A TERRA NO UNIVERSO

ESTRUTURA DA TERRA
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Forma: esférica, ligeiramente achatada nos pólos
Distância média do sol: 149.631.000 Km
Volume: 1.083.319.780.000 Km3
Diâmetro equatorial: 12.712 Km
Diâmetro polar: 12.555 Km
Peso específico: 5,5 g/cm3
Circunferência máxima: 40.076.594 Km
Superfície total: 510.100.000 Km2
Superfície coberta por água: 360.700.000 Km2
Superfície de terras emersas: 149.400.000 Km2
Idade: 4,5 a 4,7 bilhões de anos
• Os conhecimentos atuais sobre a constituição interna da Terra
baseiam-se essencialmente em medidas indiretas obtidas
como o valor da gravidade e a propagação das ondas sísmicas
pelo interior do planeta.
• A Terra não é homogênea
– Densidade média de 5,5 g/cm3,
– Densidade da crosta é de 2,6 g/cm3;
– Portanto devem existir em profundidade materiais mais
densos, devendo alcançar no núcleo valores possivelmente
entre 8 a 10 g/cm3.
Variação da densidade de algumas rochas e suas médias.
• As investigações geofísicas sobre a velocidade de propagação
das ondas sísmicas através da Terra evidenciaram a existência
de uma série de mudanças bruscas dessa velocidade, ou
descontinuidades, indicadoras de mudanças físicas e químicas
da matéria, que permitiram estabelecer para o nosso planeta
uma estrutura concêntrica.
Estrutura interna da Terra: o modelo
clássico de primeira ordem, em
camadas concêntricas, obtido a partir
das velocidades das ondas sísmicas.
CROSTA
• A camada mais externa da Terra.
– Possui uma espessura variável de 5 a 100 Km.
– Na crosta admitem-se duas camadas, de acordo com a
velocidade de propagação das ondas sísmicas:
• Siálica - camada de sedimentos e granítica
veloc. de 1,8 a 5,5 Km/s
• Simática - camada basáltica
veloc. 6,25 Km/s.
• A crosta oceânica é diferente da crosta continental.
• A crosta oceânica é constituída por uma única camada de
basalto, com espessura média de 5 Km
Estrutura da crosta continental em
regiões cratônicas ou escudos.
Estrutura da crosta continental
sugerida pelas observações de
seções crustais expostas
MANTO
• A Descontinuidade de Mohorovicic , limite inferior do sima,
que ocorre a 1.200 Km de profundidade (veloc. de 8 Km/s)
demarca o início da camada de eclogito.
– Manto Superior.
– Manto Transicional.
– Manto Inferior.
• O manto é constituído de óxidos e sulfetos.
NIFE - NÚCLEO TERRESTRE
• A Descontinuidade de Gutemberg, limite do manto inferior
que ocore a 2.900 km de profundidade (veloc. de 13 Km/s),
delimita o começo do Núcleo Terrestre ou Nife.
• O Núcleo possui densidade entre 10 a 12 g/cm3 e supõe-se
formado por Ferro (90%) e Níquel (8%), ou seja, similar à
mistura que apresentam os meteoritos metálicos.
Estrutura interna da Terra: o modelo
clássico de primeira ordem, em
camadas concêntricas, obtido a partir
das velocidades das ondas sísmicas.
CONSTITUIÇÃO DA TERRA
( Segundo Viktor Leinz e Sérgio Estanislau do Amaral)
Dens.(g/cm3)
Temp. (oC)
2,7
600
2,95
1.200
Peridotito (semelhante aos
assideritos)
3,3
3.400
Silicatos contendo sulfeto e óxidos
(semelhantes a certos meteoritos)
4,7
4.000
Ferro metálico (com níquel,
semelhante aos sideritos)
12,2
4.000
Profund. (Km)
Denominação
Constituição litológica
Granito/sedimentos(Sial)
15-25
Litosfera
Superior
Litosfera Inferior
Basalto (Sima)
30-50
1.200
2.900
6.370
Manto
Camada
intermediária
Núcleo ( nife)
O Calor da Terra
Distribuição global do fluxo de calor na superfície da Terra (Pollack et al. 1993).
As linhas contínuas representam os limites
de segmentos da parte superior terrestre
que incluem as dorsais meso-oceânicas,
compostas por vulcões submarinos ativos
ou recentemente ativos.
Os fluxos de calor mais intensos (em
marrom) associam-se a essas dorsais,
enquanto as partes mais frias (em branco,
em regiões oceânicas nas proximidades dos
continentes)
concentram-se
nos
continentes.
• Nosso planeta ainda não esfriou completamente e é bastante
provável que abrigue em seu interior processos radioativos
que produzam calor continuamente.
• Nas camadas superficiais à medida que se desce em direção
ao interior da Terra, a temperatura aumenta em cerca de 1oC
a cada 33 metros de profundidade (grau geotérmico).
– No manto e no núcleo a temperatura deve ser uniforme:
• Manto: 1.500 a 5.000oC
• Núcleo: 2.000 a 6.000oC.
