclo petrogenético Fontes de energia -Calor radiogénico – provenientes do núcleo e dos mantos -Energia solar e energia gravítica - fogos Processos de metamorfismo – devido à temperatura Orogénese (formação de montanhas) Processos exógenos: -alteração 4 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física -erosão (agua, glaciares) -transporte e deposição -sedimentação/litificação/diagénese Magmatismo Conjuntos de fenómenos relacionados com a formação de rochas Rochas magmáticas plutónicas – arrefecimento lento, minerais mais salientes Rochas magmáticas vulcânicas – arrefecimento rápidos, minerais não detetados a olho nu Rochas sedimentares foram sujeitas a metamorfismo e à pressão, com o calor radiogénico transformam se em rochas metamórficas, com a fusão e a intrusão e ascensão do magma, pode acontecer nas áreas de subducção e pode ocorrer formação de nova placa litosférica e rochas ígneas intrusivas. A fazer extrusão e ascender o magma formando rochas ígneas extrusivas. Metamorfismo (7) Podemos ter calcário (rocha sedimentar) sujeita a temperatura e pressão superior À capacidade, vai ser submetida a magma Podem ocorrer nos limites das placas porque estão sujeitas a maior calor Orogénese Mecanismo de construção de cadeias montanhosas Ex: europa (orogenia alpina) – nas zonas de subducção ; américa do sul (andes); asia ; Antártida… recentes Gronelândia; norte da europa; centro da asia; austrália…. Mais antigo – metamorfismo predominante Agua e sedimentos quando “mergulham” para a astenosfera, fundem se e criam atividade vulcânica 5 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Cadeias montanhosas são reduzidas pelos agentes erosivos e os batólitos ascendem à superfície: ex- serra de Sintra tem os batólitos à superfície ( Enrugamento é quando duas placas horizontais se tenta sobrepor (?) -atividade vulcânica -forças compressivas Isostasia é a condição de equilíbrio hidrostático entre as seções da litosfera em relação ao manto subjacente. As placas litosféricas 'flutuam' no material mais móvel e mais denso a uma profundidade maior. Continentes são menos densos por isso “flutuam” sobre um material mais denso, neste caso, o manto Equilíbrio isostático ocorre apos a formação; erosão e transporte de sedimentos (agua, vento), acumula nas laterais, enquanto o manto compensa o espaço nas raízes da montanha, fazendo sempre subir as raízes. Na área onde os sedimentos caem sofrem algo de nome “subsidência” Ex: quando cortamos um tronco de madeira a flutuar na agua, ele vai elevar-se pela falta de peso. Impedir o equilíbrio isostático: Embora a litosfera tenha uma tendência a atingir o equilíbrio isostático, vários fatores podem impedir que isso ocorra. 1 - Variações de temperatura e densidade associadas à convecção no manto podem levar a acentuadas anomalias gravitacionais, indicativas de falta de equilíbrio isostático; 2 - Rigidez da litosfera, o que significa que variações na carga de superfície numa área pequena podem não promover compensação isostática, enquanto compensações a uma mudança realmente extensa na carga podem produzir movimentos verticais muito além da zona de carga. (exemplo da isostasia glacial, a resposta da litosfera ao carregamento e descarregamento da superfície pelo gelo) Processos exógenos Processos de alteração e erosão – meteorização (processo geomorfológico e pedológico que ocorre quando as rochas e sedimentos da camada superficial da crusta terrestre são expostos a condições físicas, químicas e biológicas muito diferentes das existentes quando as rochas se formaram.) Meteorização física envolve a quebra ou desintegração de rochas sem que haja um grau substancial de mudança química nos minerais que compõem a massa rochosa, enquanto a meteorização química envolve a decomposição ou deterioração desses minerais. Estes dois tipos de meteorização podem ocorrer em simultâneo, em diferentes proporções, e um pode acelerar o outro. 