O ecossistema

Um ecossistema é o conjunto formado pelos componentes vivos e pelos não vivos de um ambiente. Os seres vivos de um ecossistema mantêm relações entre si e também com os componentes não vivos. 

Diferentes tipos de ambiente, como uma floresta, um oceano e uma caverna, são chamados de ecossistemas. Cada ecossistema possui características próprias e se diferencia quanto aos elementos que o compõem. 

A Ciência que estuda as interações entre os componentes vivos e os não vivos dos ecossistemas é a Ecologia. A palavra Ecologia vem do grego oikos, que significa casa, e logos, que significa estudo; corres ponde, portanto, ao estudo da casa ou do lugar onde se vive.

Componentes dos ecossistemas

Os componentes vivos constituintes dos ecossistemas são os seres vivos, e os componentes não vivos, também chamados de fatores físico-químicos, são elementos como as rochas, a parte mineral do solo, a água, o ar e a luz.

Representação esquemática de um ecossistema mostrando em detalhes os componentes vivos e os não vivos. 

As relações entre seres vivos 

As interações entre seres vivos acontecem tanto entre indivíduos de uma mesma espécie quanto entre seres vivos de espécies diferentes. Para compreender essas relações, vamos analisar um exemplo. 

A seguir, são apresentadas algumas características do cuxiú-preto (Chiropotes satanas), um primata que vive nas florestas do Pará e do Maranhão. 

Veja as relações entre os indivíduos dessa espécie e sua interação com espécies diferentes. 

• Vive em bandos de cerca de 30 indivíduos da espécie, que chegam a se deslocar vários quilômetros por dia pelas copas das árvores. 

• Alimenta-se de flores, frutos, sementes, brotos, insetos e aranhas. 

• Ao se alimentar de frutos, pode espalhar as sementes para outras regiões por meio de suas fezes, atuando na dispersão das plantas. 

• Quando há pouco alimento disponível, o bando se divide em grupos menores, diminuindo a competição entre seus integrantes.

• Por se deslocar com agilidade e rapidez, consegue fugir mais fácil mente de predadores como serpentes, onças e gaviões.

O cuxiú-preto (Chiropotes satanas) é um dos primatas brasileiros mais ameaçados de extinção. Além de ter seu hábitat diminuído por causa do desmatamento, esse animal é caçado para obtenção de carne. A sua cauda é utilizada, muitas vezes, como espanador de pó.

Biosfera: a vida na Terra

A Terra é constituída por materiais sólidos, líquidos e gasosos. Sua estrutura externa pode ser dividida em litosfera, hidrosfera e atmosfera. A litosfera é a camada sólida mais externa do planeta.

Ela é composta de rochas sólidas e solo. A hidrosfera é o conjunto de toda a água do planeta. A água está presente em oceanos, geleiras, rios, lagos, lagoas, nos depósitos subterrâneos, no ar e nos seres vivos. A atmosfera é a camada de gases que envolve o planeta.

A biosfera

É o conjunto formado pelos seres vivos e pelos ambientes em que vivem. Ela é composta de regiões da litosfera, da hidrosfera e da atmosfera. Os seres vivos estão distribuídos por praticamente todo o planeta Terra; habitam ambientes quentes e frios, úmidos e secos, por exemplo. Conhecer os tipos de ambiente e as interações estabelecidas entre eles e os seres vivos é importante para a preservação da vida.

Representação esquemática da biosfera e de seus limites. Note que a maioria dos seres vivos vive em uma faixa de poucos quilômetros do nível do mar. No entanto, também podem ser encontrados em grandes altitudes ou profundidades. 

As condições para a vida na Terra 

Entre todos os planetas já conhecidos e estudados, a Terra é o único que abriga seres vivos. A Terra reúne condições adequadas para abrigar a vida tal qual a conhecemos.

A superfície da Terra

A Terra foi formada há, aproximadamente, 4,6 bilhões de anos e, desde então, sua superfície sofreu muitas transformações. Algumas delas são relativamente rápidas, como as causadas por terremotos, erupções vulcânicas e tsunâmis. Outras são bem lentas e podem levar centenas ou até milhões de anos, como a formação do solo e de cavernas. 

Essas transformações podem ter muitas origens: podem ser causa das pelos seres vivos, como as construções, os aterramentos e a derrubada de árvores feitos pelos seres humanos; podem ser resultado de eventos astronômicos, como as crateras decorrentes do impacto de meteoritos; podem ser consequência de fenômenos que ocorrem no interior da Terra.

Representação artística do início da solidificação das rochas na crosta terrestre.

A superfície terrestre é formada por rochas, solo e água. Acima dela, está a atmosfera, camada gasosa que envolve a Terra. Mas o que há abaixo da superfície? 

O estudo do interior da Terra sempre despertou grande interesse e chegou a inspirar narrativas fantásticas sobre viagens ao centro do planeta. Houve algumas tentativas de perfurar poços profundos para medições diretas do interior da Terra. 

Uma delas foi a escavação na península de Kola, na Rússia, que resultou no poço mais profundo já cavado pelo ser humano. Esse poço, de cerca de 12 quilômetros de profundidade, foi perfurado entre 1970 e 1992, mas sua escavação teve de ser interrompida, pois os equipamentos não suportavam mais a temperatura interna, que era mais alta do que a prevista.

