A maioría dos minerais non aparecen sos ou illados na natureza, senón que se agregan para formar parte das rochas.

Transcript

1 Prácticas de laboratorio Bioloxía e Xeoloxía 3º ESO Prf: Carlos Pérez Freire PRÁCTICA 10: ENERXÍA INTERNA DA TERRA. 1. EXPEREINCIA 1. COÑECENDO MINERAIS E ROCHAS ÍGNEAS. Un mineral é unha substancia natural, sólida, inorgánica, de composición química definida, e cuxa materia é cristalina. Esta definición esixe cinco condiciones: Sustancia natural. Non son verdadeiros minerais las sustancias artificiais. Sólida: Descártanse os compostos líquidos ou gasosos. Inorgánica: Non debe ser fabricado directamente por un ser vivo Composición química definida: Estar formados por un o varios elementos químicos, en proporcións fixas. Materia cristalina: todos los minerais están formados por materia cristalina. A maioría dos minerais non aparecen sos ou illados na natureza, senón que se agregan para formar parte das rochas. Para a formación dun mineral precísase tempo e espazo. Canto máis tempo e espazo teña un mineral para formarse, máis grande será, aparecendo as veces cristais de gran tamaño. Un mineral pódese formar a partir de: 1. Sustancias diluídas na auga ou outro líquido. 2. Un magma que se arrefría. 3. Gases con sustancias que caen ao arrefriarse. Todas as propiedades dos minerais dependen de dous factores: a súa estrutura interna e a súa composición química. Existen varias propiedades importantes: 1. Efervescencia: capacidade dos minerais con carbonatos de desprender burbullas de gas CO 2 cando se lles engade ácido clorhídrico, HCl. 2. Hábito: forma externa coa que aparece un mineral na natureza. 3. Densidade: relación entre a masa (m) dun mineral e o seu volume (V). 4. Dureza: resistencia que ofrece un mineral a ser raiado con algún obxecto o elemento. Expresase cun número que vai de 1 a 10 segundo la escala de Mohs. ESCALA DE DUREZA DE MOHS 1. Talco 2. Xeso 3. Calcita 4. Fluorita 5. Apatito Pode raiarse facilmente Pode raiarse cunha uña Pode raiarse cunha Pode raiarse cunha Raiarse dificilmente cunha uña con máis dificultade moeda de cobre puna de ferro con un coitelo 6. Ortosa 7. Cuarzo 8. Topacio 9. Corindón 10. Diamante Pode raiarse cunha lixa Raia ao vidro. É raiado Pode raiarse por Pode raiarse por un Raiado só por outro para o aceiro por coitelos de aceiro papel abrasivo rubí diamante 5. Exfoliación: capacidade dalgúns minerais de romperse en superficies planas e paralelas ao golpealos. 6. Color da raia: color que deixa un mineral ao raiar sobre unha superficie de porcelana. 7. Brillo: aspecto que presenta un mineral cando se reflexa a luz nel. Pode ser mate, metálico, no metálico adamantino (ou diamantino) ou o céreo (ou graxo). 8. Dobre refracción o birrefrinxencia: propiedade mediante a cal se ve dobre a través de certos minerais transparentes. 9. Magnetismo: un mineral presenta magnetismo cando é atraído por un imán. 1

