Exame de Biologia e Geologia 2025 · Época especial — item III.1, resolvido

Cotação 8 pontosEscolha múltiplaVerificado

Enunciado

Instituto de Avaliação Educativa · prova 702 · 2025 · Época especial

Grupo III

A ilha de Sumatra, na Indonésia, localiza-se numa zona de fronteira entre a Placa Indo-Australiana e a Placa Eurasiática. O contínuo movimento relativo entre as placas levou a que, na parte ocidental de Sumatra, se formasse um arco vulcânico ativo.

Na zona sudeste da ilha de Sumatra, localiza-se o sistema geotérmico de Way Ratai, conhecido pelas suas fontes hidrotermais e pelo seu potencial para a extração de lítio (Li), um elemento químico presente em diversos minerais. O lítio é um recurso natural utilizado na produção de baterias para todo o tipo de equipamentos elétricos e eletrónicos.

Um estudo recente analisou a água das fontes hidrotermais do sistema geotérmico de Way Ratai cujo reservatório é delimitado por falhas e é maioritariamente formado por rocha andesítica. Os resultados do estudo mostraram que a água do reservatório, com uma temperatura entre os $160^{\circ} C$ e os $275^{\circ} C$ , tem uma composição química caracterizada pela presença de sódio (Na) e de cloro (Cl). Além disso, esta água revela ainda um enriquecimento em lítio, proveniente das rochas-reservatório de Way Ratai, cuja remoção é potenciada pela elevada salinidade da água.

A Figura 3 representa esquematicamente o arco vulcânico na zona ocidental de Sumatra e a localização do sistema geotérmico de Way Ratai.

A Figura 4A representa o modelo de enriquecimento em lítio no sistema geotérmico de Way Ratai, e a Figura 4B representa o gráfico relativo à variação da concentração de lítio à medida que a água ascende no sistema geotérmico.

Mapa esquemático da região de Sumatra e de Java, dentro de uma moldura, com a seta do norte («N») à esquerda. Terra a cinzento, mar a branco. Coordenadas: «0º» e «10º S» à esquerda; «100º E» e «110º E» em baixo; escala gráfica «500 km» no canto inferior esquerdo. A ilha de Sumatra, alongada, atravessa o mapa na diagonal, de noroeste para sudeste, com o nome «Sumatra» escrito ao longo dela; ao longo da sua parte ocidental, uma linha com pequenos triângulos pretos — o arco vulcânico — e, paralela a ela, uma linha fina (Zona da Falha de Sumatra). Um ponto preto no extremo sudeste da ilha marca o Sistema geotérmico de Way Ratai. A nordeste, «Placa Eurasiática» (a negrito). No mar, a oeste e a sul de Sumatra e de Java, uma linha grossa curva com pequenos triângulos pretos voltados para a ilha (zona de subdução), que contorna o mapa de noroeste para sudeste; a sudoeste dela, «Placa Indo-Australiana» (a negrito). Legenda à direita: ponto preto — «Sistema geotérmico de Way Ratai»; triângulo — «Vulcão»; linha com triângulos — «Arco vulcânico»; linha fina — «Zona da Falha de Sumatra»; linha grossa com triângulos — «Zona de subdução». — Figura 3

Figura composta por duas partes. 4A (à esquerda, com a etiqueta «4A»): corte esquemático, «Sem Escala», do sistema geotérmico de Way Ratai. À esquerda, um eixo vertical «Profundidade (km)», com a seta para baixo e as marcas «−1,9», «−2,25» e «−3,14». O fundo está preenchido com cruzes («Rochas-reservatório»). No topo, a superfície do terreno, que desce suavemente para a direita até ao «Mar». Ao centro, uma mancha cinzenta alongada na vertical («Reservatório geotérmico»), mais escura em baixo, com setas pretas a subir («Movimento da água termal») até duas fontes hidrotermais à superfície; dentro do reservatório, as temperaturas «160 ºC - 176 ºC» (em cima, à profundidade de cerca de −1,9 km), «186 ºC - 215 ºC» (ao meio, à profundidade de cerca de −2,25 km) e «250 ºC - 275 ºC» (em baixo, à profundidade de cerca de −3,14 km). Por baixo do reservatório, um retângulo «Fonte de calor». No canto superior esquerdo, linhas tracejadas oblíquas («Precipitação»); daí partem setas cinzentas largas, «Água da chuva», que descem obliquamente através das rochas até à base do reservatório. À direita, uma linha tracejada oblíqua, «Falha», e setas cinzentas largas, «Água do mar», que descem a partir do mar ao longo da falha até à base do reservatório, do lado direito. Legenda à direita: fonte hidrotermal (forma escura com vapor); «Reservatório geotérmico» (mancha cinzenta); «Movimento da água termal» (seta preta); «Rochas-reservatório» (quadrado com cruzes). 4B (em baixo à direita, sobreposto ao canto da 4A, com a etiqueta «4B»): gráfico com o eixo vertical «Profundidade (km)», de −4,5 (em baixo) a −2,0 (em cima), com marcas de 0,5 em 0,5, e o eixo horizontal «Li (mg/L)», de 1 a 8; seis pontos, aproximadamente (1,2; −4,05), (4,2; −3,65), (5,5; −3,1), (5,8; −2,6), (7,2; −2,4) e (8,0; −2,15), e uma reta de tendência crescente: a concentração de lítio aumenta à medida que a profundidade diminui. — Figura 4

Baseado em: D. Arrofi et al., «Lithium enrichment in high-enthalpy geothermal system influenced by seawater, Indonesia», Scientific Reports, 2024.

