A crosta é a camada rochosa mais externa da Terra, de composição distinta. De que é feita a crosta? A resposta a esta pergunta depende se queremos saber de que elementos químicos, minerais ou tipos de rocha ela é feita. Pode ser surpreendente, mas cerca de uma dúzia de elementos químicos, minerais ou tipos de rocha é tudo o que é necessário para descrever aproximadamente 99% da crosta. Este artigo é sobre estes elementos realmente comuns e talvez alguns um pouco menos comuns, mas notáveis blocos de construção do solo sob os nossos pés.
Pedras comuns na crosta. Rochas ígneas na primeira fila: granito, gabbro, basalto. Pedras metamórficas na segunda fila: gneiss, xisto, anfibolito. Rochas sedimentares na terceira fila: arenito, xisto, calcário.
Estes números variam entre diferentes estudos porque realmente não temos maneira de saber ao certo.
Esta é uma estimativa da composição química da crosta com base na nossa compreensão das proporções relativas dos diferentes tipos de rochas na crosta e da sua composição média.
O nosso entendimento é limitado com certeza porque a crosta continental média tem mais de 40 km de espessura, mas não temos como sampleá-la diretamente. As minas mais profundas atingem apenas 4 km e o poço de perfuração mais profundo tem 12 km de profundidade.
| Element | Porcentagem de massa | Minerais comuns | Rolhas comuns |
|---|---|---|---|
| Oxygen | 46,6 | Silicatos, óxidos, etc. O oxigênio é extremamente difundido na crosta e muito reativo também. Parte volumetricamente insignificante de todos os minerais não contém oxigénio. | Almost every common rock type contains oxygen. Apenas corpos de sulfureto de minério e leitos de evaporito são quase livres de oxigénio, mas são volumetricamente relativamente insignificantes. |
| Silício | 27.7 | Silício tem o seu próprio grande grupo de minerais conhecidos como silicatos. Mais de 90% da crosta é composta por minerais silicatos. O silício e o oxigênio são os dois elementos químicos mais comuns na crosta, que também são muito semelhantes um ao outro. O óxido de silício puro é conhecido como quartzo mineral que compõe 12% da crosta. Não existe um único mineral não silicato comum que contenha silício – o silício combina sempre com oxigénio. | Os minerais silicato são os blocos de construção dos tipos de rocha mais comuns (basalto, granito, xisto, gneisse, arenito, etc.). As rochas carbonatadas (calcário, rocha dolomítica) e os evaporitos (rocha gipsita, sal de rocha) são excepções notáveis. Elas não contêm silício se forem puras. Minerais opacos (óxidos e sulfuretos) são freqüentemente componentes menores da maioria dos tipos de rochas. Também são isentos de silício. |
| Alumínio | 8.1 | Muito difundido em minerais silicatos (feldspato, minerais argilosos, mica). Hidróxidos de alumínio (boehmite, diaspore, gibbsite) são economicamente importantes como minerais de minério de alumínio. | Feldspatos são minerais muito comuns na crosta, mais da metade (51%) da crosta é constituída por este grupo mineral. Mica e minerais de argila também são comuns, ambos compreendem cerca de 5% da crosta. Portanto, o alumínio também é extremamente difundido. No entanto, geralmente não é muito concentrado em minerais silicatos. O alumínio tem sido extraído de rochas silicatadas muito raramente. A bauxita, que é laterite rica em alumínio formada em áreas úmidas quentes, contém hidróxidos de alumínio e é extraída principalmente para o alumínio. O alumínio na bauxita é um resíduo da intempérie química das rochas silicatadas. |
| Iron | 5.0 | Iron é um elemento muito difundido nos minerais. Os minerais silicato ricos em ferro são piroxenos, anfibólios, olivina, mica biotita preta, granada, etc. O ferro também é um elemento importante nas rochas sedimentares. É como o alumínio difícil de dissolver e de transportar com água. O ferro é comum em solo laterítico e forma hematita mineral de óxido de ferro cor de ferrugem. A hematita é responsável pela coloração vermelha de muitos minerais e tipos de rochas. O óxido de ferro magnetita é comum como mineral acessório em rochas metamórficas e ígneas. A pirita de sulfureto de ferro é o mineral de sulfureto mais comum. O ferro também ocorre nos carbonatos (siderite, ankerite), minerais argilosos (glauconita, clorita). O ferro é um elemento cromóforo forte, dá uma coloração escura aos minerais hospedeiros. É por isso que a maioria dos piroxenos e anfibólios são negros. | Iron é na verdade o elemento químico mais abundante em toda a Terra, mas a maior parte dele está no núcleo. Basalto, gabbro, anfibolito, greenschist, etc. são as rochas mais notáveis da crosta que contêm muito ferro. Há um grande número de tipos de rochas que contêm quantidade significativa de ferro, mas a maior parte do ferro extraído vem de rochas sedimentares metamorfosadas conhecidas como BIF (formação de ferro por bandas). |
