ORIGEM, ESTRUTURA E
COMPOSIÇÃO DA TERRA
EA
TECTÔNICA DE PLACAS
BIG BANG
PLANETESIMAIS
FORMAÇÃO DOS
PLANETAS
•
A teoria da Grande Explosão (Big Bang),
considera que nosso Universo começou entre 13
a 14 bilhões de anos atrás a partir de uma
"explosão" cósmica.
•
Antes desse instante, toda a matéria e energia
estavam concentradas num único ponto de
densidade inconcebível.
•
Desde aquele instante, num processo que ainda
continua, o Universo expandiu-se e diluiu-se para
formar galáxias e estrelas.
•
Nosso sistema solar e os planetas que nele orbitam formou-se há
cerca de 4,6 bilhões de anos, quando o Universo já tinha cerca de
8 a 10 bilhões de anos de idade.
ATRAÇÃO GRAVITACIONAL É ela que mantém a Terra e os
outros planetas do Sistema Solar e o próprio Sol, coesos.
Choques entre planetésimos: re-arranjo do material no espaço: formação
dos 9 (8) planetas do sistema solar em suas órbitas atuais. Curto período
de evolução (< 100 Ma)
TERRA FORMOU-SE POR CONDENSAÇÃO
E AGREGAÇÃO DE PARTÍCULAS
EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA
ASSOCIA-SE A DIFERENCIAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO DE UMA MISTURA
CAÓTICA DE MATERIAIS EM UM
CORPO ESTRUTURADO EM
CAMADAS CONCÊNTRICAS QUE
DIFEREM ENTRE SI QUIMICAMENTE
E FISICAMENTE
Mecanismos de aquecimento do corpo
primitivo (primeiros 500 Ma da Terra)
Impacto de planetésimos: energia de
movimento transforma-se em calor
Bombardeio de
meteoritos em
superfície de
corpo planetário
em fusão.
OUTROS MECANISMOS DE
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• Compressão gravitacional: redução de
volume, causando aumento na
temperatura interna
• Desintegração de elementos radioativos:
(U,Th, K, Rb, etc.)
CENÁRIO: Terra Fundida; Energia
Interna; Girando no Sistema Solar
Consequência principal:
estruturação interna via reorganização de
compostos químicos, norteado pela
densidade dos compostos e pela
temperatura e pressão de equilíbrio.
• Cerca de 30 a 65% da Terra fundiram-se, formando uma
camada externa de centenas de quilômetros de
espessura, denominada "oceano de lava" (rocha
derretida).
• Da mesma forma, o interior aqueceu-se até um estado
"leve" (menos denso), no qual seus componentes podiam
mover-se de um lado para outro.
• O material pesado mergulhou para o interior para formar o
núcleo e o material mais leve flutuou para a superfície e
formou a crosta.
Material mais pesado afunda e segue para o
interior da Terra; Material mais leve flutua
• A subida de material mais leve teria trazido
o calor para a superfície dissipando-o
• A Terra vai resfriando e solidificando,
transformando-se em um planeta zonado e
diferenciado em 3 camadas
principais:Núcleo, Crosta e o Manto
separando as duas zonas
A diferenciação criou uma crosta leve, empobrecida de ferro
e rica em oxigênio, silício, alumínio, cálcio, potássio e
sódio.
Apenas quatro elementos constituem cerca de 90% da Terra:
ferro, oxigênio, silício e magnésio.
O oxigênio, o silício e o alumínio, sozinhos, formam mais de
80% da crosta.
NÚCLEO: Fe
CROSTA:Concentração de elementos
leves, Si, Al, K, Ca,
Mg, Na, combinados
com O
• MANTO: Materiais
deixados na zona
intermediária, Si,
O, Mg, Fe
DIFERENCIAÇÃO OCORREU NOS
ESTÁGIOS INICIAIS – 4,57 ba.
ANO DOS ANOS
•
4,6 Ga
JANEIRO
– FEVEREIRO
– MARÇO
– ABRIL
– MAIO
– JUNHO
– JULHO
– AGOSTO
– SETEMBRO
– OUTUBRO
– NOVEMBRO
– DEZEMBRO
ROCHAS MAIS ANTIGAS
SERES VIVOS NO MAR
PLANTAS E ANIMAIS TERRES.
DINOS 26/12 E HUMANOIDE
noite de 31/12
Questões para pensar
• 1. O que causou a diferenciação da Terra e qual foi o
resultado?
