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Unidade 2: A terra A terra - sua idade e movimentação da crosta Unidade 2: A Terra 2.1 – A terra - sua idade e movimentação da crosta De acordo com as teorias geralmente aceita, a Terra teria tido o início da sua formação há aproximadamente 4,6 bilhões de anos (esse número hoje é calculado com maior exatidão: 4,567 bilhões de anos) através de várias nuvens de gás e poeira (*disco protoplanetário) em rotação, que deu origem ao nosso Sistema Solar. 2.1 Formação da terra 2.1 Evolução da vida e formação da terra 2.1 Evolução da vida e formação da terra 2.1 Formação da terra No começo, tudo no planeta Terra era uma rocha derretida, que depois de algum tempo, se solidificou e formou a superfície terrestre. Naquela época havia muitas erupções vulcânicas, e por essa razão, a atmosfera da terra era composta de vários gases, principalmente o oxigênio, hidrogênio e carbono. Houve um grande período de chuvas, que durou milhões de anos, e as partes de terra que ficaram emergiram formaram os continentes. 2.1 Formação da terra O Hadeano é um período da geologia verdadeira do planeta Terra. Essa rocha é tão antiga em relação aos meteoritos. Durante o Hadeano, o sistema solar estava tomando forma, provavelmente dentro de várias nuvens grandes de gás e poeira em torno do sol. A abundância relativa de alguns elementos mais pesados no sistema solar sugere que estes gás e poeira eram derivados de uma supernova. Alguns elementos mais pesados são gerados dentro das estrelas pela fusão nuclear do hidrogênio, que são de outra maneira incomuns. Nós podemos ver processos similares ocorrer hoje em nebulosas. O sol formou-se dentro de uma nuvem de gás e a poeira, e começou a se submeter à fusão nuclear e a emitir luz e calor. 2.1 Formação da terra No começo do Arqueano, o fluxo de calor da Terra era aproximadamente três vezes maior que é hoje, e era ainda duas vezes o nível corrente no começo do Proterozoico. O calor extra pode ter sido remanescente da acreção planetária, da formação do núcleo de ferro, e parcialmente causado pela maior produção radioativa de núcleos atômicos de vida curta, tais como urânio- 235. Apesar de alguns poucos grãos minerais conhecidos serem mais antigos, as mais velhas formações rochosas expostas na superfície da Terra são arqueanas. As rochas arqueanas são provenientes da Groenlândia, do Escudo Canadense, Austrália ocidental e África meridional. 2.1 Formação da terra A teoria da nebulosa explica a formação dos planetas a partir da acresção de materiais oriundos de uma nuvem de poeira e gás inicial. Definição: acresção: (sinônimo, acrescimento) Hipótese referente ao nascimento e crescimento de planetas por agregação de poeira estelar e corpos menores (asteroides) atraídos gravitacionalmente e incorporados à massa do planeta em desenvolvimento. 2.1 Formação da terra 0 a 40km 800 a 1000ºC 40 a 2890km 2000 a 3000ºC 2890 a 6370km > 3000ºC 2.1 Formação da terra 2.1 Formação da terra A estrutura interna do planeta pode ser representado por 3 camadas distintas: a primeira, conhecida como litosfera ou crosta com espessura de até 120km; a segunda conhecida como manto com espessura de 2.900km; e finalmente, a última camada conhecida como núcleo e com espessura de aproximadamente 3.500km, constituída principalmente de níquel e ferro e subdividida em núcleos externo e interno. 2.1 Formação da terra 2.1 Evolução da vida e formação da terra 2.1 Formação da terra A crosta ou litosfera é a camada mais externa do planeta Terra. É constituída fundamentalmente de duas partes distintas: o sial, que é a parte mais externa, composta principalmente de sílício e alumínio, representada por rochas de constituição granítica; e o sima que é a camada subjacente ao sial e cuja composição básica é o sílício e magnésio representada por rochas do tipo basáltico. 