METAMORFISMO

Metamorfismo é o conjunto de processos geológicos que levam à formação das rochas metamórficas. Esses processos envolvem transformações físicas e químicas sofridas pelas rochas, quando submetidas ao calor e à pressão do interior da Terra. Estas alterações ocorrem no estado sólido, pois a pressão é superior à temperatura.
FACTORES DE METAMORFISMO

• Pressão/Tensão:

> Tensão litostátia - resulta do peso da massa rochosa suprajacente; a partir de 3km de profundidade exerce-se igualmente em todas as direcções; faz diminuir o volume da rocha durante a metamorfização, aumentando a densidade dos minerais.

> Tensão não litostática - resulta de forças tectónicas (compressivas, distensivas ou de cisalhamento); produzem uma orientação preferencial de certos minerias.

• Calor: Devido ao conhecimento que existe sobre a sistematização das rochas metamórficas podem deduzir-se as condições de temperatura e de pressão que condicionaram a génese de uma dada rocha metamórfica. A composição química dos vários minerais ajuda também ao estabelecimento de geotermómetros. O calor pode provir de uma intrusão magmática próxima. Neste caso, a temperatura atingida depende da temperatura de intrusão do magma, natureza do magma, velocidade de cristalização, volume e forma do corpo, etc. O calor pode também ter origem na transferência a partir de zonas profundas da Terra onde ocorrem fenómenos de decaimento radioactivo. A temperatura constitui um dos factores essenciais nos reajustamentos químicos e mineralógicos.

• Fluidos de circulação: O conhecimento da constituição dos fluidos influentes só será atingida quando, conhecida a composição química actual da rocha, for possível reconstituir a composição química primitiva e as condições de temperatura e pressão existentes durante o metamorfismo. Não é difícil compreender que um sedimento argiloso, formado em ambiente aquoso, conserve grande quantidade de água retida na estrutura dos minerais argilosos e nos poros. Obviamente à medida que prossegue a diagénese e passa ao metamorfismo, ocorre a expulsão da água. A importância dos fluídos como factor de metamorfismo torna-se evidente quando se considera que a fase fluída tem a capacidade de dissolver os componentes químicos dos minerais. São esses fluídos os carreadores de substâncias necessárias às reacções químicas, na medida em que, por seu intermédio, as fases sólidas recebem ou perdem os componentes que se transferem de uma fase para outra. Na ausência de fluídos, a velocidade das reacções é muito reduzida.

• Tempo: A determinação do tempo de metamorfismo apoia-se em métodos de datação radioactiva e em critérios estratigráficos. Neste sentido, a duração do metamorfismo não pode ultrapassar o período compreendido entre a idade da formação mais antiga que o sofre e a da formação mais recente que já o não sofre ou que contém mineis ou rochas com esse metamorfismo. A importância do tempo no metamorfismo manifesta-se bem na influência que tem sobre a obtenção de equilíbrio nas reacções químicas. Somente a longa duração do processo de reorganização mineralógica torna possível que as reacções químicas se verifiquem de modo a obter associações de fases em equilíbrio, o caso frequente das rochas metamórficas.

DEFORMAÇÃO DAS ROCHAS (video)

DEFORMAÇÃO DAS ROCHAS

FORMAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES

MINERAIS

MINERAL: corpo sólido, natural, com composição química definida ou variável dentro de certos limites, inorgânico e com textura cristalina característica.

IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS
A composição química e o arranjo estrutural das partículas constituintes dos minerais são próprias de cada mineral.
Pode fazer-se a identificação de minerais recorrendo a determinadas propriedades físicas ou químicas que, de algum modo, reflectem a sua composição e estrutura, fazendo ensaios simples que não implicam equipamento complexo.

• Propriedades físicas: Propriedades ópticas – cor, risca e brilho; Propriedades mecânicas – dureza, clivagem, fractura; Densidade.

COR DOS MINERAIS:
> Idiocromático – mineral que apresenta cor constante.
> Alocromático – mineral que apresenta cor variável
A diversidade da cor pode ser devido à mistura de pequenas quantidades de certos pigmentos, ou devido a variações na composição química, em que certos elementos são substituídos na rede cristalina por outros diferentes.

RISCA OU TRAÇO:
> Cor do mineral reduzido a pó;
> A cor do traço de um mineral não coincide sempre com a sua cor;
> Diferentes variedades da mesma espécie mineral exibem sempre o traço com a mesma cor;
> O traço é uma propriedade constante, enquanto que a cor pode ser uma propriedade variável.

Para se determinar a cor do traço, risca-se com o mineral a superfície despolida de uma porcelana. Método aplicável nos minerais com dureza inferior à da porcelana.

