CAPÍTULO 12 Gases da atmosfera e placas da litosfera

Fotografia. Dois homens deficientes físicos, com apenas uma perna, sentados em cadeira de rodas especiais. Eles estão em uma quadra de basquete. Um veste uma  camiseta regata branca com a identificação do país (China). Ao lado, o outro asiático é careca, com bigode e cavanhaque e veste uma camiseta regata azul. Ele segura com uma mão a bola de basquete e a outra a roda da cadeira.
De cada 100 mililitros de ar presentes dentro de uma bola, ou de um pneu de cadeira de rodas, 78 mililitros são de gás nitrogênio, 21 mililitros são de gás oxigênio e 1 mililitro é de outros gases. Na foto, jogadores de basquete durante uma partida nos Jogos Para-Asiáticos, realizados na Indonésia, em 2018.

Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Ícone. Vidraria de laboratório.

Objetivo

Mostrar que um dos componentes do ar é necessário para a queima de uma vela.

Você vai precisar de:

  • caixa de palitos de fósforo
  • copo grande de vidro
  • vela menor que o copo

ATENÇÃO!

Peça a ajuda de um adulto para realizar esta atividade.

Procedimento

  1. Coloque a vela sobre uma superfície que não pegue fogo, como o tampo de uma pia.
  2. Peça ao adulto que acenda a vela e coloque sobre ela o copo virado de boca para baixo.
  3. Observe o que acontece com a chama.
  4. Proponha uma explicação para o que você observou.
Ilustração. Destaque para a mão de uma pessoa segurando um copo de cabeça para baixo na direção de uma vela acesa. Na imagem abaixo, a vela está acesa e contida no copo.

Desenvolvimento do tema

1. O ar é uma mistura

Na foto a seguir, são mostrados um frasco com gás oxigênio, outro com gás nitrogênio e um terceiro que contém uma mistura de gás oxigênio e gás nitrogênio. É impossível uma pessoa olhar a mistura e concluir que ela é formada por essas duas substâncias.

Fotografia. Três recipientes de vidro fechados com rolhas. No primeiro tem gás oxigênio, no segundo tem gás nitrogênio e no terceiro tem gás oxigênio + gás nitrogênio.
Nessa foto, os gases oxigênio e nitrogênio estão em recipientes de vidro apenas para mostrar que ambos são incolores, assim como ocorre com a mistura dêsses dois gases. Na prática, as indústrias que separam esses gases do ar atmosférico vendem esses produtos em cilindros metálicos, onde ficam comprimidos até o momento da utilização.

Um gás incolor pode ser só oxigênio ou só nitrogênio. Pode ser também uma mistura de ambos ou, ainda, qualquer outro gás incolor ou mistura de gases incolores.

O ar atmosférico é uma mistura de vários gases. Os dois gases presentes em maior quantidade são o nitrogênio e o oxigênio. É impossível perceber, apenas olhando, que o ar é uma mistura. Na verdade, não conseguimos sequer ver o ar, pois todos os gases que o compõem são incolores.

Por meio de experimentos, os cientistas descobriram quais são os gases que existem na atmosfera do planeta Terra e verificaram as suas propriedades. Se separássemos os componentes do ar contido em cem garrafas iguais, obteríamos o que aparece no esquema.

Os componentes do ar têm diferentes propriedades. Algumas delas são estudadas neste capítulo.

Fluxograma. Quatro balões com texto, conectados por setas. Os elementos do fluxograma permitem o seguinte caminho: Cem garrafas contendo ar separando os componentes por meio de complexos procedimentos, obtêm-se setenta e oito garrafas de gás nitrogênio, vinte e uma garrafas de gás oxigênio, uma garrafa com outros gases menos abundantes, onde se incluiu o gás carbônico.

2. O gás oxigênio

Em 1774, os laboratórios de pesquisa científica, que eram poucos, não tinham equipamentos sofisticados como hoje. Nesse ano, o francês Antoane Lavoazier (1743-1794) conseguiu, em seu laboratório, separar o gás oxigênio do resto do ar. Ele constatou que uma vela podia se queimar caso estivesse num frasco com gás oxigênio, mas se apagava caso fosse colocada num frasco que contivesse somente os demais componentes do ar. Assim, Lavoisier descobriu que o gás oxigênio é necessário para a queima (combustão) de um material.

Contudo, mesmo colocada num frasco fechado contendo gás oxigênio, a vela se apaga depois de alguns instantes. Para explicar isso, Lavoisier propôs que o gás oxigênio é consumido durante a queima da vela e, quando esse gás se acaba dentro do frasco, a vela se apaga por falta dele.

De fato, essa é também a explicação para o resultado do experimento descrito há pouco. A vela coberta com o copo se apaga porque o gás oxigênio, em poucos instantes, é gasto na combustão da vela.

O gás oxigênio é denominado comburente, pelo fato de ser necessário para que ocorra a queima de um certo combustível.

Ilustração. Destaque para a mão de uma pessoa segurando um copo de cabeça para baixo na direção de uma vela acesa. Na imagem ao lado, central, a vela está acesa dentro do copo. Na imagem ao lado, à direita, a vela está apagada dentro do copo.
Esquematização do experimento comentado no texto, em que uma pequena vela acesa é totalmente coberta com um copo de vidro vazio. Após algum tempo, o gás oxigênio acaba e a vela se apaga. NÃO faça esse experimento por conta própria. Peça a um adulto que o realize para você, empregando um copo de vidro transparente, sobre uma superfície não combustível e longe de quaisquer materiais inflamáveis, seguindo as instruções da seção Motivação que abre este capítulo.
Ícone. Pessoa lendo um livro.

ATIVIDADE

Tema para pesquisa

A descoberta do gás oxigênio exemplifica como o avanço da Ciência se deve à contribuição de vários pesquisadores, sendo ela uma atividade colaborativa. Pesquise e relate eventos marcantes na história da descoberta dêsse gás.

A maioria dos seres vivos (inclusive as plantas) necessita do gás oxigênio para respirar. Portanto, a presença dêsse gás na atmosfera é importantíssima para a vida na Terra.

O processo utilizado pelas plantas para obter o próprio alimento — denominado fotossíntese — produz gás oxigênio. Assim, a fotossíntese é fundamental para manter a quantidade de gás oxigênio na atmosfera do planeta Terra e assegurar a sobrevivência dos seres que necessitam dêsse gás para respirar.

Ícone. Dois balões de fala.

ATIVIDADE

Para discussão em grupo

Após a leitura e interpretação do texto a seguir, respondam:

Em qual etapa do funcionamento do motor há aproveitamento da energia do combustível? Em qual há descarte de calor no ambiente?

Ícone. Tarja de fundo preto com texto
branco: ciência e tecnologia

EM DESTAQUE

O motor do automóvel

O motor dos automóveis é projetado para aproveitar a energia liberada na queima do combustível (gasolina, álcool, gás natural ou óleo diesel, conforme o motor), transformando-a em energia do movimento. A maioria dos motores de automóvel tem quatro cilindros, dentro dos quais ocorre a explosão (combustão violenta do combustível). A ilustração a seguir mostra esquematicamente como é um dêsses cilindros.

Esquema. Uma peça (virabrequim) está presa pelo centro e gira em sentido horário dentro de um recipiente circular. Ele está preso em uma de suas extremidades a uma outra peça fina e alongada (biela), conectada a uma estrutura cilíndrica (pistão). Em cima do pistão, uma válvula de entrada, uma válvula de saída e no meio uma peça chamada vela.
Esquema, em córte, de um dos cilindros de um motor de quatro tempos. O virabrequim gira e faz com que o pistão suba e desça. Há uma válvula de entrada, por onde entra a mistura de ar e combustível, e uma válvula de saída, pela qual saem os gases produzidos na queima.