Com o desenvolvimento tecnológico, surgiram aparatos que permitiram verificar que as diversas camadas da Terra interagem entre si e evoluem ao longo do tempo geológico. Nesse cenário, há alguns milhares de anos, surgiu um novo personagem – o ser humano –, que viria a interferir intensamente na superfície da Terra, a sua camada mais externa. A superfície da Terra pode ser dividida em camadas, que vão desde a porção mais externa do manto até o final da camada de ar que a envolve. Veja a seguir.

Litosfera 

É a camada formada pela crosta (continental e oceânica) e a porção mais externa do manto (astenosfera). De consistência rochosa, constitui os continentes, o relevo submarino e as ilhas. Apesar de apresentar espessuras de cerca de 100 km abaixo das regiões oceânicas e de 200 km abaixo das regiões continentais, quando comparada com o raio da Terra, a litosfera também pode ser considerada uma fina casca. É na litosfera que ocorrem os fenômenos de interação da superfície com o interior do planeta.

Hidrosfera 

É a camada que compreende toda a água do planeta. É formada por águas oceânicas (mares e oceanos); águas continentais (rios e lagos); depósitos e lençóis subterrâneos; calotas de gelo; umidade do ar (vapor e água condensa da, nuvens). Nela ocorre o ciclo da água na natureza: o conjunto de fenômenos de circulação da água em todas as suas formas – líquida, gasosa e sólida. Quando se trata de água congelada, a hidrosfera é chamada de criosfera. A maior parte da hidrosfera, cerca de 97%, é composta de águas oceânicas, e o restante é de água doce.

Atmosfera 

É a camada de ar que envolve a Terra. Nela ocorrem processos de distribuição de energia solar e de umidade por toda a superfície. Ela é fundamental para a vida em nosso planeta, pois protege a Terra de radiações nocivas e de meteoritos, participa da manutenção da temperatura média anual do planeta e contribui para a regulação e a distribuição do ciclo da água que ocorre na natureza. Acima de 50 km de altitude a atmosfera é considerada muito rarefeita, isto é, com pouquíssima quantidade de ar disponível nesse espaço praticamente vazio.

Biosfera 

É a camada onde se encontram todos os seres vivos e o conjunto de todos os biomas e ecossistemas do planeta. É formada pelo contato e pelo inter-relacionamento entre a litosfera, a hidrosfera e a atmosfera.

As camadas da atmosfera 

O estudo das variações de composição do ar (tipos de gases e suas proporções), de temperatura e de eventos, como ventos, relâmpagos, nuvens, é facilitado quando se divide a atmosfera em camadas. Essa divisão não é exata, ou seja, existem áreas de transição, ou pausas. Mesmo assim, é possível identificar cinco camadas, de acordo com algumas características que diferenciam umas das outras: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.

Troposfera 

A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre e chega até 16 quilômetros de altitude. A maior parte dos gases da atmosfera está na troposfera. Nela, formam-se as nuvens, os ventos, os furacões, as chuvas, os raios, etc., e circulam aviões comerciais, balões tripulados, planadores e asas-deltas. É também na troposfera que se encontram os seres vivos. Quanto mais próximo à superfície, mais alta é a temperatura. A transição entre ela e a estratosfera é chamada tropopausa.

Estratosfera 

Essa camada vai, aproximadamente, de 16 a 50 quilômetros de altitude. Pratica mente todo o ozônio da atmosfera está nela, o que constitui a chamada “camada de ozônio”. A temperatura da estratosfera é em torno de –3 °C. Nela, o ar é bastante rarefeito e está livre de fenômenos como ventos e nuvens de chuva, possibilitando a presença de balões meteorológicos e, em sua porção inferior, o voo de alguns aviões comerciais. A transição entre a estratosfera e a mesosfera é denominada estratopausa.

Mesosfera 

A mesosfera localiza-se, aproximadamente, entre 50 e 80 quilômetros de altitude. A temperatura dessa camada está em torno de –50 °C, com ar bastante rarefeito. Geralmente, é nessa camada que os meteoroides se incendeiam e produzem as “estrelas cadentes”. A transição entre a mesosfera e a termosfera recebe o nome mesopausa.

Termosfera 

A termosfera vai de 80 quilômetros acima da superfície terrestre até o início da exosfera. Nessa camada, formam-se os fenômenos conhecidos por aurora boreal e aurora austral. Seu limite superior é a termopausa. As partículas elétricas presentes nessa camada possibilitam as trans missões de rádio.

Exosfera 

A exosfera é o limite entre a atmosfera e o espaço interplanetário, ou espaço sideral. Ela começa, aproximadamente, 600 quilômetros acima da superfície terrestre e não tem limite superior definido. A temperatura na exosfera é muito elevada durante o dia e muito baixa durante a noite.

A estrutura interna da Terra 

O estudo do interior da Terra é realizado por meio de evidências indiretas, como a análise da temperatura e composição da lava expelida por vulcões, da formação e propagação de terremotos e de rochas coletadas em diversos locais. 

Esse estudo tornou possível elaborar modelos do interior do planeta Terra. O modelo mais aceito atualmente considera que a Terra apresenta três camadas principais: a crosta, o manto e o núcleo. É importante destacar que essas camadas não têm uma separação exata entre elas.

• Crosta: Camada mais externa, formada por rochas que podem ser recobertas por solo, sedimentos ou água. A crosta continental forma os continentes e tem espessura de 30 a 100 quilômetros. Já a crosta oceânica tem espessura de 5 a 10 quilômetros. 

• Manto: Camada localizada abaixo da crosta e que vai até 2 900 quilômetros de profundidade. Pode ser dividida em manto superior, onde a temperatura é de, aproximadamente, 100 °C, e manto inferior, onde as temperaturas podem alcançar até 4 000 °C e as rochas estão sob alta pressão. 

