3. Estrutura interna da Terra (1)

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Estrutura interna da Terra 
O Big Bang e a 
formação do Universo 
Teoria do Big Bang 
•Ocorreu há ~ 13 ou 14 bilhões de anos atrás; 
• Em um milionésimo de segundo, toda a matéria que 
formaria o Universo estava condensada em um único 
ponto, ainda em forma de energia, a uma 
temperatura altíssima. Essa situação (ou estado) é 
chamada de singularidade. 
•No milionésimo de segundo seguinte, algo rompeu 
essa singularidade, provocando uma expansão 
fenomenal. 
Resfriamento e matéria 
•No instante seguinte, a temperatura caiu rapidamente. 
• A energia espalhada esfriou. Esse esfriamento causou um 
desequilíbrio que acelerou ainda mais a expansão, mas 
também permitiu que a matéria começasse a se 
estruturar. 
•Quanto tempo isso tudo levou? Os cientistas acreditam 
que apenas outro milionésimo de segundo. 
A formação do Sistema Solar 
•Hipótese da nebulosa (Immanuel Kant, 1755); 
•Uma nuvem (de gases e poeira fina) difusa em rotação 
lenta contraiu-se devido à força da gravidade (ação entre 
os corpos por causa de suas massas); 
• Contração acelerou a rotação das partículas (ex.: 
patinadores no gelo); 
• Rotação mais rápida achatou a nuvem; 
• Sob a atração da gravidade, a matéria começou a deslocar-se para 
o centro comprimido, acumulando-se como uma protoestrela 
(protossol), precursora do nosso Sol atual; 
• A matéria que sobrou (gás e poeira) na nebulosa começa a se 
resfriar (gases condensam e solidificam-se). 
• Atração gravitacional causou agregação (por meio de colisões 
“pegajosas”) de poeira e material condensado em pequenos 
blocos ou planetesimais de 1 Km; 
• A colisão e agregação desses planetesimais gerou corpos maiores, 
com o tamanho da Lua. Num estágio final, uma pequena 
quantidade desses corpos maiores (e com maior atração 
gravitacional) arrastou outros corpos para formar os planetas que 
compõem o nosso Sistema Solar. 
Organizando as ideias... 
1) Ocorre o Big Bang e tem origem o Universo; 
 
2) Bilhões de anos após o surgimento do Universo, uma nuvem de gases e poeira fina (nebulosa) dá origem ao nosso 
Sistema Solar. O Sol será formado pelo material concentrado no centro da nebulosa e os planetas pelo material 
restante na periferia; 
 
3) Os planetas se formaram a partir de colisões pegajosas entre blocos rochosos (planetesimais) que varriam a periferia 
do Sistema Solar, dando origem a grandes porções de matéria (protoplanetas). A medida que os protoplanetas colidiam 
com outros corpos menores, estes passavam a fazer parte de sua massa, processo este chamado de acreção. Tais 
colisões também foram importantes fontes de calor no início da existência da Terra. 
Os primeiros momentos de existência da Terra... 
• Os primeiros 700 milhões dos ~ 4,6 bilhões de anos de vida da Terra são 
conhecidos como “ÉON HADEANO”, em referência a Hades (do grego 
antigo, o “inferno”). O nome parecia se enquadrar bem à percepção 
comum de que a Terra em seus primórdios era uma paisagem seca, quente 
e desolada, entremeada por mares de magma. 
 
• A nova conclusão dos cientistas foi que o ÉON HADEANO, marcado por 
intensa e constante atividade vulcânica, não durou tanto quanto se 
imaginava. Em até menos de 100 milhões de anos após seu surgimento, a 
Terra já estava com a presença de quantidades maciças de vapor e água 
líquida e já apresentava uma crosta sólida e relativamente estável, com 
grande atividade sísmica e vulcânica, mas nada comparado ao caldo 
homogêneo e borbulhante de rocha fundida (magma) que dominava os 
primórdios de sua existência. 
Nos primórdios de sua existência, a Terra era dominada por intensa atividade vulcânica... 
Resfriamento 
• Com o resfriamento, os minerais externos começam a se 
solidificar primeiro; 
• Ocorre a formação da crosta (a camada mais externa da Terra); 
• O material mais denso (como o níquel e o ferro) mergulhou 
para o interior para tornar-se o núcleo, e o material mais leve 
flutuou para a superfície e formou a crosta. A esse processo 
dá-se o nome de diferenciação; 
• Dessa forma, a Terra resfriou-se e grande parte dela 
solidificou-se e foi transformada em um planeta organizado 
internamente em 3 camadas principais: um núcleo central e 
uma crosta externa separados por um manto. 
Com o resfriamento, forma-se a crosta primitiva... 
A EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA ASSOCIA-SE A DIFERENCIAÇÃO, QUE 
CONSISTE NA TRANSFORMAÇÃO DE UMA MISTURA CAÓTICA DE 
MATERIAIS EM UM CORPO ESTRUTURADO EM CAMADAS CONCÊNTRICAS 
QUE SE DIFEREM ENTRE SI QUIMICAMENTE E FISICAMENTE... 
 