Cada um dos cilindros de um motor trabalha numa sequência de quatro etapas, chamadas de tempos, por isso tal máquina é denominada motor à explosão de quatro tempos. Veja os quatro desenhos a seguir para você ter uma ideia do que acontece em cada um dos tempos.

Esquema. Primeiro tempo: uma peça formada por um virabrequim, que roda em sentido horário. Ele está preso por uma biela. Em cima, um pistão, uma válvula de entrada, uma válvula de saída e no meio uma vela. Do lado esquerdo, próximo à válvula de entrada, tem uma seta representando a mistura de ar e combustível. Uma seta para baixo sinaliza a descida do pistão. Texto: No primeiro tempo, a válvula de entrada está aberta e ocorre a entrada (admissão) da mistura de ar e combustível. Ilustração. Segundo tempo: uma peça formada por um virabrequim, que roda em sentido horário. Ele está preso por uma biela. Em cima, um pistão, uma válvula de entrada, uma válvula de saída e no meio uma vela. Uma seta para cima sinaliza a subida do pistão. Texto: No segundo tempo de funcionamento, o pistão sobe, comprimindo a mistura de ar e combustível. Ilustração. Terceiro tempo: uma peça formada por um virabrequim, que roda em sentido horário. Ele está preso por uma biela. Em cima, um pistão, uma válvula de entrada, uma válvula de saída e no meio uma vela. Uma seta para baixo sinaliza a descida do pistão. Há uma faísca na vela. Texto: No terceiro tempo, a vela produz uma faísca, que detona a mistura. A explosão empurra o pistão para baixo. É o momento em que a energia do combustível é aproveitada. Ilustração. Quarto tempo: uma peça formada por um virabrequim, que roda em sentido horário. Ele está preso por uma biela. Em cima, um pistão, uma válvula de entrada, uma válvula de saída e no meio uma vela. Uma seta para a direita indica saída dos gases produzidos na explosão. O pistão está mais baixo e há uma seta para cima, sinalizando a subida do pistão. Texto: No quarto tempo, o pistão sobe e empurra os gases para fora.

Elaborado com dados obtidos de: Bloomfíild, L. A. How things work: the Physics of everyday life. sexta edição Hoboken: John Wiley, 2016.

Clique no play e acompanhe as informações do vídeo.

Ícone. Grupo com três pessoas.

ATIVIDADE

Trabalho em equipe

Pesquisar os principais combustíveis que a humanidade já utilizou. Em que época foram usados? Ainda são? Causaram algum impacto econômico? Sua produção e seu uso acarretam problemas sociais e ou ou ambientais? Que descobertas científicas e avanços tecnológicos se relacionam ao uso dos combustíveis?

Ícone. Tarja de fundo preto com texto
branco: ciência e tecnologia

EM DESTAQUE

Combustíveis e máquinas térmicas

Desde a pré-história, os seres humanos utilizam o próprio esforço muscular para a realização de tarefas. Com o tempo, alguns animais (como bois e cavalos) passaram a ser empregados em certas atividades, por exemplo, movimentar carroças.

Um passo seguinte foi aproveitar a energia do vento, que possibilitou mover embarcações e moinhos de vento, estes empregados para triturar cereais e movimentar mecanismos que bombeavam água ou realizavam outros trabalhos. De modo similar, a energia de quedas-d'água também foi empregada para acionar diversos dispositivos.

Aconteceu um importante avanço quando a humanidade passou a aproveitar o vapor resultante da fervura da água para movimentar máquinas.

A noção de que é possível produzir movimento a partir do vapor proveniente da ebulição da água já existia no século um (veja a ilustração a seguir). Contudo, máquinas a vapor só foram desenvolvidas no século dezessete e se difundiram a partir do século dezoito, especialmente após o aprimoramento de seu mecanismo pelo matemático e engenheiro britânico djêimes uót (1736-1819).

Ilustração. Objeto esférico com dois tubos curvados em posições opostas. Os tubos estão curvados para a mesma direção. O objeto, suspenso por eixos laterais está em cima de uma fogueira. Linha de chamada e texto: Recipiente de metal em que água líquida é aquecida e entra em ebulição. Desse recipiente, saem dois tubos verticais. Linha de chamada e texto: Tubos pelos quais o vapor-d’água chega ao interior da esfera. Acima, presa nos tubos, uma esfera, que gira ao redor de um eixo. Na parte superior da esfera tem um tubo para a saída do vapor. Linha de chamada e texto: A expansão do vapor provoca o giro da esfera.
A eolípila, máquina demonstrativa construída por Heron de Alexandria, no século um. Água é fervida no recipiente de metal e o vapor liberado é canalizado até uma esfera com dois tubos abertos apontando para direções contrárias. Quando o vapor sai por esses tubos, a esfera gira.

A partir de então, as máquinas a vapor passaram a ser largamente utilizadas em meios de transporte, como trens e navios, e na realização de diversas atividades em fábricas, possibilitando a grande expansão do setor produtivo na segunda metade do século dezoito e na primeira metade do século dezenove, que ficou conhecida como Revolução Industrial.

Os motores a vapor são máquinas térmicas, dispositivos que convertem calor em energia de movimento. Esse tipo de máquina capta a energia térmica proveniente da queima de um combustível, utiliza parte dessa energia para movimentar o mecanismo da máquina e descarta no ambiente o excedente de calor que não foi convertido.

A madeira foi o combustível usado nas primeiras máquinas a vapor. Ela foi substituída, posteriormente, pelo carvão mineral, que libera mais energia por grama. No século vinte, o petróleo e o gás natural assumiram papel de maior importância, como combustíveis, do que o carvão.

As máquinas a vapor são motores a combustão externa, pois a queima não acontece no compartimento interno no qual a água ferve, mas fóra dele. Elas foram precursoras dos motores a combustão interna (como o do automóvel, esquematizado e explicado anteriormente neste capítulo), nos quais a queima do combustível ocorre dentro do compartimento do motor.

Atualmente, motores a combustão interna são muito utilizados, especialmente em veículos.

Entre as desvantagens das máquinas térmicas está o fato de liberarem gases poluentes na atmosfera, entre eles o dióxido de carbono que intensifica o problema do aquecimento global. Elas também, inevitavelmente, durante seu funcionamento, descartam no ambiente uma parte não aproveitada do calor liberado na combustão, causando o que denominamos poluição térmica.

Existem esfórços da indústria para usar motores elétricos em veículos, e já ocorre produção de automóveis elétricos em determinados países. Motores elétricos não são considerados máquinas térmicas, pois utilizam energia elétrica em vez de requererem a queima de combustíveis.

Elaborado com dados obtidos de: Guifórd, C.; kenedí, S.; párquer, P. Science year by year: a visual history, from stone tools to space. Londres: Dorling Kindersley, 2017.

3. O gás nitrogênio

O gás nitrogênio, incolor, componente mais abundante do ar, não é combustível nem comburente. Também não é essencial para a respiração dos seres vivos.

Esse gás possui muitas aplicações importantes nas indústrias. O gás nitrogênio é usado para produzir uma substância gasosa chamada amônia. A amônia serve de matéria-prima para fabricar muitos produtos, como índigo (o corante azul dos djins), espumas para colchões e travesseiros, fertilizantes, ácido nítrico, explosivos (como a pólvora e a dinamite) e náilon (usado em linhas de pesca e em roupas).

Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Ícone. Vidraria de laboratório.

Objetivo

Produzir gás carbônico.

Você vai precisar de:

  • comprimido efervescente
  • meio copo com água

Procedimento

  1. Observe o aspecto da água e do comprimido.
  2. Jogue o comprimido efervescente na água e veja o que ocorre.
  3. Proponha uma explicação para o que você observou.

Desenvolvimento do tema

4. O gás carbônico

No experimento que acabamos de descrever, é produzida uma importante substância chamada gás carbônico. Todos os medicamentos efervescentes, quando são jogados em água, produzem esse gás, cujas bolhas vemos sair assim que eles caem no líquido.

