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Antonio Alcir da Silva Arruda Cartografia – Geografia – UFPR As concepções de forma da Terra 1ª Concepção – Mitica As Concepções da Forma da Terra A Terra para os primeiros gregos era concebida como parte de suas crenças mitológica relatadas por Hesíodo em sua Teogonia. Ela era a própria deusa, Geia, ou Gaia, a mãe geradora e criadora de todas as coisas que estão no universo e sobre a Terra, é a primeira deusa que surge do Caos, através de uma geração espontânea deste. As Concepções da Forma da Terra 1ª Concepção – Mitica Os hindus acreditavam que quatro elefantes sustentavam a Terra, que teria o formato da metade de uma esfera e que ainda todos os elefantes seriam sustentados por uma tartaruga gigantesca! Na Idade Média, dados históricos revelam que pelo menos parte da humanidade acreditou que a Terra era plana, crença esta que ficou conhecida como a “Teoria da Terra- Plana”. Os hindus acreditavam que quatro elefantes sustentavam a Terra, que teria o formato da metade de uma esfera e que ainda todos os elefantes seriam sustentados por uma tartaruga gigantesca! Na Idade Média, dados históricos revelam que pelo menos parte da humanidade acreditou que a Terra era plana, crença esta que ficou conhecida como a “Teoria da Terra- Plana”. 2ª Concepção – Plana As Concepções da Forma da Terra Concepção de um conto árabe sobre a forma plana da Terra, onde a mesma era vista como um disco plano carregado por três gigantescas baleias que flutuavam sobre o oceano primordial no espaço infinito. As Concepções da Forma da Terra Os Sumérios acreditavam que a Terra tinha a forma de um disco plano, representada a partir do ponto de vista do observador e que fazia parte de um conjunto de divindades cosmogônica, que mesclavam figuras míticas, bizarras de animais gigantescos e monstros, os quais ficavam rodeando a Terra como guardiões. Os Sumérios acreditavam que a Terra tinha a forma de um disco plano, representada a partir do ponto de vista do observador e que fazia parte de um conjunto de divindades cosmogônica, que mesclavam figuras míticas, bizarras de animais gigantescos e monstros, os quais ficavam rodeando a Terra como guardiões. 2ª Concepção – Plana 2ª Concepção – Plana As Concepções da Forma da Terra Para os babilônios, a Terra era como um disco plano, rodeada por um oceano, além do qual ficavam sete ilhas triangulares que formavam em conjunto com a Terra, uma estrela de sete pontas. Em cada ponta da estrela encontravam-se animais gigantescos que protegiam a Terra das invasões de seres monstruosos e imaginários. Para os babilônios, a Terra era como um disco plano, rodeada por um oceano, além do qual ficavam sete ilhas triangulares que formavam em conjunto com a Terra, uma estrela de sete pontas. Em cada ponta da estrela encontravam-se animais gigantescos que protegiam a Terra das invasões de seres monstruosos e imaginários. As Concepções da Forma da Terra Geia era representada por um disco, rodeada por uma espécie de rio mar que girava constantemente em sua volta, em forma de um anel circundante chamado Oceanus. Este ainda era circundado por Pontos que ia até a borda onde encontrava o Céu. Acima dela estava Urano o deus dos céus (filho e amante de Geia), com quem geia vai ter os filhos gigantes e monstruosos titãs, ciclopes e hecatonquiros. Abaixo de Geia estava o Tártaro, a morada das sombras (o inferno).Hades irmão de Zeus era o deus que reinava no Tártaro. Geia era representada por um disco, rodeada por uma espécie de rio mar que girava constantemente em sua volta, em forma de um anel circundante chamado Oceanus. Este ainda era circundado por Pontos que ia até a borda onde encontrava o Céu. Acima dela estava Urano o deus dos céus (filho e amante de Geia), com quem geia vai ter os filhos gigantes e monstruosos titãs, ciclopes e hecatonquiros. Abaixo de Geia estava o Tártaro, a morada das sombras (o inferno).Hades irmão de Zeus era o deus que reinava no Tártaro. 2ª Concepção – Plana As Concepções da Forma da Terra Tales de Mileto que inicia o pensamento científico na Grécia, imaginava um universo esférico fechado e a Terra como um disco plano, ocupando o centro do mesmo. A Terra apresentava-se com as bordas mais elevadas, para não afundar quando houvesse um maremoto. 