– O início a Terra era liquefeita, os vários elementos que a
compunham separaram-se e foram se depositando em
camadas diferentes, segundo seu peso específico ou
densidade.
A relação entre a geoterma e o solidus de liga de ferro.
Gravidade (g)
• A atração que a Terra exerce sobre
os corpos chama-se gravidade.
• O valor dessa atração não é igual
em toda a superfície terrestre,
mas varia, principalmente com a
latitude, pela diferença entre o
raio equatorial e o polar.
Gravidade (g)
• A aceleração da gravidade varia de
ponto a ponto na superfície terrestre.
• A Terra é achatada nos pólos e executa
movimento de rotação.
• A aceleração da gravidade (g) resulta
da soma vetorial das acelerações
gravitacional (ag) e da centrífuga (ac).
• A direção da aceleração da gravidade g
não é radial e g sua intensidade atinge
valores máximos nos pólos e mínimos
na região equatorial.
• As medidas gravimétricas mostram, de uma maneira geral,
valores diferentes aos valores teóricos.
– Sobre os continentes.
• Anomalias negativas
– Quando são verificados valores menores que
previstos
– Sobre as grandes planícies e oceanos.
• Anomalias positivas:
– Quando são verificados valores maiores que
previsto
Mapa de anomalias Bouguer do Brasil e áreas adjacentes. O intervalo
das linhas de contorno é de 20 mGal. Fonte: Sá et al. 1993
Na Bacia do Paraná, onde houve a extrusão
de uma grande quantidade de magmas
básicos, observa-se uma pronunciada
anomalia positiva de gravidade.
Anomalias positivas de gravidade podem ser causadas
pela presença de rochas de alta densidade próximas
da superfície.
Isostasia
• Interpretação: o excesso aparente de massa das cadeias
montanhosas e dos continentes é compensado por uma
menor densidade de seus materiais, enquanto que a falta de
massa dos oceanos e planícies fica compensada por um
aumento na densidade do material interior.
– A camada superior (SIAL), formada de rochas graníticas,
ricas SiO2 e Al2O3, é leve.
– A camada inferior (SIMA), formada por rochas ricas em
silício (SiO2) e magnésio (MgO), é mais densa.
Modelo de compensação isostática de Airy.
A camada superior rígida possui densidade constante mas inferior àquela do substrato
plástico. O equilíbrio isostático é atingido pela variação da espessura da camada
superior, de modo que as montanhas têm raízes profundas.
Modelo de compensação isostática de Pratt.
A camada superior rígida é composta por blocos de igual profundidade, mas com
densidades diferentes e menores do que do substrato plástico. O equilíbrio isostático
é atingido pela variação da densidade, de modo que as rochas sob as cadeias
montanhosas são menos densas, enquanto as das bacias oceânicas são mais densas.
Os dois modelos de compensação isostática operam simultaneamente.
As montanhas possuem raízes profundas, compostas por rochas com densidade
relativamente baixa, fazendo com que a crosta e a litosfera sejam mais espessas nessas
regiões, conforme previsto no modelo de Airy. A crosta oceânica situa-se em níveis
topográficos mais baixos do que a crosta continental, devido à sua maior densidade,
conforme previsto no modelo de Pratt.
• Em geral, a litosfera suporta grandes esforços sem sofrer
deformação.
– Em algumas situações geológicas a litosfera pode se
deformar pela adição ou remoção de uma carga:
• Subsidência
– Extravasamento de basalto em província igneas
– Sedimentação
– Formação de calotas de gelo
• Soerguimento
– Degelo das calotas polares
– Erosão intensa de áreas montanhosas
Movimentos verticais da litosfera
causados pela adição
Calota de gelo,
Sedimentos ou
Derrame de basalto
A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejada
indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.
Movimentos verticais da litosfera causados pela
adição (a) de uma carga na sua superfície.
A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejada
indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.
Movimentos verticais da litosfera causados pela
remoção (c) de uma carga na sua superfície.
A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejada
indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.
Magnetismo
• O magnetismo da Terra é conhecido há séculos.
• Os primeiros relatos apontam o uso da bússola por volta de
1100 d.C. pelos chineses
• Bússola : nada mais é do que uma agulha imanada, livre para
girar no plano horizontal, sendo atraída pelos pólos
magnéticos da Terra.
O surgimento da teoria da DERIVA CONTINENTAL
revolucionou as ciências geológicas
PANGEA
A origem da Tectônica global surgiu no início de séc. XX com as idéias visionárias
do cientista alemão Alfred Wegener, que defendia a idéia de que os continentes
se encaixavam como um quebra-cabeça, formando um Megacontinetente.
Wegener procurou evidências para comprovar a teoria da DERIVA CONTINENTAL :
•A Serra do Cabo na África do Sul era a continuação da Serra de La Ventana
na Argentina.
•Um planalto na Costa do Marfim teria continuidade no Brasil.
•Presença de fósseis Glossopteris (gimnosperma primitiva) em regiões da
África e Brasil, que se correlacionavam perfeitamente, ao se juntarem os
continentes.