Todas as bebidas gaseificadas — refrigerantes, água com gás, água tônica etcétera — contêm gás carbônico. É ele o gás incolor que fórma as bolhas que vemos quando abrimos a garrafa.

Fotografia. Destaque uma garrafa despejando água  em um copo de vidro transparente. Na água da garrafa e do copo há diversas bolhas.
O gás carbônico está presente nas bebidas gaseificadas, como é o caso da água mineral com gás desta foto.
Fotografia. Um comprimido efervescente dentro de um copo de vidro com líquido transparente. Há várias bolhas saindo do comprimido.
Os medicamentos efervescentes, quando jogados em água, liberam gás carbônico.
Fotografia. Galho com cinco folhas verdes
As plantas usam o gás carbônico do ar no processo de fotossíntese.
Fotografia. Parte traseira de um carro branco, evidenciando dois tubos lado a lado.
O gás carbônico é um dos gases expelidos pelo escapamento de veículos. Ele não tem cor nem cheiro e é produzido na queima de gasolina, álcool e vários outros combustíveis. Pelo escapamento também saem gases altamente tóxicos, como o monóxido de carbono, que também não tem cor nem odor.

O gás carbônico é um gás naturalmente presente na atmosfera do planeta Terra. Ele é fundamental para a vida dos vegetais, que o utilizam no processo de produção do próprio alimento: a fotossíntese.

O gás carbônico não tem cor, não tem cheiro e não é combustível nem comburente. Uma vela acesa colocada em um frasco que contenha apenas gás carbônico se apagará. Por possuir essas características, esse gás é utilizado em extintores de incêndio. Quando esses extintores são usados, o gás carbônico liberado ocupa o lugar do oxigênio. Na falta de oxigênio, a chama se apaga. Lembre-se do experimento da vela coberta com o copo!

Ícone. Tarja de fundo preto com texto
branco: meio ambiente.

5. Poluição do ar

Indústrias, veículos e outras fontes que realizem queima de combustível provocam a poluição do ar. Entre os principais poluentes atmosféricos estão alguns sólidos, dispersos no ar na fórma de pequenas partículas, e alguns gases, como o monóxido de carbono, o dióxido de enxofre, os óxidos de nitrogênio, o ozônio e os vapores de gasolina e de diesel.

O gás carbônico, ou dióxido de carbono, é liberado na queima de combustíveis, como gasolina, diesel, gás, lenha e carvão. Ele não é um gás venenoso na concentração em que existe atualmente na atmosfera e é, até mesmo, essencial à fotossíntese. Um problema sério associado às queimadas e à utilização de grandes quantidades de combustível pela humanidade está no aumento gradual da concentração de gás carbônico na atmosfera. Esse aumento causa a intensificação do chamado efeito estufa (que, como estudado no capítulo anterior, é a retenção no planeta de parte da energia proveniente do Sol), o que tende a provocar um aumento da temperatura média do planeta, fenômeno denominado aquecimento global. Há outros gases envolvidos nesse aquecimento. Suas concentrações no ar são, contudo, bem menores que a do dióxido de carbono.

Fotografia. Imagem mostrando parte da superfície da Terra. Setas indicam uma região azul escura acima da superfície.
Ao contrário do que muitos pensam, nosso estoque de ar não é ilimitado. O espaço entre as duas setas colocadas sobre a foto indica a espessura da camada onde está cêrca de 90% do ar de que dispomos. (A foto foi tirada da Estação Espacial Internacional e mostra a região do Deserto da Líbia, parte mais árida do Deserto do Saara, 2021.)

Monóxido de carbono

Há poluentes que não têm cor nem cheiro, como é o caso do monóxido de carbono, expelido principalmente por veículos. Esse gás inodoro e incolor é altamente tóxico. Quando inalado, interfere na capacidade do sangue de transportar gás oxigênio às diversas partes do corpo.

Os efeitos do envenenamento por monóxido de carbono variam bastante, dependendo da concentração do gás no ar inalado e do tempo que durar a exposição. Pode provocar desde uma ligeira dor de cabeça até problemas visuais, confusão mental e, em casos graves de intoxicação, a morte.

Ícone. Ponto de exclamação. Boxe Curiosidades.

Saiba de onde vêm as palavras

A palavra “atmosfera” vem do grego átmo, gás, e isféra, esfera.

A palavra “poluição” vem do latim , que significa manchar, macular, corromper.

Dióxido de enxofre

A queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral) produz diferentes tipos de gases, entre eles um gás de cheiro forte que irrita a garganta e o nariz, o dióxido de enxofre. Esse gás é altamente agressivo ao sistema res­piratório, podendo agravar problemas respiratórios já existentes e provocar distúrbios como a bronquite. Na atmosfera, transforma-se lentamente em outro poluente, o trióxido de enxofre, que, ao tomar contato com a água, produz a substância chamada ácido sulfúrico. A formação dêsse ácido é frequente nas nuvens das regiões poluídas, o que conduz a um aumento muito grande da acidez da chuva. A chuva ácida pode provocar a destruição de espécies de plantas, matar diversos tipos de animais e de outros organismos, tornar o solo impróprio à agricultura e corroer certos materiais, como o mármore dos monumentos e o ferro dos edifícios e dos automóveis.

Fotografia. Floresta com árvores secas e sem folhas em primeiro plano e árvores com folhas ao fundo.
Floresta danificada por chuva ácida. (Parque Nacional de Yellowstone, estado de Wyoming, Estados Unidos da América, 2019.)

Vapor de combustível não queimado

Combustíveis como a gasolina e o dízel evaporam constantemente dos motores em que são utilizados e dos locais onde são armazenados ou manipulados. Esses vapores de combustível não queimado poluem o ar. Há indícios científicos de que alguns componentes dêsses vapores têm efeito cancerígeno, ou seja, aumentam a probabilidade da incidência de câncer em quem os inala fre­quen­te­mente.

Óxidos de nitrogênio

Quando estão em funcionamento, os motores de veículos liberam substâncias denominadas óxidos de nitro­gênio, capazes de provocar ou agravar problemas respiratórios. Sua presença no ar faz com que a chuva passe a conter ácido nítrico, substância que também contribui para a ocorrência da chuva ácida.

Fotografia. Estátua de um homem esculpida com buracos e parte faltando.
Monumento danificado pela chuva ácida. (Coimbra, Portugal, 2017.)

Partículas sólidas em suspensão

As partículas sólidas que poluem o ar são lançadas nele principalmente pela fumaça produzida nos incêndios florestais e na queima de combustíveis em veículos e indústrias. Por serem muito pequenas, boa parte dessas partículas permanece bastante tempo suspensa no ar, caindo lentamente ou sendo arrastada pela chuva. Além da sujeira que faz, escurecendo edifícios e monumentos, a poluição por partículas em suspensão na atmosfera aumenta a sensibilidade dos pulmões a outros poluentes, o que provoca ou agrava doenças respiratórias, sobretudo em crianças.

Fotografia. Duas chaminés soltando fumaça escura.
A cor escura dessa fumaça deve-se à fuligem (pó do carvão muito fino), poluente prejudicial à saúde pulmonar. Além disso, recobre as folhas das plantas e dificulta a captação de luz para a fotossíntese. (São Petersburgo, Rússia, 2021.)
Fotografia. Uma rosa com pétalas brancas com a extremidade superior com partes avermelhadas dentro de um recipiente de vidro fechado. Ao lado, do lado de fora do recipiente, uma rosa com pétalas vermelhas.
A rosa do frasco, inicialmente igual à outra, foi exposta algumas horas ao dióxido de enxofre (presente no frasco), que tem ação descorante. Esse gás é um poluente tóxico e também desencadeia a chuva ácida.