2ª Concepção – Plana As Concepções da Forma da Terra A Terra de Anaxímenes de Mileto era como uma folha plana sustentada pelo ar comprimido. O sol girava em torno da Terra e não se punha abaixo do horizonte mas era escondido pelas elevações que ocorriam ao norte Para Anaximandro de Mileto a Terra é circular e tem o formato de uma pequena coluna cilíndrica de pedra, com a altura de um terço em relação à largura. Ela é circundada por uma capa de ar, o céu, que separava o fogo (calor) que está por traz da capa de ar (frio). Nesta capa existiam vários orifícios em forma de imensas rodas cósmicas que deixavam o fogo, que está por traz da capa escapar, iluminando e aquecendo a Terra. 2ª Concepção – Plana As Concepções da Forma da Terra O Universo pitagórico era formado por um conjunto de nove corpos celestes. Porém, como os pitagóricos consideravam o número 10 como um número sagrado e perfeito (1+2+3+4 = 10), Pitágoras incluiu em seu modelo cosmológico um décimo corpo, a anti-Terra, que por estar oposta à Terra, seria invisível para nós. 3ª Concepção – Esférica Volta da concepção da Terra plana - Idade Média As Concepções da Forma da Terra Ilustração da Idade Média que mostra a superfície da Terra como um disco plano e o universo em sua volta, como uma semiesfera de cristal Santo Agostinho, contesta a existência de antípodas sobre uma Terra esférica. Ele cria um conceito de um “Glóbulos Aquoso”, pois, segundo as sagradas escrituras, havia apenas um ecúmeno (terra árida habitada), deixado em descoberto sobre as águas, no momento da criação. As Concepções da Forma da Terra os navegadores eram atormentados e desencorajados para não se arriscarem a navegar em mar aberto, pois, além de enfrentarem monstros marinhos, poderiam chegar ao fim do mundo e caírem em um abismo sem fim, porque a Terra era circular e plana e eles navegando no mar aberto poderiam chegar ao fim da Terra. Volta da concepção da Terra plana - Idade Média A representação do mundo conhecido no mapa de Ptolomeu vai revolucionar o pensamento medieval, pois para Ptolomeu, toda a parte da esfera da Terra, além do ecúmeno conhecido deveria ser coberta de terra, ou seja, a Terra deveria ser vista como um “Globulus Terráqueo”, muito diferente da tradição bíblico- medieval, que colocava a Terra como um disco plano repousada sobre uma esfera de água, denominada por Santo Agostinho como “Globulus Aquoso”. A representação do mundo conhecido no mapa de Ptolomeu vai revolucionar o pensamento medieval, pois para Ptolomeu, toda a parte da esfera da Terra, além do ecúmeno conhecido deveria ser coberta de terra, ou seja, a Terra deveria ser vista como um “Globulus Terráqueo”, muito diferente da tradição bíblico- medieval, que colocava a Terra como um disco plano repousada sobre uma esfera de água, denominada por Santo Agostinho como “Globulus Aquoso”. As Concepções da Forma da Terra Volta da concepção da Terra plana - Idade Média As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica No século II a.C., Eratóstenes de Cirene (276-196 a.C.),que se autodeterminou “geógrafo”, foi o primeiro a determinar o tamanho da Terra, concebida como esférica, através da medição do ângulo da sombra do sol, ao meio dia, durante a estação de solstício em Alexandria, comparando-a com os relatos dos viajantes que partiam de Siena, no sul do Egito, que afirmavam que lá ao meio dia do verão, não existia sombra, e o sol se espelhava no fundo dos poços As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica Erastóstenes, com auxílio de um “gnomon” determinou qual era o ângulo da sombra que o sol fazia em Alexandria, no norte do Egito, ou seja, determinou quanto faltava para sol caminhar no céu, no verão, em direção ao norte, para que seus raios ficassem na vertical em Alexandria. Assim obteve uma medida da sombra ao meio dia de 7º 12’, ou seja, 1/50 de uma circunferência completa: S = 7° 12’ Transformando 12’ em decimal do grau teremos: 12’ ÷ 60’ = 0,2º Portanto, o ângulo medido corresponde a: S = 7,2º Este valor equivale a 50ª parte, ou 1/50 de uma circunferência completa, ou seja: 360º ÷ 7,2º = 50ª parte ou 1/50 da circunferência. Erastóstenes, com auxílio de um “gnomon” determinou qual era o ângulo da sombra que o sol fazia em Alexandria, no norte do Egito, ou seja, determinou quanto faltava para sol caminhar no céu, no verão, em direção ao norte, para que seus raios ficassem na vertical em Alexandria. Assim obteve uma medida da sombra ao meio dia de 7º 12’, ou seja, 1/50 de uma circunferência completa: S = 7° 12’ Transformando 12’ em decimal do grau teremos: 12’ ÷ 60’ = 0,2º Portanto, o ângulo medido corresponde a: S = 7,2º Este valor equivale a 50ª parte, ou 1/50 de uma circunferência completa, ou seja: 360º ÷ 7,2º = 50ª