6 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Ex: física – as rochas partem por efeito da temperatura (termoclastia) Química – hidrólise – feldspato torna se em argila com contacto com água; oxidação; TRANSPORTE e DEPOSIÇÃO/ACUMULAÇÃO Agentes erosivos: Precipitação Cursos de agua Glaciares Mar Ventos Seres vivos litificação – formação de rocha através de sedimentação. processo de formação de uma rocha consolidada a partir de sedimentos originalmente não consolidados através da sedimentação ou outros processos diagenéticos. 7 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Ambiente magmático -Temperatura elevada (>600ºC) -Pressão variável (aumenta com a profundidade) -Composição química – silicatada -Rochas magmáticas: intrusivas (plutónicas); extrusivas (vulcânicas) Ambiente sedimentar -Superfície da litosfera (temperatura e pressão baixas) -Quimismo lato (composição química variada) Acumulação de materiais desagregados de rochas pré-existentes Precipitações químicas de solutos rochas sedim. Acumulação de restos de seres vivos 8 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Bio construções Ambiente metamórfico -Grandes intervalos de pressão e temperatura (<700ºC) Fatores de metamorfismo – rochas preexistentes – rochas metamórficas Nota: estas transformações acontecem no meio sólido Unidades morfoestruturais dos continentes Cordilheiras montanhosas de enrugamento Plataformas (escudos e maciços antigos) Bacias sedimentares Escudos são as plataformas mais antigas da terra Bacia sedimentares do tejo e do sado Cordilheiras montanhosas de enrugamento Zonas de subducção e colisão Rochas sedimentares deformadas por tectónica compressiva Ex: himalaias, andes, alpes (alpinas) Cordilheiras pré-alpinas foram completamente erodidas (arrasadas) e incorporadas nas placas continentais 9 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Plataformas 10 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Bacias sedimentares De uma montanha para uma plataforma 1- Compressão intensa e enrugamento Metamorfismo e raiz siálica com os plutonismo (batólitos) 2- Domina a estabilidade Agentes de erosão destroem 11 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 12 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Plataformas ESCUDOS Superfície extensa, quase plana, próxima do nível do mar. Etapa final da evolução de uma cordilheira montanhosa. Relevo actual: resulta da erosão diferencial sobre as rochas magmáticas e metamórficas. Maciço antigo Identificasse porque no topo dos maciços é aplanado Porções de escudo levantados (500-2000 m) por movimentos tectónicos verticais (ao longo de falhas). Tectónica de horsts e grabens. Relevos positivos com topos aplanados (ex.: Serra da Estrela). BACIAS SEDIMENTARES Partes de Plataformas cobertas por rochas sedimentares mais recentes. Variações do nível do mar: transgressões e regressões marinhas nas áreas continentais aplanadas. Estruturas geológicas: horizontal, ligeiramente inclinada. O METAMORFISMO E AS ROCHAS METAMÓRFICAS 13 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Metamorfismo – conjunto de alterações ao nível mineralógico e estrutura, realizadas no estado solido. As rochas ocorrem entre o magmatismo e diagénese metamorfismo é, pois, um dos estádios do ciclo petrogenético e tem lugar no âmbito da geodinâmica interna: nele, as substâncias envolvidas absorvem ou libertam energia, para se transformarem noutras. fatores: Calor Pressão Ação química dos fluidos Tempo Em termos de formação das rochas, ocorrem no meio solido e vai haver situações de: Transformações estruturais Transformações texturais Recristalizações Modificações na composição química Calor (50 – 700ºC) – rochas sujeitas a temperaturas diferentes • Favorece as reações químicas • Facilita as deformações mecânicas Fontes de calor Calor radiogénico proximidade de intrusões magmáticas -Gradiente geotérmico da terra • • • Crusta continental fina e vulcanismo ativo: 40-100 ºC/km Interior continentes antigos: 25-35 ºC/km Zonas de subdução: 10-20 ºC/km A temperatura muda quando um corpo magmático invade a crusta superficial e causa a recristalização em torno da intrusão 14 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Pressão Litostatica – resulta da ação da carga das massas rochosas sobrejacentes (pressão uniforme). À medida que aumenta o processo de subdução, aumenta a pressão (pressão máxima 8,000 bars). Os minerais de menor pressão vão movimentar se para áreas de maior pressão na zona de subducção. Dirigida – resulta de forças tangenciais na litosfera (tectónica compressiva) (estrutura em bandas). Antes da pressão aplicada, os minerais estão organizados, mas espalhados, quando aplicada a pressão os minerais ficam orientados para uma só direção. 