O ozônio como poluente

Vapor de combustível não queimado e óxidos de nitro­gênio entram em contato no ar e produzem outro poluente, o ozônio, um dos gases responsáveis pelo ardor que sentimos nos olhos em locais em que o ar esteja muito poluído.

Exposição prolongada ao ozônio pode reduzir a capacidade de funcionamento dos pulmões e agravar doenças respiratórias como a asma. Além disso, pode provocar a morte de plantas e o resseca­mento e a quebra de objetos de borracha.

Fotografia. Um vulcão em erupção com lava de cor alaranjada saindo da parte superior e escorrendo pela superfície preta do vulcão.
Vulcões em erupção, além de expelirem lava (material pastoso a altíssimas temperaturas), também lançam no ar gases, entre eles o dióxido de enxofre, e partículas sólidas com aspectos de cinzas. (Vulcão fagradásfiat, Islândia, 2021.)
Fotografia. Quatro pneus automotivos lado a lado.
O ozônio é um poluente bastante tóxico. Também provoca enfraquecimento e deterioração de borrachas. Para evitar que os pneus, que rodam em ambientes com ozônio, sejam atacados por ele, as fábricas colocam na borracha um aditivo chamado antioxidante.
Ícone. Tarja de fundo preto com texto
branco: meio ambiente.

6. A camada de ozônio e a poluição por cê éfe cês

A presença de ozônio no ar próximo à superfície, com o qual os seres vivos têm contato, é, de fato, bastante prejudicial. Mas sua existência na camada de ozônio é benéfica. Essa camada é uma região da atmosfera onde a concentração de ozônio é relativamente maior que em outras altitudes. Situa-se aproximadamente entre 20 e 30 quilômetros de altitude, bem longe dos seres vivos. (Só para você comparar, o pico mais alto da Terra, o Everest, tem cêrca de 9 quilômetros de altitude.)

A camada de ozônio retém boa parte dos raios solares ultravioleta, que são uma espécie de “luz não visível”, impedindo-os de atingir a superfície terrestre. Atuando como um “filtro”, essa camada protege os seres vivos dos efeitos nocivos do ultravioleta. No ser humano, entre esses efeitos estão a redução da capacidade do organismo de combater as doenças e o aumento da probabi­lidade de ter câncer de pele.

As substâncias conhecidas como cê éfe cês (“clorofluorcarbonos”) têm efeito destrutivo sobre a camada de ozônio. A sigla cê éfe cê designa uma substância formada pelos elementos químicos cloro, flúor e carbono. Os cê éfe cês, que não têm cor nem cheiro, foram muito usados em sprays de aerossol, nos quais sua função era a de impulsionar para fóra da lata o produto (desodorante, inseticida etcétera) no momento do uso.

O uso industrial dos cê éfe cês foi praticamente abolido em decorrência de um acôrdo mundial.

Há evidências científicas de que, mesmo após sua eliminação, os cê éfe cês já existentes na atmosfera (porque foram usados ao longo de quase um século) ainda continuarão destruindo a camada de ozônio por um período de tempo. Alguns cientistas falam em anos; outros, em décadas.

Fotografia. Destaque para a mão de uma pessoa com luvas amarelas espirrando aerossol de uma lata. Da lateral da lata, ampliação da informação que diz: Não contém CFC. Não prejudica a camada de ozônio.
Os cê éfe cês não são mais usados em sprays de aerossol. Para essa finalidade, foram substituídos por dois derivados do petróleo, chamados butano e propano.
Ícone. Ponto de exclamação. Boxe Curiosidades.

A eliminação dos cê éfe cês

O Brasil e mais de 130 outros países assinaram um acôrdo, em 1989, comprometendo­‑se a eliminar o uso dos cê éfe cês. Esse acôrdo ficou conhecido como Protocolo de Montreal. Em 2007, a adesão ao acôrdo tinha aumentado para 191 países, que já haviam eliminado 95% do uso de cê éfe cês. Entre 1999 e 2007, o Brasil reduziu o consumo em 97%.

Atualmente, o uso dos cê éfe cês foi praticamente abolido em todo o mundo e o Protocolo de Montreal prossegue em vigor, agora com a meta de eliminar outras substâncias poluentes que têm certa similaridade com os cê éfe cês.

Ícone. Dois balões de fala.

ATIVIDADE

Para discussão em grupo

Qual a importância da camada de ozônio para a vida na Terra?

O que podemos fazer, individual e coletivamente, para preservar essa camada?

Abolir o uso mundial dos cê éfe cês teve mais apoio dos países do que reduzir as emissões de gás carbônico (capítulo anterior). Por quê?

7. Placas litosféricas

No século vinte, os cientistas reuniram evidências suficientes de que a superfície do planeta Terra não é estática. As evidências indicam que os continentes são parte de placas de material rochoso que se movem muito lentamente sobre uma camada mais interna.

Na figura intitulada Esquema da estrutura da Terra, estão representadas camadas que existem no interior do planeta. As perfurações mais profundas já feitas chegaram a pouco mais de 12 quilômetros, mas o centro da Terra está a cêrca de .6370 quilômetros de profundidade. Como, então, os cientistas descobriram a constituição do interior da Terra?

Vamos fazer uma comparação. A velocidade do som é diferente ao se propagar em diferentes materiais. Por exemplo, ele se propaga com velocidade de 340 metros por segundo no ar e .1500 metros por segundo na água líquida. Imagine alguém tocando um pequeno sino dentro de um balde com água. As ondas sonoras produzidas propagam-se nesse líquido com velocidade de .1500 metros por segundo e, ao passar para o ar, a velocidade diminui para 340 metros por segundo. Além disso, ocorre também um fenômeno chamado refração, que é a mudança na direção de propagação das ondas.

Para investigar o interior da Terra, recorre-se, entre outros métodos, ao estudo da propagação das ondas sísmicas, que são ondas produzidas nos terremotos e que se propagam pelo interior do planeta. Elas podem ser monitoradas por estações sísmicas em diferentes locais do planeta. Medem-se, por exemplo, as variações de velocidade e as mudanças de direção dessas ondas. Comparando os dados com o que os cientistas já sabem sobre a propagação das ondas em diferentes materiais, foi possível elaborar o modelo (concepção) do interior do planeta, que está esquematizado a seguir.

Esquema. Figura do planeta Terra com um corte mostrando a parte interna em três tons de amarelo. Na extremidade superior: local de ocorrência de um terremoto. Desse ponto saem setas representando ondas diretas, para a esquerda. As setas são a indicação da direção de propagação das ondas sísmicas. Para baixo, ondas refratadas. Aparelhos, chamados sismógrafos, detectam tremores de terra causados pelas ondas sísmicas
A detecção das ondas sísmicas (em locais distantes de onde ocorreu o terremoto) é fonte de informações sobre o interior da Terra. Ocorre refração, mudança na direção de propagação, quando essas ondas passam de uma camada para outra. (Esquema em córte parcial. Cores fantasiosas.)

Fonte: Shipméãn, J. T. êti áli. An introduction to Physical Science. décima quinta edição Boston: Cengage, 2021. página 631.

Esquema da estrutura da Terra

Esquema. Desenho do planeta Terra esquematizado em corte parcial, indicando as camadas internas em três tons de amarelo. Seta para a direita mostra a ampliação dessas camadas. De dentro para fora. Núcleo interno (amarelo mais intenso), profundidade de 5000 a 6000: (camada mais interna da Terra, constituída predominantemente de ferro sólido; vai de 5150 quilômetros de profundidade até o centro do planeta, que está a 6370 quilômetros de profundidade). Núcleo externo (amarelo claro), profundidade de 3000 a 5000: (camada do planeta constituída predominantemente de ferro derretido; vai de 2900 até 5150 quilômetros de profundidade). Manto (em amarelo alaranjado), profundidade de quase zero até 3000: (camada rochosa que envolve o núcleo externo). Litosfera: (é constituída pela crosta e pela parte superior do manto; sua espessura tem cerca de 100 quilômetros; é ela que contém os continentes e as placas litosféricas). Crosta ( em marrom): (a crosta tem a espessura aproximada de 5 a 10 quilômetros nos oceanos e de 30 a 70 quilômetros nos continentes).
(Cores fantasiosas.)