parte ou 1/50 da circunferência. As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica Eratóstenes (276-195 a. C) ainda havia lido nos relatos encontrado nos arquivos da Biblioteca de Alexandria, que as caravanas de camelos que partiam de Siena, que ficava ao sul do Egito, às margens do rio Nilo, onde o sol de verão se espelhava no fundo dos poços, levavam 50 dias de viagem para chegar a Alexandria, caminhando em média cerca de 100 estádias por dia. Eratóstenes (276-195 a. C) ainda havia lido nos relatos encontrado nos arquivos da Biblioteca de Alexandria, que as caravanas de camelos que partiam de Siena, que ficava ao sul do Egito, às margens do rio Nilo, onde o sol de verão se espelhava no fundo dos poços, levavam 50 dias de viagem para chegar a Alexandria, caminhando em média cerca de 100 estádias por dia. Cálculo: As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal No final do séc. XVI início do séc. XVII havia muita controvérsia sobre a forma da Terra •Algumas expedições davam resultados a favor da Terra achatada nos pólos: –Oscilação do pêndulo gravítico –Diferenças da velocidade do som, em altitude. –Diferenças da pressão, em altitude •Para além disso, a teoria da gravitação de Newton (força centrífuga) reforça a ideia. No final do séc. XVI início do séc. XVII havia muita controvérsia sobre a forma da Terra •Algumas expedições davam resultados a favor da Terra achatada nos pólos: –Oscilação do pêndulo gravítico –Diferenças da velocidade do som, em altitude. –Diferenças da pressão, em altitude •Para além disso, a teoria da gravitação de Newton (força centrífuga) reforça a ideia. •Várias medições do Meridiano de Paris feita pelos Cassini contrariavam este modelo, defendendo a terra achatada no Equador •Em 1730 há uma proposta apresentada à Academia de Ciências de Paris para o envio de duas missões: –Uma para perto do Equador (Peru) –Outra para perto do Polo Norte (Lapónia ) •Várias medições do Meridiano de Paris feita pelos Cassini contrariavam este modelo, defendendo a terra achatada no Equador •Em 1730 há uma proposta apresentada à Academia de Ciências de Paris para o envio de duas missões: –Uma para perto do Equador (Peru) –Outra para perto do Polo Norte (Lapónia ) As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal •Os resultados mostraram a Terra achatada nos Pólos com os seguintes valores: –Raio equatorial: 6376.45 km –Raio polar: 6355.88 km Total do achatamento: 6376.45-6355.88= 20,57km Daí ser tratada como uma forma elipsoidal. •Os resultados mostraram a Terra achatada nos Pólos com os seguintes valores: –Raio equatorial: 6376.45 km –Raio polar: 6355.88 km Total do achatamento: 6376.45-6355.88= 20,57km Daí ser tratada como uma forma elipsoidal. As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Sabemos que a superfície terrestre apresenta uma modelação mineral diferente para cada bloco rochoso do planeta, além de mudanças de salinidade nos oceanos implicando em medidas de densidade diferentes para cada local, afetando assim a atração que a gravidade tem para cada composição mineral. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Ou seja, a gravidade atua sobre os materiais da superfície do planeta de formas desiguais em diferentes lugares. Quanto mais denso maior é a atração gravitacional. Por exemplo: rocha ígnea é mais densa que rocha sedimentar Através dessas afirmações foi formada a concepção atual da representação geóidica da terra. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide - Projetos O Projeto/Missão GOCE: Gravity field and Steady-State Ocean Circulation Explorer, da ESA – Agência Espacial Europeia Projeto/Missão: GRACE - Gravity Recovery and Climate Experiment da NASA - National Aeronautics And Space Administration em colaboração com a Universidade do Texas, tem como missão realizar levantamentos e pesquisas mais detalhadas, para uma determinação mais precisa da forma da Terra, de forma continua, pois ate o momento ainda não foi possível consolidar a forma definitiva da terra em função da dinâmica do planeta como placas tectonicas em movimento por exemplo. O Projeto/Missão GOCE: Gravity field and Steady-State Ocean Circulation Explorer, da ESA – Agência Espacial Europeia Projeto/Missão: GRACE - Gravity Recovery and Climate Experiment da NASA - National Aeronautics And Space Administration em colaboração com a Universidade do Texas, tem como missão realizar levantamentos e pesquisas mais detalhadas, para uma determinação mais precisa da forma da Terra, de forma continua, pois ate o momento ainda não foi possível consolidar a forma definitiva da terra em função da dinâmica do planeta como placas tectonicas em movimento por exemplo. