Exame de Biologia e Geologia 2025 · Época especial — item III.3, resolvido

Cotação 8 pontosSeleçãoVerificado

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.3.

Identifique, de entre as afirmações relativas ao sistema geotérmico de Way Ratai, as três afirmações que interpretam corretamente os dados fornecidos.

Escreva, na folha de respostas, os números selecionados.

Escolhidas: 0 de 3

Resolução explicada

Passo a passo, com o porquê de cada passo.

O ponto de partida. As afirmações pedem que interpretes os dados, e os dados estão em três sítios: o texto do Grupo III, o modelo da Figura 4A (um corte do sistema geotérmico, com temperaturas, caminhos da água e a falha) e o gráfico da Figura 4B (o lítio em função da profundidade). Antes de começar, lê bem o gráfico 4B, porque tem uma particularidade: a profundidade está no eixo vertical, com valores negativos, de −4,5 km em baixo a −2,0 km em cima. Subir no gráfico é ficar menos fundo – o gráfico está desenhado como se estivesses a olhar para o subsolo.

1.º — ler a Figura 4A

Em baixo há uma fonte de calor; por cima, o reservatório geotérmico, com as temperaturas a diminuir de baixo para cima: $250$ – $275^{\circ} C$ a cerca de −3,14 km, $186$ – $215^{\circ} C$ a cerca de −2,25 km e $160$ – $176^{\circ} C$ a cerca de −1,9 km.
A água da chuva infiltra-se a partir da superfície e desce, através das rochas, até à base do reservatório.
A água do mar entra pelo lado do mar e desce ao longo da falha até à base do reservatório.
A água termal sobe (setas pretas) desde a base do reservatório até às fontes hidrotermais, à superfície.

2.º — afirmação I – verdadeira

«O enriquecimento da água em lítio aumenta com a diminuição da profundidade.» No gráfico 4B, o ponto mais profundo (cerca de −4,05 km) tem pouco lítio, cerca de $1, 2 mg/L$ ; à medida que se sobe, o lítio aumenta (cerca de $4, 2$ , $5, 5$ , $5, 8$ , $7, 2$ mg/L), até ao ponto mais superficial (cerca de −2,15 km), com cerca de $8 mg/L$ . A reta de tendência é crescente: quanto menor a profundidade, maior a concentração de lítio. É o que o texto introduz como a variação «à medida que a água ascende»: a água vai-se enriquecendo em lítio enquanto sobe pelas rochas-reservatório. Verdadeira.

3.º — afirmação II – verdadeira

«Associadas ao sistema geotérmico de Way Ratai, existem manifestações de vulcanismo secundário.» O texto e a Figura 4A falam de fontes hidrotermais: nascentes de água quente, aquecida em profundidade por uma fonte de calor de origem magmática, numa região de arco vulcânico ativo. O vulcanismo secundário (ou residual) é o conjunto de manifestações de calor interno que não envolvem a saída de magma: fontes termais, fumarolas (saída de gases e vapor), géiseres (jatos intermitentes de água quente e vapor) e mofetas. Verdadeira.

4.º — afirmação IV – verdadeira

«A água que emerge nas fontes hidrotermais resulta da mistura de água da chuva e de água do mar, que ocorreu a grande profundidade, no sistema geotérmico.» Na Figura 4A, as setas da água da chuva e as setas da água do mar descem ambas até à base do reservatório, a grande profundidade (perto dos −3,14 km), e é aí que se juntam. Depois, a água misturada é aquecida e sobe até às fontes hidrotermais. O texto confirma a mistura: a água do reservatório tem sódio e cloro, a assinatura da água do mar. Verdadeira.

Resposta: I, II e IV.

porque é que III e V são falsas

III – «… numa região da crusta com baixo fluxo térmico.» Falsa. O fluxo térmico é a quantidade de calor interno que chega à superfície por unidade de área e de tempo. Aqui, a água atinge $160$ a $275^{\circ} C$ a apenas 2 a 3 km de profundidade, há uma «fonte de calor» por baixo do reservatório e a região é um arco vulcânico ativo. Tudo indica um fluxo térmico elevado – e é precisamente isso que torna possível um sistema geotérmico.
V – «A água com maior concentração de lítio encontra-se na zona … onde a temperatura é mais elevada.» Falsa. Tens de cruzar as duas figuras. Na 4A, a temperatura mais elevada ( $250$ – $275^{\circ} C$ ) está em baixo, a cerca de −3,14 km. Na 4B, o lítio é máximo em cima, perto dos −2 km, que corresponde à zona onde a temperatura é a mais baixa do reservatório ( $160$ – $176^{\circ} C$ ). A água mais rica em lítio é a mais superficial, não a mais quente. É a afirmação mais tentadora, porque a intuição diz «mais quente dissolve mais» – e, de facto, a temperatura ajuda a dissolver o lítio; mas a concentração acumula-se à medida que a água sobe e contacta com mais rocha.

onde se perdem pontos

Item de seleção e facultativo, $8$ pontos, classificado de forma dicotómica: só a identificação das três afirmações corretas vale os $8$ pontos; conta para a nota se ficar entre os quatro melhores dos oito itens facultativos.

Ler o eixo das profundidades ao contrário. −2,0 é menos profundo do que −4,5. Quem o lê ao contrário inverte a afirmação I.
Aceitar V por intuição («mais quente dissolve mais»). Os dados dizem outra coisa: confere sempre nas figuras.
Não reconhecer as fontes hidrotermais como vulcanismo secundário.
Confundir «fluxo térmico» com «temperatura da água». O fluxo é do calor interno da Terra; a água quente é uma consequência de um fluxo elevado.
Escrever quatro números «por segurança». O enunciado pede três.

a regra a fixar

Quando um item junta um modelo (4A) e um gráfico (4B), cada afirmação cruza os dois: localiza no modelo onde está a temperatura, a água, a falha; lê no gráfico o que muda com a profundidade. Lê sempre os eixos antes dos pontos (sinal, sentido, unidades). E fontes termais, fumarolas, géiseres, mofetas = vulcanismo secundário, típico de regiões com fluxo térmico elevado.

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.

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