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Aula Prática – Grutas de Naica
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Os Megacristais de Selenite da Serra de Naica
A serra de Naica, no Norte do México, formou-se há cerca de 26 M.a., quando uma bolsa
de magma quente se elevou a partir do interior da Terra, até se alojar a cerca de 1140 m
de profundidade, dobrando as rochas carbonatadas. Simultaneamente, a serra foi
impregnada com fluidos de elevada temperatura ricos em minerais, levando à instalação
de filões de sulfuretos de chumbo, de prata e de zinco. Posteriormente, quando os fluidos
hidrotermais começaram a arrefecer, instalaram-se filões de quartzo, de calcite e de
anidrite. Há cerca de 1 a 2 M.a., forças tectónicas deram origem a fissuras e a fraturas
relacionadas com as três principais falhas que ainda hoje controlam a ascensão dos fluidos
termais. Estes fluidos, altamente mineralizados, conduziram ao desenvolvimento de grutas.
A Figura 1 representa esquematicamente um corte da serra de Naica, estando assinaladas
as grutas, os corpos de minérios e as falhas. Durante um período de cerca de 500 mil
anos, à medida que a temperatura baixava e ocorria a dissolução lenta da anidrite –
mineral semelhante ao gesso, mas desprovido de moléculas de água, ou seja, um sulfato
de cálcio anidro –, foram-se formando grandes cristais de selenite, uma variedade de
gesso. O desenvolvimento destes cristais no interior das grutas foi possível devido a um
mecanismo baseado na diferença de solubilidade entre o gesso e a anidrite a uma
temperatura estável de 58 ºC, como está esquematizado na Figura 2. Na serra de Naica,
no século XIX, teve início a exploração mineira de uma das mais importantes jazidas
mundiais de sulfuretos de chumbo, de zinco e de prata. De modo a permitir os trabalhos
de mineração em zonas antes inundadas, tem sido feito o bombeamento de água para a
superfície, possibilitando também a exploração agrícola na região.
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Propriedades do mineral selenite
Composição química - CaS04-2(H20)
Cor - branca ou incolor
Densidade - 1.5 a 2
Diafaneidade - transparente a translúcida
Fratura – fibrosa
Hábito (forma) - cristal perfeito (prismático
tabular)
Dureza – 2
Risca – branca
Clivagem - perfeita numa das faces
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cristal - crystal - porção de matéria sólida, limitada ou
não por faces planas, cuja estrutura interna se
caracteriza pela repetição periódica de um motivo
(composto por átomos) nas três direções do espaço.
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A formação e desenvolvimento de cristais implicam determinadas
condições do meio.
Os movimentos das partículas dependem não só das condições
internas inerentes à própria natureza das substancias que
cristalizam mas também fatores externos.
Os principais fatores externos que condicionam a formação de
cristais são:
• a agitação do meio em que se formam;
• o tempo; o espaço disponível;
• e a temperatura.
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Quanto mais calmo estiver o meio, quanto mais lento for o
processo e quanto maior for o espaço disponível, mais
desenvolvidos e perfeitos são os cristais obtidos.
As partículas vão-se organizando ordenadamente nas diferentes
direções do espaço, o que determina um crescimento harmónico.
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Abbé Haüy
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A forma dos cristais é dependente das condições envolventes,
mas a estrutura cristalina é constante e independente dessas
condições.
A estrutura cristalina é formada por fiadas de partículas
ordenadas ritmicamente segundo diferentes direções do
espaço. Essas fiadas definem, assim, uma rede em que
existem unidades de forma paralelepipédica que constituem
a malha elementar ou motivo cristalino, unidades essas que
se repetem.
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A estrutura cristalina implica, pois, uma disposição
ordenada dos átomos ou iões, que formam uma rede
tridimensional que segue um modelo geométrico regular e
característico de cada espécie mineral.
A interação das partículas tende a criar uma estrutura
ordenada em que as ligações entre elas sejam tão
numerosas e fortes quanto possível.
Nos cristais, cada partícula é um átomo ou ião que ocupa
uma posição de modo a ordenar-se no espaço segundo
uma rede própria, ficando depois a oscilar em torno da
sua posição de equilíbrio.
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Propriedades como a clivagem, condutibilidade calorífica
e mesmo as diferenças de dureza verificadas em
diferentes direções numa mesma face de um cristal são
facilmente explicadas à luz da teoria reticular.
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Essas propriedades dependem das forças que ligam as
partículas entre si.
Um mineral cliva mais facilmente segundo planos ligados
por forças mais fracas e estes são sempre para elos uns
aos outros.
A forma poliédrica é, geralmente, uma consequência do
arranjo interno das partículas.
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Em grande parte dos cristais, essa forma poliédrica
não é visível.
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Um homem, submetido a aquecimento prévio
de 45ºC na Gruta de Naica, ingere gelo
picado, em intervalos regulares. Os gráficos
relacionam a temperatura da pele, a
temperatura interna e a sudorese nesse
homem, nas condições dadas.
Com base nos dados desses gráficos, é
correto afirmar que...
a) ... a elevação da sudorese provoca um
arrefecimento da pele.
b) .. a redução da temperatura interna
provoca redução da temperatura da
pele.
c) ... a redução da temperatura interna
ocorre simultaneamente com o aumento
da taxa de sudorese.
d) .. o aumento da temperatura da pele
ocorre no momento da ingestão do gelo.
(Selecione a opção correta.)
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Um mamífero que esteja num ambiente frio e húmido, para regular a sua temperatura
corporal, recorrerá a diversos mecanismos. Explique o processo que permite efetuar
essa regulação.
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3. Na área do Pantanal no Brasil, os jacarés aquecem-se ao sol nas margens dos rios
durante o dia e, como a água arrefece mais lentamente do que a terra, submergem à
noite. Essa estratégia dos crocodilos está relacionada com o facto de eles...
a) ... serem ectotérmicos e por isso utilizarem o calor resultante da atividade metabólica
durante a noite.
b) ... serem ectotérmicos, dependendo de fontes externas de calor para a regulação da
temperatura corporal.
c) ... dependerem da água para a fecundação e para o desenvolvimento dos seus ovos.
d) ... apresentarem o corpo revestido por um tegumento que funciona como superfície
respiratória durante a noite e evita a dessecação durante o dia.
e) ... não terem pulmões com uma superfície suficiente para uma troca gasosa eficiente,
necessitando de realizar a absorção de oxigénio a partir da água do meio.
(Selecione a opção correta.)