15 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física De voláteis – resulta da tensão sofrida em profundidade pelos elementos voláteis (ex: H20, CO2, O2) (vão movimentar se e criar pressão) AÇÃO QUÍMICA DOS FLUÍDOS Os fluídos (ex.: H2O, CO2 , O2 , Cl2 ) desempenham um papel fundamental nas reações químicas que afetam os minerais das rochas. Os fluídos reagem com a rocha que atravessam causando a sua dissolução parcial. Estes fluídos podem fluir de um ponto para outro, provocando a recristalização de minerais e alterando a composição química inicial da rocha. A água vai circular pelas fragilidades (fraturas) nas rochas, vai resultar de uma dissolução parcial nas fraturas. Metassomatose vão ser adicionados a esses minerais outros minerais que estão dissolvidos nos fluidos, alterando a composição química da rocha Tempo O metamorfismo envolve fenómenos lentos, cujos efeitos só são atingidos, muitas vezes, após vários milhões de anos. Quanto maior a duração dos fatores de metamorfismo, maiores podem ser as modificações na rocha. Textura Cataclástica – a pressão é tao grande que os sedimentos vão ser alterados (dirigida). A rocha é esmagada. Granoblástica – minerais da mesma dimensão 16 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Porfiroblástica – minerais de maior dimensão Estrutura Não foliada - calcário e mármore Foliada (folheada) – organizando-se (xisto) Bandeada – (biotite – máficos) gnaisse Tipos de metamorfismo Dinamometamorfismo – metamorfismo dinâmico – existência de rochas mecanicamente deformadas, nas placas transformantes. Metamorfismo de fricção Metamorfismo de contato – âmbito local – produzido por intrusões de rochas magmáticas. Nas rochas encaixantes: aumento da temperatura e pressão de fluidos em presença. 17 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física CARACTERÍSTICAS DAS ROCHAS ASSOCIADAS AO METAMORFISMO DE CONTATO corneanas Xistos mosqueados TEXTURA EXTRUTURA granoblástica porfiroblástica Não folheada Folheada Metamorfismo termodinâmico regional – âmbito geral- Produzido pela ação combinada do calor radiogénico, pressão litostática, pressão dirigida, pressão de voláteis e ação química dos fluídos. 18 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 19 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 20 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Dinamometamorfismo- Rochas mecanicamente deformadas A temperatura e a ação química dos fluídos não são relevantes. Rochas de textura cataclástica (rochas esmagadas, que frequentemente preenchem caixas de falha): milonitos (textura fina); brechas de falha ou de fricção (textura grosseira). Principais rochas metamórficas Dinamometamorfismo • • Milonitos Brechas de falha Metamorfismo de contato • • Corneanas Xistos mosqueados Metamorfismo termodinâmico regional • • • • • • Xistos argilosos Ardósias Micaxistos Gnaisses Quartzitos Mármores PRINCÍPIOS GERAIS DA ESTRATIGRAFIA Ambientes sedimentares • • Contexto geográfico onde o sedimento é acumulado: Condiciona a natureza dos sedimentos que acumulam (tamanho do grão, forma do grão, etc.). Tipo de ambientes sedimentares: Continental • Dominada pela erosão e deposição dos cursos de água Glaciares- transportam sedimentos de diversas dimensões, até de metros, normalmente sedimentos de rochas diferentes das que existem no local • • Vento (eólico)- mais comum em zonas de desertos secos, ex: dunas Marinho • • Superficial (até 200 m de profundidade) - sedimentos mais pesados e resistentes Profundo (planície abissal) - sedimentos