• Núcleo: Camada mais interna da Terra, na qual as temperaturas são mais altas e podem alcançar 5 500 °C. É composta principalmente de ferro e níquel e dividida em núcleo interno e externo. O núcleo externo é composto de material líquido. Sua profundidade vai, aproximadamente, de 2 900 a 5 100 quilômetros. Já o núcleo interno é composto de material sólido. Sua profundidade vai, aproximadamente, de 5 100 a 6 370 quilômetros.

A crosta e o manto terrestre 

A crosta terrestre é a camada mais externa e mais fina do planeta. Para efeitos de comparação, se a Terra fosse representada por uma bola de futebol pintada com uma camada de tinta, a crosta terrestre corresponderia a essa camada de tinta! 

A composição da crosta terrestre é de rochas e minerais no estado sólido, que são cobertos por solo, sedimentos, oceanos ou mares. Quando abaixo dos oceanos, a crosta recebe o nome de crosta oceânica, já nos continentes é chamada crosta continental.

A crosta não é uniforme, ou seja, apresenta fossas, vales, montanhas, planaltos e planícies, entre outras formas de relevo. O ponto mais elevado da crosta terrestre é o monte Everest, na fronteira do Tibete e do Nepal, com 8 848 metros de altura. Já o ponto mais profundo é a fossa das Maria nas, no oceano Pacífico, com quase 11 mil metros de profundidade. 

O manto também é formado por rochas. Na sua parte superior, as rochas encontram-se no estado líquido. No manto inferior, há regiões em que as condições de temperatura e pressão são tais que a rocha forma um material pastoso, chamado magma.

A crosta terrestre e a parte do manto que fica logo abaixo dela formam a cama da sólida do planeta, chamada litosfera, que, em grego, significa “esfera de pedra”. A litosfera é a camada sólida da superfície da Terra e é um dos grandes ambientes físicos do planeta, sendo os outros a hidrosfera (conjunto formado por toda a água existente no planeta) e a atmosfera (camada de gases que envolve a Terra). A biosfera é o conjunto de todas as regiões do planeta (em diferentes camadas) onde existe vida.

Localizado na cordilheira do Himalaia, o monte Everest é a maior elevação da crosta terrestre. Foto tirada do vale Khumbu (Nepal), 2021.

O núcleo e o campo magnético da Terra 

O núcleo da Terra é constituído principalmente de ferro e níquel em estado sólido, no núcleo interno, e em estado líquido, no núcleo externo. Supõe-se que o movimento de rotação da Terra e as diferenças de temperatura no interior do planeta fazem os metais líquidos se movimentarem no núcleo, criando correntes elétricas. Essas correntes elétricas geram o campo magnético terrestre, que pode ser identificado por instrumentos como a bússola. 

De forma simplificada, podemos dizer que a Terra se comporta como um ímã de barra. A agulha da bússola alinha-se ao eixo magnético da Terra e aponta para o polo magnético. Como os polos opostos dos ímãs se atraem, o polo norte da agulha será atraído pelo polo sul magnético da Terra. Por isso, os polos geográficos são invertidos em relação aos polos magnéticos: chamamos norte geográfico a direção aproximada que o polo norte da agulha da bússola aponta, que corresponde ao sul magnético.

Embora não seja possível ver o campo magnético terrestre, ele protege a camada de ar que envolve a Terra. Sem essa proteção, as partículas altamente energéticas lançadas pelo Sol, que constituem os chamados ventos solares, “varreriam” a atmosfera do planeta. 

Em algumas situações, as partículas atingem a Terra e são direcionadas para as regiões dos polos. A interação entre essas partículas e os gases da atmosfera terrestre resulta em um fenômeno luminoso chamado aurora polar, que recebe o nome de aurora boreal quando ocorre no hemisfério norte e de aurora austral quando ocorre no hemisfério sul.

A crosta terrestre na história da Terra 

Os estudos realizados por diferentes áreas das Ciências da Natureza estimam que o planeta Terra tenha se formado entre 4,5 bilhões e 5 bilhões de anos atrás. Ao longo de todo esse tempo, a crosta terrestre ficou exposta aos mais variados fenômenos naturais, como chuva, vento, granizo, relâmpagos, grandes mudanças de temperatura, vulcões, terre motos, maremotos, raios solares, meteoritos, entre outros. Isso tudo fez com que ela se modificasse e fosse sendo moldada. 

Mas como era a crosta em sua origem? Antes de mais nada, lembre-se: sempre que pensamos nas modificações na superfície da Terra, precisamos imaginar que elas ocorreram durante bilhões ou milhões de anos. Segundo uma hipótese científica, logo após sua formação, a Terra era muito quente, inclusive na superfície, que tinha consistência pastosa, parecida com a da lava vulcânica. 

Com o passar de milhões de anos, a crosta terrestre foi se resfriando e tornando-se sólida. Assim foram se formando as primeiras rochas. O material quente e pastoso do manto continuou a chegar à crosta pela intensa atividade dos vulcões. 

É importante lembrar que nesse período não existiam seres vivos (microrganismos, animais ou plantas) no planeta. As temperaturas muito eleva das, a composição da atmosfera e outras condições da superfície da Terra impossibilitavam a existência de vida como a conhecemos atualmente. 

Alguns milhões de anos após a formação do planeta, provavelmente havia uma atmosfera primitiva e, entre os gases atmosféricos, estava o vapor de água. Como as temperaturas elevadas da superfície terrestre foram diminuindo, tornou-se possível a condensação da água, ou seja, a passagem da água do estado gasoso para o líquido. Assim, as tempestades passaram a ser frequentes.

