A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL

A TERRA, UM PLANETA MUITO
ESPECIAL
•Formação do Sistema Solar
•Teoria Nebular reformulada
A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL
“A Terra é um pequeno planeta do Sistema
Solar, local do Universo onde teve a sua
origem e o seu desenvolvimento. Com a
forma aproximada de uma esfera
achatada nos polos e com um raio médio
de 6371 Km, descreve uma órbita elíptica,
em sentido contrário ao dos ponteiros do
relógio, a uma distância média do sol de
150 milhões de Km. A Terra está de tal
modo posicionada que recebe uma
quantidade de energia radiante do Sol que
torna possível sustentar a vida. Devido à
sua composição e passado geológico, a
Terra produziu um hidrosfera e uma
atmosfera protetora que tem sustentado
inúmeros seres vivos ao longo de milhões
de anos…”
in Programa de Biologia – 10º ano
A Mesopotâmia é uma das regiões
mais conhecidas da nossa história.
Um
dos povos que mais se destacou
nessa
zona, no campo da astronomia, foram
os babilónios.
Criaram várias ferramentas
aritméticas e com elas
desenvolveram
a capacidade de prever os
movimentos dos astros aparentes,
estrelas, planetas, sol, lua e até
eclipses.
Parte de uma tabuleta babilónica de Sippar, construída
em 870 a.C. Actualmente encontra-se no British
Museum
A civilização egípcia usou a
habilidade de observar os astros e
suas posições, para criar o calendário
lunar e solar com 12 meses, 30 dias
cada e um feriado de 5 dias para que
o total tivesse 365 dias. Tudo isso
influenciado pela cheia do rio Nilo,
principal fonte de sobrevivência
egípcia. Posteriormente houve a
construção das enormes pirâmides (há
5000 anos atrás), túmulos dos grandes
faraós. Os seus corredores principais
foram orientados na direção do eixo
de rotação da Terra.
Com isso, acreditavam que o faraó
morto chegava mais rápido até os
deuses…
Com a sua aritmética, os Maias (civilização
que vivia na América Central antes da chegada
de Cristóvão Colombo), faziam cálculos
astronómicos de notável exatidão.
Conheciam os movimentos do Sol, da Lua, de
Vénus e provavelmente de outros astros.
De entre suas construções de pedra destaca-se
o templo de Kukulkan (no México) –
construído no séc. XII. As quatro faces do
templo estão voltadas para os pontos
cardeais. Nos dias 21 de Março e 23 de
Setembro, quando o dia tem exatamente a
mesma duração da noite, o sol (que incide às
17h e 30min sobre o templo em forma de
pirâmide) projeta uma sombra nos degraus
que forma a imagem de Kukulkan, o deus da
serpente emplumada…
Século XX – À descoberta do Universo
A missão Apollo 11 pousou na
superfície
lunar em 20 de Julho de 1969, num
local
chamado "Sea of Tranquility" (Mar da
Tranquilidade).
Neil Armstrong e Edwin Aldrin
tornaram-se
os primeiros homens a caminhar no
solo lunar.
Como se terá
formado o
Universo?
A Teoria mais aceite atualmente é a Teoria do Big-Bang.
Há cerca de 13,8 mil milhões de anos, toda a matéria e energia
estavam concentradas num único ponto, de dimensões reduzidas e
extremamente denso!
E deu-se uma explosão….! O Universo, desde então, continua em
Expansão.
SISTEMA
SOLAR
A Via Láctea é a galáxia onde está localizado o
Sistema Solar. É uma estrutura constituída por
mais
de duzentos biliões de estrelas e tem uma
massa de
cerca de um trilião e 750 biliões de massas
solares…
SISTEMA
SOLAR
FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR-VÍDEO
Formação do SISTEMA SOLAR
Para percebermos como se formou o nosso sistema solar não podemos
focar-nos apenas na geologia… É necessária toda uma abordagem
multidisciplinar…!
Formação do SISTEMA SOLAR
TEORIAS EXPLICATIVAS
“O que hoje está explicado foi, no passado, apenas imaginado.” William Blake
Teoria de Buffon
… O sistema solar formou-se a partir
de um impacto de um cometa com o sol.
Deste choque resultaria a emissão de
filamentos de matéria solar que deram
origem aos restantes planetas …
• Teoria catastrofista
• Pressupunha que o sol tinha de ser mais antigo
que os outros planetas (o que não está
comprovado)…
Formação do SISTEMA SOLAR
Immanuel Kant, pensador alemão que viveu entre 1724 e
1804, foi um dos maiores filósofos de todos os tempos.
