2 – ORIGEM E ESTRUTURA DA TERRA
O objetivo desse capítulo é apresentar as evidências que levaram ao
estabelecimento das estruturas que formam o nosso planeta, destacando-se
também suas características físicas e químicas.
2.1 - A ORIGEM DA TERRA
Provavelmente a Terra começou com uma poeira cósmica que mantinha em
movimento correntes de convecção em seu interior , quando, por volta de 3000ºC,
determinadas substâncias começaram a se liqüefazer. Primeiro o ferro liqüefeito
começou a formar o núcleo, por ser mais pesado, depois vieram o silício, óxidos
metálicos, dando origem ao manto. Quando a temperatura da Terra diminuiu,
também a radiação do calor para o espaço foi reduzida. Entre 1500ºC e 800ºC
começou a solidificação da crosta. A atmosfera formou-se pouco a pouco e no
início compunha-se de vapor d’água, amoníaco e óxido de carbono. A água dos
atuais oceanos estava concentrada em parte na atmosfera e em parte ainda no
interior das rochas. Nesta fase temos então, uma Terra constituída exclusivamente
por rochas denominadas ígneas ou magmáticas. Com a crosta sólida e a
atmosfera continuando seu resfriamento, a maior mudança ocorreria a cerca de
374ºC, quando o vapor da atmosfera se condensaria formando chuvas, iniciando
pelas regiões mais frias do globo. Este deve ter sido o primeiro momento em que
caiu água sobre a crosta, desgastando-a e acumulando-se , em seguida, nas
primeiras depressões, formando os primeiros mares. Nesta etapa começam
também a se formar as rochas sedimentares. A ação da água que caia e corria
sobre as rochas ígneas , previamente formadas, reduzia em fragmentos de diversos
tamanhos, que eram transportados e depositados junto com as lamas mais finas nas
depressões preenchidas pelas águas. Esse material, mais tarde consolidado,
constituiria as primeiras rochas sedimentares. Com a crosta solidificada e as rochas
quentes logo abaixo, surgem outros fenômenos. A partir de 70km até 700km em
direção ao centro da Terra o manto ainda continua esfriando.. Isto causa uma
constante modificação do volume e um conseqüente enrugamento da crosta. Tal
enrugamento produz fraturamentos e dobramentos das rochas da crosta. Ainda
pelas fraturas , o magma sobe até a superfície originando os vulcões. As variações
de temperatura das diferentes camadas do planeta são as responsáveis pela
instabilidade da crosta e mesmo pelo movimento dos continentes.
Resumindo, estima-se que a formação do Sistema Solar teve início há 6,0
bilhões de anos (B.a.), quando uma enorme nuvem de gás vagava pelo Universo
começou a se contrair. A poeira e os gases dessa nuvem se aglutinaram pela força
da gravidade e, há aproximadamente 4,5 B.a., formaram várias esferas que
giravam em torno de uma esfera maior de gás incandescente, que deu origem ao
sol. As esferas menores formaram os planetas, dentre os quais a Terra. Logo, o nosso
planeta formou-se há cerca de 4,5 B.a atrás, a partir da agregação de parte da
poeira constituinte da nuvem originária de todo o Sistema Solar. Pequenos
fragmentos de silicatos e metais atraíram-se inicialmente e pedaços maiores foram
aumentando a massa e, conseqüentemente, a gravidade do pequeno planeta.
Inicialmente a matéria original que formou o planeta era fria mas, devido à
atração gravitacional e à desintegração dos elementos radioativos, desenvolveuse um forte calor interno. A partir daí, o planeta começou a sofrer diferenciação
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interna por densidade, onde os elementos químicos mais pesados como o ferro e o
níquel concentraram-se no seu centro formando o NÚCLEO metálico e um MANTO
com silicatos, com perda de água e de gases que formaram a atmosfera. Por fim,
solidificou-se uma fina camada de rochas, denominada de CROSTA.
O calor gerado no interior de nosso planeta pelo decaimento radioativo de
elementos químicos como tório, urânio e potássio, originando outros elementos
químicos, é a fonte de energia responsável por todos os eventos tectônicos
assistidos na crosta do Planeta Terra.
2.2 - ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
O planeta Terra é constituído por diversos ambientes, alguns dos quais
permitem acesso direto como a atmosfera, a hidrosfera, a biosfera e a superfície da
parte rochosa.
As profundezas da Terra são inteiramente inacessíveis à observação direta do
homem; dessa forma para se obter informações a respeito deste interior, existem
métodos indiretos de investigação: a sismologia e a comparação com meteoritos.
