Por que rochas Ígneas tem diferentes tamanhos de cristais?

Geoideias: EarthlearningideaPor que rochas ígneas têm diferentes tamanhos de cristais?Simulando cristalização por resfriamento em diferentes taxasPeça para os alunos fazerem o seguinte:Etiquetar um pedaço de papel, comomostrado no diagrama 1.Certifique-se que algumas lâminas demicroscopia estão no congelador.Derreta alguns grãos de Salol (fenilsalicilato) em banho-maria. Defina atemperatura para que só o Salol derreta –cerca de 45°C. Não aqueça mais ou nãovai funcionar.Tire duas lâminas de microscopia docongelador e, usando uma vareta deagitação, rapidamente coloque algumasgotas do Salol derretido em uma delas ecubra com a outra lâmina fria, comomostrado no diagrama 2. Repita o processocom duas lâminas em temperaturaambiente.Veja o que acontece.Responda às seguintes perguntas: -• em que lâmina se formam primeiroos cristais?• em que lâmina os cristais crescemmais rápido?• em que lâmina são formados oscristais maiores?• Se você tivesse lâminas quentes,você esperaria que os cristais:o Formassem imediatamenteou após algum tempo?o Crescessem rápido ouodevagar?Fossem cristais grandes oupequenos?Anote suas previsões.Teste suas ideias usando lâminas queestiveram em um radiador ou foramimersas em água quente e secas com umatoalha. Repita o procedimento como antese observe cuidadosamente.Aplique os resultados para as amostras derochas ígneas. Algumas rochas ígneas sãofeitas de cristais grandes, elas resfriamlentamente ou rapidamente? A que taxasresfriam as rochas ígneas de cristais finos?Algum magma resfria e cristaliza nasprofundezas da crosta, enquanto algumvem à superfície como lava de vulcões.Como isso afetará o tamanho dos cristaisnas rochas ígneas resultantes?Pequenos cristais de Salol formados por resfriamentorápidoGrandes cristais de Salol formados por resfriamentolento(mostrando também as bolhas de ar)1

Geoideias: EarthlearningideaFicha TécnicaTítulo: Por que rochas ígneas têmdiferentes tamanhos de cristais?Subtítulo: Simulando cristalização porresfriamento em diferentes taxasTópico: Essa atividade pode ser incluídaem aulas sobre o ciclo das rochas paramodelar o resfriamento e a cristalização demagma para formar rochas ígneas.Faixa etária dos alunos: 11 – 18 anosTempo necessário para completar aatividade: 15 – 30 min.Resultados do aprendizado: Os alunospodem:• Ver que os cristais se formamprimeiro na lâmina fria;• Ver que os cristais se formam maisrapidamente na lâmina fria;• Ver que os maiores cristais seformam na lâmina sob temperaturaambiente;• Prever que, em uma lâmina quente,os cristais não se formarãoimediatamente, crescerãolentamente e serão grandes;• Descobrir uma ligação entre taxasde resfriamento e tamanhos doscristais que são produzidos;• Interpretar tamanhos de cristais emuma variedade de rochas ígneas.O magma resfria lentamente paraformar as rochas com cristaisgrandes e rapidamente em lavasnas quais os cristais são muitopequenos para serem vistos a olhonu;• Identificar rochas intrusivas comcristais grandes e rochasextrusivas com cristais pequenos;• Usar os tamanhos dos cristais paraprever as profundidades relativasem que as rochas ígneas secristalizaram;• Perceber que a taxa deresfriamento não é a única variávela afetar a cristalização de rochasígneas.Contexto:Os cristais de Salol fornecem um modelopara representar o tamanho dos cristais emfunção do resfriamento. Os cristais maioresde Salol são formados a partir doresfriamento mais lento e os menores, doresfriamento mais rápido. Rochas ígneasapresentam comportamento bem parecido.Rochas de granulaçcão grossa, como ogranito, são formadas por resfriamentolento em profundidade, enquanto rochasvulcânicas, como o basalto, têm granulaçãofina, indicando que a lava se resfriourapidamente. Note:• Rochas ígneas são classificadas deacordo com seu conteúdo mineral,bem como o tamanho de seuscristais.• Cristais de Salol representam malas texturas reais das rochas.Rochas ígneas geralmente contêmvários minerais que cristalizam emdiferentes velocidades e, assim,possuem tamanhos diferentes. Oscristais de Salol crescemradialmente a partir de um núcleo,enquanto a maior parte dossilicatos em rochas ígneas cresceconcentricamente.• A taxa de resfriamento não é oúnico fator a ser considerado nacristalização por fusão; outrosfatores incluem o conteúdo mineral,o conteúdo de água, a posição nacrosta e o tempo.• Às vezes, essa atividade nãofunciona porque o Salol líquidopode “superresfriar” e resfriar até atemperatura ambiente semcristalizar. E, se eventualmentecristaliza, isso acontece natemperatura errada, produzindo umresultado também errado. Ométodo sugerido reduz aprobabilidade disto acontecer:o Certificar-se de que o Salolestá realmente apenasfundido (se ele foraquecido muito além de100°C, é mais provávelque ele “superresfrie”)o Usar duas lâminasrealmente limpas paracolocar o Salol (sujeiras ouimperfeições nas lâminaspodem provocar acristalização)o Fazer a atividade duasvezes (uma com aslâminas do congelador e à2