2 M01 - Xofre M02 - Grafito M03 - Pirita M04 - Esfalerita - Blenda M05 - Cinabrio M06 - Galena M07 - Fluorita M08 - Halita Sal Gema M09 - Silvina M10 - Magnetita M11 - Olixisto - Hematites M12 - Pirolusita ACTIVIDADES. COLECCIÓN DE MINERAIS M13A - Cuarzo ahumado M13B - Cuarzo Azul M13C - Cuarzo Amatista M14A - Cuarzo XX M14B - Cuarzo Rosa M15 - Sílex - Pedernal M16 - Jaspe M17 - Opalo M18 - Limonita (ROCHA) M19 - Bauxita (ROCHA) M20 - Calcita M21 - Aragonito M22 - Siderita M23 - Malaquita - Azurita M24 - Xeso laminar M25 - Xeso fibroso M26 - Xeso alabastro M27 - Baritina M28 - Fosfotita (ROCHA) M29 - Andalucita M30 - Turmalina -Chorlo M31 - Biotita M32 - Lepidorita M33 - Sepiolita - Escuma de mar M34A - Talco M34B - Talco - Rosa do deserto M35 - Serpentinita - Antigorita M36 - Ortosa - Ortoclasa 1. Observa os 40 minerais da lista para tratar de identificar polo menos 15 nun exame de visu. 2. Clasifica os 40 minerais anteriores nas seguintes táboas: Polo seu sistema cristalográfico SISTEMA CUBICO SISTEMA TRIGONAL SISTEMA MONOCÍNICO SISTEMA ORTORROMBICO MINERALOIDES (AMORFOS) SISTEMA TETRAGONAL ROCHAS SISTEMA TRICRLINICO SISTEMA HEXAGONAL Clasificación cristaloquímica segundo H. STRUNZ ELEMENTOS NATIVOS ÓXIDOS E PERÓXIDOS SULFATOS SULFUROS SILICATOS Nesosilicatos: 1. CARBONATOS 7. Ciclosilicatos: Filosilicatos: FOSFATOS Tectosilicatos: 9. 2

3 Unha rocha é "un agregado natural e cohesionado de minerais, mineraloides ou materia orgánica". Esta definición implica dúas condicións: 1. Agregado natural: Os compoñentes chegan a estar xuntos nun proceso natural. 2. Cohesionado: Os minerais o mineraloides deben estar unidos uns a outros. Case todas as rochas son sólidas e formadas por minerais, pero algunhas "rochas especiais" non teñen minerais ou están mesturados con materia orgánica (os carbóns); incluso hai una rocha líquida (o petróleo). Os minerais que normalmente compoñen as rochas denomínanse minerais petroxenéticos. A ciencia xeolóxica que estuda as rochas é a petroloxía. As rochas que están formadas só por un mineral chámanse monominerálicas (ex: caliza); aínda que o normal é que teñan máis dun, denominándose poliminerálicas (ex: granito: cuarzo, ortosa e mica). Neste tema só trataremos as rochas magmáticas ou ígneas proceden da solidificación ou consolidación dun magma cando este se arrefría. Un magma é unha mestura complexa de materiais fundidos a temperaturas entre 700 e 1200 ºC, cunha proporción considerable de compostos volátiles (vapor de auga, CO 2, e compostos de flúor, cloro, xofre, nitróxeno, carbono, etc.) Todos teñen sílice (SiO 2) en maior ou menor concentración. Os magmas poden ter dúas orixes: Unha orixe profunda, no manto ou mesmo o núcleo nos que a altas temperatura funden as rochas. Posteriormente, os magmas resultantes poden ascender ata a litosfera. Unha orixe máis superficial, na litosfera, concretamente en certas zonas onde se producen aumentos locais de temperatura por acumulación de elementos radioactivos que desprenden moita calor ao desintegrarse; ou por choque entre dúas placas litosféricas (ao chocar e rozarse xérase gran cantidade de calor que funde as rocas). Os magmas clasifícanse, pola súa composición, en: ácidos e básicos. Os ácidos teñen moita sílice, son viscosos e dan rocas de cores claras. Os básicos teñen menos sílice, son fluídos e dan rocas de cores escuras. Na composición mineral das rocas ígneas dominan os silicatos, o resto de minerais están en cantidades moi reducidas. A maior parte das rocas ígneas están compostas de varios minerais (3 ó 4 normalmente, raramente máis) pero existen algunhas rocas simples ou monominerálicas. A textura das rocas magmáticas pode ser de varios tipos: Granítica (granuda): é a máis frecuente, aparece cando o magma cristaliza moi lentamente pero con pouco espazo, normalmente no interior da cortiza. Nelas, todos os minerais que forman a roca están cristalizados e preséntanse como grans cristalinos visibles, aproximadamente do mesmo tamaño e unidos intimamente, sen que neles apréciense poros (ocos) nin cemento de unión. Exemplo: granito. Pegmatítica: con cristais moi grosos, da orde de varios centímetros e mesmo de varios metros. Indican unha cristalización lenta e con moito espazo. Ex: pegmatita. Porfídica: con cristais máis ou menos grandes (fenocristales), englobados nunha pasta (amorfa ou de cristais microscópicos) de aspecto homoxéneo. Os fenocristales fórmanse aos poucos, cando o magma vai ascendendo e comeza a arrefriarse; a pasta fórmase por un arrefriado rápido na superficie do resto do magma. Ex: basalto. Vítrea: toda a roca está constituída por unha masa amorfa na que, ás veces, pode haber pequenos cristais e mesmo ocos debido ás burbullas dos gases. Aparece cando os magmas arrefríanse rapidamente no exterior. Exemplo: pumita ou pedra pómez. Tipos de textura das rochas magmáticas. Granítica. Pegmatítica Porfídica (F: Fenocristales; P: pasta amorfa). Vítrea. 3