Fonte: Rrendrix, M. S.; tompison, G. R.; Turk, J. Earth Science: an introduction. terceira edição Boston: Cengage, 2021. página 4, 124,125.

Na Antártida, um enigma

Em 1908, uma expedição britânica à Antártida fez uma impressionante descoberta: havia carvão mineral naquele continente. Essa é uma indicação de que, num passado geológico, lá existiram plantas que, após soterradas, passaram, durante milhões de anos, por transformações que resultaram no carvão mineral.

Algum tempo depois, outra expedição foi enviada para estudar melhor as reservas minerais daquele continente. Durante as escavações, geólogos e paleontólogos encontraram fósseis de animais e de plantas. Até aí, nada de tão impressionante, pois já havia evidências de que, em algumas épocas do passado, a temperatura ao redor de todo o planeta foi um pouco maior, possibilitando a existência de diversas fórmas de vida na Antártida.

O que causou surpresa é que foram encontrados fósseis de animais e de plantas que também viveram, em épocas geológicas passadas, na América do Sul, na África, na Índia e na Austrália! Contudo, a Antártida está a aproximadamente 990 quilômetros da América do Sul, a .4000 quilômetros da África e também a distâncias consideráveis da Índia e da Austrália. Como esses seres vivos teriam migrado de um continente a outro? Durante algum tempo, o enigma referente a esses fósseis parecia sem solução.

Em 1915, o cientista alemão Álfred Véguenar (1880-1930) propôs uma explicação. Ele sugeriu que, no passado geológico, todas as massas de terra continental estavam unidas formando um único continente, a que ele chamou de Pangea (“toda a Terra”, em grego). Como não havia oceanos separando diferentes regiões, fórmas de vida da época puderam se dispersar de uma parte a outra. Há cêrca de 180 milhões de anos, esse gigantesco continente começou a se partir e, gradualmente, as partes resultantes se separaram umas das outras, até chegar às posições atuais.

Esquema. Cinco continentes próximos uns dos outros conectados por quatro cores representando a distribuição de quatro organismos fósseis. Em amarelo, Glossopteris (Permiano), um fóssil vegetal encontrado na América do Sul, na África, na Índia, na Antártida e na Austrália. Em azul, Mesosaurus (Permiano), fóssil de animal similar a um jacaré com cauda longa, encontrado na América do Sul e no sul da África. Em verde, Lystrosaurus (Triássico), fóssil de animal similar a uma morsa gigante com pernas curtas, pele marrom e presas, encontrado na  África, na Índia e na Antártida. Em vermelho, Cynognathus (Triássico), fóssil de animal similar a um cão gigante, com pelo marrom e cauda, encontrado na América do Sul e na região central da África.
Região em que são encontrados fósseis (de quatro espécies extintas) em rochas de composição e idade similares. As porções que formam os atuais continentes estariam unidas, há até cêrca de 180 milhões de anos, formando a Pangea. Os períodos geológicos mencionados abrangem de 299 a 251 milhões de anos atrás (Permiano) e de 251 a 200 milhões de anos atrás (Triássico). Comprimento aproximado dos animais citados: Mesossaurus, 1 métro, Listrossaurus, 1 métro, e Cinognatus, 1,2 métro. Glossópterís era uma planta de 4 a 6 métros de altura. (Cores fantasiosas.)

Fontes: Rrendrix, M. S.; tompison, G. R.; Turk, J. Earth Science: an introduction. terceira edição Boston: Cengage, 2021. página 121; Tarbãck, E. J.; Lutguens, F. K. Earth: An introduction to Physical Geology. décima segunda edição Upper Saddle River: Pearson, 2017. página 40.

A deriva dos continentes

Os geólogos da época de Véguenar acreditavam que a crosta terrestre tinha uma estrutura rígida e imóvel. Por isso, houve uma descrença quase que generalizada nos meios científicos com respeito à teoria que ele propôs.

Véguenar, contudo, não fundamentou sua teoria apenas nas evidências fósseis. Podemos citar pelo menos mais duas constatações que a sustentavam. Ao olhar para o mapa-múndi, percebemos que os contornos dos diversos continentes apresentam um certo encaixe, como se fossem peças de um quebra-cabeça, afastadas umas das outras.

Além disso, Véguenar tinha conhecimento de que diferentes tipos de formações rochosas (caracterizadas pela composição e pela idade) existentes nos continentes de ambos os lados do atual Oceano Atlântico ocorrem em áreas que se correspondem perfeitamente caso juntemos o mapa dos continentes como se fossem peças de um quebra-cabeça. O esquema de correspondência entre formações rochosas de tipos similares exemplifica algumas dessas áreas rochosas.

Segundo Véguenar, essas formações rochosas teriam se formado junto com o continente primitivo, por processos geológicos, e, quando ocorreu o afastamento das diversas porções continentais, as suas faixas de ocorrência se deslocaram juntamente com os continentes para as posições atuais. Essa correspondência também foi observada para, por exemplo, jazidas de carvão mineral, minérios de estanho, gesso e sal-gema.

A proposta de Véguenar ficou conhecida como Teoria da Deriva Continental. Embora explicasse diversas evidências, não foi bem aceita pelos contemporâneos dêsse cientista.

Ilustração. Continentes: América do Sul, África, América do Norte e Europa, unidos e entre eles, a plataforma continental, colorida em azul. No interior dos continentes, há manchas coloridas representando certas formações rochosas antigas. Na América do Norte e Europa, formações rochosas identificadas por laranja. Na América do Sul, formações rochosas azul-clara e, em menor quantidade, verde. Na África, formações rochosas azul-clara, verde e rosa.
No livro A origem dos continentes e oceanos, Véguenar falou da correspondência entre formações rochosas de tipos similares, em idade e composição, encontradas em ambos os lados do Oceano Atlântico. Algumas delas estão indicadas neste esquema, que reconstitui a posição relativa de porções continentais logo após a separação. (Cores fantasiosas.)

Fonte: Grotzinguer, J. P.; djórdan, T. H. Understanding Earth. sétima edição Nova York: Freeman, 2014. página 28.

A deriva dos continentes

Esquema. Imagens do planeta Terra ao longo do tempo. América do Norte colorida em verde, América do Sul em amarelo, África em marrom, Eurásia em rosa, Índia e Austrália em vermelho e Antártida em roxo. 200 milhões de anos atrás: os continentes estavam unidos em formando um único grande bloco chamado Pangea. 150 milhões de anos atrás: os continentes estão um pouco mais afastados. 90 milhões de anos atrás: os continentes começam a se afastar mais, formando: América do Norte, América do Sul, Eurásia, África, Índia, Austrália e Antártida. 50 milhões de anos atrás: os continentes estão mais afastados, formando: América do Norte, América do Sul, Eurásia, África, Índia, Austrália e Antártida. 20 milhões de anos atrás: os continentes estão na configuração atual: América do Norte, América do Sul, Eurásia, África, Índia, Austrália e Antártida.
(Cores fantasiosas.)

Fonte: Tarbãck, E. J.; Lutguens, F. K. Earth: An introduction to Physical Geology. décima segunda edição Upper Saddle River: Pearson, 2017. página 56.

Teoria da Tectônica das Placas

Como poderiam os continentes se movimentar? Isso só seria possível se eles deslizassem sobre o assoalho dos oceanos. E alguns geólogos da época de Véguenar acreditavam que, durante tais deslocamentos, os continentes se partiriam em pedaços devido ao atrito contra esse assoalho.