| Cálcio | 3,6 | Cálcio também é muito difundido. Está sempre presente nos feldspatos plagioclase (39% da crosta), mas a quantidade de cálcio varia aí. Os piroxenos e anfibólios mais importantes (augite e hornblende) contêm cálcio. O cálcio ocorre em muitos outros minerais silicatos como granada, epidote, wollastonite, titanite, etc. O cálcio é um constituinte da calcita que é um mineral muito importante principalmente em ambientes sedimentares. O fosfato de cálcio apatite também é um mineral comum. O gesso é um mineral de evaporito importante que é sulfato de cálcio quimicamente hidratado. O fluoreto de cálcio é conhecido como fluorite mineral. | Occurs igualmente bem sucedido em rochas ígneas, sedimentares, e metamórficas. O tipo de rocha calcária especialmente conhecido é o calcário. O seu equivalente metamorfosado é o mármore. O mármore é composto de calcite tal como o calcário. A calcita é um mineral notável. Até a rocha ígnea composta de calcite pura existe. É conhecida como carbonatita, mas é muito rara quando comparada com o calcário e o mármore. O cálcio tende a fazer parte de minerais como plagioclase, piroxenos e anfibólios em rochas ígneas. As principais rochas metamórficas que contêm cálcio são os anfibolitos (basalto metamorfosado, o cálcio é hospedado por hornblende e plagioclase). O fósforo é outra rocha sedimentar importante que contém cálcio (o cálcio é hospedado por apatita mineral fosfato). O cálcio também ocorre nos evaporitos como um gesso mineral. |
| Sódio | 2,8 | Sódio está disseminado em minerais silicato. É um importante constituinte tanto do feldspato alcalino como da plagioclase. Os piroxenos que contêm sódio são relativamente raros. O sódio é um pouco mais difundido nos anfibólios, mas não tanto quanto o cálcio. O conhecido mineral silicato de sódio é a turmalina. O sódio é um componente importante dos feldspatóides, mas tanto os feldspatóides como os minerais do grupo da turmalina são relativamente raros. O principal mineral que contém sódio em ambientes sedimentares é halita (NaCl). | Rochas gigantes e metamórficas que contêm feldspato. Muito do sódio das rochas ígneas e metamórficas desgastadas é dissolvido na água do mar. O sal de rocha é a rocha sedimentar mais importante que contém sódio. |
| Potássio | 2,6 | Potássio e sódio são elementos químicos semelhantes tanto química como geologicamente. O potássio é um importante constituinte dos feldspatos alcalinos. A maioria dos feldspatos alcalinos contém muito mais potássio do que sódio e por isso são frequentemente referidos como feldspatos K. Os minerais silicatos importantes que contêm potássio são micas (5% da crosta). Biotite e moscovite são as micas mais importantes e ambas contêm potássio. O mineral sedimentar mais importante que contém potássio é o silvite (KCl). | Feldspatos alcalinos e micas são rochas comuns em rochas ígneas silicatadas e metamórficas (granito, gneisse, xisto, etc.). Grande parte do potássio das rochas ígneas e metamórficas desgastadas é dissolvido na água do mar. A silvite não é tão comum como a halita (sal de rocha) porque é necessária uma evaporação muito maior para precipitar a silvite. |