mais leves e pequenos e por vezes até se encontram diluídos na água 21 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Próximos ao litoral: praia, sedimentos mais resistentes, mais arredondados quanto maior o trajeto mais arredondados são os sedimentos ex quartzo De transição (litoral) • • • Planícies de marés Lagoas Deltas Ambientes com reduzida energia Fácies sedimentares: os sedimentos são arrastados ao longo do curso de água e depositam-se imediatamente junto á linha de costa. Exemplo quartzo • • • • • Sedimentos diferentes se acumulam adjacentes um ao outro ao mesmo tempo; Cada unidade (fácies) possui um conjunto distinto de características que refletem as condições de um ambiente específico; A fusão de fácies adjacentes é uma transição gradual. Em profundidade formam-se sedimentos arginosos, ainda em maior profundidade estão sedimentos diluídos na agua, quanto mais leves são os sedimentos mais profundos estão. A linha de costa pode alterar, e a posição dos fáceis dá-nos a história da terra. Se houver regressão marinha podemos ter fáceis de argilito em cima dos calcários 22 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Estratificação planar: os sedimentos mais antigos estão por baixo Estratificação entrecruzada: típica de ambientes com dunas, por causa da direção predominante dos ventos, é cruzada Estratificação com marcas de ondulação: próximas do litoral, ex: lagunas, lagos, ambientes de mares Imbricação-sobreposição (de fosseis), acontece próximos da linha de costa ou em ambientes marinhos não muito profundos Estratificação gradativa: transporte de materiais de zonas montanhosas, materiais de grandes dimensões em baixo depois de dimensões médias e por fim á superfície materiais finos (3.34) Estratificação com erosão e preenchimento: o planeta terra é dinâmico, uma fase inicial onde há sobreposição, de pois erosão e depois volta a haver sobreposição dos sedimentos ESTRATIFICAÇÃO Camada ou estrato: • • Teto- camada superior Muro- camada inferior A mais pequena divisão litológica conjunto homogéneo espessura variável (milímetros a vários metros), tendencialmente uniforme- tem o mesmo tipo de sedimentos distribuição horizontal extensa 23 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Terminação lateral de uma camada (junção do teto e muro) Camada ou estrato Terminação em bisel Nota: bisel- terminação lateral onde o muro se junta ao teto, alterações por exemplo na linha de costa, alterações por exemplo na linha de costa 24 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física ESTRUTURA CONCORDANTE NORMAL: do mais antigo para o mais recente As camadas podem dobrar se devido a forças compressivas PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DA ESTRATIGRAFIA PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO -“Numa série concordante qualquer camada é mais recente que a que lhe está por baixo e mais antiga que a que se lhe sobrepõe” PRINCÍPIO DA CONTINUIDADE • ESPAÇO- Uma camada possui, em geral, a mesma ESPESSURA em toda a sua extensão”. No plano horizontal, uma camada mantém as mesmas características litológicas [FÁCIES]; quando não, estas variam de modo muito progressivo. ESPESSURA FÁCIES 25 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Todas as rochas tem a mesma idade, na camada 2 temos uma variação lateral de fácies Lugar A mais longe da linha de consta Lugar G mais perto da linha de costa • TEMPO : a camada 2 apesar de apresentar rochas diferentes nos sabemos que ao longo de toda a camada as rochas tem todas a mesma idade (mesmo tempo geológico) 26 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física • FÓSSEIS EM PRESENÇA Estudo dos fósseis - Paleontologia Noção de fósseis de idade (definem idades) Noção de fósseis de fácies (definem ambientes de sedimentação)- onde temos foceis marinhos é porque já existiu mar aí, exemplo em algumas das nossas montanhas existem fosseis marinhos LACUNAS ESTRATIGRÁFICAS: falta a 2 camada 27 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física SUPERFÍCIES DE DISCORDÂNCIA: a camada 2 não assenta de