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide – Projeto Goce O Projeto/Missão GOCE, tem como objetivo medir o campo gravitacional terrestre e assim modelar o geoide com grande exatidão e resolução espacial (possíveis erros de até 2 cm). Em abril de 2011, o Projeto/Missão GOCE divulgou o acompanhamento dos deslocamentos das placas tectônicas, as quais mostraram uma paulatina diminuição do achatamento terrestre, junto ao Polo Com este estudo, a Agencia Espacial Europeia divulgou um novo modelo de Geoide, conforme mostrado pela combinação dos levantamentos gravimétricos e do mapeamento da derivas das placas tectônicas O Projeto/Missão GOCE, tem como objetivo medir o campo gravitacional terrestre e assim modelar o geoide com grande exatidão e resoluçãoespacial (possíveis erros de até 2 cm). Em abril de 2011, o Projeto/Missão GOCE divulgou o acompanhamento dos deslocamentos das placas tectônicas, as quais mostraram uma paulatina diminuição do achatamento terrestre, junto ao Polo Com este estudo, a Agencia Espacial Europeia divulgou um novo modelo de Geoide, conforme mostrado pela combinação dos levantamentos gravimétricos e do mapeamento da derivas das placas tectônicas O projeto GOCE teve início em 1999 como a primeira missão do núcleo Earth Explorer no âmbito do Programa Planeta Vivo da ESA. Inicialmente o projeto estava previsto para atuar durante dois anos, o GOCE fez coleta de dados da gravidade tridimensional em todo o globo . Os dados brutos foram processados na terra para produzir o mapa mais preciso do campo gravitacional da Terra neste período e para refinar a forma do nosso planeta com uma referência real. O conhecimento preciso do geóide , que pode ser considerado como a superfície de um oceano global ideal em repouso, desempenhou um papel muito importante no estudo aprofundado do nosso planeta, seus oceanos e atmosfera. Ele serviu como modelo de referência para a nossa medição e modelização das alterações do nível do mar , a circulação oceânica e a dinâmica das calotas polares. Com os equipamentos a bordo o Goce A missão irá medir não a própria gravidade , mas as pequenas diferenças na gravidade entre os pares acelerômetro 50 centímetros de distância. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide – projeto Goce As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Projeto/Missão: GRACE, fez o lançamento de Satélites gêmeos, lançados em março de 2002, onde fizeram detalhadas medições do campo gravitacional terrestre e da circulação marinha e, em conjunto com a Universidade do Texas produziram modelos reduzidos do que deveria ser a forma Geoide da Terra. Projeto/Missão: GRACE, fez o lançamento de Satélites gêmeos, lançados em março de 2002, onde fizeram detalhadas medições do campo gravitacional terrestre e da circulação marinha e, em conjunto com a Universidade do Texas produziram modelos reduzidos do que deveria ser a forma Geoide da Terra. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide – Projeto Grace GRACE mede a gravidade, relacionando-a com a distância entre os dois satélites. Quando há um aumento na gravidade à frente do par, o satélite da frente acelera e a distância entre ambos aumenta, quando o aumento da gravidade situa-se entre o par sua distância diminui; o oposto ocorre quando há uma redução na gravidade à frente de, ou entre os satélites. Os satélites estão separados por 220 km e podem detectar alterações menores do que um micrômetro por segundo na velocidade relativa. Estas medidas, em conjunto com outros dados e modelos, fornecem observações de mudanças de armazenamento de água terrestre, variações de gelo em massa, oceano mudanças de pressão de fundo e as variações do nível do mar. GRACE é uma colaboração dos EUA e as agências espaciais da NASA e alemã (DLR). Os principais parceiros são: Universidade do Texas Centro de Pesquisas Espaciais (CSR) GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam Jet Propulsion Laboratory (JPL). GRACE foi originalmente planejado para uma missão de cinco anos, mas está operando atualmente em uma missão estendida. Tem uma órbita não-repetição, mas abrange toda a Terra em cerca de um mês. Desde o lançamento do GRACE a órbita foi lentamente se deteriorando devido ao arrasto atmosférico nos satélites. Os parâmetros da órbita dadas na secção órbita são desde o início da missão. Para