GeolGeral_Minas_02-UniveEstrutIntTerra

Prévia do material em texto

O UNIVERSO E A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CAMPUS DE CRATEÚS
CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS
DISCIPLINA: GEOLOGIA GERAL
SEBASTIÃO RODRIGO CORTEZ DE SOUZA
(Geol., M.Sc., Prof. Assist. UFC Campus Crateús) 
Aula 02:
Disponível na biblioteca UFC-Crateús:
• Grotzinger, J. P. & Jordan, Tom. (2013). Para Entender a 
Terra. 6° Ed. Bookman. 738p. Capítulos 09 e 14
• Teixeira, W.; Toledo, M.C.M.; Fairchild, T. R.; Taioli, F. 
(2009). Decifrando a terra. 2° Ed. Oficina de Textos, São 
Paulo, 623p. Capítulos 01 e 02.
BIBLIOGRAFIA DESTA AULA
Definição: 
Tudo aquilo que existe!!
Engloba milhares de milhões de galáxias com diferentes formas.
O Universo é gigantesco, contudo é FINITO!!
Por estranho que pareça é fundamentalmente 
ESPAÇO VAZIO. 
A matéria está aglomerada em GALÁXIAS. 
Cada foco de luz (na 
imagem) mostra uma 
galáxia 
O UNIVERSO
Uma GALÁXIA é um sistema complexo composto de 
numerosos corpos celestes, a maioria estrelas e planetas, 
com gás disperso e que apresentam uma movimentação 
própria provocada pela gravidade. 
A GALAXIA
Estamos inseridos no sistema SOLAR da galáxia VIA LACTEA, dentro do 
UNIVERSO.
LOCALIZANDO O NOSSO PLANETA NO UNIVERSO
Teoria do “big-bang”
➢ No início, não haviam galáxias, estrelas. Só energia!!
➢ Ao invés disso, havia um “globo” de tremenda energia que explodiu e,
ao expandir-se, resfriou transformando a energia em matéria (E =
mc2).
➢ Com isso, as grandes quantidades de matéria transformaram-se em
galáxias e as estrelas se individualizaram dentro de cada galáxia.
TEORIAS SOBRE A FORMAÇÃO DO UNIVERSO
Teoria do Universo Constante 
➢ Sugere que à medida que as galáxias se afastam umas das outras, mais
hidrogênio se forma nos espaços “vazios” deixados pelas mesmas, de
maneira ainda desconhecida.
➢ Talvez novas galáxias se formem para substituir as que estão em
recessão ou em extinção.
NÃO É MUITO ACEITA!!!
Não explica a criação e 
tampouco prevê a 
destruição do universo.
TEORIAS SOBRE A FORMAÇÃO DO UNIVERSO
Teoria do Universo Oscilante 
➢ Sugere que a EXPANSÃO pode cessar e iniciar um processo contrário de 
RETRAÇÃO.
➢ As galáxias se aglomerariam para depois expandir. 
➢ Eternamente expandindo e contraindo com um “Gigantesco Pulmão”.
TEORIAS SOBRE A FORMAÇÃO DO UNIVERSO
➢ A observação espectroscópica mostra os elementos responsáveis pela
radiação e uma análise cuidadosa das intensidades das linhas do
espectro é possível fazer estimativas aproximadas das quantidades
relativas dos diferentes elementos presentes nas camadas exteriores
do corpora diante.
➢ Os dados sugerem que o Universo é constituído pelos mesmos
elementos químicos que conhecemos.
➢ É obtida pelo exame espectroscópio da
radiação solar e estrelar, pela análise
dos meteoritos e pelo que sabemos da
composição da Terra e dos outros
planetas.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO UNIVERSO
❖O Sistema Solar é o nosso
sistema planetário.
❖Formado pelo sol,
planetas e seus cometas,
asteróides, cometas e
meteoritos.
❖O Sol contém mais de 99%
da massa o Sistema
O SISTEMA SOLAR
❑Estudos espectroscópicos mostram que a maioria dos elementos
químicos conhecidos estão presentes na atmosfera solar.
❑O Sol libera um conjunto de radiação e partículas carregadas que são
ejetadas e se propagam pelo Sistema Solar a que se dá o nome de
vento solar.
❑Estrela com um raio
aproximado de
695.000 km.
❑Encontra-se a 150
milhões km da Terra.
❑É constituído por gás
hidrogênio ionizado e
Hélio.
O SOL
Planetas Internos: Mercúrio, Venus, Terra e Marte:
Pequenas dimensões, pouca massa e elevada densidade. Constituídos
de rochas silicáticas e núcleo provavelmente metálico. Possuem
atmosfera rarefeita e exibem poucos ou nenhum satélite.
Planetas Externos: Júpter, Saturno, Uranio e Netuno:
Grandes dimensões, muita massa e baixa densidade. Superfície coberta
por espessas camadas de gases. Possuem atmosfera densa e exibem
um grande número de satélites.
OS PLANETAS
MOVIMENTOS PLANETÁRIOS
MOVIMENTOS PLANETÁRIOS
São corpos rochosos, normalmente metálicos (Asteróides) e gasosos
(Cometas), de dimensões variáveis que orbitam o sistema solar,
entre Marte e Júpiter.