forma homogenia na camada 1, a camada 2 está erodida (houve condições para a erosão) SD: superfície de discordância 28 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física há deposição, depois há enrugamento de depois há deposição novamente na horizontal Discordância angular: a superfície inicial foi inclinada devido á movimentação das placas tectónicas AS ESTRUTURAS GEOLÓGICAS FUNDAMENTAIS Deformação- é o termo geral que caracteriza todas as mudanças que provocam a alteração da forma e/ou dimensão original de um corpo rochoso. A maior parte das deformações crustais ocorre ao longo dos limites das placas tectónicas. A deformação envolve: Força- tende a colocar objetos estacionários em movimento ou altera os movimentos de um objeto em movimento. 29 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Tensão- é a força exercida por unidade de área. Origina alterações na forma ou no tamanho de um corpo rochoso em relação ao volume ou comprimento original. Existem 3 tipos de tensão: Compressão- conduz á redução do volume da rocha na direção paralela á atuação das forças e ao seu alongamento da direção perpendicular. Podem provocar a sua fratura. Distensão- conduzem ao alongamento da rocha na direção paralela á atuação das forças, ou á sua fratura. Cisalhamento- causam a deformação da rocha por movimentos paralelos em sentidos opostos. Respostas à tensão: Deformação elástica- é reversível, o material deforma, mas, quando a tensão cessa recupera a sua forma/volume iniciais. Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha não ultrapassou o seu limite de elasticidade. Deformação plástica- é permanente, o material fica deformado sem rotura. Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de elasticidade e inferior ao limite de plasticidade. Condicionantes da deformação: o comportamento das rochas em relação à tensão que lhe é aplicada é variável e depende do tipo de rocha, das condições de pressão, e temperatura a que a rocha está sujeita, aquando da atuação da tensão, e da intensidade da tensão. Comportamentos dos materiais: Comportamento frágil- as rochas fraturam facilmente, quando sujeitas a tensões, em condições de baixa pressão e de baixa temperatura. Este comportamento relaciona-se com a formação de falhas. Comportamento dúctil- as rochas sofrem alterações permanentes de forma e/ou volume, sem fraturarem em condições de elevada pressão e elevada temperatura. Estruturas geológicas: 30 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física A plasticidade das rochas permite a deformação sem rutura 31 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 32 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 33 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física 34 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física CARACTERÍSTICAS GEODINÂMICAS DAS ZONAS DE CONTACTO ENTRE PLACAS LITOSFÉRICAS A energia interna do globo dissipa-se (fundamentalmente) nas fronteiras das placas: Energia mecânica (associada a sismos, formação de montanhas) Energia térmica (associada a rochas plutónicas, vulcanismo). Longe dos limites das placas os fenómenos geodinâmicos são de amplitude inferior [rigidez da litosfera]. Sismicidade- Os epicentros dos sismos não se distribuem ao acaso nos continentes e oceanos; formam cinturas contínuas e relativamente estreitas. 35 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Sismos superficiais – < 70 km Sismos intermédios – 70 a 300 km Sismos profundos - > 300 km Nas zonas sismogénicas verificam-se outros fenómenos de geodinâmica interna, como a atividade vulcânica. Zonas de afastamento- acreção- divergência: Magmatismo primário- ortomagmas Origem: astenosfera; Pobre em gases, fluido e básico (baixo teor em sílica); Temperatura de cristalização: 700-1300 °C; Ascensão rápida do magma; Rochas com fraco desenvolvimento cristalino; Rocha típica: basalto; Sismicidade superficial; Cones vulcânicos e vales de rifte. Zonas de convergência com subducção Magmatismo secundário- hemiortomagmas Origem: base da listosfera; Rico em gases, viscoso, ácido; Sismicidade