| Magnésio | 2.1 | Magnésio é muito difundido no manto sob a crosta. Olivina e piroxeno são os mais importantes minerais que contêm Mg- e estes minerais são também constituintes de algumas rochas da crosta, especialmente as rochas ígneas de cor escura. Os anfibólios também contêm magnésio, mas menos que os piroxenos. O íon de magnésio é semelhante ao ferro em tamanho e, portanto, pode facilmente substituir o ferro na malha dos minerais. É o caso da olivina, dos piroxenos, dos anfibólios e mesmo das micas (a clogopita é uma variedade rica em Mg- de biotita). Minerais importantes ricos em Mg- nas rochas metamórficas são o talco e a serpentina. O magnésio no ambiente sedimentar ocorre principalmente nos carbonatos dolomite e magnesite. Muito magnésio é dissolvido na água do mar. O magnésio é extraído da água do mar. | Importantes rochas ígneas contendo Mg- são rochas ultramáficas (peridotita, piroxenita). As rochas que contêm muitos piroxenos como basalto e gabbro também contêm Mg, mas em menor extensão. As rochas metamórficas ricas em Mg são serpentinita e xisto talco. A rocha sedimentar mais importante que contém Mg é a dolomita, que é um antigo calcário convertido em dolomita pela água meteórica rica em Mg percolando calcário. |
| Outros | 1.5 | Outros elementos comuns na crosta são titânio, hidrogénio, fósforo, manganês, flúor, etc. A sua ocorrência é um pouco mais restrita, mas todos eles são elementos importantes em minerais e rochas. O hidrogênio é na verdade um constituinte extremamente difundido de uma grande variedade de minerais, mas é o elemento químico mais leve e, portanto, não forma uma parte significativa da crosta em massa. | |
Os minerais mais abundantes na crosta
Se esses minerais são realmente tão comuns, todos nós devemos estar mais do que familiarizados com eles. Sim, eu acredito que estamos. Mesmo que não saibamos como nomeá-los, certamente já os vimos. Para a maioria das pessoas, os silicatos mencionados acima são tão drásticos e comuns que provavelmente deixamos de notar ou prestar qualquer atenção a eles. Abaixo está uma seleção de fotos mostrando esses minerais em seus ambientes naturais (afloramentos e amostras de mãos). Eu estou mostrando intencionalmente minerais dentro das rochas porque é assim que eles ocorrem na crosta. Amostras bonitas com caras de cristal perfeitas podem ser bonitas de se ver, mas são raras na crosta. Eu não valorizo tais cristais como um material didático. É extremamente improvável que você os encontre por si mesmo e, portanto, eles nos ensinam muito pouco.
Plagioclase é o mineral mais importante da crosta. É comum em rochas ígneas mafiosas como a amostra de diabásio acima. Os fenocristos alongados brancos em massa basáltica mais fina são cristais de plagioclase. Os cristais negros pertencem ao piroxeno (mineral augite). Tanto o augite como a plagioclase ocorrem também na massa de grão fino. Grandes cristais formaram-se lentamente antes do magma irromper e o resto solidificou-se rapidamente. A plagioclase é tão comum porque as rochas basálticas e seus equivalentes metamórficos são muito difundidos. A maior parte da crosta oceânica é composta por rochas basálticas. A amostra é de Tenerife, Ilhas Canárias. Largura da amostra 14 cm.
Outra amostra de rocha basáltica, mas desta vez com muita olivina. Olivina (verde) é mais densa que a plagioclase e o piroxeno (ambos estão presentes na massa) e por isso afunda no fundo dos fluxos de lava onde se formam as rochas que acumulam a olivina. Esta amostra de basalto olivino é de Oahu, Hawaii. Largura da amostra 6 cm. 
Os minerais de argila são muito pequenos para serem mostrados individualmente. Mesmo com um microscópio leve você verá apenas lama ou pó, dependendo se esses minerais estão molhados ou secos. Os minerais argilosos são silicatos que são os produtos da meteorização de outros minerais silicatos, na sua maioria feldspatos. A fotografia foi tirada numa pedreira de argila na Estónia.
Biotite é um dos dois principais minerais de mica. O outro é moscovite de cor clara. A amostra é de Evje, Noruega. Largura da amostra 11 cm.
Os tipos de rochas mais abundantes na crosta
Rocks são divididos em três grandes grupos: rochas ígneas, metamórficas, e rochas sedimentares. A crosta oceânica é largamente composta por rochas ígneas basálticas que são cobertas por uma fina camada de sedimentos que são mais espessos perto das margens das massas terrestres continentais. A crosta continental é muito mais espessa e antiga. A crosta continental é também muito mais variável e estruturalmente muito complexa. Praticamente todos os tipos de rochas conhecidos pelo homem ocorrem na crosta continental. Até meteoritos, xenólitos do manto e ophiolites (fragmento de crosta oceânica anterior) são constituintes da crosta continental porque foi lá que os encontramos.