4 Existen 3 tipos de rochas magmáticas en función do lugar onde se formaron: 1. Plutónicas: consolidadas en grandes profundidades (máis de 500 m), arrefriáronse moi lentamente, polo que todos os seus compoñentes teñen tempo para cristalizar. Atópanse só nas zonas continentais. A súa textura típica é la granítica. Exemplos: granito, sienita, diorita, gabro e peridotita Volcánicas: formadas na superficie cando se producen as erupcións volcánicas, polo que o arrefriamento é moi rápido. Cando a consolidación se inicia no interior e finaliza no exterior, a textura será porfídica; si se realiza completamente no exterior, será vítrea. Ex: basaltos, obsidiana, pumita e andesita Filonianas: consolidadas no interior da cortiza pero a pouca profundidade, xeralmente en gretas. A súa textura acostuma a ser porfídica o pegmatítica. Ex: pórfidos e pegmatitas. TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS PLUTÓNICAS FILONIANAS Granito: De cores claros a intermedios (branconegro). Está composto por cuarzo (sílice pura) e silicatos ricos en sílice: feldespatos (ortosa) e micas (branca ou moscovita e negra ou biotita). Presenta un tamaño de grao de groso a moi groso, debido a un arrefriamento lento do magma. Diorita: Presentar cores branco-negro ou grisverdosos. Está composta fundamentalmente por feldespatos, biotita e outros. Presenta graos grandes. Pórfido con hornblenda: De cor gris con cristais verdosos tubulares. Constituído por unha matriz amorfa de cuarzo-feldespato, con cristais de hornblenda (silicato moi abundante en rochas ígneas). Sienita: De cor rosado (rosa-negro). Composta por minerais pouco densos e de cores claros, como silicatos ricos en sílice (feldespatos), caracterizase por non ter cuarzo. Ten un tamaño de grao similar ao del granito. Gabro: Constituída por minerais densos e escuros. É una rocha pobre en sílice, habitualmente está composta por feldespato, olivino e outros. Presenta un tamaño de grao groso. Pegmatita: A súa cor é claro, branco, rosado ou crema, (segundo a cor da ortosa). A súa composición química é moi similar á do granito. Ten un grao moi groso. 4