Sismologia
Sismologia é o estudo do comportamento das ondas sísmicas ao atravessar as
diversas partes internas do planeta. Estas ondas propagam-se em todas as direções
e podem ser geradas por explosões artificiais e, sobretudo, pelos terremotos. A
melhor fonte de informação até agora é, decididamente, o estudo das ondas
geradas por terremotos.
Estudando a propagação das ondas registradas nos sismógrafos espalhados
pelo mundo inteiro, pode-se até certo ponto, inferir muitas características do interior
da Terra.
As ondas sísmicas mudam de velocidade e de direção de propagação com a
variação das características do meio atravessado (Fig.1), sendo assim, as
informações sobre a velocidade das ondas sísmicas no interior da Terra, geradas a
cada terremoto, permitiram reconhecer três camadas principais.
- Crosta,
- Manto e
- Núcleo (externo e interno).
Comparação com meteoritos
Pressupondo-se que os meteoritos tiveram a mesma origem e evolução dos
outros corpos do Sistema Solar, pode-se comparar seus diferentes tipos com as
diferentes camadas internas da Terra:
- condritos - meteoritos provenientes da fragmentação de corpos pequenos,
que não sofreram diferenciação. Não existem materiais geológicos, ou seja,
terrestres, semelhantes aos condritos.
- sideritos - meteoritos compostos por ferro metálico com cerca de 8% de
níquel. Provenientes da fragmentação de corpos maiores, como a Terra, que
sofreram a diferenciação interna. Considera-se que a sua composição química seja
a mesma do núcleo terrestre.
- acondritos – meteorito que também sofreu diferenciação interna como a
Terra e são compostos principalmente por silicatos e quantidade variável de ferro e
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ainda outros tipos. Pela sua densidade e composição, faz-se a correlação com a
composição do manto.
Figura 1 – Modelo da estrutura interna da Terra
2.3 – CARACTERÍSTICAS
Assim, com estas duas ferramentas indiretas (a sismologia e a comparação
com os meteoritos), foi estabelecido um modelo para a constituição interna do
globo terrestre.
Cada uma das camadas da Terra tem suas características próprias de
densidade, estado físico, temperatura, pressão e espessura (TABELA 1).
Tabela 1- Características principais da crosta, manto e núcleo terrestres.(obs: 1
kba≅1000 atm)(adaptado de Leinz & Amaral, 1985).
densidade
(g/cm3)
2,7
Temp.
(0C)
800
Crosta
continental
Profundidade
(km)
25 a 90
Manto
oceânica
superior
inferior
5 a 10
200 a 900
900 a 2900
3,0
3,3
5,5
1000
2000
2000
externo
interno
2900 a 5100
5100 a 6370
9-11
12-14
3000
5000
Núcleo
pressão
1atm a
100kbar
idem
2000kbar
3000kbar
3000kbar
Constituição
química
Si, Al
estado
físico
sólido
Si, Mg
Mg, Fe, Si
Sulfetos,
óxidos
Fe, Ni
Fe, Ni
sólido
sólido
sólido
líquido
sólido
É importante ressaltar que todo material no interior da terra é sólido, com
exceção do núcleo externo, onde o material líquido metálico se movimenta
gerando correntes elétricas e, consequentemente, o campo magnético da terra.
Assim o material do manto também é sólido e só se torna líquido se,
encontrando uma ruptura na crosta, escapa para cima, entrando num ambiente
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com pressão bem mais baixa. Só nesta situação é que o material silicático do
manto se liquefaz, e pode, então ser chamado de magma.
As crostas oceânica e continental apresentam diferenças entre si. A primeira
ocorre sob os oceanos, é menos espessa e mais densa, e é formada principalmente
por extravasamentos vulcânicos ao longo de imensas faixas no meio dos oceanos,
que geram rochas basálticas (ricas em silício e magnésio, por isso chamadas de
Sima). A segunda é mais espessa e menos densa, podendo emergir até alguns
milhares de metros acima do nível do mar, e é formado por vários processos
geológicos, tendo uma composição química granítica, isto é, mais rica em Si e em
Al (Sial).
A crosta oceânica e continental, junto com a parte mais superior do manto,
forma uma camada rígida com 100 a 350 km de espessura. Esta camada se chama
LITOSFERA e constitui as placas tectônicas. Abaixo da Litosfera encontra-se a
ASTENOSFERA, que é a parte do manto que possui um estado particular, fruto da
sua temperatura e pressão permitindo uma certa mobilidade, muito lenta, mas
sensível numa escala de tempo muito grande, como é a escala do tempo
geológico.
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