Autor de livros como “Crítica da Razão Pura”, ele
influenciou decisivamente o pensamento ocidental em
áreas como a ética e a estética. O que pouca gente sabe
é que ele também foi inovador na astronomia. Em 1755,
Kant escreveu “História Geral da Natureza e Teoria do
Céu”, obra onde introduz princípios que até hoje são a
base das teorias sobre a formação dos planetas e do
sistema solar.
Ele sugeriu que o sistema solar se tinha formado a
partir de uma nuvem (nébula) de pó e gases que
girava em torno de si própria e que terá formado
uma estrela no seu centro. Desta estrela, e de tempos
a tempos, iam-se soltando anéis de matéria que
deram origem aos planetas! HIPÓTESE NEBULAR
Formação do SISTEMA SOLAR
TEORIA NEBULAR REFORMULADA
Hoje sabemos que “estrelas antigas”
explodem e dispersam grandes volumes
de
material sob a forma de gases e poeiras
…
e assim se formam nébulas…
Nébula = “berços” de estrelas e planetas
Mas como adquiriu o nosso sistema
solar as características que tem a
partir de uma nuvem de gases e
poeiras?
AUMENTA A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA
NÉBULA
QUE COMEÇA A ADQUIRIR UMA
CONFIGURAÇÃO
MAIS PLANA, SEMELHANTE A UM DISCO!!!
O material mais denso começa cada vez mais a
concentrar-se no centro da nébula e inicia-se a
formação de uma protoestrela – o nosso futuro
SOL
(desde logo se iniciam fenómenos de fusão
nuclear gerando-se um
aumento de temperatura)
Desde o princípio da contração da nebulosa solar até à formação
do disco
protoplanetário terão passado 100 mil anos; Até ao início das
reações
termonucleares no interior da estrela terão passado 10 milhões de
anos.
A nebulosa encontra-se agora
mais quente
na região interna, junto ao
protossol, e mais
fria na região externa (gradiente
de
Temperatura)
Os elementos com maiores
temperaturas de
condensação irão condensar na
parte mais
interna do disco nebular (ex:
Metais – Fe; Ni; Al; e silicatos –
material que constitui as
rochas),
Os elementos com
menores temperaturas
de
condensação irão
condensar na parte mais
externa do disco nebular
(gases)
A distribuição dos materiais da nébula solar foi condicionada pela distância ao sol, dando origem a
corpos com características diferentes. Perto do sol, a altas temperaturas , acumularam-se , materiais
de ponto de fusão mais alto, como ferro e silicatos (planetas rochosos ou telúricos). A radiação
emitida pelo sol (vento solar) afastou os elementos químicos menos densos… Mais longe da estrela,
a baixas temperaturas, acumularam-se principalmente materiais de baixo ponto de fusão (planetas
gasosos ou gigantes) e enormes quantidades de hélio e hidrogénio
Vento solar
Assim, Mercúrio, Vénus, Terra e
Marte são pequenos e rochosos,
mais densos, formados
essencialmente por ferro e
silicatos…
Os planetas longínquos são ricos em substâncias voláteis
(mantém-se gasosas a baixas temperaturas), pouco
densas (as mais densas já condensaram, mais perto do sol) e muito
pobres em metais e silicatos (julga-se que tenham
pequenos núcleos rochosos). Como são de grandes
dimensões, têm força gravítica suficiente para reter os
gases mais leves da nébula!
A atração gravitacional continuou e
pequenas poeiras e partículas sólidas
colidem umas com as outras formando
corpos cada vez maiores (PLANETESIMAIS)
e, por isso, com maior força gravítica…
Os planetesimais maiores atraem outros
mais pequenos e assim se vão sucedendo
as colisões e a formação de planetesimais
cada vez maiores: PROTOPLANETAS!
Os planetas gasosos, cada vez maiores, tinham uma força
gravítica suficiente para ir retendo mais e mais gases da antiga
nébula …
Entre Marte e Júpiter
sobreviveu
ainda a chamada cintura de
asteroides. Ao que tudo
indica
são protoplanetas que
nunca
chegaram a formar um
planeta
devido às perturbações
gravitacionais causadas por
Júpiter.
