AULA 1 INTRODUCAO e METODOS GEOLOGICOs

Prévia do material em texto

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