01 - Origem e Formação da Terra

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CTT 309 – GEOLOGIA:
1 – A Disciplina Geologia
2 – Origem e Formação da Terra
3 – Tempo Geológico
4 – Estrutura Interna da Terra
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Instituto de Ciência, Engenharia e Tecnologia
Bacharelado em Ciência e Tecnologia
Disciplina: Geologia
Professor: Caio Mário Leal Ferraz (caio.ferraz@ufvjm.edu.br)
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 EMENTA
1 – Estrutura da Terra 
2 –Terremotos e Vulcanismo 
2 – Tectônica de Placas
2 – Neotectônica e Morfotectônica
3 – Minerais 
3 – Rochas Ígneas ou Magmáticas
3 – Rochas Sedimentares
3 – Rochas Metamórficas
3 – Ciclo Geológico
4 – Geomorfologia Geral
4 – Geomorfologia Urbana
5 – Mapas Geológicos e Uso de bússola. 
6 – Uso de Rochas na Engenharia.
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 REFERÊNCIAS E BIBLIOGRAFIA
- Aguardando materiais... 
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 DINÂMICA DA DISCIPLINA (Informações Gerais) 
1 – Aulas expositivas em sala de aula
2 – Trabalho de Campo (Prado/Ba)
3 – Critérios para Trabalho de Campo:
 a) Desempenho
 b) Disciplina
 c) Trio de organização
 d) Definição final pelo professor
4 – Horários
5 – Celular
6 – Frequência (e conteúdos de avaliações)
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 AVALIAÇÕES
1 – Avaliação Introdutória (20 pontos – Critério de Seleção)
2 – Pré-relatório (20 pontos – Critério de Seleção)
3 – Relatório de Trabalho de Campo (40 pontos)
4 – Avaliação Final (20 pontos)
5 – Exame Final
 Obs.: Pré-relatório e Relatório de Trabalho de Campo conforme normas ABNT.
 Trabalhos “semelhantes” aos anteriores1 desconsiderados!
 1 – Arquivo Pessoal
 
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 IMPORTANTE
1 – Perguntem!
2 – Leiam com antecedência!
3 – “Duvidem”, tragam visões complementares, contrastantes ou discordantes.
4 – Exijam!
5 – Alguma sugestão?
6 – COMBINADO?
 
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Do Big Bang à origem da Terra: o início?
“Certas questões sobre a nossa existência na Terra são tão fundamentais que têm sido incorporadas às mitologias religiosas. Estas questões refletem a origem da Terra e a evolução da vida, mas também são extensivas à origem do universo e à própria concepção de espaço e tempo.
O universo teve um início e terá um fim?
O universo tem limites, e o que há após os limites?
Essas questões definem bem nossas limitações e quão pequenos somos todos nós diante das incertezas.”
 Faure (1998).
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ANTIGAS CONCEPÇÕES DO UNIVERSO
O Sol, transportado por uma flamejante carruagem dourada, puxada por cavalos mágicos.
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A Terra plana de Anaxímenes de Mileto (585-528), flutuando no elemento ar.
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Aristóteles (384-322 a.C.).
O defensor da Hipótese dos 4 elementos
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O Universo para Aristóteles
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GRANDE REVOLUÇÃO: 
Nicolau Copérnico (1473-1543) e o Heliocentrismo.
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Modelo Heliocêntrico
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OUTRA REVOLUÇÃO: Albert Einstein (1879-1955)
A teoria da Relatividade de Einstein revolucionou o olhar sobre o universo. 
As equações matemáticas faziam uma relação direta entre matéria e geometria.
As soluções encontradas para essas equações permitem a especulação sobre diferentes tipos de universos possíveis.
O Modelo do Big Bang é “filho” dessas equações.
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- Em 1912 Vesto Slipher mostrou que a galáxia Andrômeda está se aproximando da Via Láctea. E em 1917, mediu a velocidade de várias nebulosas concluindo que a maioria delas está se afastando da Via Láctea.
- Após ler o trabalho de Einstein, Willem de Sitter encontrou soluções que levavam a universos bem estranhos (sem matéria, mas com movimento).
- Em 1922 Aleksandr Aleksandrovitch Friedmann publica um artigo com modelos de universos dinâmicos.
- Em 1923 Edwin Hubble, usando telescópio, e o efeito Doppler descobre que o universo está se expandindo.
OS AVANÇOS PROSSEGUEM:
Da Teoria da Relatividade ao Big Bang
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- Em 1927, Lemâitre, padre e físico (?) publica um artigo com soluções cosmológicas prevendo a expansão do universo: ignorado.
- Grande importância dos trabalhos de Hubble, somente publicados em 1929.
- Após os trabalhos de Hubble, Lemâitre é reconhecido. Em 1931 publica um artigo na revista Nature propondo a ideia do “Átomo Primordial”.
- Em 1948 George Gamow e colaboradores propuseram o modelo Big Bang. Nome dado por ironia por Fred Hoyle.
OS AVANÇOS PROSSEGUEM:
Da Teoria da Relatividade ao Big Bang
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Então, tudo começa com uma explosão?
Sério?
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- Expansão do universo, comprovada pelo efeito Doppler.
- 1965 - Descoberta da radiação de fundo.
- Galáxias de bilhões de anos atrás parecem claramente “mais jovens” e mais próximas (diferença de idade entre galáxias).
 