A água líquida começou a se acumular nas regiões mais baixas da superfície, formando os primeiros reservatórios de água sobre a crosta, que posteriormente originaram os oceanos. Isso significa que, antes da solidificação da crosta, os oceanos não existiam; eles se formaram depois do resfriamento da crosta e da formação das rochas. 

Segundo a hipótese científica que estamos analisando, há cerca de 4 bilhões de anos os oceanos primitivos já existiam, provavelmente com água quente, rica em materiais dissolvidos das rochas, e sem vida. Após a formação dos oceanos, a crosta terrestre passou a ter duas regiões: 

• crosta oceânica, que se localiza abaixo dos mares e oceanos; 

• crosta continental, onde estão as florestas e todos os outros ambientes terrestres. 

Apesar de existirem essas duas regiões, a aparência da superfície da Terra era muito diferente, sem a divisão de continentes e oceanos atuais.  

Relevo 

Com a formação da crosta terrestre, diversos processos passaram a interagir de forma lenta e dinâmica com as rochas, moldando a superfície do planeta Terra. Com esses processos, que atuam até hoje, forma-se o relevo, que é constituído do conjunto de saliências e reentrâncias da crosta terrestre, como montanhas, vales e planícies. 

Na crosta continental, vários fenômenos naturais participam desse processo, como chuvas, relâmpagos, ventos, marés e raios solares. 

Na história da Terra, as rochas recém-formadas da crosta terrestre provavelmente apresentavam superfícies irregulares e esses fenômenos contribuíram para acentuar ou amenizar essas irregularidades, desgastando, fragmentando e transformando as rochas. Com isso, a superfície da Terra alterou-se ao longo de milhões de anos. 

A fragmentação das rochas originou tipos de rocha diferentes, como as rochas sedimentares, por meio da ação do intemperismo. Além disso, a localização dos continentes, rios e oceanos mudou muito desde a formação da crosta, o que contribuiu para transformar a superfície terrestre. Esses e outros fatores produziram e continuam a transformar o relevo que observamos na atualidade.

Os seres vivos moldam a crosta terrestre

Até aqui tratamos da transformação da crosta terrestre pela ação de fenômenos naturais como chuvas, relâmpagos, ventos, água dos rios e oceanos. Esses fatores integram o intemperismo, como já vimos no capítulo anterior. Eles modificam as rochas e moldam o relevo desde a formação da crosta terrestre, há mais de 4 bilhões de anos. 

Segundo evidências científicas, os seres vivos surgiram após a formação dos oceanos primitivos, há cerca de 3,5 bilhões de anos. Com o passar do tempo, a diversidade de seres vivos foi aumentando. Havia organismos vivendo em diversos ambientes, aquáticos e terrestres, interagindo e levando a transformações nas características daqueles ambientes. Mas como isso é possível?

A interação e a transformação causadas por seres vivos ocorrem de diferentes maneiras. Por exemplo, existem organismos que liberam substâncias que reagem com determinados minerais e corroem rochas. Outro exemplo é o crescimento de estruturas capazes de fragmentar rochas, como raízes de plantas. Recentemente na história do planeta Terra, mais um grupo de seres vivos passou a causar transformações na crosta: os seres humanos. 

De modo geral, o processo de desagregação de rochas acontece pela ação de diferentes fatores. Vamos imaginar uma situação que se inicia com a ação dos raios solares: durante o dia, eles aquecem a rocha e isso faz com que ela se dilate. À noite, a temperatura diminui e a rocha volta a seu tamanho normal. Esse processo pode ser imperceptível aos nossos olhos, mas, ao longo dos anos, pode causar pequenas rachaduras onde organismos, como bactérias e liquens, podem crescer. 

Esses organismos liberam substâncias que podem gradativamente corroer a rocha e gerar uma fenda. Nela, os minerais desagregados e os sedimentos trazidos por chuvas e ventos podem criar condições para a semente de uma planta germinar e se desenvolver, como a árvore da imagem apresentada. Com o passar do tempo, as raízes da árvore podem crescer entre as rachaduras da rocha, tornando-as ainda maiores. As raízes também causam a fragmentação da rocha em partes menores. 

Essa sequência de eventos é um exemplo de como os fatores do intemperismo atuam na fragmentação e transformação das rochas.

A ação das plantas desagrega os minerais da rocha, em um exemplo de intemperismo

A crosta terrestre: rochas e minerais

Crosta terrestre

Aproximadamente 67% da crosta terrestre é coberta por água, e somente 33% dela forma os continentes, onde está a maior parte das rochas conhecidas e utilizadas pelo ser humano. As rochas são materiais formados por um conjunto de minerais. 

Essa é a camada mais externa da Terra. Nós vivemos na superfície da crosta. Ela apresenta variações na espessura e é composta de rochas e solo. A crosta pode ser dividida em dois tipos: a crosta oceânica e a crosta continental. A crosta oceânica tem espessura de 5 km a 10 km e está localizada no fundo dos mares e oceanos. A crosta continental é mais espessa, pode ter entre 25 km e 50 km de profundidade, e forma os continentes e as partes rasas de mares e oceanos, próximos ao litoral.

Manto 

Logo abaixo da crosta existe uma região rochosa chamada de manto, com cerca de 3 000 km de espessura. É nessa região que está a maior massa da Terra. A crosta e a parte do manto que está em contato com ela formam, juntas, uma camada rochosa chamada de litosfera, com cerca de 100 km de espessura. 