superficial, intermédia e profunda; Temperatura de cristalização: 400-1000 °C; Ascensão lenta do magma; rochas com textura cristalina; Rocha típica: andesito. Efeitos na placa subductora (suprajacente) Contacto: litosfera oceânica- litosfera oceânica Arcos-ilha (origem vulcânica) 36 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Contacto: litosfera oceânica- litosfera continental Enrugamento- cadeias montanhosas Plutonismo (granitos, sienitos) Metamorfismo regional (gnaisse) Vulcanismo fissural (andesitos, riolitos) Sismicidade superficial, intermédia e profunda Contacto: litosfera continental- litosfera continental Atividade magmática sem significado Enrugamento- cadeias montanhosas Metamorfismo regional Sismicidade superficial e intermédia Zonas de convergência com colisão Contacto: litosfera continental- litosfera continental Atividade magmática sem significado Enrugamento- cadeias montanhosas Metamorfismo regional Sismicidade superficial e intermédia Zonas de falhas transformantes (contacto lateral) 37 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Magmatismo: Esporádico Similar ao das zonas de divergência Sismicidade superficial Pontos Quentes (Hot Spots) e Plumas Térmicas Ponto Quente: local de atividade vulcânica persistente, não relacionado com o vulcanismo das dorsais oceânicas e zonas de subducção. Estes formam-se sobre Plumas Térmicas. Têm uma localização fixa em função da localização da pluma térmica, mas os seus efeitos na litosfera traduzem o movimento desta. Nota: A atividade geodinâmica interna da terra não se restringe aos contactos entre placas litosféricas. 38 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Introdução ao sistema climático Composição e estratificação da atmosfera 39 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Natureza da radiação solar. Espetro eletromagnético. Radiação global, direta e difusa O sol é a principal fonte de energia para o sistema Terra-Atmosfera, podendo negligenciar-se as restantes. A radiação solar que atinge a superfície terrestre depende de: Ângulo de incidência; Duração do dia Composição da atmosfera 40 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física A radiação eletromagnética pode ser vista como uma fonte de pequenas partículas (fotões) que transportam uma quantidade de energia eletromagnética em função da sua vibração. A radiação eletromagnética proveniente do sol propaga-se no vácuo a uma velocidade constante, num movimento harmónico, igual á velocidade da luz, com direção definida e intensidade constante. Radiação solar incidente numa superfície Radiação solar direta + radiação solar difusa = radiação solar global 41 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Movimento de translação. A órbita da Terra. Movimento de rotação da Terra A Terra gira no sentido retrógrado (contrário aos ponteiros do relógio) 42 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Influência da inclinação do eixo da Terra no ângulo de incidência dos raios solares e na duração dos dias e das noites. Declinação: é o angulo entre a eclíptica e o plano do equador da Terra. Corresponde á latitude daa Terra onde o Sol, num dado dia, no seu movimento anual aparente, se encontra no zénite, ao meio dia solar. A declinação varia entre 23.5º Norte e 23.5º Sul, dependendo da altura do ano. 43 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física A radiação global. Repartição à superfície da Terra. 44 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Variabilidade e alterações climáticas Variabilidade climática: flutuação, oscilação ou desvios de valores (mensais, estacionais e anuais) em relação a valores médios de um período. Mudança/alteração climática: medida pela diferença entre valores médios de períodos longos pela frequência de ocorrência de fenómenos extremos. Tendência: indica evolução num determinado sentido Descontinuidade: variação brusca e permanente Métodos e técnicas de estudo 45 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Dendroclimatologia: análise do crescimento anual dos anéis das