Aproximadamente três quartos da crosta continental são cobertos por rochas sedimentares e quase todos são cobertos por sedimentos soltos (solo, areia, terra, etc.). É mais provável que encontremos estes materiais, mas é importante compreender que apesar de serem tão omnipresentes na superfície, constituem apenas cerca de 8% de toda a massa da crosta. Os sedimentos consolidam-se nas rochas sedimentares após o enterro. A areia transforma-se em arenito, a lama calcária em calcário, a argila em argila. As rochas sedimentares são estáveis apenas nas partes superiores da crosta. A alta pressão e temperatura nas partes mais profundas metamorfoseia-as (os minerais recristalizam-se) em várias rochas metamórficas. A maior parte da crosta continental é feita de rochas metamórficas. As rochas ígneas também são comuns na superfície em regiões vulcanicamente ativas, mas também ocorrem mais profundamente na crosta como intrusões graníticas (principalmente).
Sedimentos importantes são areia, argila, lama (mistura úmida de argila e areia fina), e lama calcária. As rochas sedimentares espalhadas são calcários (2% da crosta em volume), arenito (1,7%), argila (4,2%), que são versões literárias dos sedimentos soltos mencionados anteriormente. Os sedimentos químicos como halita e gesso também são importantes, mas seu volume total é claramente inferior a 1% da crosta. As rochas ígneas importantes são granito, granodiorito, gabbro, basalto, diorito, andesito, etc. É muito difícil dizer qual é a percentagem destas rochas. As rochas metamórficas importantes são equivalentes metamorfosados de rochas sedimentares e ígneas disseminadas. As rochas metamórficas comuns são ardósia (pedra metamorfosada), xisto (met. argila, grau superior à ardósia), quartzito (met. arenito), mármore (met. calcário), gneisse (met. rocha ígnea ou rochas sedimentares), anfibolito (met. rochas basálticas).
Sedimentos e rochas sedimentares
Majoridade das rochas carbonatadas foram outrora lama carbonatada no fundo do mar. Esta lama é feita de pequenas conchas carbonatadas de foraminíferos, coccolitóforos, gastrópodes, etc. Esta amostra é uma areia de coral das Bermudas que é composta de pedaços e pedaços de recifes de coral e foram testados. Largura de visão 32 mm.
Sandstone é uma areia litificada. Esta amostra de areia é uma areia de duna do Deserto de Gobi, Mongólia. Largura de visão 10 mm.
Limestone é geralmente composto de restos calcários de formas vivas marinhas. Às vezes eles são suficientemente grandes para serem vistos a olho nu. Aqui está um calcário fossilífero da Estónia (Ordovician) com fósseis de trilobite, brachiopod, bryozoan, etc. Largura da amostra 16 cm.
Gypsum é um mineral evaporativo. Os evaporitos são sedimentos químicos solúveis em água que se cristalizam a partir da água do mar concentrada (alta salinidade) em lagoas. Foto tirada em Chipre.
Sandstone é uma areia litificada. A cor avermelhada deve-se ao pó fino de hematita (óxido de ferro) que cobre os grãos de quartzo formando a maior parte do sedimento. Um afloramento de arenito devoniano na Estónia.
Limestone é um lodo calcário litificado na maioria dos casos. Um afloramento de calcário siluriano em Saaremaa, Estónia.
Mudstone (nomes alternativos são xisto, argila e argilite) é uma lama litificada. Um afloramento na Escócia. Martelo para balança. Lamas são as rochas sedimentares mais comuns.
Mudstone formam-se na maioria dos casos como avalanche subaquática de água lamacenta que se move rapidamente pela encosta continental. Tal fluxo sedimentar é conhecido como corrente de turbidez. A sequência de turbidez é tipicamente composta de muitas camadas alternadas de siltstone (arenito muito fino) e lama. Os sedimentos assentam mais rapidamente do que os minerais argilosos e, portanto, cada corrente é composta por duas camadas distintas (pode haver ainda mais). Aqui está uma imagem do arenito de cor escura e do siltstone de cor clara que se encontra por baixo. Estas amostras são de uma corrente de turbidez da Espanha. As amostras são de um único afloramento, mas não estavam lá uma ao lado da outra. A largura das amostras é de cerca de 20 cm.