A litosfera é fragmentada em grandes blocos rochosos, as placas litosféricas ou tectônicas. Na superfície das placas tectônicas, estão os continentes e o fundo dos oceanos. Abaixo da litosfera, a temperatura é tão alta que parte das rochas do manto passa a ter consistência pastosa. 

O material do manto recebe o nome de magma. Além de no manto, o magma pode ser encontrado no interior da crosta, nas câmaras magmáticas. Quando é expelido por um vulcão, o magma passa a ser chamado de lava.

Núcleo 

É a região mais interna, constituída de ferro e níquel. Inicia-se a cerca de 2 900 km da superfície e se estende até o centro da Terra, a mais de 6 300 km de profundidade. O núcleo externo é predominantemente líquido e o núcleo interno, na maior parte, é sólido. Estima-se que a temperatura no núcleo do planeta seja em torno de 6 000 °C.

Rochas e minerais

As rochas compõem a litosfera, ou seja, a região que compreende a crosta e uma parte superior do manto. Elas são formadas por minerais, materiais naturais geralmente sólidos, como o ferro e o alumínio.

Os minerais são materiais, geralmente sólidos, que ocorrem naturalmente na crosta terrestre. Cada tipo de mineral tem características próprias, como cor e brilho. Geralmente, os minerais apresentam estruturas geométricas bem definidas, chamadas de cristais. Quando os minerais são extraídos da natureza para serem aproveitados em atividades econômicas e tecnológicas, passam a ser denominados minérios, como no caso do ferro.

O quartzo é o mineral mais abundante na superfície da Terra. Ele tem ampla utilização, como na indústria de vidros, pois na areia há grande quantidade de quartzo. Também está presente na composição de computadores e de fibras ópticas. Esse mineral existe em variedade de cores, como rosa, verde, amarelo e branco, sendo utilizado na confecção de joias e de objetos de decoração.

Amostra de cristal de quartzo. Esse mineral é, geralmente, branco ou incolor. Dependendo de sua composição, pode ser encontrado em outras cores.

Amostra de pirita. Por ser brilhante e dourado, esse mineral é chamado de “ouro de tolo”.

Amostra de hematita, principal mineral do qual se extrai o ferro.

Amostra de mineral do tipo feldspato, o mais abundante na crosta terrestre.

As rochas, por sua vez, são formadas por um ou mais minerais. Entre as constituídas por apenas um mineral, está o calcário, composto de calcita. Entretanto, a maioria das rochas é constituída por mais de um mineral, como é o caso do granito, que contém principalmente quartzo, mica e feldspato.

Amostra de granito, na qual é possível observar seus componentes minerais. O quartzo é geralmente esbranquiçado e translúcido; a mica são os pontos escuros, e as regiões cinza são feldspato.

Os tipos de rocha

Cada tipo de rocha apresenta um processo de formação diferente. Elas podem ser classificadas de acordo com sua composição química, sua forma estrutural, sua textura e, o mais comum, de acordo com os processos envolvidos em sua formação. Em razão da maneira como foram formadas, as rochas podem ser classifica das em três tipos: ígneas ou magmáticas, sedimentares e metamórficas.

Rochas ígneas ou magmáticas

As rochas originadas da solidificação do magma – fluido pastoso expelido por vulcões –, depois de seu resfriamento, são chamadas de magmáticas ou ígneas. Esses tipos de rocha são resistentes e pouco permeáveis. O basalto, a pedra-pomes e o granito são exemplos desse tipo de rocha.

A palavra ígnea vem do latim ignis e significa ‘fogo’. Como o próprio nome sugere, as rochas ígneas ou magmáticas são formadas a partir do resfriamento do magma no interior da crosta terrestre ou sob a forma de lava em uma erupção vulcânica. Exemplos de rochas magmáticas mais comuns são: granito, basalto e pedra-pomes.

O granito é a rocha magmática mais conhecida e se forma no interior da crosta terrestre, bem abaixo da superfície, pelo resfriamento lento do magma. Por esse motivo é classificada como rocha intrusiva.

O granito é formado principalmente por três tipos de mineral: o quartzo (grãos brancos), a mica (grãos pretos) e o feldspato (grãos cinzentos). Os minerais que compõem o granito também são usados isoladamente. 

O quartzo, por exemplo, é utilizado na fabricação do vidro. Nesse processo, a areia, que é formada principalmente por quartzo, é misturada com outros minerais e aquecida em fornos de alta temperatura até derreter. Depois de der retida, a massa é moldada. 

Já a mica é um bom isolante de calor e de eletricidade; por isso é utilizada na resistência (componente interno que esquenta com a eletricidade) do ferro elétrico de passar roupas. 

O feldspato é usado na produção de cerâmica e porcelana e na indústria de vidro. Além disso, entra na produção de esmaltes, azulejos e até de papel. Agora que você já sabe que as rochas são compostas de minerais, chegou a hora de entender melhor como elas se formam na natureza. 

Amostra de granito. As diferentes cores são os diferentes minerais que formam a rocha.

Existem vários tipos de granito, com diferentes colorações e usos. Tampos de pia (de banheiro ou cozinha) são comumente feitos de granito. Tanto o basalto como a pedra-pomes têm origem na lava expelida nas erupções vulcânicas e, assim, são formados na superfície da crosta terrestre por meio de um resfriamento rápido do magma. Portanto, são classificados como rochas extrusivas.

O granito faz parte dos chamados escudos cristalinos, blocos rochosos antigos que formam parte da superfície da Terra. No Brasil, o escudo cristalino forma grande porção das serras da Mantiqueira, do Mar e dos Órgãos, entre outras.