ASTERÓIDES E COMETAS
✓ São Fragmentos Extraterrestres, oriundos de um cinturão de
asteróides.
✓ Meteoro é o um fenômeno luminoso que resulta da vaporização do
fragmento ao atravessar a atmosfera terrestre: Estrela Cadente.
✓ Meteorito é o fragmento que chega ao solo.
METEOROS E METEORITOS
✓ EXISTEM DOIS GRUPOS DE METEORITOS:
Condritos (~87%)
Não são semelhantes aos materiais
terrestres e são chamados de Não
Diferenciados.
Ex: Cratheús (1950) - 367 g
Acondritos (~7%)
São semelhantes aos materiais terrestres
e são chamados de Diferenciados.
Ex: Cratheús (1931) - 27.5kg
TIPOS DE METEORITOS
Meteroritos Condritos podem representar fragmentos do núcleo de um
Pseudo Planeta, anterior à TERRA!!
Isso mostra a 
semelhança entre a 
terra atual e a terra 
pretérita!
Origem da Terra 
Primitiva!
A comparação entre SOL, METEORITOS e CROSTA DA TERRA sugere
uma origem Condrítica para todos os planetas do SISTEMA SOLAR.
IMPORTÂNCIA DOS METEORITOS
Existem duas escolas de pensamentos, ambas considerando o Sistema
Solar atual como derivado de um Sol ancestral ou Nebulosa Solar
Primitiva:
Catastróficas: Forças externas Não Catastróficas: Forças internas
Núcleo de massa de Sol primitivo
(nebulosa) em rotação rápida rodeada
por um envólucro extenso constituído
de partículas sólidas e gás em
movimento turbulento, com
temperatura diminuindo radialmente a
partir desse núcleo.
No envólucro formou-se vórtices
semelhantes a redemoinhos, causando
acumulações locais de matéria que se
agregaram para formar os Planetas.
ORIGEM DO SISTEMA SOLAR
Lei de Hubble = Limita a expansão do UNIVERSO em 15 bilhões de anos!!
O SISTEMA SOLAR iniciou a sua aglutinação a 6 bilhões de anos!!
A TERRA se formou a 4,6 bilhões de anos e as rochas mais antigas
preservadas são de 3.8 bilhões de anos atrás!!
IDADE DO SISTEMA SOLAR
• Esferóide achatado nos Pólos e dilatado no 
Equador. Grau de Achatamento ~ 1/300
• Diâmetro Polar: 12.712 Km.
• Diâmetro Equatorial: 12.756 Km.
• Maior elevação: Everest 8.840m (HIMALAIA).
• Maior depressão: Fossas Filipinas 11.516m.
• Massa (estimada): 6 sextilhões de toneladas.
• Densidade: 5,52 (5,52 vezes o peso da água).
• Rochas de ocorrência na superfície: d = 2,7-3,0. 
• Rochas no interior da terra: d > 5,5.
Conclusão: Materiais que ocorrem em maiores profundidades 
apresentam maiores densidades!!
A TERRA
Composição da Terra
• Raio Médio: 6400 Km.
• Estudos por Meios Diretos: Túnel, minas, 
metrô, cortes de estradas, etc.
• Escavação mais profunda: 12,4 km (Kola)
• Problema?
– Temperatura: 30°C a 50°C por km 
(Gradiente Geotérmico!!)
– Alta pressão
– Materiais
• NOTA: calor do Sol é irrelevante no interior da 
Terra
• Estudo do INTERIOR por Meios Indiretos:
– Sismologia, gravidade e geomagnetismo
Poço de Kola
Zapolyarny - Rússia
A TERRA
Sismologia: Ciência que estuda os terremotos
Terremotos: liberação espontânea de
Energia na crosta da terra, através da
propagação de ondas elásticas, com
velocidades definidas que dependem
da densidade e do módulo de
elasticidade do material que
atravessam.
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: SISMOLOGIA
Ondas Sísmicas
Quatro tipos de ondas: P, S, Rayleigh e Love.
Nos terremotos estuda-se as ondas de corpo (P e S) mais importantes,
pois penetram no interior da Terra. Tais ondas sofrem sucessivas
reflexões e refrações nas interfaces onde ocorrem mudanças em suas
velocidades. Nos traz informações sobre a estrutura interna da terra!!!
Ondas superficiais (Rayleigh e Love) menos importantes para estudos
geológicos, porém são mais destrutivas!
Lei de Snell numa sucessão
de camadas horizontais
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: SISMOLOGIA
Modo de Propagação Ondas Sísmicas Internas e Superficiais
• Ondas P (principal): ondas de
compressão, longitudinais.
• Ondas S (secundária): ondas
transversais.
• A Onda Rayleigh é uma combinação
das ondasP e S, num movimento
elíptico.
• A Onda Love a oscilação das
partículas é horizontal transversal.
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: SISMOLOGIA
• A velocidade de propagação das ondas sísmicas no interior da Terra é 
proporcional à densidade do meio atravessado.