2.1 Formação da terra A parte mais superficial da crosta está representada por rochas, que são agregados naturais de um ou mais minerais (mineral é definido como toda substância inorgânica natural de composição química e estruturas definidas). Estudos mostraram que abaixo da crosta a velocidade das ondas sísmicas aumenta bruscamente para 8 km/s, indicando a existência de uma descontinuidade composicional a esta profundidade. Esta fronteira denomina-se descontinuidade de Mohorovicic, e separa a crosta do manto. 2.1 Formação da terra Este aumento brusco da velocidade das ondas sísmicas sugere que o manto é mais rígido e denso do que a crosta; o que é consistente com diversos dados petrológicos. O mecanismo que permite que a crosta menos densa flutue sobre o manto, tal como um iceberg flutua no oceano, é descrito pelo princípio da isostasia. De fato, o conceito de mobilidade é relativo: uma rocha pode ser considerada dura e sólida para um observador humano, mas possuir um comportamento de fluido no longo prazo (centenas a milhares de anos). No manto, logo abaixo da litosfera, há uma zona de baixa velocidade das ondas sísmicas (entre 100 e 200 km de profundidade), situada no topo da astenosfera. Nesta zona as rochas encontram-se parcialmente fundidas (menos de 1%), uma vez que o aumento da temperatura nessa zona ultrapassa a curva de fusão de alguns minerais das rochas mantálicas. 2.1 Formação da terra Esta fusão parcial das rochas da astenosfera superior, ainda que muito pequena, provoca uma diminuição da rigidez dessas rochas, que apresentam um comportamento fluido à escala geológica. Isto resulta no estabelecimento de correntes de convecção, que permitem o deslizar das placas litosféricas num fenômeno designado por deriva continental que está na origem da teoria da tectônica de placas. O deslocamento das placas tectônicas provocado por deriva continental é quase insignificante à escala humana: poucos centímetros por ano. 2.1 Formação da terra Clarke e Washington calcularam que 47% da crosta é constituída por oxigênio. A sua composição é majoritariamente de óxidos combinados, sendo os principais o silício, o alumínio, o ferro, o cálcio, magnésio, potássio e óxidos de sódio. A sílica é o principal componente da crosta, e está presente sob a forma de minerais de sílica nas rochas ígneas e metamórficas. Através do cálculo de 1672 análises feitas em diferentes rochas, F. W. Clarke elaborou a seguinte tabela em que as massas estão expressas em média percentual: Composição média para a crosta nas áreas continentais Óxidos Percentagem SiO2 60,2 Al2O3 15,6 Fe2O3 3,1 FeO 3,9 MgO 3,6 CaO 5,1 Na2O 3,9 K2O 3,1 TiO2 1,0 P2O5 0.3 Total 99.5 2.2 Formas de vida A vida começou na terra há pouco mais de 3,5 bilhões de anos, no período Arqueano, pois se são encontrados vestígios de vida nesse período, sua formação deve ser, necessariamente, anterior. Os Eucariontes, mais complexos, continham um núcleo e algumas organelas. As primeiras formas de vida, os Procariontes (unicelulares) continham DNA, uma das moléculas fundamentais da vida. 2.2 Formas de vida De pequenos seres chamados conodontes, surgiram os peixes, que se tornaram no Devoniano os donos dos mares, e que por alguma razão desconhecida, talvez em busca de alimentos ou para fugir de predadores, começaram a sair para a terra firme, e deram origem aos anfíbios que podiam andarna terra, mas necessitavam viver em pântanos pois não sobreviviam muito tempo fora da água. Os anfíbios evoluíram aos répteis, que viviam sem dependência da água e dos répteis evoluíram os sinapsídeos, ancestrais dos mamíferos, que permaneceram escondidos durante o longo reinado dos dinossauros até se tornarem os donos do mundo. 2.3 Placas tectônicas É a teoria segundo a qual há equilíbrio isostático na terra, isto é, a uma dada profundidade (~60km) as pressões se igualam. Como consequência da diferença de densidade das camadas da terra, os continentes (mais leves) “flutuam” sobre o material de maior densidade. ISOSTASIA 2.3 Placas tectônicas . ISOSTASIA A compensação isostática ocorre 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. Por outro lado, a crosta oceânica situa-se em níveis topográficos mais baixos do que a crosta continental, devido a sua maior densidade. 