As rochas magmáticas podem ser formadas tanto acima do solo como abaixo dele. Após a erupção de um vulcão, o magma é expelido para a superfície terrestre e passa a ser chamado de lava. Então, a lava esfria e formam-se as rochas magmáticas vulcânicas. 

O magma também pode ficar preso em um bolsão dentro da crosta terrestre. Quando isso ocorre, o resfriamento é bem mais lento, e são formadas as rochas plutônicas.

Ao se solidificar, o magma forma rochas ígneas. Na fotografia, lava solidificada no Parque Nacional dos Vulcões do Havaí (Estados Unidos), 2019.

Feito de granito, o Monumento aos Mortos da Segunda Guerra Mundial (ou Monumento aos Pracinhas) foi construído entre 1957 e 1960 e está localizado na cidade do Rio de Janeiro (RJ), 2015.

A pedra-pomes, cuja aparência lembra uma esponja, pode ser usada como lixa para alisar superfícies e para esfoliar a pele. Por sua densidade ser geralmente menor do que a da água, ela pode flutuar nesse líquido.

O basalto, rocha de coloração escura, é muito usado na pavimentação de calçadas, como acontece em São Paulo (SP).

Rochas sedimentares 

Como o próprio nome indica, esse tipo de rocha é formado por sedimentos que podem ser pequenos fragmentos de outras rochas e partes de animais e de plantas, que podem vir a formar os fósseis, ou até mesmo por substâncias que estavam dissolvidas na água. Esses sedimentos de diversos tamanhos e diferentes composições se juntam, originando camadas que se acumulam umas sobre as outras com o passar do tempo. 

As rochas sofrem desgaste ao longo do tempo. Isso pode ser causado pelas mudanças de temperatura, pela ação da água, do vento e de substâncias químicas, entre outros fatores. As rochas sedimentares formam-se da compactação de sedimentos que se desprenderam de outras rochas por causa do desgaste. 

A estrutura porosa das rochas sedimentares faz com que elas sejam mais permeáveis que as rochas magmáticas. Essa estrutura permite não só a infiltração da água, mas também a sua filtração. Conforme a água passa pelos poros da rocha sedimentar, as impurezas vão sendo retidas. São exemplos de rochas sedimentares o calcário e o arenito.

Nesta representação, as camadas inferiores são as mais antigas e as mais compactadas por terem sido formadas primeiro.

Conforme as camadas vão se formando, os sedimentos das camadas inferiores vão sendo comprimidos pelo peso das camadas superiores. O estudo desse conjunto de camadas de rochas em um local, associa do à presença de fósseis, ajuda os pesquisadores a recompor os ambientes do passado. Como exemplos de rochas sedimentares temos: o arenito, o argilito e o calcário. 

O arenito é formado principalmente por grãos de areia compactados, que, ao sofrer desgaste pela ação da chuva e do vento, originam estruturas interessantes, como a da imagem abaixo.

A Taça, no Parque Estadual de Vila Velha, Ponta Grossa (PR), 2018, é uma estrutura de arenito.

O argilito é uma rocha sedimentar formada pelo desgaste de rochas que contêm o mineral feldspato, cujo principal componente é a argila compactada. As partículas da argila são muito pequenas, menores do que as de areia. 

O calcário é também uma rocha sedimentar, formada principalmente por uma substância química chamada carbonato de cálcio. Essa substância é proveniente de carapaças, de conchas e de esqueletos de animais marinhos ou da deposição de minerais de cálcio dissolvidos na água. 
Uma formação interessante que pode aparecer em regiões com grandes depósitos de calcário são as cavernas de calcário. A água da chuva e o gás carbônico dissolvido nela, ao penetrar por fendas nas rochas calcárias, podem dissolver e transportar substâncias que se depositam, originando estruturas com aspecto de agulha no teto das cavernas, as chamadas estalactites. Processo semelhante ocorre quando as gotas caem no chão da caverna, originando, ao longo dos anos, formações conhecidas como estalagmites. Essas estruturas levam muito tempo para se formar. 

Caverna de calcário localizada no Parque Estadual do Alto Ribeira (também conhecido como Petar), na cidade de Iporanga (SP), 2018. Observe as estalactites e as estalagmites formadas.

O calcário é a matéria-prima usada na produção da cal e do cimento, utilizados na construção civil. Na agricultura, é utilizado para diminuir a acidez de determinados tipos de solo, melhorando a sua qualidade. Esse processo é denominado calagem.

Fragmento de calcário, rocha sedimentar formada principalmente por calcita.

Fragmento de arenito, composto principalmente de quartzo.

Rochas metamórficas 

As rochas podem sofrer modificações em sua composição ou textura provocadas por alterações no ambiente em que estão, como um aumento grande e rápido na temperatura. A rocha formada em razão dessas modificações ambientais é chamada de metamórfica.

As rochas metamórficas são formadas pela transformação (metamorfose) de qualquer tipo de rocha. Essas transformações são possíveis quando as rochas ficam submetidas a grandes pressões e a elevadas temperaturas no interior da crosta terrestre. As mais comuns são o mármore e o gnaisse. 

As rochas metamórficas são resistentes e, por isso, são usadas em construções. Mármore e ardósia são exemplos desse tipo de rocha.

O mármore é originado da transformação do calcário (que é uma rocha sedimentar). O gnaisse é formado pela transformação do granito (que é uma rocha ígnea).