• 2. Como a composição química da crosta da Terra difere
daquela das zonas mais profundas? E daquela do
núcleo?
• 3. Se um enorme impacto, como o que formou a Lua,
ocorresse depois do estabelecimento da vida na Terra,
quais seriam as conseqüências?
ESTRUTURA E
COMPOSIÇÃO DA
TERRA
NÚCLEO
• Espessura de 3.300 Km;
• É constituído de Fe e Ni derretidos e sua temperatura
varia de 2.200º C na parte superior até cerca de 5.000º
C nas regiões mais profundas. Apesar da alta
temperatura, a parte central do núcleo é formada de
níquel e ferro em estado sólido – conseqüência da
grande pressão do interior do planeta.
MANTO
• Espessura de 2.900 Km;
• Camada pastosa (material magmático) composta de
silício, alumínio, ferro e magnésio, sendo estes os
elementos químicos predominantes.
• O manto constitui 83% do volume e 65% da massa
interna do nosso planeta.
• Sua temperatura pode variar de 870º C, junto à crosta,
até 2.200º C, junto à parte externa do núcleo.
• É formado basicamente por uma tocha chamada
peridotito
LITOSFERA OU CROSTA
• Espessura de 120 Km;
• A crosta não é uma camada única, sendo constituída de
várias placas tectônicas, divididas em três seções:
continentes, plataformas continentais (extensões das
planícies costeiras que declinam suavemente abaixo do
nível do mar) e os assoalhos oceânicos (nas
profundidades abissais dos oceanos).
• Sua espessura varia de 5 a 10 km sob os oceanos e, de
25 a 90 km, nos continentes.
• É formada por três grandes grupos de rochas:
magmáticas ou ígneas, metamórficas e sedimentares..
Estrutura Interna da Terra: principais
ferramentas de investigação
Densidade das rochas (composição química e
pressão).
Evidências geológicas superficiais
Fluxo térmico (gradiente de calor vs. condutividade
termal das rochas)
ONDAS SÍSMICAS
Utilizam-se vibrações ou ondas, que são
enviadas para o interior da Terra que
permitem analisar sua estrutura interna.
Essas vibrações podem ser produzidas
por fatores naturais ou serem induzidas.
A forma de propagação destas ondas
informa as características dos materiais
atravessados
SISMOLOGIA: estudo da propagação das
ondas sísmicas no interior da Terra
Os dois tipos principais de ondas sísmicas são
Primária (P) e Secundária (S):
- Ondas P - movimentam as partículas do solo
comprimindo-as e dilatando-as. O movimento das
partículas é paralelo à direção de propagação da
onda. O som é uma onda P.
- Ondas S - movimentam as partículas do solo
perpendicularmente à direção de propagação da
onda
SISMOLOGIA
Quando ocorrem movimentações de
pacotes de rochas no interior da
Terra, ocorre a liberação de energia,
que é propagada pelas ondas P e S e
acontecem os SISMOS, que são
registrados por SISMÓGRAFOS
HIPOCENTRO E EPICENTRO
SISMO É CARACTERIZADO POR
INTENSIDADE E MAGNITUDE
INTENSIDADE: Força Destrutiva (valores absolutos)
Escala: Mercalli (1:não sentido pelo homem; 12
destruição total)
MAGNITUDE: Quantidade de Energia Liberada
Escala Richter: Baseia-se na máxima amplitude das
ondas.
ESCALA RICHTER
MAGNITUDE
ENERGIA
LIBERADA
(ergsx106)
EFEITO /
EQUIVALENCIA
-2 a 1
600 a 20 milhões
Até 3 Kg de TNT
2a5
600 milhões a 20
trilhões
Até 100 ton. de TNT
6a9
600 trilhões a 20 x
1018
Destruição Total
Muda topografia
Maior que 9
600 x 1018
Toda a energia usada
no Brasil por 18
meses
Sismologia no Estudo do Interior da
Terra
A sismologia usa as ondas
sísmicas para estudar a
estrutura interna da Terra.
Ondas sísmicas são
vibrações que se propagam
por toda a Terra, originadas
de terremotos, explosões,
etc.
MAGNETISMO DA TERRA
TERRA: UM ENORME IMÃ
Agulha de bussola se orienta para o norte
Gauss (1830) 95% do campo magnético
origina-se no interior da Terra
Forma do Campo Magnético
da Terra
Magnetosfera: o escudo magnético
da Terra
região ocupada pelo campo magnético
O efeito do Sol sobre o campo
geomagnético
Erupções solares emitem partículas de alta
velocidade; atingem a Terra em minutos. Parte
bloqueada pelo campo geomagnético. Polos
penetram até a atmosfera superior (alt.80 km)
Lado dia da Terra sofre perturbações, lado noite não.