Álfred Véguenar morreu em 1930 numa nevasca, durante uma expedição científica na Groenlândia. Suas ideias, que não foram bem recebidas por seus contemporâneos, ficaram esquecidas por cêrca de trinta anos. Na década de 1960, novas evidências importantes sobre o passado do planeta foram obtidas, entre elas informações acerca de características magnéticas de algumas rochas. À luz de novos fatos, geólogos voltaram sua atenção para as ideias de Véguenar sobre a deriva dos continentes, as quais, com algumas adaptações, eram capazes de explicar também as novas constatações experimentais.

Assim surgiu a hoje aceita Teoria da Tectônica das Placas (do grego , referente à construção). Segundo ela, a superfície da Terra é constituída de placas litosféricas que se movimentam muito lentamente sobre a camada que existe abaixo delas.

cêrca de 180 milhões de anos, começou a haver a separação do único continente que então existia, a Pangea, em partes que se afastaram umas das outras, convergindo para as posições atuais. As porções continentais hoje conhecidas são parte de placas que continuam se movimentando lentamente.

Representação das placas litosféricas que formam a superfície terrestre

Mapa. Planisfério mostrando os continentes e a toda litosfera dividida em placas. Da esquerda para a direita: Placa do Pacífico, Placa de Nazca, Placa Cocos, Placa Norte-Americana, Placa do Caribe, Placa Sul-Americana, Placa Africana, Placa Antártica, Placa Euro-asiática, Placa das Filipinas, Placa Indo-Australiana ou Australiana e Placa do Pacífico. Setas azuis indicam o encontro ou o afastamento entre as placas. Linhas pontilhadas indicam regiões onde acontecem grandes terremotos: entre a placa do Pacífico e a placa de Nazca. Entre a placa Nazca e o sul a costa oeste da Placa Sul-Americana. Entre a placa do Pacífico com a Placa Norte-Americana. Entre a placa Cocos e a Placa do Caribe. Pequeno trecho entre a Placa Norte-Americana e a Placa Euro-Asiática. Pequeno trecho entre a Placa Sul-Americana e a Placa Antártica. Ao redor da Placa das Filipinas e entre a Placa Australiana e a Placa Euro-Asiática e Placa do Pacífico. Há linhas duplas vermelhas indicando as linhas de fronteiras das placas. No canto inferior esquerdo, rosa dos ventos e barra de escala indicando que 1 centímetro corresponde a 1 mil quatrocentos e oitenta quilômetros.
(Cores fantasiosas.)

Fonte: FERREIRA, G. M. L. Moderno atlas geográfico. sexta edição São Paulo: Moderna, 2016. página 21.

Ícone. Grupo com três pessoas.

ATIVIDADE

Trabalho em equipe

Elaborem um texto que justifique o formato do litoral brasileiro e do litoral oeste africano, usando como fundamentação a Teoria da Tectônica das Placas.

Ícone. Dois balões de fala.

ATIVIDADE

Para discussão em grupo

A Ciência é algo pronto e finalizado ou é um processo contínuo?

Como a elaboração da Teoria da Tectônica das Placas ajuda a justificar essa resposta?

Como nasceram as cordilheiras

Por que as placas litosféricas se movimentam?

A Teoria da Tectônica das Placas propõe que, em alguns locais do planeta, a crosta terrestre é contínua e lentamente formada e, em outros, contínua e lentamente destruída. Por exemplo, na Dorsal Mesoatlântica, uma cordilheira submersa no fundo do Oceano Atlântico (figura A), o magma — uma mistura pastosa e muito quente constituída de “rochas derretidas” pelas altas temperaturas do interior do planeta — vem à superfície, resfria e solidifica. Isso fórma rochas que constituem as placas litosféricas (figura B). Assim, essas placas se formam continuamente nessa região.

Isso está de acôrdo com evidências experimentais de que a América do Sul (que está em uma placa) se afasta da África (que está em outra, que se move em sentido contrário) cêrca de 2 centímetros por ano.

Também concorda com as intensas emanações de calor detectadas nas imediações dessa dorsal, no fundo do oceano, e com o resultado de experimentos em que se determinou a data das rochas do subsolo das ilhas de Ascensão, Santa Helena e São Tomé, que revelou terem se formado há, respectivamente, 1 milhão, 20 milhões e 120 milhões de anos. Veja, na figura A, que a mais nova dessas ilhas está mais próxima da Dorsal Mesoatlântica e a mais antiga se encontra mais distante dela.

No encontro de duas placas litosféricas que se movimentam em sentidos opostos (isto é, uma de encontro à outra), pode ocorrer de uma delas mover-se para debaixo da que vem em sentido contrário. É esse acontecimento que originou as mais altas cadeias de montanhas, como a Cordilheira do Himalaia e a Cordilheira dos Andes.

Esquema. A. Do lado esquerdo, América do Sul. Do lado direito, África. Entre eles, uma linha representando Dorsal Mesoatlântica. Há três picos marcados. Ascenção (1 milhão de anos). São Tomé (120 milhões de anos). Santa Helena (20 milhões de anos).
Cada uma dessas ilhas se formou na dorsal e, devido ao movimento da placa litosférica, distanciou-se dela. Quanto mais longe da dorsal, mais antiga é a ilha. (Cores fantasiosas.)

Fonte: , J. S.; Turk, J.; Turk, A. Physical Science. : Saunders, 1991. página 490.

Esquema. B. Oceano. Embaixo, encontro de duas placas, no encontro forma o Dorsal Mesoatlântica. Abaixo, seta para cima, magma quente sobe e solidifica nas placas.
Na Dorsal Mesoatlântica, o magma esfria e se transforma em rocha sólida. (Esquema em córte. Cores fantasiosas.)

Fonte: Momgomery , C. W. Environmental Geology. décima primeira edição Nova York: McGraw-Hill, 2020. página 53.

Formação da Cordilheira do Himalaia

Esquema. Formação da cordilheira do Himalaia. A camada mais interna: A astenosfera é uma porção do manto abaixo da litosfera. É relativamente plástica (deformável). Acima, litosfera: A litosfera é constituída da crosta e da parte superior do manto. A camada da superfície terrestre é a crosta. A crosta e a litosfera, em contato com a outra placa, afundam e penetram na astenosfera, levando à uma progressiva aproximação entre as duas placas. Entre essas duas placas, o oceano. Para à direita, vulcões em erupção. Na camada da litosfera há gotas de magma: material fundido que sobe. Texto: Há cerca de 60 milhões de anos, a placa que contém o continente indiano (Placa Indo-Australiana) se aproximava da placa da Ásia (placa Euro-Asiática). Abaixo, evidenciando a passagem do tempo. Há um encontro entre duas placas da litosfera, com a supressão do oceano, formando uma falha na crosta, dando origem a Cordilheira do Himalaia. Texto: Há cerca de 20 milhões de anos, como resultado dessa aproximação, estava em formação a Cordilheira do Himalaia.
(Em córte. Cores fantasiosas.)

Fonte: Rrendrix, M. S.; tompison, G. R.; Turk, J. Earth Science: an introduction. terceira edição Boston: Cengage, 2021. página 217.

8. Vulcões, terremotos e tsunamis

Vulcões

Em todo o planeta, as regiões que apresentam maior atividade vulcânica geralmente coincidem com as zonas de encontro entre as placas litosféricas. Mas será que isso é um acaso?

Vulcões são frequentes no encontro de placas litosféricas

Esquema. Camadas do planeta Terra. A camada mais funda: astenosfera. Acima, litosfera e crosta. do lado direito, há uma placa descendente da litosfera, que afunda em direção à astenosfera. Acima dela, magma. Linha de chamada e texto: Material que, ao se derreter, forma o magma. Acima da litosfera, à esquerda: Crosta continental com deformidades. Linha de chamada e texto: Cristalização de magma sob a superfície forma rochas (ígneas intrusivas). Erupção vulcânica forma rochas (ígneas extrusivas). Metamorfismo devido ao calor do magma origina rochas (metamórficas). Para a direita, oceano. Entre o oceano e o vulcão tem uma camada com intemperismo, erosão e deposição de sedimentos e metamorfismo devido à pressão.
(Em córte. Cores fantasiosas.)