O Pão de Açúcar, na cidade do Rio de Janeiro (RJ), em fotografia de 2017, é uma das formações de gnaisse mais conhecidas do mundo.

Amostra de gnaisse, rocha metamórfica formada a partir do granito ou do quartzo.

Pedaço de ardósia, rocha metamórfica formada pela transformação da argila sob pressão e alta temperatura.

 A exploração de rochas e seus minerais 

Qualquer tipo de rocha ou de mineral que tenha valor econômico, seja para a indústria, seja para o comércio, é chamado de minério. 

O local onde um minério é encontrado em grande quantidade é denomina do jazida. Uma jazida que está sendo explorada economicamente é denominada mina, e a atividade de exploração do minério é denominada mineração. 

No Brasil, são encontrados e explorados vários minérios, entre os quais a bauxita, a hematita e a calcopirita. A bauxita e a hematita são exemplos de minérios usados como matéria-prima para obtenção do alumínio e do ferro, respectivamente, metais muito utilizados na produção de utensílios domésticos, embalagens de alimentos e de refrigerantes, medicamentos, portas, janelas e peças de aviões. A calcopirita é utilizada na obtenção de cobre para a fabricação de fios elétricos.

A exploração das jazidas pode provocar um grande impacto ambiental, modificando as características do relevo e expondo o solo a um intenso desgaste. 

Os impactos ambientais podem ser reduzidos se, após a exploração de de terminada área, houver um trabalho de recuperação do local, como colocação de terra (solo), plantio de novas árvores e aproveitamento do espaço para outras finalidades.

Intemperismo 

Todos os tipos de rocha podem sofrer desgaste, que pode ser lento e contínuo, provocado por agentes como a água de mares e rios, pela chuva, pelos seres vivos, pela variação da temperatura (calor e frio) e por substâncias químicas. Esse desgaste recebe o nome de intemperismo. 

O resultado do intemperismo nas rochas é sua decomposição e a formação de sedimentos (partículas pequenas), que podem ser transportados principal mente pela água ou pelo vento. Veja nas imagens a seguir exemplos de ambientes formados pela deposição de sedimentos. 

Dunas em Jijoca de Jericoacoara (CE), em 2017: exemplos de deposição de partículas de areia.

Manguezal em Camaçari (BA), em 2018, onde há depósito de sedimentos de argila.

A formação do solo

Durante a formação da Terra, que ocorreu há bilhões de anos, a superfície não tinha o aspecto atual. Ela era composta de grandes rochas e desprovida de vegetação. Ao longo de milhões de anos essas rochas sofreram a ação de agentes naturais e foram se alterando. Essas alterações, que ainda continuam a ocorrer, formaram o solo. 

Diferentes tipos de rocha deram origem a diferentes tipos de solo. Chamamos de rochas matrizes aquelas a partir das quais o solo se formou ou ainda se forma.

Ao longo do tempo, a variação de temperatura, os ventos, a água, as substâncias químicas dissolvidas e transportadas pela água e os seres vivos agem sobre as rochas, modificando-as e transformando-as em partículas menores, até constituírem o que chamamos de solo. 

O processo de formação do solo é muito lento: estima-se que leve de 100 a 400 anos para se formar uma camada de 1 centímetro de solo e que, para se formar um solo apropriado para a agricultura, sejam necessários de 3 mil a 12 mil anos.

Os agentes naturais formadores do solo 

Os principais agentes naturais responsáveis pela alteração das rochas são: o choque térmico, o vento, a água e a ação de seres vivos. Vamos conhecer como cada um deles atua. 

Choque térmico 

É o que ocorre, por exemplo, quando despejamos água muito quente em um copo de vidro frio. A variação brusca na temperatura do vidro pode provocar trincas no copo e até quebrá-lo. Na Terra, a temperatura ambiente pode variar bastante e, nesse processo, as rochas podem se dilatar e se contrair. Ao longo de milhares de anos, esse processo faz com que as rochas trinquem e quebrem em pedaços cada vez menores, contribuindo para a formação do solo.

Vento 

Ventos fortes e constantes agem sobre as rochas como se fossem uma “lixa”, esfarelando-as. Essas pequenas partículas são transportadas pelo vento e se depositam em outra região, formando o solo.

Água 

Você já viu o que acontece com uma garrafa cheia de água deixada no congelador ou no freezer de um dia para o outro? Ela trinca ou racha por inteiro. Isso acontece porque a água, ao congelar, aumenta de volume. Esse mesmo fenômeno ocorre quando a água congela dentro dos pequenos espaços em uma rocha. A repetição constante desse processo vai gradual mente aumentando o tamanho das rachaduras, até que a rocha se quebre. Além disso, a água líquida em contato com as rochas pode dissolver, transformar e transportar alguns de seus componentes, aumentando seu desgaste.

Seres vivos 

Alguns organismos, como bactérias e liquens, conseguem se fixar e sobre viver em rochas úmidas, e liberam substâncias que fragmentam as rochas. 

Após sua morte, eles se decompõem e dão origem a uma fina camada de solo, onde se fixam outros organismos, como os musgos, que, ao crescer, fazem com que a rocha se fragmente um pouco mais. Esse processo lento e gradual gera novas camadas de solo, cada vez mais espesso e rico em substâncias nutritivas.

Em regiões onde a temperatura ambiente atinge valores menores do que zero grau Celsius (0 oC), a água, ao congelar, se expande e aumenta o tamanho das rachaduras nas rochas.

