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DINÂMICA DA TERRA AULA 1: INTRODUÇÃO AO CURSO CADERNETA DE CAMPO TRABALHO DE CAMPO AMOSTRAS DE ROCHAS LUPAS PARA IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS NO CAMPO Compreendendo o Sistema Terra Terra é formada de várias partes integradas, que interagem entre si Atmosfera Hidrosfera Terra Sólida (Litosfera + Terra Sólida (Litosfera + manto + núcleo) Biosfera ATMOSFERA Camada de gases que cobre nosso planeta HIDROSFERA Os oceanos são a feição mais proeminente da Terra, cobre 71% do planeta e representa 97% de toda a água do planeta BIOSFERA Inclui toda a vida na Terra. É concentrada na superfície do planeta, mas afeta muito a atmosfera, hidrosfera e também a litosfera. TERRA SÓLIDA Representa a maior parte do sistema terra. Muitas partes da Terra estão a profundidades inacessíveis, mas o interior da Terra exerce forte influência nas outras partes do planeta (Exemplo Campo Magnético) PRINCÍPIOS CIENTÍFICOS Os Princípios da Geologia são governados por Regras Imutáveis HIPÓTESE – TEORIA - LEI • HIPÓTESE: é uma explicação INICIALMENTE oferecida para um conjunto de informações • TEORIA: quando a hipótese é suportada por vários EXPERIMENTOS • LEI: teoria que não tem nenhuma razão aparente para ser NEGADA MÉTODO CIENTÍFICO 1 - FAZER UMA OBSERVAÇÃO SOBRE UM FATO OU FEIÇÃO QUALQUER NA TERRA 2 - DESENVOLVER UMA EXPLICAÇÃO (HIPÓTESE) PARA PROGNOSTICAR COMO O EVENTO SE FORMOU OU OCORREU 3 - EFETUAR EXPERIMENTOS, OBTER DADOS E FAZER NOVAS OBSERVAÇÕES MÉTODO CIENTÍFICO Comparar os dados obtidos com a hipótese formulada positivo negativo novos experimentos novas hipóteses observações MÉTODO CIENTÍFICO SOBRE A HIPÓTESE FORMULADA PERGUNTE SEMPRE A VOCE MESMO: COMO POSSO SABER SE MINHA HIPÓTESE ESTÁ ERRADA? QUE TIPO DE DADOS SÃO USADOS EM GEOLOGIA ? POR OBSERVAÇÃO Mapas; distribuição e tipos de rochas, minerais e estruturas, feições geomorfológicas Investigações microscópicasInvestigações microscópicas QUE TIPO DE DADOS SÃO USADOS EM GEOLOGIA ? POR EXPERIMENTOS • Composições Quimicas em distintas escalas de rochas e minerais EXPERIMENTOS GEOFÍSICOS O PROBLEMA DOS EXPERIMENTOS em sistemas muito grandes (centenas de Km) evolução por longo período de tempo (milhões de evolução por longo período de tempo (milhões de anos) observar os resultados dos experimentos da NATUREZA já realizados UNIFORMITARISMO O PRESENTE É A CHAVE DO PASSADO James Hutton Leis Naturais não se modificam, mas taxas e intensidade dos processos podem se modificar QUAL A GRANDE DIFERENÇA ENTRE GEOLOGIA E OUTRAS CIÊNCIAS?E OUTRAS CIÊNCIAS? TEMPO Sob a óptica da geologia quase nada acontece Sob a óptica da geologia quase nada acontece durante o tempo de vida humana As taxas dos processos geológicos são de μm/ano a cm/ano TEMPO A unidade oficial de tempo é o segundo muito inconveniente usar esta unidade em geologia, mesmo o ano é muito pequeno. Portanto geólogos utilizam Milhão de Anos como unidade padrão de tempounidade padrão de tempo 10 Ma = 10 milhões de anos atrás 10 m.a = intervalo de tempo de 10 milhões de anos 1 Ga = 1 bilhão de anos • 15 mil milhões de anos em doze meses Algumas feições geológicas levam milhões de anos para se formarem Outras podem levar segundos O PLANETA TERRA ESTRUTURA INTERNA DA TERRAESTRUTURA INTERNA DA TERRA ESTRUTURA INTERNA DA TERRA ? ~ 6371 Km ? 