Camadas da Terra: Crosta, Manto e Núcleo

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Quais são as camadas da Terra?
Em termos gerais, a Terra tem quatro camadas: a crosta sólida do lado de fora, o manto e o núcleo. A crosta é a
mais fina, o manto é o mais espesso. Mas como sabemos de todas essas camadas geológicas sem realmente vê-
las?
As camadas da
Terra
Antes de olharmos para cada camada individual com mais detalhes, aqui estão algumas informações muito básicas
sobre as características das camadas da Terra. O núcleo externo é a única camada “líquida”. Embora o manto
também flua, é considerado sólido. Mais sobre isso mais tarde. Além disso, o manto é comumente dividido em três
subcamadas diferentes, e o núcleo é frequentemente dividido em dois - o núcleo interno e o núcleo externo.
Camada Proteto (da
superfície)
Composição
primária Características da chave
Crust (smast) 0-35 km
(oceânico), Salo (oceânico), Camada de Thinnest; onde toda a
vida existe
0-70 km
(continental)
O granito
(continental)
Manto Superior 35-410 km de
distância Peridotita Parte da litosfera e da astenosfera
Zona de Transição
(Mantle) 410-660 km Olivina, Espinhal Composição intermediária
Manto mais baixo 660-2900 km Bridgmanite
(Bridgmanite) Alta pressão e temperatura
Núcleo exterior 2900-5180 km Ferro, níquel
(líquido) Cria o campo magnético da Terra
Núcleo do Interior 5180-6370 km Ferro, níquel
(sólido) Pressão e temperatura extremas
A crosta – a camada superficial
A crosta é tudo o que podemos ver e estudar diretamente. A camada mais fina da Terra, a crosta ainda mede cerca
de 40 km em média, variando de 5-70 km (3-44 milhas) em profundidade. Mas na escala do planeta, isso é menos
do que a pele de uma maçã.
Existem dois tipos principais de crosta: a crosta continental e oceânica. A crosta oceânica pode ser encontrada no
fundo dos oceanos ou abaixo da crosta continental; é geralmente mais dura e mais profunda, consistindo de rochas
mais densas como o basalto, enquanto a crosta continental contém rochas e sedimentos do tipo granito. A crosta
continental é mais espessa em terra.
A crosta também é a única camada da Terra que exploramos diretamente (os pesquisadores também estão tentando
raspar o manto superior, mas estes são novos esforços). O buraco mais profundo que cavamos é de pouco mais de
12 quilômetros de profundidade, então a única informação que temos sobre as camadas mais profundas da Terra
vem indiretamente, da pesquisa geofísica e sismológica (a que chegaremos em um momento).
A crosta não é uma camada rígida da empresa – é dividida em várias placas tectônicas.
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/2000px-Earth-crust-cutaway-english.svg.png
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/planet-earth/earth-inner-core/
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/planet-earth/lithosphere/
https://www.zmescience.com/other/science-abc/thinnest-layer-earth/
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/JZ072i012p03061?casa_token=KLTOnW_b3GAAAAAA:qpmB2hozieKhm2MW-YRDAR9E5hlrN-sbsJ9Rj_zbZY6aMxmpozf-SjX8Ny-Wme98TaljAOSStZWkRYdS
https://www.uwyo.edu/news/2016/01/uw-researcher-part-of-indian-ocean-expedition-to-drill-to-the-earths-core.html
https://www.uwyo.edu/news/2016/01/uw-researcher-part-of-indian-ocean-expedition-to-drill-to-the-earths-core.html
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/planet-earth/6-unexpected-discoveries-from-the-worlds-deepest-well/
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As principais
placas
tectônicas.
Estas placas tectônicas não são estacionárias, mas estão em movimento relativo uma da outra. Dependendo da
relação e configuração geológica, existem três tipos de limites de placas tectônicas:
convergente (movendo-se um para o outro);
divergente (em movimento do outro);
e transformador (em movimento lateralmente).
As placas tectônicas se movem devido à energia térmica gerada pelo decaimento radioativo no núcleo da Terra. Este
calor faz com que eleve a camada do manto, aquece-a para se mover em um ciclo de convecção. Por vezes, novo
material da crosta é criado; outras vezes, o novo material da crosta é destruído.
Estas placas “float” no manto macio e plástico superior. Na verdade, a maior parte da magia em placas tectônicas (e
que afeta toda a vida na Terra) acontece no manto.
O manto - a camada mais grossa
Convecção do manto.