A atmosfera terrestre: composição e estrutura

Quando falamos da biosfera, destacamos a presença de uma camada de ar envolvendo a Terra: a atmosfera. Em termos de espessura, essa camada é muito fina comparada com nosso planeta. Ela é formada por uma mistura de diferentes gases. A atmosfera não escapa, ficando retida em volta da Terra graças à força da gravidade, que atrai tudo o que existe no planeta em direção ao seu centro.

Embora a atmosfera terrestre estenda-se por centenas de quilômetros em direção ao espaço, só existem formas de vida nas regiões mais próximas da superfície do planeta. Além da Terra, outros corpos celestes têm atmosferas.

A composição dessas atmosferas tem sido pesquisada por cientistas. A composição de gases da atmosfera da Terra favorece o desenvolvimento da vida como a conhecemos. Ela não foi detectada em nenhum outro planeta do Sistema Solar. Na Terra primitiva, de bilhões de anos atrás, a atmosfera não era como agora. Ocorreram muitas transformações no planeta até que se chegasse à composição atual.

O ar da atmosfera da Terra é uma mistura de gás nitrogênio (78%), gás oxigênio (21%) e pequenas proporções de outros gases, como o dióxido de carbono ou o gás carbônico.

A maioria dos seres vivos depende do gás oxigênio para sobreviver, inclusive os seres aquáticos, que dispõem do oxigênio do ar dissolvido na água. A composição do ar pode ser alterada principalmente por poluentes, o que afeta a vida e causa desequilíbrio ambiental.

Aurora boreal vista da superfície terrestre em Murmansk, na Rússia, em 2022.

Aurora austral em fotografia da Terra tirada de um satélite, em 2006.

As auroras são fenômenos observados próximo aos polos do planeta Terra. Quando esse fenômeno ocorre próximo do polo norte, é chamado de aurora boreal. Quando acontece próximo do polo sul, recebe o nome de aurora austral.

Esse fenômeno ocorre porque partículas vindas do espaço, emitidas pelo Sol, se chocam com partículas do ar que compõem a atmosfera, a camada de ar que envolve o planeta. Embora não seja possível ver essas partículas a olho nu, conseguimos ver a luz emitida quando algumas delas se chocam. 

As auroras não são os únicos fenômenos que acontecem na atmosfera. Relâmpagos, nuvens, chuvas e ventos são exemplos cotidianos e que ocorrem em todos os lugares da Terra. Aliás, fenômenos atmosféricos existem também em outros planetas!

Atualmente, sabe-se qual é a composição da atmosfera de alguns planetas e, entre eles, apenas a Terra tem atmosfera composta principalmente dos gases oxigênio e nitrogênio. Esses dois gases são importantes para a vida no planeta. 

O oxigênio é o gás que muitos seres vivos utilizam no processo de respiração, inclusive os seres humanos. Já o gás nitrogênio é transformado em compostos que são funda mentais para as plantas e outros seres vivos.

Mas nem sempre foi assim. No passado da Terra, durante muitos anos, houve menor proporção de gás oxigênio na atmosfera. E, por algum tempo, também houve mais gás oxigênio no ar do que atualmente. Esse período coincide com a época em que houve o surgimento de muitos seres vivos. 

Outra característica da atmosfera terrestre é que ela é muito fina em comparação com o tamanho do planeta. Não há um limite bem definido entre o fim da atmosfera e o começo do espaço sideral. Isso acontece porque a atmosfera vai se tornando gradativamente rarefeita com a altitude, ou seja, quanto maior a distância entre a superfície da Terra e a atmosfera, menor a quantidade de gases. Cerca de 90% de toda a massa de ar está em uma região de até 20 km de altitude.

A atmosfera em camadas 

Ao longo de sua extensão, a atmosfera apresenta variações em sua composição de acordo com a altitude. Para facilitar o estudo da atmosfera, podemos dividi-la em camadas, sem limites reais definidos, com algumas características próprias.

Troposfera

É a camada mais próxima da superfície terrestre, com extensão de cerca de 15 quilômetros. Nela ocorrem os fenômenos meteorológicos, formam-se nuvens e ocorrem chuvas, ventos e relâmpagos. As aves e os aviões voam nos limites dessa camada, que concentra a maior quantidade do gás oxigênio, absorvido pela maioria dos seres vivos. Conforme aumenta a altitude – em serras e montanhas, por exemplo –, observa-se uma diminuição da temperatura. Pela troposfera circulam os aviões de carga e de passageiros e os helicópteros.

Estratosfera 

Situa-se aproximadamente entre 15 e 50 quilômetros de altitude a partir da superfície terrestre. Nela temos grande quantidade de gás ozônio, formando uma camada que atua como filtro da radiação solar, evitando danos aos seres vivos. Nessa camada circulam os aviões a jato.

Mesosfera 

Situa-se numa faixa de altitude que varia aproximadamente de 50 a 80 quilômetros e apresenta temperaturas muito baixas, chegando a 100 °C negativos. Apesar das baixas temperaturas, observa-se nessa camada a combustão (queima) de meteoros, chamados por muitas pessoas de estrelas cadentes. Essa combustão se dá por conta do atrito entre o ar e objetos em alta velocidade.

Termosfera

Situa-se numa faixa de altitude entre 80 e 600 quilômetros, aproximada mente. Nela ocorre intensa absorção dos raios solares. Esse fenômeno favorece a transmissão de ondas de rádio, importantes para comunicações a longa distância.

Exosfera 

Trata-se da camada mais alta da atmosfera, com altitude maior que 600 quilômetros e que separa nosso planeta do espaço sideral. É onde geralmente estão localizados os satélites artificiais.