árvores. Permite o cálculo de índices climáticos e reconstruir a cronologia do passado. Sedimentologia: estudo dos registos sedimentares com o objetivo de identificar paleoambientes. Palinologia: contagem do número de especes e a sua abundância nos sedimentos. Permite analisar como os ecossistemas e o clima variam no tempo. Estudo de sedimentos oceânicos: Informações obtidas a partir das carotes oceânicas Carotes de glaciares: 46 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Informações obtidas a partir das carotes glaciares: Exemplos de fontes documentais Eclesiásticas: registos das catedrais Municipais: atas das Câmaras Municipais, livros de contas Individuais: Diários, Livros de Memórias, Cronicas, Anais Reconstruções através da pintura Reconstruções através da fotografia Registos instrumentais Reconstrução do registo climático Variações do clima da Terra desde o Pré-Câmbrico Variações do clima nos últimos 1000 anos: sec. X – sec. XIV: ótimo térmico medieval sec. XV – sec. XIX: pequena idade do gelo sec. XIX – sec. XX: aumento da temperatura Causas das variações climáticas 47 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Naturais: deriva dos continentes variações nos ritmos dos parâmetros orbitais da Terra atividade solar variações na composição da atmosfera atividade vulcânica circulação oceânica retroações no sistema climático Deriva dos continentes e orogénese No decurso da história da Terra, houve períodos em que as placas continentais formaram supercontinentes (há 250 milhões de anos, época da Pangeia). Alguns efeitos no sistema climático: A circulação dos oceanos condiciona o transporte latitudinal do calor, que regula o clima global. A atividade dos rifts intensifica a atividade vulcânica, o aumento da área de gases e aerossóis, o incrementando o efeito de estufa. A continentalidade: nas altas latitudes, o aumento da área dos continentes pode significar um aumento do albedo. 48 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Ritmos dos parâmetros orbitais Excentricidade: a forma da órbita terrestre Obliquidade: a inclinação do eixo de rotação da Terra Precessão dos equinócios: a estação do ano em que cada um dos hemisférios de escontra mais próximo do sol Nota: é importante salientar que as variações nestes 3 parâmetros orbitais não causam mudanças significativas nos valores de radiação solar que atingem o topo da atmosfera a nível anual. As variações nos parâmetros orbitais não apresentam regularidade periódica (são quasiperiódicas) 49 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Variações na atividade solar No seculo XVII forma descobertas as manchas solardes por Galileu Galilei. O ciclo das manchas é de 11 anos. Períodos com mais machas solares correspondem a um aumento de cerca de 1% da radiação solar (+UV) Ciclos da radiação solar: Observações das manchas solares nos últimos 2 seculos sugerem a existência de ciclos de 11 anos na atividade solar. No entanto o estudo das concentrações dos isótopos cosmogénicos 10 Be e 14C indica a existência de outros ciclos mais longos de atividade solar: 22 anos; 88 anos; ~200 anos; ~2500 anos. Variações na composição da atmosfera Um dos principais mecanismos de forçamento interno no sistema climático é a atmosfera. No entanto a mesma não é estática, isto é, verifica alterações na concentração de aerossóis e de gases de efeito de estufa. Estas alterações devem-se a causas naturais e também antrópicas. 50 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física A alteração das concentrações dos gases de efeito de estufa (o aumento dos mesmos) causam: maior concentração da radiação infravermelha emitida pela Terra e o aquecimento global. A atividade vulcânica também tem efeitos na atmosfera e no clima global. Um exemplo disso é o “ano sem Verão” que aconteceu em 1815 devido a uma erupção vulcânica em Tambora, Indonésia que fez com que se espalhassem cinzas e partículas de pedra-pomes pela atmosfera por cerca de 150 a 180 km3. Outro exemplo é a diminuição de cerca de 0.5ºC na temperatura média no hemisfério norte devido a