- Flutuações de temperatura, detectadas em 1990 pelo satélite Cosmic Background Explorer (Cobe), e a relação precisa dessa variação com o ângulo de observação, medida pela primeira vez em experimentos divulgados no ano 2000.
- Polarização da Radiação Cósmica de Fundo.
TEORIA DO BIG BANG:
Provas?
Importantes evidências...
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- Necessidade do Modelo Inflacionário, que ainda não possui muitas evidências experimentais.
- Incompatibilidade entre a Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica para descrever os momentos iniciais do universo (quando a distância é menor que o tamanho atômico).
- Não explica, satisfatoriamente, como o universo começou (T1 ?) ou o que haveria antes (T0 ?), e sim como está evoluindo desde o evento inicial.
TEORIA DO BIG BANG:
Há limitações...
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15 Bilhões de anos (Ba) atrás: Matéria concentrada → Grande explosão → T↑ → Expansão → T↓: Formação do núcleo atômico (prótons e nêutrons)
→ Núcleo atrai elétrons → átomos de H e He.
Fragmentação do universo: estrelas, galáxias (28 só no grupo da Via Láctea),
agrupamento galácticos.
Concentração da matéria nas galáxias: estrelas (1a geração) - Sintetização dos elementos químicos nas estrelas (fusão nuclear): H+H → He
(conversão de matéria em energia – é a vida das estrelas).
Morte das estrelas: combustível exaurido (grande explosão) − SUPERNOVAS
Com a explosão−nebulosa, produção elementos mais pesados: Fe...
2a geração de estrelas no centro da nebulosa → planetas → sistema solar
(os elementos químicos já existiam).
A TEORIA DO BIG BANG: principais pressupostos teóricos
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A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
Nebulosa Solar (nuvem gasosa e poeira cósmica).
Toda a matéria do Sistema Solar, incluindo os planetas, aí estava dispersa.
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Nebulosa Solar em rotação inicia seu resfriamento, condensação de gases e colisão de particulas sólidas
A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
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Planetas internos (rochosos e menores):
Mais densos.
Planetas externos (Gigantes Gasosos): Menos densos. 
A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
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A Terra se forma por condensação e agregação de partículas, bem como todos os demais planetas do Sistema Solar.
A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
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Início de “Fogo”:
Intenso calor impossibilita surgimento de rochas ou água.
A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
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A partir do resfriamento do centro (núcleo) primeiras rochas surgem.
A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA
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Grande superfície em fusão.
Alguns fragmentos resfriados,
dando origem aos primeiros
microcontinentes.
Bombardeio intenso de
meteroritos.
A Lua estava bem próxima da
Terra e exercia uma enorme
influência nas marés.
PLANETA TERRA: RESUMO
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 A IDADE DA TERRA (TEMPO GEOLÓGICO)
 MÉTODOS DE DATAÇÃO
 