Um afloramento de turbidita em Marrocos. Sequências sedimentares como essa eram anteriormente conhecidas como flysch. Este termo é hoje raramente usado porque a explicação de como o flysch se forma está claramente desatualizado agora. Era parte integrante da teoria geosinclinal que tentava explicar o processo de construção da montanha antes de entendermos que existe uma explicação muito melhor conhecida como tectónica de placas.
Rolhas gigantes
Rolhas gigantes são classificadas de acordo com o seu conteúdo de sílica. As rochas que contêm muita sílica são geralmente de cor clara. Os minerais mais importantes são feldspatos e quartzo. Estas rochas são chamadas de rochas félicas (feldspato + sílica). As rochas félicas comuns são granito e rhyolite. As rochas mafiosas são baixas em sílica, mas relativamente altas em magnésio e ferro. São de cor escura e denominadas rochas mafiosas (magnésio + ferro). No entanto, não importa se são félicas ou mafiosas, estas rochas contêm sempre muito mais silício do que magnésio ou ferro. Os minerais importantes nas rochas mafiosas são piroxeno, plagioclase e por vezes também olivina ou anfibólio. Existem também rochas de composição intermédia (diorito e andesito).
As rochas ígneas são ainda classificadas como rochas intrusivas (plutónicas) e extrusivas (vulcânicas). As rochas intrusivas são rochas grosseiras e extrusivas de granulação fina. O granito, diorito e gabbro são rochas intrusivas. Rhyolite, andesite, e basalto são rochas vulcânicas. As rochas félicas são muito mais viscosas e, portanto, relativamente raras vezes se rompem para a superfície. Elas geralmente solidificam como rochas intrusivas. Assim, o granito é um tipo de rocha muito comum, enquanto a riolita não é rara, mas em nenhum lugar é tão difundida como o granito. É diferente com as rochas mafiosas. O magma basáltico é menos viscoso e flui com relativa facilidade para a superfície. O basalto é um tipo de rocha muito comum, especialmente na parte superior da crosta oceânica. O andesita está algures no meio. É um tipo de rocha bastante comum associada ao vulcanismo da zona de subducção, mas não tão comum como o basalto.
A propósito, a composição média da crosta continental é a do andesito. Assim, acreditamos que nos dá uma dica de como se formou a crosta continental. É o vulcanismo da zona de subducção que cria uma composição intermediária de lava menos densa que as rochas basálticas da crosta oceânica e, portanto, não é capaz de mergulhar de volta no manto. Portanto, a crosta continental não é reciclada pela correia transportadora da crosta oceânica e só pode crescer cada vez mais com o passar do tempo.
Rhyolite é um equivalente vulcânico do granito. A amostra da Escócia tem 8 cm de largura.
Gabbro é uma rocha intrusiva mafiosa. A amostra de Chipre (do ophiolite de Troodos que representa a crosta oceânica anterior) tem 7 cm de largura.
Basalto é um equivalente vulcânico de gabbro. A amostra da Irlanda do Norte tem 8 cm de largura.
Andesite é uma rocha vulcânica comum que é intermediária na composição entre rochas mafiosas e felsicas. O mineral branco é plagioclase. A largura da amostra de Santorini é de 7 cm.
Rochas metamórficas
Este tipo de rocha já foi arenito, mas foi enterrada tão profundamente que os grãos de quartzo se fundiram para formar uma dura rocha metamórfica conhecida como quartzito. A amostra é da Irlanda.
Mármore é um calcário metamórfico. É composto por calcite. O afloramento está localizado em Karelia, Rússia.
Schist é uma rocha metamórfica fortemente foliada, muito provavelmente metamorfosada. Foto tirada na Escócia.
Uma amostra manual de xisto da Espanha. Largura da amostra 9 cm.
Chisto clorítico é uma rocha ígnea mafiosa metamorfosada que é rica em clorito mineral de folha verde de silicato de ferro que dá clivagem de ripas à rocha. Largura da amostra 13 cm.
Gneiss é uma rocha metamórfica muito comum. Talvez até um quinto da crosta é composta por rochas gneissicas. Karelia, Rússia. Este espécime tem uma composição de um granito comum: K-feldspato rosa, quartzo cinza e biotita preta. Largura da amostra 11 cm.