uma erupção vulcânica em Krakatoa, Indonésia, que espalho cerca de 20km2 de cinzas e outras partículas. As alterações na circulação oceânica (termohalia) podem também causar impactos no clima global, uma vez que os oceanos armazenam uma imensa quantidade de calor e desempenham um papel fundamental na regulação do sistema climático global. A circulação termohalina é o resultado de diferenças de temperatura e salinidade nas águas oceânicas. Mecanismos de retroação no sistema climático (Feedeback) Uma mudança em qualquer componente do sistema climático pode tomar outras consequências num outro componente. O efeito pode ser ampliado ou reforçado (feedback positivo) ou reduzido (feedback negativo). Causas antrópicas Atividades com maior emissão de gases com efeito de estufa: Indústrias energéticas Transportes Indústria e construção civil Agricultura e pecuária Residencial e serviços Resíduos Uso de solventes Gases com efeito de estufa: Dióxido de Carbono (CO2) Óxido Nitroso (N2O) Vapor de água (H2O) Fontes naturais Dióxido de carbono (CO2) Erupções vulcânicas Metano (CH4) Combustões Oxido nitroso (N2O) Decomposição de matéria orgânica sob a ação de Clorofluorocarbonetos (CFCs) bactérias. Ozono (O3) Fontes Naturais Fontes naturais Queima de biomassa Sumidouros Combustíveis fósseis Redução de áreas florestais Sumidouros Reações anaeróbicas em pântanos Processos de fotólise na estratosfera. Vida longa (150 a 200 anos) Águas oceânicas, vegetação Fontes antrópicas Cultura de arroz, criação de gado Sumidouros Reações químicas na atmosfera Carolina Pinto Ozono (03) Conhecido há mais de 200 anos (“cheiro a eletricidade”) Absorve radiação entre os 0,23 e 0,29 um e também é GEE Ozono estratosférico vs troposférico Atividade do solo Fontes Antrópicas Fontes antrópicas Metano (CH4) Oceanos, microbiana combustões Clorofluorcarbonetos (CFCs) Origem antrópica Vida longa 51 Introdução à Geografia Física Projeções para 2100 Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change ‐ IPCC) Criado em 1988 por duas organizações das Nações Unidas: a Organização Meteorológica Mundial (WMO) e o Programa das Nações Unidas para o Ambiente. Missão: Elaborar relatórios científicos exaustivos sobre o estado dos conhecimentos científicos, técnicos e socioeconómicos acerca dos riscos associados às mudanças climáticas causadas por atividades humanas; Avaliar as suas potenciais consequências das alterações climáticas sobre o ambiente e a nível socioeconómico; Avaliar as possíveis opções de adaptação às consequências ou de mitigação dos efeitos. Incertezas quanto ao futuro: Que cenários de emissão de gases de estufa? Deficiências nos modelos Incertezas quanto aos impactes Conhecimento incompleto: as respostas dos sistemas co elevados graus de complexidade, como os sistemas biológicos, sociais e económicos são muito difíceis de avaliar. Os impactes climáticos podem ser incrementados por outros fatores não climáticos ou, pelo contrário, compensados internamente por adaptações dos sistemas até que o nível critico de resiliência seja ultrapassado. Tendências insuficientemente conhecidas: os dados observacionais e tendências para muitos indicadores de impacte, frequentemente padecem de detalhe temporal espacial, que facultem as infirmações adequadas para avaliar as estratégias de adaptação. Comportamentos socioeconómicos: as mais importantes fontes de incerteza são o comportamento humano, a evolução dos sistemas políticos, demográficos, tecnológicos e desenvolvimentos socioeconómicos. 52 Carolina Pinto Introdução à Geografia Física Definições (IPCC 2007) A mitigação é uma intervenção para reduzir o forçamento antrópico do sistema climático. Inclui estratégias para limitar as fontes e emissão de gases com efeito de estufa (GEE) e aumentar os respetivos sumidouros. A adaptação consiste num ajuste nos sistemas naturais e humanos, como resposta aos estímulos climáticos atuais ou esperados e seus efeitos, limitando os constrangimentos explorando as oportunidades das alterações climáticas: gerir aquilo que não se pode evitar. 53 Carolina Pinto