 1 – Datação Relativa: Estabelecimento de sequencias de eventos geológicos sem objetivar valores absolutos dos mesmos. 
Uso de fósseis índice e estratigrafia. 
2 – Datação Absoluta (Radiométrica): Baseada em métodos isotópicos ou radiométricos. Estabelece idade para os eventos ocorridos no passado (geológico) por meio da desintegração dos elementos radioativos contidos nos substratos analisados.*
2 – Datação Absoluta (Radiométrica): Baseada em métodos isotópicos ou radiométricos. Estabelece idade para os eventos ocorridos no passado (geológico) por meio da desintegração dos elementos radioativos contidos nos substratos analisados. 
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Datações Radiométricas – Absolutas Geocronologia
Isótopos radioativos (instáveis) vs. estáveis
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Mas,
quando?
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O Tempo Geológico
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A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA: 
Crosta, Manto e Núcleo
(Proporções: 0,4% - Crosta; 67,2 - Manto e 32,4% - Núcleo)
Não é possível ter acesso direto às partes internas da Terra (ao menos em seu interior, onde estão) devido às limitações de altas pressões e temperaturas.
O furo de sonda mais profundo feito até hoje em (Rússia), atingiu apenas 12 km.
Raio da Terra: 6.370 Km
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A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA: 
Crosta, Manto e Núcleo
(Proporções: 0,4%-crosta - 67,2-manto - 32,4%-núcleo)
Primeira pergunta: 
como reconhecer esta composição e estrutura?
Ferramentas utilizadas no estudo do interior da Terra:
>> Material expelido por vulcões;
>> Rochas expostas na superfície da Terra;
>> Ondas sísmicas;
>> Meteoritos;
>> Outros.
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 ONDAS SÍSMICAS: Conceito
 As ondas sísmicas são provocadas por abalos naturais (terremotos) 
 ou explosões induzidas.
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 ONDAS SÍSMICAS: Conceito
 As ondas sísmicas são provocadas por abalos naturais (terremotos) 
 ou explosões induzidas.
Classificação:
Ondas P - São ondas primárias, longitudinais (vibram no sentido da
propagação, como o som);
- As mais rápidas; primeiras que chegam em um sismógrafo;
- Propagam-se em meios líquidos e sólidos. 
Ondas S - São ondas secundárias, transversais (vibram como a luz);
- Mais lentas do que as P;
- Não se propagam em meios líquidos ou plásticos (água, magma).
Ondas de Superfície - Somente se propagam sobre a superfície.
As ondas P e S são importantes para o estudo do interior da Terra.
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 ONDAS SÍSMICAS: Conceito
 As ondas sísmicas são provocadas por abalos naturais (terremotos) 
 ou explosões induzidas.
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A sismicidade é comum no planeta:
Alguns exemplos de sismos no Brasil
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Grandezas sísmicas
Para avaliar os efeitos dos sismos utilizam-se duas escalas:
 uma qualitativa (intensidade) 
e
 outra quantitativa (magnitude) Famosa Escala de Richter ou Escala Richter.
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Magnitude
Efeitos
<2
Regra geral, não sentido perto do epicentro, mas registado em instrumentos de alta sensibilidade.
2,0 – 2,9
Dificilmente percetível na proximidade do epicentro. Não afeta as construções.
3,0 – 3,9
Sentido por algumas pessoas.
4,0 – 4,9
Sentido pela maioria. Afeta construções próximas do epicentro, de baixa qualidade estrutural. Pequenos estragos em construções melhores.
Escala Richter
Escala logarítmica que mensura a magnitude dos sismos.
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Magnitude
Efeitos
5,0 – 5,9
Forte. Moderadamente destruidor. Deslocações de mobiliário. Trincas e recalques. Pode condenar construções.
6,0 – 6,9
Destruidor em regiões populosas. Derruba de paredes.
Danos consideráveis.
7,0 – 7,9
Desastroso. Danos severos. Destruição de edifícios inteiros. Graves consequências em áreas urbanas.
>8
Catastrófico. Destrói cidades inteiras próximas ao epicentro. Pesadelo...
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Richter vs Mercalli
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A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA: 
Crosta, Manto e Núcleo
(Proporções: 0,4%-crosta - 67,2-manto - 32,4%-núcleo)
Crosta Continental (Siálica):
D = 2,7 g/cm3
Composição média granítica
Crosta Oceânica (Simática):
D = 3,1 g/cm3
Composição média basáltica
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 O INTERIOR DA TERRA
A Terra tem uma estrutura interna com diferentes camadas de materiais rochosos compostos de uma grande variedade de minerais. 
No planeta, quanto maior a profundidade maior a temperatura e a densidade.
 Grau geotérmico: a cada 33m de profundidade ocorre o aumento de 1º C.
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Núcleo
Representa cerca de 14% do volume e 32% das massa total do planeta. Situa-se entre 3.000 e 6.000 km de profundidade.
Composto, principalmente, por níquel e ferro (minerais de elevada densidade).
 As temperaturas no núcleo podem atingir mais de 5.000 º C, esse é dividido em núcleos interno (sólido) e externo (fluído).
 
Manto
Apresenta cerca de 83% do volume da Terra e 65% da massa total. O manto é situado entre 70 e 3.000 km de profundidade. 
É formado principalmente por silicatos e óxidos de ferro e magnésio. Sua consistência é pastosa e está em constante movimentação. 
Pode ser dividido em mantos superior e inferior.
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Crosta
A Superfície do planeta Terra é composto de rochas. Sua estrutura interna é formada de diferentes níveis de materiais rochosos compostos de um enorme número de minerais. 
A Crosta Terrestre apresenta de 5 e 10 quilômetros de espessura nas áreas oceânicas (Crosta Oceânica - Sima) e entre 20 e 60 quilômetros de espessura nas áreas continentais (Crosta Continental - Sial). Abaixo de platôs e montanhas pode chegar a 70 km. 
A crosta é dividida em partes, essas são chamadas de placas tectônicas. De acordo com conceitos mais recentes, são cerca de 12 placas. Essas estão em cima do manto superior, parte conhecida pelo nome de Astenosfera, compondo o Litosfera.
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A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA:
 
Há outro modelo?
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Adaptado de Simões, 1997
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Fonte: CD4
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