Fonte: Tarbãck, E. J.; Lutguens, F. K. Earth: An introduction to Physical Geology. décima segunda edição Upper Saddle River: Pearson, 2017. página 50, 332.

Fotografia. Vulcão em erupção.
A saída de magma pela superfície terrestre é uma erupção vulcânica. Junto, também podem ser expelidos gases (por exemplo, o dióxido de enxofre) e cinzas. Na foto, espessa nuvem de cinzas da erupção do Vulcão de Fogo, na Guatemala, em junho de 2018.

A presença de intensa atividade vulcânica nos encontros entre as placas litosféricas não é mera coincidência e pode ser mais bem compreendida por meio da figura anterior. Nesse encontro, uma das placas — aquela feita de material mais denso — move-se para debaixo da outra e, à medida que desce de encontro às altas temperaturas da astenosfera, sofre fusão, originando magma.

Porções pouco densas de magma sobem e, quando saem pela superfície da crosta, dão origem ao fenômeno do vulcanismo. O magma expelido pelos vulcões recebe o nome de lava.

Terremotos

No encontro de duas placas litosféricas, essas grandes porções rochosas atritam (“esfregam”) uma na outra. Como o deslizamento de uma placa em relação à outra não é perfeito porque as rochas são muito ásperas, de vez em quando acontecem súbitos movimentos de reacomodação das placas. Esses movimentos criam ondas de choque, denominadas ondas sísmicas, que se propagam e fazem a superfície tremer, às vezes a grandes distâncias. O tremor de terra decorrente é chamado de terremoto, sismo ou abalo sísmico.

O foco de um terremoto é o ponto onde se inicia a movimentação que reacomoda as placas. E o epicentro dêsse terremoto é o ponto na superfície que fica bem acima do foco. Um terremoto também pode ocorrer onde há falhas (“trincas”) na crosta terrestre.

Esquema. Uma cidade com casas e prédios. Abaixo do solo, círculos vermelhos de diferentes tamanhos com um mesmo centro, foco. Propagação das ondas sísmicas a partir do foco.  Há uma linha atravessando os círculos representando falha (ruptura da rocha, ao longo da qual as duas partes podem deslizar). Linha da falha na superfície. Do centro dos círculos, uma linha tracejada para cima até a superfície representando o epicentro.
Representação esquemática do foco e do epicentro de um terremoto. (Em córte. Cores fantasiosas.)

Fonte: Momgomery , C. W. Environmental Geology. décima primeira edição Nova York: McGraw-Hill, 2020. página 67.

Tsunamis

Um tsunami é um conjunto de ondas marinhas com altura bem maior que o normal. Pode ser causado por terremotos no fundo do oceano, erupções de vulcões submarinos ou qualquer outro acontecimento que desloque grande quantidade de água.

A figura a seguir esquematiza um tsunami produzido por um terremoto no fundo do oceano. O terremoto movimenta subitamente toda a água que está acima. A superfície do mar oscila bastante e, a partir dêsse local, formam-se ondas mais altas que de costume. Quando essas ondas se aproximam do litoral, onde o mar é menos profundo, toda a vibração da água é transferida para essa menor quantidade de água e as ondas ficam mais altas e mais velozes.

Esquema de tsunami originado por terremoto

Esquema. Mar com ondas para a direita, cada vez maiores em direção à praia. Em alto mar, no assoalho oceânico, falha no fundo do mar onde ocorre um terremoto. Desse ponto saem linhas concêntricas em direção à superfície: Violenta movimentação da água. As ondas ficam mais altas e velozes quando a profundidade do mar diminui. Na praia, podem chegar a vários metros de altura.
Um tsunami causado por um abalo sísmico no fundo do mar tem ondas que, quando se aproximam da praia, tornam-se mais altas, mais “estreitas” e mais velozes. (Em córte. Cores fantasiosas.)

Fonte: Shipméãn, J. T. êti áli. An introduction to Physical Science. décima quinta edição Boston: Cengage, 2021. página 651.

Ícone. Símbolo de internet.

Use a internet

Alguns dos piores tsunamis recentes foram o que se originou no Oceano Índico, perto da ilha de Sumatra, na Indonésia, em 2004, e o que se formou no Oceano Pacífico, próximo ao Japão, em 2011.

Busque imagens referentes a esses fenômenos e perceba seu potencial destrutivo.

Organização de ideias

MAPA CONCEITUAL

Fluxograma. Dezenove balões com texto, conectados com setas. Os elementos do fluxograma permitem os seguintes caminhos: Terra inclui litosfera constituída de placas litosféricas em cujas bordas são comuns vulcões e terremotos. Terra inclui atmosfera contém gás oxigênio, que é necessário à respiração de muitos seres vivos, não é combustível, mas é comburente, é produzido na fotossíntese. Terra inclui atmosfera contém gás nitrogênio, que não é necessário à respiração e não é combustível nem comburente. Terra inclui atmosfera contém gás carbônico que não é necessário à respiração, não é combustível nem comburente, é o gás dos refrigerantes e medicamentos efervescentes, é necessário para a fotossíntese. Terra inclui atmosfera contém outros gases.
Ícone. Lâmpada.

Atividade

Use o que aprendeu

  1. Qual é o gás presente no ar em maior quantidade?
  2. Maçarico de oxiacetileno (oxigênio + acetileno) é o nome dado a um dispositivo usado para fazer solda, isto é, grudar peças de metal. Veja o esquema.
Esquema. Dois cilindros, um laranja com gás acetileno e um azul com gás oxigênio. De cada um deles sai uma mangueira que chega até um maçarico. Da ponta do maçarico sai uma chama

Dois cilindros, um contendo gás acetileno e o outro, gás oxigênio, fornecem gases para que ocorra combustão. A temperatura produzida é tão alta que permite derreter metais e fazer a solda.

  1. Qual dos gases citados é o combustível?
  2. Qual é o papel do outro gás citado?

3. Pesquisas espaciais revelaram que na atmosfera de um certo planeta há apenas gás nitrogênio e gás carbônico.

Você acha que seria possível acender uma vela nesse planeta da mesma maneira que fazemos na Terra? Justifique.

  1. Qual é o nome do gás que vemos sair na fórma de bolhas quando jogamos medicamentos efervescentes em água?
  2. Sobre o gás da resposta da questão anterior:
    1. Que propriedades o tornam útil para uso em extintores de incêndio?
    2. Que produto adquirido em supermercado libera esse gás quando é aberto?
    3. Que importante processo natural consome esse gás?
  3. Que relação existe entre crescimento populacional e poluição ambiental? Explique.
  4. Após estudar poluição do ar, um estudante do 7º ano disse que “ar puro é aquele que contém só gás oxigênio, enquanto ar poluído é o que contém também outros gases”. Comente essa afirmação, dizendo se concorda ou não com ela. Justifique.
  5. Se você fosse um governante e pudesse tomar medidas para evitar a poluição do ambiente, quais seriam as cinco medidas mais importantes escolhidas por você? Justifique-as.
Ícone. Lupa.

Atividade

Explore diferentes linguagens

A critério do professor, estas atividades poderão ser feitas em grupos.

FOTOGRAFIA

1. Observe a foto, que mostra um paciente em atendimento de emergência em ambulância.

Em seguida, pesquise e responda: qual é o gás que está sendo inalado pelo paciente? Com base no que você aprendeu neste capítulo, explique por que esse gás é importante.