BRILHO OU LUSTRE:
O brilho consiste no efeito produzido pela qualidade e intensidade da luz reflectida numa superfície de fractura recente do mineral.
Os minerais podem ter brilho metálico, brilho intenso semelhante ao observado nos metais e, brilho não metálico ou vulgar, característico dos minerais transparentes ou translúcidos.

CLIVAGEM:
> Tendência de alguns minerais fragmentarem;
> Devido à aplicação de uma força mecânica;
> Segundo superfícies planas e brilhantes, de direcções bem definidas e constantes.
FRACTURA:
> Revela que todas as ligações são igualmente fortes, qualquer que seja a direcção considerada;
> As superfícies de fractura não se repetem paralelamente a si mesmas e podem apresentar diferentes aspectos.

DUREZA:
> Resistência que o mineral oferece ao ser riscado (sulcado) por outro mineral ou por determinados objectos;
> É condicionada pela estrutura e pelo tipo de ligações entre as partículas e, por isso, pode variar com a direcção considerada;
> A determinação da dureza dos minerais é feita em relação aos termos de uma escala de dureza;
> Uma das escalas de dureza relativa mais conhecidas é a escala de Mohs, em homenagem ao mineralogista Friedrich von Mohs; > Esta escala é constituída por 10 termos, colocados por ordem crescente de dureza, desde o menos duro, o talco, até ao diamante, que é o corpo natural mais duro que se conhece;
> Qualquer mineral da escala risca todos os que estão abaixo dele, não sendo riscado por eles;
> Um mineral é mais duro que outro se, e só se, o riscar, sem se deixar riscar por ele;
> Dois minerais têm a mesma dureza se se riscam ou não se riscam mutuamente;
> Determina-se seleccionando-se uma aresta viva, com a qual se experimenta riscar os sucessivos termos da escala de Mohs;
> Os termos da escala devem ser percorridos no sentido decrescente de dureza, para se evitar o constante desgaste dos minerais menos duros
> Quando não se dispõe de uma escala de Mohs, podem utilizar-se diferentes materiais, como:

DENSIDADE:
A densidade absoluta, ou massa volúmica, de uma substância traduz a massa por unidade de volume.
A densidade depende da dureza das partículas (átomos ou iões) que constituem o mineral e do tipo de arranjo dessas partículas.
Para a identificação dos minerais, recorre-se à densidade relativa, podendo utilizar-se qualquer dos métodos usados em física.

Um dos métodos possíveis para avaliar a densidade consiste em determinar:
> o peso do mineral no ar – P
> o peso do mineral mergulhado na água – P’
A diferença P - P’ dá o valor da impulsão (I), ou seja, o valor do peso de um volume de água igual ao volume do mineral mergulhado.

A densidade relativa é calculada através da seguinte fórmula:

• Propiedades químicas: Teste do sabor salgado para a halite (NaCl) ou da efervescência produzida por acção do ácido clorídrico sobre a calcite.

OCUPAÇÃO ANTRÓPICA E PROBLEMAS DE ORDENAMENTO (video)

OCUPAÇÃO ANTRÓPICA E PROBLEMAS DE ORDENAMENTO

MESELSON E STAHL (semiconservativa)

• Quando as bactérias Escherichia coli vivem num meio de cultura normal (com 14N), o seu DNA, depois de extraído e centrifugado, deposita-se mais próximo da superfície do que do fundo do tubo da centrífuga;

• Meselson e Stahl cultivaram Escherichia coli num meio de cultura contendo um isótopo pesado de azoto (15N);

• As bactérias produziram bases azotadas contendo 15N, que ficaram integradas no seu DNA;

• O DNA, depois de extraído, foi centrifugado, verificando-se que era mais denso do que o DNA de bactérias que cresciam em azoto normal (14N), depositando-se próximo do fundo do tubo da centrífuga;

• Depois de várias gerações num meio de cultura com 15N, as bactérias foram transferidas para um meio de cultura com 14N, isto é, um meio normal;

• As bactérias (geração 0 - G0) dividiram-se nesse meio e o processo foi interrompido:

(A) ao fim de 20 minutos (1ª geração - G1) - todas as bactérias G1 apresentavam um DNA de densidade intermédia (entre o DNA só com 15N e o DNA só com14N) 14N15N;

(B) ao fim de 40 minutos (2ª geração - G2) - 50% das bactérias G2 apresentavam um DNA de densidade intermédia (14N15N) e os outros 50% apresentavam um DNA de densidade normal 14N.