O manto se estende por 2.890 km, tornando-se a camada mais espessa da Terra. O volume da Terra representa
cerca de 84% do volume da Terra. Tudo o que sabemos sobre o manto que conhecemos indiretamente, já que
nenhum estudo humano conseguiu ir além da crosta. A maioria das coisas que sabemos sobre o manto que
conhecemos a partir de estudos sismológicos (mais sobre isso mais tarde).
O manto também é dividido em várias camadas. No entanto, embora existam diferenças geológicas e químicas entre
as camadas do manto, as divisões dentro do manto são baseadas principalmente em mudanças nas velocidades
das ondas sísmicas, em vez da composição. No entanto, essas mudanças nas velocidades sísmicas também estão
relacionadas a diferentes temperaturas, pressões e estruturas minerais.
Sub-
cama em
camadas
Proteto
(da
superfície)
Espessura Características da chave
Manto
Superior
35-410 km
de
distância
375 km
A parte superior, juntamente com a crosta, forma a litosfera.
Caracterizado por uma pressão e temperatura relativamente
baixas. Composto por peridotita. Tem uma consistência sólida,
mas plástica, o que significa que flui muito lentamente.
Zona de
transição
410-670
km de
distância
250 km
Zona onde certos minerais mudam de fase, resultando em uma
mudança na velocidade das ondas sísmicas. Alterações de
olivina na wadsleyite e ringwoodite devido ao aumento das
pressões.
Manto
mais
baixo
670-2890
km 2240 km
Caracterizado por alta pressão e temperaturas. Apesar dessas
condições, é principalmente sólido. O mineral dominante nesta
camada é bridmanita.
O manto superior se estende de onde a crosta termina a cerca de 670 km. Mesmo que esta área seja tecnicamente
viscosa, consiste essencialmente em uma rocha - uma rocha chamada peridotita. Abaixo disso, o manto inferior se
estende de 670 para quase 2900 quilômetros abaixo da superfície.
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/earth-dynamics/convergent-boundaries/
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/earth-dynamics/convergent-boundaries/
https://www.zmescience.com/science/geology/igneous-rocks-an-essential-read-for-geology-aficcionados/
https://www.zmescience.com/science/geology/igneous-rocks-an-essential-read-for-geology-aficcionados/
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/Models_of_mantle_dynamics.jpg
https://www.zmescience.com/other/science-abc/thickest-layer-earth-mantle/
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De todas as camadas da Terra, o manto é provavelmente o mais intrigante para os geólogos. É basicamente aceito
agora que o manto não está em um estado estacionário, mas sim em um estado de movimento constante. Há uma
circulação convectiva geral, com material quente subindo em direção à superfície e material mais frio indo mais
fundo.
Geralmente, pensa-se que esta convecção realmente dirige a circulação de placas tectônicas na crosta. Os
pesquisadores ainda estão debatendo os mecanismos exatos pelos quais isso acontece. No entanto, o fato de que o
manto está se movendo é inegável.
Esta figura mostra um cálculo para a convecção térmica no manto da Terra. Cores mais próximas do
vermelho são áreas quentes e cores mais próximas do azul são áreas frias.
A maioria dos terremotos é formada na superfície, na crosta; à medida que as placas se acumulam e a tensão do
fluxo se acumula, e quando essa tensão se solta ou quando algo quebra, você tem um terremoto. No entanto,
terremotos também podem acontecer no manto, e a essas pressões, você não pode falar sobre falhas e quebras.
Em áreas de subducção, onde um avião vai abaixo de outro, terremotos foram observados em profundidades de até
670 km.
O mecanismo em torno dessesterremotos ainda não é bem compreendido, mas uma das teorias é que alguns
minerais mudam de um estado para outro, alterando seu volume no processo. Essa mudança de volume pode levar
a terremotos.
No entanto, estamos cada vez mais perto de entender o manto – mesmo sem chegar lá. Nos últimos tempos, os
pesquisadores chegaram perto de replicar a alta temperatura / pressão no manto, e modelos de computador de alto
nível também estão revelando alguns de seus segredos.
O núcleo – camada mais profunda
Algumas vezes nos referimos ao núcleo como uma coisa, embora o núcleo interno e o núcleo externo sejam
fundamentalmente diferentes – não camadas da mesma coisa. O núcleo interno “sólido” tem um raio de 1.220 km,
enquanto o núcleo externo “líquido” se estende até um raio de 3,400 km.
Espere, se não pudéssemos ir ao manto, como poderíamos saber que um é sólido e um não é? Bem, como antes, a
resposta é a mesma: ondas sísmicas (estamos quase lá).
