Deformação das rochas

As rochas são consideradas como um exemplo de estabilidade e solidez, no entanto, os processos a que estas se encontram sujeitas podem provocar alterações significativas nos materiais geológicos.
Há milhões de anos, que a energia proveniente do interior da Terra provoca a deformação da litosfera. Processo esse que tem sido responsável pela formação das cadeias montanhosas.
A dinâmica da própria litosfera origina forças tectónicas que tendem a deformar os materiais rochosos. Esta deformação pode traduzir-se pelo aparecimento de falhas e dobras nas estruturas geológicas.


As rochas que integram a litosfera, encontram-se sujeitas a forças de tensão. Tensão esta que é considerada a força exercida por unidade de área. Se a mesma força for aplicada em duas superfícies distintas, cada uma delas com diferentes áreas, a tensão aplicada será maior quando a área considerada for menor (vice-versa).
Um estado de tensão pode expressar-se segundo duas componentes, por tensão normal e por tensão cisalhante (tensão de corte). As tensões normais podem ser consideradas compressivas (limites convergentes) ou distensivas (limites divergentes).

Fig. 1 - Diferentes tipos de tensões existentes (imagem extraída de: CienTIC).

A deformação pode corresponder a alterações no volume ou a alterações de forma, ou a ambos, simultaneamente. Para cada tipo de tensão ocorre um tipo de deformação. Existem então diferentes tipos de estados de tensão:

- Estado de tensão compressivo – origina falhas compressivas ou inversas, e dobras;

- Estado de tensão distensivo – origina falhas normais ou extensivas, e estiras;

- Estado de tensão cisalhante - origina falhas de cisalhamento.

Fig. 2 - Estruturas tectónicas originadas pela actuação de diferentes tipos de tensões (imagem extraída de: CienTIC).

Comportamento mecânico das rochas

O resultado da deformação de estruturas geológicas, depende de características estruturais das rochas como a pressão e a temperatura a que estão sujeitas.
O comportamento dos materiais quando sujeitos a estados de tensão pode ser elástico ou plástico.

Comportamento elástico – a deformação é reversível e proporcional ao estado de tensão aplicado. Quando a tesão é cessada, o material recupera a forma inicial.

Comportamento plástico – acima do limite de elasticidade (ponto de cedência), a alteração de forma ou de volume dos materiais mantém-se de modo permanente, ou seja, a deformação é irreversível, o material não volta ao seu estado inicial mesmo que cesse a actuação da tensão. Nestes casos, devido à actuação contínua da tensão, as rochas atingem o limite de resistência máxima (limite de plasticidade), entrando em ruptura.

Resumindo, a resposta dos materiais geológicos desde a superfície até profundidades entre os 15 km e os 20 km, traduz-se num comportamento elástico, seguido de ruptura. Diz-se, neste caso, que a deformação ocorre em regime frágil. Nestas circunstâncias, a deformação pode originar falhas.
A profundidades mais elevadas e sob a acção de grandes tensões, as rochas entram, normalmente, em ruptura mais facilmente – comportamento elástico. Neste caso, a deformação diz-se que ocorre em regime dúctil. Nestes casos, tendem-se a formar dobras como resultado das forças de tensão aplicadas.

Fig. 3 - Comportamentos dos materiais geológicos quando sujeitos a diferentes tipos estados de tensão (imagem extraída de: CienTIC).

Diferentes factores, como a temperatura, tensão (tensões litostáticas e não litostáticas), pressão, composição química e mineralógica e o teor em água, variam com a profundidade, provocando diferentes condições que afectam o comportamento dos materiais geológicos.