As bactérias cultivadas com 15N incorporam esse azoto nos seus nucleótidos, formando um DNA com maior densidade, que se deposita mais próximo do fundo do tubo sujeito a centrifugação. Quando as bactérias são transferidas para um meio de cultura com 14N, utilizam esse azoto para produzirem novas cadeias de DNA.

Assim, na 1ª geração, cada molécula de DNA apresenta uma cadeia de nucleótidos com 15N (que provinha da geração parental) e outra com 14N (formada com nucleótidos que incorporaram o azoto presente no meio). Desta forma, as moléculas de DNA apresentam uma densidade intermédia entre DNA com 15N e DNA com 14N.

REPLICAÇÃO DO DNA - hipóteses

O processo de replicação do DNA assegura tanto a produção de células geneticamente idênticas como a passagem da informação genética ao longo das gerações, em todos os organismos.

• HIPÓTESE SEMICONSERVATIVA: cada uma das cadeias serviria de molde para uma nova cadeia e, consequentemente, cada uma das novas moléculas seria formada por uma cadeia antiga e uma cadeia nova.

• HIPÓTESE CONSERVATIVA: admitia que a molécula de DNA progenitora se mantinha na íntegra, servindo apenas de molde para a formação da molécula filha, a qual seria formada por duas novas cadeias de nucleótidos.


• HIPÓTESE DISPERSA: admitia que cada molécula-filha seria formada por porções da molécula inicial e por regiões sintetizadas de novo.

ALFRED HERSHEY E MARTA CHASE (1953)

Alfred Hershey e Marta Chase utilizaram bacteriófagos - vírus que infectam bactérias. Antes de iniciarem as suas experiências, estes investigadores consideraram que as proteínas da cápsula do vírus não têm fósforo (P), mas apresentam enxofre (S) e que o DNA apresenta na sua constituição fósforo (P), mas não enxofre (S). Isolaram, então, dois lotes de bacteriófagos, que marcaram radioactivamente: num dos lotes marcaram só o enxofre das proteínas (35S) e no outro somente o fósforo do DNA (32P), isto para seguirem o seu trajecto no decurso da experiência.Como apenas o DNA viral penetra nas bactérias, e não as proteínas, pode concluir-se que é o DNA que contém a informação necessária para a produção de novos vírus, reforçando-se a ideia de que o DNA seria o suporte da informação genética, e não as proteínas.

OSWALD AVERY (1944)

O problema deixado na experiência de Griffith era saber qual parte da célula que continha a informação genética que permitia a transformação das bactérias Tipo R em Tipo S.

OSWALD AVERY VIRIA A PROVAR QUE ERA O DNA QUE CONTINHA A INFORMAÇÃO GENÉTICA!

A experiência foi realizada em 1944, e teve como objectivo avaliar qual a molécula presente em amostras de bactérias patogénicas era responsável pela transformação de bactérias não patogénicas em patogénicas.

Desta vez ao contrário de Griffith substituíram as células mortas pelo calor por uma amostra de bactérias lisas (incapaz, por si só, de provocar a doença) e trataram essa amostra com diferentes enzimas, cada uma capaz de destruir um tipo específico de macromolécula.

A experiência revelou que essa amostra mantinha sua capacidade transformante quando tratada com enzimas que degradam proteína ou RNA (Protease), mas perdia essa capacidade quando tratada com enzimas que degradam DNA (DNase).

GRIFFITH (1928)

Os primeiros trabalhos à importância do DNA foram realizados por GRIFFITH, utilizando Pneumonocos, bactéria que causa a Pneumonia. Este concluíu então que existem dois tipos de bactérias:

• Tipo S (patogénica), possui uma cápsula que lhe confere um aspecto liso (smooth) e resistência à fagocitose. Quando se reproduzem originam bactérias do tipo S;

• Tipo R (não patogénica), não possui cápsula tendo por isso um aspecto rugoso (rough) e são destruídas por fagocitose. Quando se reproduzem originam bactérias do tipo R.

A - Introduziram-se as bactérias tipo S nos ratos. Morreram de pneumonia;
B - Introduziram-se as bactérias tipo R nos ratos. Mantêm-se saudáveis;
C - Introduziram-se bactérias tipo S mortas nos ratos. Mantêm-se saudáveis;
D - Introduziram-se bactérias tipo S mortas e bactérias tipo R nos ratos. Morreram de pneumonia. (No sangue dos ratos do quarto grupo, apresentava bactérias Tipo S vivas)

MAS COMO SERIA POSSÍVEL EXISTIREM BACTÉRIAS DO TIPO S VIVAS, NO SANGUE DO RATO?!

Griffith conclui que alguma parte da célula Tipo S morta contaminou as células Tipo R. Restava saber qual parte da célula tinha transferido a informação genética que infectou as bactérias não patogénicas.