III.1.

De acordo com os dados da Figura 3, a formação do arco vulcânico, localizado na região ocidental de Sumatra, está associada

Resolução explicada

Passo a passo, com o porquê de cada passo.

O ponto de partida. Um arco vulcânico – uma fila de vulcões alinhada e paralela a uma fronteira de placas – é a assinatura de um limite convergente com subdução. O item diz «de acordo com os dados da Figura 3»: a resposta tem de sair do mapa, e o mapa tem tudo o que precisas. Lê a legenda com atenção: há cinco símbolos (o sistema geotérmico, os vulcões, o arco vulcânico, a Zona da Falha de Sumatra e a zona de subdução), e dois deles são as pistas e a armadilha do item.

1.º — ler a Figura 3

A sudoeste de Sumatra e de Java, no mar, há uma linha grossa com triângulos: a zona de subdução, a fronteira entre a Placa Indo-Australiana (a sudoeste) e a Placa Eurasiática (a nordeste).
Ao longo da parte ocidental de Sumatra, paralela à zona de subdução e a algumas centenas de quilómetros dela, há uma linha com os vulcões: o arco vulcânico.
Também paralela, ao longo da ilha, há uma linha fina: a Zona da Falha de Sumatra.

O paralelismo entre a zona de subdução e o arco não é coincidência: é a relação de causa e efeito que o item te pede.

2.º — quem mergulha

Na representação de uma zona de subdução, os triângulos apontam para o lado da placa que fica por cima. Na Figura 3 estão voltados para a ilha, isto é, para a Placa Eurasiática. Logo, é a Placa Indo-Australiana que mergulha sob a Eurasiática. Faz sentido: na zona de subdução, a Placa Indo-Australiana é litosfera oceânica, mais densa, e a Eurasiática tem ali Sumatra, de natureza continental, menos densa. A mais densa é a que mergulha.

3.º — porque é que a subdução faz vulcões

A placa que mergulha leva consigo rochas e sedimentos com água (em minerais hidratados e nos poros). Ao descer para o manto, a pressão e a temperatura aumentam e a placa liberta essa água para o manto que está por cima dela. A água baixa o ponto de fusão das rochas do manto, que sofrem fusão parcial: forma-se magma. Esse magma, menos denso, sobe através da placa que está por cima e alimenta uma fila de vulcões, à superfície, paralela à zona de subdução – o arco vulcânico da parte ocidental de Sumatra. Os vulcões ficam sempre do lado da placa que fica por cima, e não sobre a própria fossa: é preciso que a placa mergulhante chegue a uma certa profundidade para que a fusão aconteça.

Resposta: opção (C).

porque é que as outras opções estão erradas

(A) a movimentos laterais entre as placas – em Sumatra existe, de facto, uma falha com movimento lateral (a Zona da Falha de Sumatra, que está na Figura 3), e é isso que torna esta opção a mais tentadora. Mas os movimentos laterais (limites transformantes, falhas de desligamento) não produzem magma: não há nem descompressão do manto nem entrada de água. Não formam arcos vulcânicos.
(B) a uma atividade vulcânica intraplaca – o vulcanismo intraplaca (pontos quentes, como o Havai) ocorre longe dos limites de placas, alimentado por plumas do manto, e forma alinhamentos de vulcões de idade crescente à medida que a placa se move sobre o ponto quente – não um arco paralelo a uma zona de subdução. Aqui os vulcões acompanham a fronteira entre placas.
(D) à existência de um limite divergente – num limite divergente as placas afastam-se e forma-se uma dorsal ou um rifte, com vulcanismo basáltico, não um arco. A Figura 3 mostra uma zona de subdução, que é um limite convergente.

onde se perdem pontos

Item de escolha múltipla e facultativo: $8$ pontos, tudo ou nada; conta para a nota se ficar entre os quatro melhores dos oito itens facultativos.

Ver a Zona da Falha de Sumatra e escolher (A). A falha existe, mas o que explica os vulcões é a subdução.
Não ler a legenda e não reparar que a linha grossa com triângulos é uma zona de subdução.
Não ler o sentido dos triângulos na linha de subdução: apontam para a placa que fica por cima. Aqui não decide entre as opções, mas noutros itens decide.
Deixar em branco. Errar não desconta; o branco vale $0$ de certeza.
Escrever duas respostas. Os critérios gerais mandam classificar só a que surgir em primeiro lugar.

a regra a fixar

Arco vulcânico (de ilhas ou continental) → subdução → limite convergente. O magma forma-se no manto por cima da placa que mergulha, porque a água libertada pela placa baixa o ponto de fusão; os vulcões ficam paralelos à fossa, do lado da placa que fica por cima. Dorsal → divergente (basaltos); ponto quente → intraplaca; falha transformante → sem vulcanismo.

Tenta primeiro no papel.

Quem lê a resolução antes de tentar acha que percebeu — e volta a errar no exame.

Passo a passo, com o porquê de cada passo.

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Ler um resolve hoje; fazer o tópico inteiro é o que muda a nota.

✓Treinar o tópico inteiro, um a um
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