os parâmetros da órbita atual, veja: http: //www.csr.utexas.edu/grace/. Desde dezembro de 2010, as baterias estão se deteriorando e não são capazes de reter uma carga completa. Para estender a via util das baterias. os dados não são coletados quando são eclipsados com a terra e não podem carregar com a energia solar; de outra forma, os dados são coletados normalmente As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Por que a terra é um Geóide? Por que a terra é um Geóide? Basicamente por três motivos: 1- Diferentes composições minerais 2- Movimentos tectônicos 3 – Força centrifuga Basicamente por três motivos: 1- Diferentes composições minerais 2- Movimentos tectônicos 3 – Força centrifuga O resultado da ação conjunta da força da gravidade, da força centrífuga produzida pelo movimento de rotação e das forças endógenas (internas), que provocam o tectonismo, vai fazer com que, na pratica a superfície terrestre apresente uma modelação diferentemente de uma superfície geométrica perfeita, ou seja, a Terra vai se apresentar como uma superfície disforme mas arredondada. O resultado da ação conjunta da força da gravidade, da força centrífuga produzida pelo movimento de rotação e das forças endógenas (internas), que provocam o tectonismo, vai fazer com que, na pratica a superfície terrestre apresente uma modelação diferentemente de uma superfície geométrica perfeita, ou seja, a Terra vai se apresentar como uma superfície disforme mas arredondada. As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Resumindo: O geóide é a forma teórica da Terra, o modelo físico da Terra, ou seja, é a "figura física da Terra", representada pelo seu campo de gravidade, onde a superfície equipotencial (superfície de potencial gravitacional constante) faz com que haja uma continuidade virtual, da superfície média oceânica, através dos continentes e de tal maneira que, em qualquer ponto dela, se tem à linha vertical, de prumo coincidindo com a gravitacional, e sendo perpendicular a essa superfície Resumindo: O geóide é a forma teórica da Terra, o modelo físico da Terra, ou seja, é a "figura física da Terra", representada pelo seu campo de gravidade, onde a superfície equipotencial (superfície de potencial gravitacional constante) faz com que haja uma continuidade virtual, da superfície média oceânica, através dos continentes e de tal maneira que, em qualquer ponto dela, se tem à linha vertical, de prumo coincidindo com a gravitacional, e sendo perpendicular a essa superfície As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Modelo das ondulações da superfície Geoidal do Brasil para o sistema SAD 69 Fonte: IBGE, 2005 Modelo das ondulações da superfície Geoidal do Brasil para o sistema SAD 69 Fonte: IBGE, 2005 Modelo das ondulações da superfície Geoidal do Brasil para o sistema SIRGAS – 2000 Fonte: IBGE, 2005 Modelo das ondulações da superfície Geoidal do Brasil para o sistema SIRGAS – 2000 Fonte: IBGE, 2005 Evolução da Forma da Terra Da forma mitológica à forma geóide Nesta apresentação de maneira resumida foi observada a representação da forma da terra em 3.000 anos de história e essa história continua... http://gdsc.nlr.nl/gdsc/en/news/esa_launches_first_ earth_explorer_mission_goce http:// www.preceden.com/timelines/16727-historia-de-la-ge odesia http://podaac.jpl.nasa.gov/GRACE Apostila - A Forma e as Medidas da Terra Arnaldo Ricobom UFPR – 2007 – revisão 2015 https://www.youtube.com/watch?v=lY3Ef3G7D74 https://www.youtube.com/watch?v=LZ3mhMiXtTY http://gdsc.nlr.nl/gdsc/en/news/esa_launches_first_ earth_explorer_mission_goce http:// www.preceden.com/timelines/16727-historia-de-la-ge odesia http://podaac.jpl.nasa.gov/GRACE Apostila - A Forma e as Medidas da Terra Arnaldo Ricobom UFPR – 2007 – revisão 2015 https://www.youtube.com/watch?v=lY3Ef3G7D74 https://www.youtube.com/watch?v=LZ3mhMiXtTY BibliografiaSlide 1 As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica As Concepções da Forma da Terra Concepção esférica As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção elipsoidal As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide - Projetos As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide – Projeto Goce Slide 28 Slide 29 As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Slide 31 As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide As Concepções da Forma da Terra Concepção geóide Evolução da Forma da Terra Da forma mitológica à forma geóide Bibliografia
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