•Glaciação a 300Ma na região sudeste do Brasil, Sul da África, índia, Oeste da
Austrália e Antártica, presença de estrias que indicam a direção do
movimento das geleiras.
Simulação de como seriam a distribuição das geleiras com os continentes juntos.
ENTRETANTO
Wegener não consegui explicar algumas questões fundamentais:
1. Que forças seriam capazes de mover os imensos continentes?
2. Como uma crosta continental (rígida) deslizaria sobre a crosta Oceânica
(rígida) sem se quebrarem pelo atrito?
• No final da década de 40 após o desenvolvimento de sonares foi possível
mapear o relevo do fundo do mar: surgiram cadeias de montanhas, fendas
e fossas muito profundas.
• A cadeia de montanhas é denominada DORSAL MESO-OCEÂNICA
– Estende-se por 84.000 km
– Possui 1000 km de largura
– No eixo principal estão presentes vales de 1 a 3 km associado a um
sistema de riftes que indicam a presença de um regime tensional.
– Posteriormente ao longo da Dorsal Meso-Oceânica foi identificado um
fluxo termal.
• O mais importante foi era que essa dorsal meso-oceânica dividia a crosta
oceânica em duas partes e representava a cicatriz produzida durante a
separação dos continentes
• No início da década de 60 o aperfeiçoamento da geocronologia permitiu
obter estimativas da idade das rochas do fundo oceânico.
– Faixas de rochas de mesma idade se situam simetricamente dos dois
lados da Dorsal Meso-Oceânica.
– As mais jovens perto da Dorsal e as mais antigas próximas aos
continentes.
• Harry Hess (1962) sugeriu a hipótese da expansão do fundo oceânico.
– Este processo seria originado pelo alto fluxo calorífico emanado na
dorsal meso-oceânica, que provocaria a ascensão do material do
manto, devido ao aumento da temperatura que o tornaria menos
denso.
– O material ao atingir a superfície, se movimentaria lateralmente e o
fundo do oceano se afastaria da dorsal.
– A fenda existente na crista não contínua a crescer porque o espaço
deixado pelo material que saiu para formar a nova crosta ocêanica é
preenchido com novas lavas, que ao se solidificarem, formam o novo
fundo oceânico.
• A deriva continental e a expansão do assoalho dos oceanos seriam assim
uma consequência das correntes de convecção.
Tectônica Global
• A LITOSFERA (crostas continental, oceânica + manto superior) é
compartimentada por falhas e fraturas profundas, formando 13 PLACAS
TECTÔNICAS.
Tipos de limites entre placas
• Limites divergentes: marcados pelas dorsais meso-oceânicas, onde as
placas tectônicas se afastam com a formação de uma nova crosta
oceânica.
• Limites Convergentes: onde as placas tectônicas colidem, com a mais
densa mergulhando, gerando uma zona de intenso magmatismo a partir
da fusão parcial da crosta que mergulhou.
– Nesses domínios ocorrem fossas e províncias vulcânicas.
• Limites Conservativos: onde as placas tectônicas deslizam lateralmente
sem destruição ou formação da crosta, ao longo de fraturas denominadas
Falhas Transformante
– Ex.: Falha de San Adreas em que a Placa do Pacífico se desloca para o
norte em relação a placa Norte-Americana.
Processos Colisionais
Arco de Ilhas
Ex : Japão
Arco magmático
Ex: Andes da América do Sul
Ex: Alpes e Himalaia
A maioria dos abalos sísmicos e vulcões ativos
ocorrem ao longo dos limites convergentes
das placas tectônicas.
Sismicidade
• O que é o TERREMOTO?
– Com o lento movimento das placas tectônicas da ordem de alguns
centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos,
principalmente perto de suas bordas.
– Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas,
ocorre a ruptura.
– O movimento repentino entre os blocos gera vibrações que se
propagam em todas as direções.
• O plano de ruptura forma a FALHA GEOLÓGICA
– O ponto onde inicia a ruptura e liberação das tensões é chamado de
hipocentro ou foco.
– A projeção na superfície é chamado epicentro.
– A distância do foco à superfície é chamada profundidade focal.
Vulcanismo
• O Vulcanismo inclui os processos pelos quais o magma e seu conteúdo de
gases e materiais pirosclásticos são forçados a sair para a superfície ou
para a atmosfera.
• Atualmente existem 550 vulcões ativos
– Mauna Loa e Kilauea no Havaí
– Monte Fuji no Japão
– Vesúvio na Itália
– Snata Helena em Washington
– Pinatubo nas Filipinas
Modelo teórico de um
VULCÃO
•O reservatório de magma pode
se situar na astenosfera ou na
litosfera.
•O magma é expelido pela
chaminé que liga a cratera com o
reservatório.
•A lava difere do magma por não
conter alguns componentes
gasosos ou elementos químicos
originais.
•A subida do magma pode ocorrer
também por cones satélites ou
fraturamento do edifício em
erupções em flanco.
Conforme a composição do magma
surgem vulcões diferentes
Mecanismos de funcionamento de
Geiseres, Fumarolas e Fontes Térmicas
Plumas hidrotermais ocorrem em
zonas de separação de placas.