Geoideias: Earthlearningideatemperatura ambiente, e asegunda vez, usandolâminas aquecidas. Aomenos uma delas dará aresposta correta).Continuando a atividade:Os alunos podem analisar amostras derochas ígneas, de preferência comsuperfícies polidas, para observar otamanho, a forma e as relações entre oscristais.A modelagem experimental da cristalizaçãode dois produtos químicos pode serdemonstrada pela dissolução dequantidades iguais de sulfato de cobre enitrato de potássio em ácido sulfúricodiluído quente. A solução é resfriada ecolocada em um vidro de relógio paracristalizar. Por razões de segurança, istodeve ser feito pelo professor e não osalunos. (Os alunos não estãoautorizados a utilizar o nitrato depotássio).Princípios fundamentais:• Muitos quilômetros abaixo dasuperfície da Terra, a temperaturaé alta o suficiente para causarfusão parcial. O magma produzidoascende porque é menos densoque as rochas sobrejacentes.• A cristalização do magma podeocorrer dentro de intrusões emdiferentes níveis da crosta, ou emsuperfície, se acontecer extrusão.As intrusões podem serposteriormente expostas nasuperfície devido a processos deintemperismo e erosão.• As rochas ígneas se formam apartir da fusão que podeultrapassar 1000ºC. Esta atividademodela o comportamento domagma em resfriamento, mas emuma temperatura muito menor(cerca de 40ºC).• Lavas extrusivas levam desegundos a semanas para resfriare cristalizar, enquanto magmasintrusivos resfriam e cristalizam decentenas a milhões de anos.• Nenhuma rocha ígnea é idêntica aoutra a menos que ambas tenhamse formado a partir da mesmafusão. Todas elas possuemcaracterísticas únicas.Habilidades cognitivas adquiridas:O resfriamento lento produzindo cristaismaiores e o resfriamento rápido formandocristais menores desenvolve um padrão.Algumas rochas ígneas contêm cristaisgrandes (fenocristais), provocando conflitocognitivo. Explicar os resultados obtidosenvolve metacognição. Aplicar osresultados da atividade aos cristais emrochas ígneas envolve conexão.Lista de materais:• Salol (fenil salicilato),aproximadamente 5 g.• Tubo para ferver• Proveta de 250 ml• 6 lâminas de microscopia (além dealgumas sobressalentes)• Vareta de agitação• Óculos de agitação• Lupa• Microscópio digital, se disponível• Água quente (aquecida numachaleira ou queimador de gás)• Acesso a um congelador ou freezer• Folha de papel colorido ou cartão(de preferência escuro)Links úteis:A Earth Science Education Unitdisponibilizou três videos de cristais deSalol se formando na seção ‘Resources forSchools’ em seu website:http://www.earthscienceeducation.com.Joint Earth Science Education Initiativehttp://www.esta-uk.net/jesei/index.htm.Fonte: Essa atividade é baseada em“Magma – introducing igneous processes’,da série da ESTA ‘The Science of the Earth11-14’. Também faz parte do workshopintitulado ‘O ciclo das rochas dinâmico’, daEarth Science Education Unithttp://www.earthscienceeducation.com.3

Geoideias: Earthlearningidea© Earthlearningidea team. Earthlearningidea busca produzir uma nova ideia de ensino de Ciências da Terra, a cada semana, acusto mínimo, com poucos recursos, para educadores e professores de Geografia ou Ciências de educação básica. Com o intuitode desenvolver uma rede global de apoio, promove-se uma discussão online em torno da ideia. Earthlearningidea tem poucofinanciamento e a maior parte do trabalho é feita por esforço voluntário.Os autores abrem mão dos direitos autorais do conteúdo original contido nesta atividade se ela for utilizada em laboratório ou emsala de aula. Direitos autorais de materiais citados aqui, pertencentes a outras casas publicadoras, encontram-se com asmesmas. Toda organização que desejar usar este material deve contatar a equipe de Earthlearningidea.Foi empenhado o máximo esforço possível para localizar e entrar em contato com os detentores dos direitos dos materiaisincluídos na atividade, com o propósito de obter permissão de uso. Contate-nos, porém, por favor, se você achar que seusdireitos autorais estão sendo desrespeitados; agradecemos toda informação que ajude a atualizar os registros.A tradução/adaptação para Português foi realizada pela equipe do Laboratório de Recursos Didáticos em Geociências doDepartamento de Geociências Aplicadas ao Ensino (LRDG-DGAE) do Instituto de Geociências da Universidade Estadual deCampinas (IG-Unicamp).Se você encontrar alguma dificuldade com a leitura dos documentos, por favor, entre em contato com o grupo Earthlearningideapara obter ajuda. Contate o grupo Earthlearningidea em: info@earthlearningidea.com4