2.3 Placas tectônicas A idéia básica da deriva continental, é que os continentes se deslocam na superfície do globo terrestre sobre o manto superior. Assim, a posição atual dos continentes ou porções de continentes não corresponde à sua posição no passado e não corresponde à sua posição no futuro. DERIVA CONTINENTAL 2.3 Placas tectônicas 2.3 Placas tectônicas A litosfera encontra-se fragmentada em várias placas tectônicas e estas deslocam-se sobre a astenosfera. Esta teoria surgiu a partir da observação de dois fenômenos geológicos distintos: a deriva continental, identificada no início do século XX por Alfred Wegener, e a expansão dos fundos oceânicos, detectada pela primeira vez na década de 1960. O princípio chave da tectônica de placas é a existência de uma litosfera constituída por placas tectónicas separadas e distintas, que flutuam sobre a astenosfera. A relativa fluidez da astenosfera permite que as placas tectônicas se movimentem em diferentes direções. 2.3 Placas tectônicas A movimentação das placas continentais através dos milênios foram causadas por correntes de convecção no interior fluido da terra Quanto mais junto ao núcleo mais quente, então a massa mais interna e aquecida sobe e a massa mais externa sob a crosta e menos aquecida desce. Por atrito tendem a movimentar a crosta. Neste movimento a crosta se fragmentou em várias placas que se movimentam, ora uma de encontro a outra, ora afastando-se. Ex: Choque entre a placa continental (América do sul) e placas oceânicas no encontro com o Oceano Pacífico formaram a Cordilheira dos Andes, terremotos e vulcões. 2.3 Placas tectônicas A movimentação das placas tectônicas é impulsionada pelas correntes de convecção. Materia quente do manto ascende... ...causando separação das placas. ...aquece e ascende novamente. 2.3 Placas tectônicas As placas contatam umas com as outras ao longo dos limites de placa, estando estes comunmente associados a eventos geológicos como terramotos e a criação de elementos topográficos como cadeias montanhosas, vulcões e fossas oceânicas. A maioria dos vulcões ativos do mundo situam-se ao longo dos limites de placas, sendo a zona do Círculo de Fogo do Pacífico a mais conhecida e ativa. 2.3 Placas tectônicas Os tipos básicos de limites entre as placas tectônicas Aparecimento de vales, vulcões e terremotos. Dobramento de montanhas e ilhas vulcânicas. Falhas laterais e terremotos 2.3 Placas tectônicas Limite Transformante 2.3 Placas tectônicas 2.3 Placas tectônicas Limite Divergente 2.3 Placas tectônicas Limite Divergente A destruição após o terremoto de 1906 em São Francisco. 2.3 Placas tectônicas Limite Divergente 2.3 Placas tectônicas Limite Divergente Esquema da abertura de um oceano, a partir da ruptura da crosta continental e formação de crosta oceânica 2.3 Placas tectônicas Limite Divergente Abertura de um oceano moderno no leste africano (rift vale africano). 2.3 Placas tectônicas Limite Convergente 2.3 Placas tectônicas Limite Convergente As maiores cadeias de montanhas da terra estão relacionadas com limites convergentes entre placas litosféricas. 2.3 Placas tectônicas Limite Convergente 2.3 Placas tectônicas Limite Convergente 2.3 Placas tectônicas Limite Convergente 2.3 Placas tectônicas Nas “andanças” das placas tectônicas, elas se abrem, mergulham, colidem, se rasgam, incorporam novas massas de terra e vulcões se formam. Fora das regiões de colisão de placas, como é o caso do Brasil e em particular de Vitória, há tranquilidade geológica e as montanhas formadas neste processo, em outras eras, não se “renovam” mas tendem a ser “aplainadas” por EROSÃO e INTEMPERISMO. Ao longo das eras, as rochas foram se fragmentando, se decompondo e escorregando para regiões mais baixas. Qualquer encosta natural que escorregue levou dezenas de bilhões de anos para se desestabilizar.
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