O núcleo interno
As temperaturas e pressões do núcleo interno são absolutamente extremas, em aproximadamente 5.400 oC
(9.800oF) e 330 a 360 gigapascals (3.300.000 a 3.600.000 atm).
Acredita-se geralmente que o núcleo interno está crescendo muito lentamente – à medida que o núcleo esfria, mais
do núcleo externo se solidifica e se torna parte do núcleo interno. A taxa de resfriamento é muito baixa, no entanto, a
cerca de 100 graus Celsius por bilhão de anos. No entanto, mesmo esse crescimento lento é pensado para ter um
impacto significativo sobre a geração do campo magnético da Terra pela ação do dínamo no núcleo externo líquido.
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/geology-and-paleontology/earth-dynamics/plate-tectonics-we-figured-out-how-to-build-an-atomic-bomb-before-we-realized-how-mountains-form/
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/Convection-snapshot.png
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/physics-articles/matter-and-energy/the-real-color-of-water-blue/
https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/physics-articles/matter-and-energy/the-real-color-of-water-blue/
https://www.zmescience.com/science/news-science/why-earths-core-solid40423/
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Imagem via Artinaid
Curiosamente, o núcleo interno parece ser assimétrico na linha Leste-Oeste. Há um modelo que explica essa
assimetria com derretimento de um lado e cristalização do outro. Esta anomalia também provavelmente afeta o
campo magnético da Terra, criando uma assimetria no lado cristalizante.
O núcleo externo
O núcleo externo é um fluido de baixa viscosidade (cerca de dez vezes a viscosidade dos metais líquidos na
superfície) - "líquido" é um termo bastante impróprio. Como esta camada tem uma viscosidade muito baixa, é
bastante maleável. É o local da convecção violenta. Acredita-se também que sofra correntes de convecção muito
violentas – ei, e adivinhe? A agitação do núcleo externo e seu movimento relativo é responsável pelo campo
magnético da Terra.
A parte mais quente do núcleo externo é realmente mais quente do que o núcleo interno; as temperaturas podem
chegar a 6.000 graus Celsius (10.800 Fahrenheit) - tão quente quanto a superfície do sol.
Como sabemos que as camadas da Terra existem?
Só podemos ver frações muito pequenas da crosta terrestre, que em si é uma pequena fração do nosso planeta –
então como podemos saber todas essas coisas?
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/Interaction-of-Molten-Outer-Core-and-Solid-Inner-Core1.png
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Propagação de onda sísmica. Observe como as ondas mudam sua trajetória em um limite importante.
A melhor fonte de informação que temos são as ondas sísmicas. Quando ocorre um terremoto, ele libera ondas de
pressão que se propagam por todo o planeta. Essas ondas carregam consigo informações das camadas pelas quais
passam – incluindo o manto e o núcleo.
Ao estudar a propagação de ondas através da Terra, podemos aprender sobre as propriedades físicas do interior da
Terra. Por exemplo, algumas ondas se propagam apenas através de meios sólidos, enquanto outras se propagam
através de meios sólidos e líquidos – para que possam mostrar se alguma camada é sólida ou não. As ondas
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/2000px-Earthquake_wave_shadow_zone.svg.png
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sísmicas experimentam faixas estreitas do interior da Terra para que também possamos isolar as informações que
elas carregam; analisando vários terremotos registrados em várias estações sísmicas, podemos produzir uma
análise de uma área.
Os raios dobram e refletem com base nas propriedades do ambiente pelo ambiente pelo que ele passa, e a
velocidade da onda também é afetada pelo ambiente.
Muito mais para aprender
E não é apenas a sismologia. Simulações modernas em laboratório mostraram como os minerais provavelmente se
comportam nessas temperaturas e pressões, e também temos informações gravitacionais e magnéticas indiretas,
bem como estudos sobre magma e cristais encontrados na superfície – mas a maior parte da informação vem da
sismologia global.
É simplesmente incrível que sem sequer ir perto dele, podemos saber muito sobre as camadas da Terra.
Enquanto a maioria do nosso planeta permanece inacessível para a exploração humana direta, nossa compreensão
de suas camadas - da crosta ao núcleo - está em constante evolução e refinação.
Este intrincado conhecimento da estrutura da Terra tem implicações muito além da geologia. Ele informa nossa
compreensão de desastres naturais, ajuda na busca de recursos naturais e até desempenha um papel fundamental
no estudo das mudanças climáticas.
É também um exemplo brilhante de curiosidade humana e engenhosidade que pode nos ajudar a entender melhor
não apenas o mundo sob nossos pés, mas também os exoplanetas.
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https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2016/01/Speeds_of_seismic_waves.png
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