4.56 BILHÕES DE ANOS ATRÁSO COMEÇO DO COMEÇO Courtesy of NASA/JPL-Caltech INICIO DA HISTÓRIA DA TERRA UMA ESFERA DE MATERIAL FUNDIDO TERRA (4,4 Ga) Com o Resfriamento da Terra forma-se a crosta primitiva PORQUE A TERRA ERA QUENTE ? Quais eram osQuais eram os mecanismos de aquecimento do corpo primitivo ? Impacto de planetésimos: energia de movimento transforma-se em calor; Compressão gravitacional: redução de volume, causando aumento na temperatura interna Contração Desintegração de elementos radioativos Rb CENÁRIO HÁ 4,57 Ga: Terra Fundida; Energia Interna; Girando no Sistema Solar Consequência principal: ESTRUTURAÇÃO INTERNA: via reorganização de compostos químicos DIRIGIDA pela densidade dos compostos e pela temperatura e pressão de equilíbrio. Material mais pesado afunda e segue para o interior da Terra; Material mais leve flutua A subida de material mais leve teria trazido o calor para a superfície e dissipando-o A Terra vai resfriando e solidificando, A Terra vai resfriando e solidificando, transformando-se em um planeta zonado e diferenciado em 3 camadas principais: Núcleo, Crosta e o Manto separando as duas zonas EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA ASSOCIA-SE A DIFERENCIAÇÃO TRANSFORMAÇÃO DE UMA MISTURA CAÓTICA DE MATERIAIS EM UM CAÓTICA DE MATERIAIS EM UM CORPO ESTRUTURADO EM CAMADAS CONCÊNTRICAS QUE DIFEREM ENTRE SI QUIMICAMENTE E FISICAMENTE Camadas Principais da Terra crosta Manto (sólido) Núcleo externo (líquido) Núcleo interno (sólido) NÚCLEO: Principalmente Fe comum • CROSTA:Concentra- ção de elementos leves, Si, Al, K, Ca, Mg, Na, combinados • MANTO:Materiais deixados na zona intermediária, Si, O, Mg, FeMg, Na, combinados com O O, Mg, Fe Espessura? Estado sólido? P e T ? Composição? P e T ? Estrutura Interna da Terra: principais ferramentas de investigação ONDAS SÍSMICAS MAGNETISMO DA TERRA METEORITOS (planetologia comparada + Lua) XENÓLITOS EM LAVAS VULCÂNICAS XENÓLITOS EM LAVAS VULCÂNICAS Outros dados utilizados: Densidade das rochas (f. composição química e pressão). Evidências geológicas superficiais Fluxo térmico (gradiente de calor vs. condutividade termal das rochas) ONDAS SÍSMICAS vibrações (produzidas ou induzidas) que se propagam no interior da Terra SISMOLOGIA: estudo da propagação das ondas sísmicas no interior da Terra A forma de propagação destas ondas indica as características dos materiais atravessados Tipos principais de ondas sísmicas: ONDAS DE CORPO Primária (P) Secundária (S) ONDAS SUPERFICIAIS Devido à sua baixa frequência, longa duração e grande amplitude, podem ser as ondas sísmicas mais destrutivas. PROPAGAÇÃO DAS ONDAS SÍSMICAS Principais Ferramentas de Investigação ONDAS SÍSMICAS Onda POnda S CÁLCULO DE VELOCIDADE DE ONDAS Ondas P Vp = V (k + 4/3 µ)/p Ondas S Vs = V (µ / p) K e µ= propriedades elástica dos materiais (rigidez) K = resistencia à compressibilidade e µ a deformação de K = resistencia à compressibilidade e µ a deformação de cisalhamento p = densidade do material atravessado Se a rigidez é nula (µ=0) como nos liquidos; VS é nula e a onda não se propaga Como K, µ e p aumenta com a profundidade, mas K e µ aumenta mais rapido, V aumenta c/ profundidade S I S M O L O G I A Quando ocorrem movimentações de pacotes de rochas no interior da Terra ocorre a liberação de energia, que é propagada pelas ondas.propagada pelas ondas. Acontecem os SISMOS Os SISMOS são registrados por SISMÓGRAFOS eses SISMÓGRAFOS
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