5 VOLCÁNICAS Basalto: Ten cores escuros, gris escuro a negro. A súa composición é pobre en sílice, encontrándose feldespatos ou o olivino. Presentan cristais pequenos debido a que sufriron un rápido arrefriamento. Pumita (pedra pómez): Ten unha cor que pode ir do branco-gris, hata o amarelo pálido. é rica en sílice. É una rocha moi característica pola súa baixa densidade, presenta un aspecto poroso, esponxoso ou espumoso (por isto, a veces denominase espuma volcánica). A súa textura é vítrea debido ao arrefriamento rápido do magma en contacto co aire. Obsidiana: De cor negro brillante, gracias a esa cualidade, antes da chegada dos españois a México os maias e aztecas fabricaban espellos con ela. é unha roca rica en sílice. Presenta un tamaño de grao fino debido ao seu arrefriamento rápido. Andesita: É unha rocha escura, negra a grisverdosa. De composición intermedia entre o basalto e a riolita, está composta de feldespatos, biotita e outros minerais. Caracterizase por presentar un grao fino. 2. EXPEREINCIA 1. LOCALIZACIÓN DO EPICENTRO UN SISMO. As ondas P van máis rápidas que las S. Canto máis lonxe estea o foco dun terremoto, máis tempo transcorrera entre a chegada dunhas e outras. A diferenza de tempo entre a chegada das ondas P e S é un dato fundamental para coñecer a distancia á que se produciu un terremoto. A gráfica 1 relaciona a diferenza de tempo entre a chegada das ondas P e S coa distancia percorrida. Debes representar os tempos como segmentos paralelos ao eixo de ordenadas, de forma que un extremo inferior do segmento toque ao eixo de abscisas e o outro á curva. Unha vez representados, lee directamente o valor da distancia ao epicentro no eixo de abscisas. A gráfica 2 corresponde aos sismogramas dun mesmo terremoto recollidos en tres observatorios, un día de agosto de Coa axuda das gráficas 1 e 2, determina a distancia á que se produciu cada un deles e escríbea dentro de cada paréntese. O lugar da superficie terrestre situado xusto encima do foco do terremoto denominase epicentro. Cos datos obtidos dun observatorio, sábese a que distancia se atopa deste, pero non o lugar exacto. Para isto fan falla os datos de tres observatorios. Coa axuda dun compás, marca unha circunferencia arredor de cada un dos observatorios, cuxo radio sexa a distancia calculada á que se produciu o terremoto. As tres circunferencias crúzanse nun so punto. Ese é o lugar onde se atopa o epicentro, é dicir o lugar da superficie encima del foco sísmico. 5

6 Estocolmo (...km) Londres (...km) Madrid (...km) Gráfica 1 Gráfica 2 6

7 7

8 3. EXPEREINCIA 1. DETERMINACIÓN DA HORA EXACTA DUN SISMO. O terremoto de Izmit de 1999 foi un sismo de magnitude 7,50 grados na escala Richter que sacudiu o noroeste de Turquía o 17 de agosto de 1999, as.. hora local. O evento durou 37 segundos, matando arredor de persoas e deixou un saldo de aproximadamente un millón de damnificados sen fogar. Sabendo que os datos da anterior experiencia corresponden a este terremoto e tendo en conta os seguintes datos: - Hora de recepción no sismógrafo de Madrid a primeira onda P as 2:07:03,27 a.m. (Nota: en Turquía é unha hora máis): - As ondas P viaxan a unha velocidade de 9,30 km/s Ondas P: Ondas S: d Madrid-epicentro = v p.t d Madrid-epicentro = v s.(t + Δt P-S) v p = 1,73 v s Restando a hora local de Madrid e o tempo tardou o sismógrafo de Madrid en detectar o sismo poderás determinar a hora exacta da catástrofe. Determina a hora local do país na que se produciu o sismo Ten en conta a diferenza horaria co país de orixe). 4. EXPEREINCIA 1. LOCALIZACIÓN DA PROFUNDIDADE DO HIPOCENTRO DUN SISMO. Aplicando o teorema de Pitágoras e tendo en conta que as ondas P propáganse a unha velocidade de 9,30 km/s pola codia terrestre determina a profundidade do hipocentro con respecto ao sismógrafo de Madrid Nota: Segundo os resultados das experiencias anteriores a distancia entre Madrid e o epicentro foi de 2820,36 km. Madrid d Madrid-epicentro = 2820,36 km Epicentro d=9,30. t (s = v.t) h Hipocentro 5. EXPEREINCIA 1. LOCALIZACIÓN DOS SISMÓGRAFOS E ÚLTIMOS SISMOS. Na web do Instituto Geográfico Nacional, IGN, ( atoparás un enlace que te permitirá coñecer todos os datos dos últimos terremotos ocorridos preto de España ou en todo o planeta. ACTIVIDADE. Accede a páxina web do IGN ao apartado de ACTIVIDADES. Unha vez neste menú entra en INFORMACIÓN SÍSMICA. Aí poderás coñecer os datos de Terremotos próximos (Últimos 30 días) e de Terremotos lejanos (Últimos 10 días). Anota todos os datos do último sismo próximo e o máis afastado ocorrido recentemente. Localiza nesta páxina tamén a localización dos sismógrafos que hai en Galicia e anota a súa situación. 8