A análise das ondas sísmicas permite conhecer física e quimicamente as regiões
percorridas pelas mesmas, baseado na propagação da refração de um meio com V1
para outro com V2
V1
V2
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: SISMOLOGIA
A análise das ondas sísmicas
permite conhecer física e
quimicamente as regiões
percorridas pelas mesmas
O principio se baseia na
propagação da refração de um
meio com V1 para outro com
V2
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: SISMOLOGIA
➢ Os primeiros estudos datam do século XVI (Galileu), mas Newton 
quantificou: 
➢ Portanto, a Aceleração da Gravidade depende apenas de MASSA!!
Força Gravitacional = Aceleração Gravitacional = 
➢ Aceleração centrífuga, dada pela 
rotação da terra: ac = (2πT)
2r
➢ T é o período de rotação e r é a
distancia ao ponto.
➢ Aceleração centrífuga é 0
exatamente sobre o eixo de
rotação
GRAVIDADE (g) = ag + ac
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE
Medidas do campo gravitacional da TERRA nos permite inferir
importantes medidas sobre o seu interior e sobre a interação com
outros corpos do SS.
➢ Cada ponto na TERRA possui uma 
gravidade (g) especifica.
➢ O VETOR de intensidade g sempre 
aponta para o centro da TERRA.
➢ Os instrumentos que medem a 
gravidade são os GRAVIMETROS.
➢ A unidade de aceleração é o Gal (em 
homenagem a Galileu)
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE
➢ O valor médio na superfície é 9,80 m/s2 ou 980 Gal (limite de 0,01 mGal !)
➢ Usamos a diferença de g nos nossos
estudos interpretativos: anomalias
graviméticas.
➢ Explica-se pela diferença de densidade
entre os diferentes rochas.
❖ Anomalias Negativas: densidades mais 
baixas
❖ Anomalias Positivas: densidades mais 
altas
Formula Internacional da Gravidade:
Gravidade Latitude do ponto
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE
Mapa de anomalia Bougher do Brasil e áreas adjacentes
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE
➢ ISOSTASIA é o termo utilizado para se referir ao estado de equilíbrio
gravitacional na crosta terrestre.
➢ Baseia-se no principio do Equilíbrio Hidrostático de Arquimedes.
➢ Introduzido na geologia por P. Bougher (Andes) e G. Everest
(Himalaia) que notaram que a FG era menor nas grandes cadeias de
montanhas.
Empuxo
Liquido deslocado
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE E ISOSTASIA
Significa que abaixo das montanhas existe uma deficiência de massa,
igual à massa das montanhas: EQUILIBRIO GRAVITACIONAL!!
d1
d2 d2
d3 d4
d5
DENSIDADES d1 > d2 > d3 > d4 > d5 
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: GRAVIDADE E ISOSTASIA
➢ A TERRA é um imã gigante e gera um campo
magnético.
➢ Os POLOS MAG. não coincidem com os POLOS GEOG.
➢ O C.M. varia com o tempo (pode inverter a
polaridade).
Polo Sul
Magnético
Polo Norte
Magnético
ESTUDO DO INTERIOR DA TERRA: MAGNETISMO
A TERRA É ESTRATIFICADA!!
ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
A CROSTA
• Sólida e Fina:
• Parte externa da Terra
• C. Oceânica: 5-10 km (SIMA)
• C. Continental: 30-80 km 
(SIAL)
• Limita-se na Descontinuidade 
de Mohorovicic
• Ondas sísmicas propagam-se 
entre 5,5 a 7,5 km/s
• 0,375 % da massa total da 
terra
• Materiais leves
• Baixa T e d:(< 600° C) – (2.65 
– 2,95 g/cm3)
• O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K e Mg 
(95%)
• Au, Ni, Ag, Cu, Ti, Mn, Rb, 
etc...
ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO INTERNA DA TERRA
O MANTO
• Plástico e espesso:
• Manto Superior: 80-400 km 
• Manto Transicional: 400-650 
km
• Manto Inferior: 650-2900 
km
• Limita-se na 
Descontinuidade de 
Gutemberg
• Zonas de convecção e placas 
tectônicas
• Ondas sísmicas propagam-se 
entre 8,0 a 13,0 km/s
• 67 % da massa total da terra
• Alta T e moderada d: (> 
800°C – 2.200°C) - (3.3 – 5 
g/cm3)
• O, Si, Fe, Mg, Ca (90%) 
ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO INTERNA DA TERRA
O NÚCLEO
• Líquido e Sólido:
• Núcleo Externo: 2900-5100 
km 
• Núcleo Interno: 5100-6400 
km
• Núcleo Externo é líquido 
(onda S não se propaga!!)
• Núcleo Interno é sólido 
(devido à altíssima pressão)
• Ondas sísmicas propagam-se 
entre 6,0 a 15,0 km/s
• 32 % da massa total da terra
• Alta T e d: (2.200°C –
5.000°C) – (12 g/cm3)
• Ni (20%), Fe (80%) 
ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO INTERNA DA TERRA
ESTRUTURAÇÃO GERAL DA TERRA
Noções de Estratigrafia
PROXIMA AULA