TEMPESTADES MAGNÉTICAS
QUAL A CAUSA DO MAGNETISMO DA TERRA?
Presença de minerais magnéticos na crosta não é suficiente
e não são móveis
Parte do núcleo da Terra provavelmente é fluido
Movimento de fluido metálico gera corrente elétrica que
induz campo magnético
Combinação de resultados teóricos e experimentais:
Núcleo com raio de 3485 km, 1/6 do volume da Terra e 1/3 de
sua massa, a densidade varia de 9 até 12 no centro.
Composição do Núcleo Fe + Ni
NÚCLEO
DINAMO AUTO-SUSTENTÁVEL
A Terra produz seu próprio campo magnético
A TERRA COMO UMA MÁQUINA
TÉRMICA
Calor gerado por:
1. Radioatividade (U, Th, K
isótopos)
2. Solidificação do núcleo
Calor perdido pela Terra por:
1. Convecção do manto
CORRENTES DE CONVECÇÃO
Downwelling Plume
Thermal Boundary Layer
Convection Important
Upwelling Plume
Thermal Boundary Layer
MODELO SIMPLISTA MOSTRANDO AS CORRENTES DE
CONVECÇÃO E AS PLACAS TECTÔNICAS
MUITOS ASPECTOS SAO AINDA POUCO
COMPREENDIDOS
CADEIA DE ILHAS VULCÂNICAS
CROSTA OCEÂNICA
CADEIA MESOOCEÂNICA
TRINCHEIRA
ARCO DE ILHA
CROSTA CONTINENTAL
Tectônica de Placas
Arco de ilha
trincheira
Zona de
fratura
trincheira
MOR
terremotos
ocean crust
fusão
magma
Manto
Manto
Sedimentos, crosta fria e
manto
Crosta continental
terremotos
A LITOSFERA TEM 200 Km DE ESPESSURA NOS CONTINENTES
NOS OCEANOS TEM 40 – 60 Km
EXISTEM 2 TIPOS DE CROSTA: CONTINENTAL E OCEÂNICA
TODAS AS PLACAS TECTÔNICAS POSSUEM
CROSTA CONTINENTAL E OCEÂNICA, SENDO QUE ALGUMAS,
COMO A PLACA DO PACÍFICO, POSSUI DIMINUTA
PLACA CONTINENTAL, SENDO MAJORITARIAMENTE OCEÂNICA
PLACA CONTINENTAL: ESPESSURA MÉDIA DE 35 Km, PODENDO
CHEGAR A 90 Km – COMPOSIÇÃO GRANÍTICA
PLACA OCEÂNICA: ESPESSURA MÉDIA DE 7 A 8 Km
COMPOSIÇÃO BASÁLTICA
ISOSTASIA
Isostasia, ou movimento isostático, é o termo utilizado em Geologia
para se referir ao estado de equilíbrio gravitacional, e as suas alterações, entre
a litosfera e a astenosfera da Terra.
Esse processo resulta da flutuação das placas tectônicas sobre o material mais
denso da astenosfera, cujo equilíbrio depende das suas densidades relativas
e do peso da placa.
Tal equilíbrio implica que um aumento do peso da placa (por espessamento
ou por deposição de sedimentos, água ou gelo sobre a sua superfície) leva
ao seu afundamento, ocorrendo, inversamente, uma subida (em geral
chamada re-emergência ou rebound), quando o peso diminui.
ISOSTASIA
A EVOLUCAO DAS PLACAS TECTONICAS
AO LONGO DO TEMPO GEOLOGICO ...
A DIFERENCA ENTRE A `DERIVA CONTINENTAL` E
A `TECTONICA DE PLACAS`
TIPOS DE LIMITES ENTRE AS PLACAS
O LIMITE ENTRE AS PLACAS CONVERGENTES SÃO DE
DOIS TIPOS ...
PARALELAS
PLACAS CONVERGENTES
PLACAS DIVERGENTES
IDADE DO ASSOALHO OCEÂNICO
OU PONTOS QUENTES
ZONAS DE HOTSPOTS
O NASCIMENTO DE UM OCEANO ...
E O FUTURO DA TERRA ...