FACTOS QUE
COMPROVAM
A TEORIA
NEBULAR
Nuvens de gases e poeiras são
comuns no Universo, inclusive na
nossa galáxia. São constituídas
por
hélio, hidrogénio e partícula de
silicatos…
Fora do nosso sistema solar já foram
observadas estrelas rodeadas de um
disco
de gás e poeira …
Todos os astros do Sistema Solar têm
aproximadamente a mesma idade (4600
M.a.), o que indicia uma origem comum…
As órbitas dos planetas
encontram-se no mesmo
plano que está alinhado com o
plano
equatorial do sol – sugere
que a sua formação se deu
partir de um disco achatado…
Todos os planetas executam o seu
movimento de translação na mesma
direção
– este facto indica que os planetas terão mantido a
direção do movimento da nébula que os
originou…
À exceção de Vénus e Úrano,
todos
os planetas têm um movimento
de
rotação no mesmo sentido
(direto –
contrário ao movimento dos
ponteiros do relógio),
sendo que os que se encontram
mais
afastados do sol têm um
movimento de
rotação mais rápido… facto que
sugere uma origem a partir de
uma
nébula em rotação…
Perto do sol localizam-se os planetas telúricos, densos e formados por
silicatos e ferro, enquanto que mais distante desta estrela encontramse os planetas gigantes, pouco densos, formados maioritariamente por
gases. Esta observação é concordante com a formação a partir de uma
nébula com uma temperatura diferencial ao
longo de toda a sua extensão…
… A existência de meteoritos, asteroides e
cometas …
Evidências de crateras de impacto – concordantes com a existência do
fenómeno de acreção …
FACTOS
POR
EXPLICAR
…
A baixa
velocidade de
rotação do sol
…
Os planetas
rochosos
não
apresentam
igual
dinamismo
interno
O sentido
retrógrado de
Vénus e Úrano?
TERRA, um planeta especial
Como se formaram
as
camadas
concêntricas que
formam a estrutura
interna
da Terra?
TERRA, um planeta especial
DIFERENCIAÇÃO
Durante o processo de acreção foi-se acumulando calor no
nosso planeta.
Compressão
gravítica: a zona
interna do planeta
era cada vez
mais comprimida
sob o peso das
restantes zonas (o
que também
gerava calor)…
Energia cinética
derivada do impacto de
planetesimais (que se ia
transformando em energia
térmica),
elementos radioativos
vão-se naturalmente
desintegrando, criando
outra
enorme fonte de
calor…
TERRA, um planeta especial
DIFERENCIAÇÃO
Um planetesimal
colidindo a
uma velocidade de 15/20
km,
transfere tanta energia
quanto
a explosão de 100 vezes
o seu
peso em dinamite
TERRA, um planeta especial
DIFERENCIAÇÃO
O interior do planeta ficava
cada vez
mais quente
Os materiais
começam a
fundir
TERRA, um planeta especial
DIFERENCIAÇÃO
Num planeta que se encontra
fundido
(30 a 60%) os materiais que o
constituem passam a ter alguma
mobilidade … Os menos densos
(Silício, Alumínio, Cálcio, Sódio, etc)
migram
para a superfície enquanto que os
mais densos (ferro e níquel) migram
para o centro do planeta, formando
o seu núcleo metálico… Do manto
fazem parte os elementos de
densidade intermédia!
DIFERENCIAÇÃO
Os materiais pouco densos que iam
subindo, acabavam por ajudar a
transferir calor e lentamente o
planeta começava a arrefecer e a
solidificar (crosta)
Algumas zonas permanecem ainda
no estado líquido – núcleo externo;
e parcialmente fundidas (1% a 2%)
– astenosfera.
Outra ajuda para este
arrefecimento
foi a desgaseificação
FORMAÇÃO DA ATMOSFERA
PRIMITIVA
As erupções vulcânicas
ajudaram a libertar algum
calor e substâncias voláteis
(vapor de água, dióxido de
carbono, azoto,
sulfuretos, hidrogénio )
Assim se formou a atmosfera
primitiva da Terra
FORMAÇÃO DO OCEANO PRIMITIVO
O VAPOR DE ÁGUA
CONDENSOU E PRECIPITOU NA
SUPERFÍCIE DANDO ORIGEM
AOS OCEANOS PRIMITIVOS
RESUMINDO…
TERRA, um planeta especial
Uma grande parte da Terra (35%) é composta por ferro, no entanto, este elemento
não surge na crosta em quantidades muito significativas. Foi durante o processo de
diferenciação este elemento migrou, por ser mais denso, para as zonas mais
profundas do planeta, restando à superfície os elementos mais “leves”