Fotografia. Mulher branca segurando máscara transparente na frente do rosto de um homem branco de cabelo preto, blusa laranja e casaco deitado em uma maca

TABELA

As atividades 2 a 5 referem-se à tabela a seguir.

Número aproximado de garrafas de cada gás existente em cada 100 garrafas do gás atmosférico de planetas do Sistema Solar. O que falta para totalizar 100 corresponde a outros gases.

Planeta

Gás oxigênio

Gás nitrogênio

Gás carbônico

Vapor de água

Gás hidrogênio

Gás hélio

Gás argônio

Gás metano

Mercúrio

Vênus

*

3,5

96,4

*

*

Terra

20,9

78,1

*

*

*

*

*

Marte

*

2,7

95,3

*

1

Júpiter

89,8

10,2

*

Saturno

96,3

3,3

*

Urano

82,5

15,2

*

Netuno

80,0

19,0

*

— indica ausência

* indica muito menos de 1 garrafa

Fonte: Elaborada a partir de dados de Reines, W. M. editor. CRC Handbook of Chemistry and Physics. nonagésima sétima edição Boca Raton: CRC Press, 2016, página 14-3.

  1. Na atmosfera de quais planetas existe gás hidrogênio e gás hélio?
  2. Um componente que é comburente está presente nas atmosferas de alguns dêsses planetas. Quais são eles?
  3. Uma vela certamente não queimará se estiver na atmosfera de quais dêsses planetas?
  4. O gás hidrogênio é altamente combustível. Se um fósforo fosse riscado na atmosfera dos planetas que contêm esse gás, haveria risco de toda a atmosfera se incendiar? Por quê?

CARTAZ

Ilustração. Uma placa retangular com a borda vermelha. Texto: O extintor de incêndios só serve para o princípio de um incêndio, quando o fogo ainda está pequeno.

6. Veja a mensagem do cartaz.

Pesquise na internet e em outras fontes de informações que considerar necessárias e explique a razão do conselho dado por esse cartaz. Em sua resposta, não deixe de levar em consideração a segurança da pessoa que está operando o extintor.

  1. O número de telefone dos bombeiros é o mesmo em todas as localidades brasileiras. Em caso de real necessidade, você pode discar esse número de qualquer telefone — e, se usar um orelhão, nem precisa de cartão. Pesquise e responda: qual é o número dos bombeiros?
  2. Os bombeiros classificam os incêndios nas categorias A, B, C e D, de acôrdo com o material que queima. Pesquise que materiais caracterizam cada um dêsses tipos de fogo.
  3. Bombeiros estão atendendo a uma ocorrência numa casa, na qual apenas um televisor ligado está em chamas. Eles devem usar um extintor para que tipo de incêndio? Por quê?
  4. Certo extintor serve para apagar incêndios classes A, B e C e outro apenas para incêndios B e C. Relacione cinco materiais domésticos nos quais um princípio de incêndio pode ser apagado com o primeiro extintor (por alguém treinado para isso), mas não com o segundo.
Versão adaptada acessível

Se necessário, realize a atividade a seguir com um colega.

MAPA

As atividades 11 a 16 referem-se ao mapa a seguir, no qual são indicadas as localizações dos principais vulcões ativos no mundo e das áreas de atividade sísmica intensa e muito intensa.

Localização de alguns vulcões ativos e de áreas de atividade sísmica

Mapa. Planisfério mostrando os continentes. Faixas laranjas escuras e claras representam atividade sísmica: na costa oeste da América do Sul e América do Norte; sul da Europa e da Ásia; leste da Oceania e mais faixas no meio dos oceanos. As faixas mais escuras representam atividade sísmica muito intensa. Pontos pretos representam os vulcões ativos. Mauna Loa e Kilauea no oceano Pacífico. Katmai na América do Norte. Popocatepeti e Mt. Pelée na América Central. Cotopaxi e Ojos del Salado na América do Sul. Vesúvio, Etna e Santorin na Europa. Quilimanjaro na África. Fujiyama e Pinatubo na Ásia e Krakatoa na Oceania. Ao redor dos pontos representando vulcões, áreas de atividade sísmica muito intensa. Na parte inferior esquerda, rosa dos ventos com escala, indicando que 1 centímetro corresponde a dois mil novecentos e oitenta quilômetros.

Fonte: FERREIRA,G. M. L. Moderno atlas geográfico. sexta edição São Paulo: Moderna, 2016. página 21.

11. Compare a localização dos vulcões indicados por pontos pretos no mapa com a borda das placas litosféricas (veja mapa apresentado neste capítulo). Que conclusão é possível tirar?

Versão adaptada acessível

11. Compare a localização dos vulcões indicados por pontos pretos no mapa com a borda das placas litosféricas (retome o mapa "Representação das placas litosféricas que formam a superfície terrestre", apresentado anteriormente neste capítulo). Que conclusão é possível tirar?

  1. Fundamentado no que você aprendeu sobre a movimentação das placas litosféricas, apresente uma justificativa teórica para sua resposta à atividade anterior.
  2. O que significa dizer que determinada região apresenta atividade sísmica?
  3. Qual é a explicação para o fato de as regiões classificadas como tendo atividade sísmica intensa e muito intensa coincidirem com bordas de placas litosféricas?
  4. Neste capítulo, foi comentado que alguns dos piores tsunamis recentes foram o que se originou perto da ilha de Sumatra, em 2004, e o que se formou próximo ao Japão, em 2011.
    1. Localize a ilha de Sumatra e o Japão no mapa apresentado (para isso, pesquise também na internet ou utilize um mapa-múndi político). Há intensa atividade sísmica nessas localidades?
    2. Algum dos vulcões nomeados no mapa fica perto da ilha de Sumatra? E do Japão?
    3. Explique a relação que existe entre atividade sísmica e ocorrência de tsunamis.
  5. Explique por que terremotos, vulcões e tsunamis são raros no Brasil.

Seu aprendizado não termina aqui

Atente para as notícias sobre incêndios que destroem grandes áreas de vegetação (pastos, florestas etc.) em vários locais do país. Identifique a época do ano em que esses incêndios são mais frequentes.

Nessa época do ano, há algo que favoreça esses incêndios?

Ícone. Símbolo de hashtag.

Fechamento da unidade

Isso vai para o nosso blog!

Ícone. Tarja de fundo preto com texto
branco: ciência e tecnologia
Ícone. Lupa.

Tecnologia ao longo da História

A critério do professor, a classe será dividida em grupos e cada um deles criará e manterá um blog na internet sobre a importância do que se aprende em Ciências da Natureza. Nesta atividade, a meta é selecionar informações (acessar, reunir, ler, analisar, debater e escolher as mais relevantes e confiáveis) relacionadas aos tópicos a seguir para incluir no blog.

Ilustração. Quatro adolescentes ao redor de uma mesa, eles vestem uniforme escolar. Menina morena de cabelos castanhos e curtos, ela usa aparelho auditivo e segura um tablet. Ao lado dela, uma menina de cabelo preto e curto, de costas. Em pé, menino negro, olha para as duas e sorri. Na mesa, em frente às meninas, menino branco com cabelo loiro e liso. Do lado dele tem uma mochila verde. Do tablet saem linhas de chamada para quadros coloridos com textos: O que significa o termo tecnologia? (em verde); Quais as tecnologias que mais impactaram a humanidade até hoje? (em vermelho); Que mudanças provocaram na vida das pessoas? E nas atividades ligadas ao trabalho? (em laranja); Essas mudanças são econômicas? Culturais? Sociais? (em azul); Na história da humanidade, a introdução de cada uma das diversas tecnologias (nas categorias uso de ferramentas, máquinas, dispositivos automatizados, computadores e outros equipamentos informatizados, medicamentos, novos materiais etc.) causou melhora ou piora da qualidade de vida? Citem evidências. (em amarelo); Cada tecnologia listada provocou alterações ambientais? Se provocou, quais? (em rosa).