Consequência principal da diferenciação: 
 
 
 
Estruturação interna 
 
 
 
 
 O material pesado (Ni e Fe) mergulhou para o interior, 
formando o núcleo; e o material mais leve (Si, Al e Mg) 
flutuou para a superfície e formou a crosta. 
Reorganização de 
compostos 
químicos com 
base na 
densidade dos 
elementos 
Como conhecer a estrutura e a 
dinâmica interna da Terra? 
Métodos diretos 
•Fornecem dados a partir da observação direta 
das rochas e dos fenômenos geológicos. 
• A observação das paisagens geológicas 
As desigualdades encontradas na superfície terrestre, desde os fundos marinhos até os altos cumes 
continentais, permitem obter dados sobre a estrutura interna da Terra, uma vez que as cadeias 
montanhosas se formam em decorrência do movimento das placas tectônicas. Deste modo, alguns 
materiais do interior surgem na superfície terrestre. 
• A exploração de jazidas minerais 
Explorações realizadas em minas permitem conhecer zonas do interior da 
crosta terrestre. 
• As sondagens 
- Perfurações efetuadas em diversos locais, que chegam a atingir vários quilômetros de 
profundidade, permitem obter dados de zonas mais profundas da crosta terrestre. 
 
 - O furo de sondagem mais profundo feito até hoje (em Kola, na Rússia) atingiu 12 Km, uma 
fração insignificante pois o raio da Terra é de 6.370 Km. 
• A atividade vulcânica 
Os materiais expelidos para o exterior, provenientes do interior da Terra, podem ser usados 
para o estudo da sua estrutura. Apesar das alterações que o magma possa sofrer na sua 
ascensão (subida para a superfície), é possível tirar conclusões sobre a composição 
químico-mineralógica dos materiais que constituem o interior da Terra. 
Métodos Indiretos 
•Quase toda a informação que permite determinar, 
com algumas reservas, as características estruturais 
do interior da Terra, é fornecida, essencialmente, por 
métodos indiretos. 
• Propagação de ondas sísmicas 
• A trajetória das ondas sísmicas está sujeita a alterações; 
 
• Sempre que as características do meio em que se propagam sofrem 
modificações, a trajetória varia, por exemplo, com a rigidez dos 
materiais que atravessam, decorrente de mudanças no estado físico; 
 
• O estudo das velocidades e das trajetórias das ondas sísmicas, no 
interior da Terra, permite concluir que esta apresenta uma grande 
heterogeneidade na sua constituição; 
 
• As zonas onde se produzem alterações bruscas na propagação das 
ondas sísmicas, em diferentes profundidades, indicam uma mudança 
na composição, estrutura e rigidez do material. 
• Ondas sísmicas são vibrações que se propagam em todas as 
direções na forma de ondas (liberação rápida de energia); 
 
• Ondas sísmicas se propagam graças à elasticidade das rochas que 
vibram da mesma maneira que o ar ou qualquer outro meio 
(sólido ou líquido); 
 
• A velocidade de propagação está diretamente relacionada à 
rigidez (estado físico) e densidade do material; 
 
• Assim, como a velocidade depende das propriedades dos 
materiais através dos quais passam as ondas, as mudanças de 
velocidades em diferentes profundidades são atribuídas a 
diferentescomposições e densidades. 
Tipos de ondas sísmicas 
(de acordo com o sentido de propagação) 
Longitudinal (P) e Transversal (S) 
1) Longitudinal (ondas P) 
- Propaga-se nos meios sólidos, líquidos e gasosos (as variações 
nos oferecem um panorama da estrutura interna da Terra); 
- Maior velocidade em materiais com maior densidade; 
- Velocidade média: 3,2 a 13,8 Km/s (mais rápida). 
 
2) Transversal (ondas S) 
- Não se propaga em meios líquidos e gasosos; 
- Velocidade média: 3,2 a 7,3 Km/s (mais lenta). 
• A diferença entre as velocidades sísmicas da crosta e manto indica 
uma mudança na composição rochosa. No caso do manto, vale 
ressaltar que uma pequena fração das rochas está fundida (fusão 
parcial), diminuindo a rigidez do material nessa profundidade. Em 
geral, quanto maior a densidade de uma rocha, maior a velocidade das 
ondas sísmicas. 
 
• É justamente essa propriedade (velocidade) que permite usar as ondas 
sísmicas para obter informações sobre a estrutura e a composição em 
grandes profundidades. 
 
• Desta maneira, a crosta, junto com uma parte do manto superior, 
formam uma camada mais dura e rígida, chamada litosfera. Logo 
abaixo, há uma camada denominada astenosfera, na qual as rochas são 
mais maleáveis (plásticas, deformáveis). O limite litosfera/astenosfera é 
gradual e indica mudança de propriedades físicas: aumento de 
temperatura, fusão parcial e grande diminuição da viscosidade 
(resistência ao fluxo). 
• Dados fornecidos por satélites 
• Através do estudo de outros astros do Sistema Solar, que se supõe 
terem a mesma origem da Terra, os cientistas fazem deduções sobre a 
estrutura interna do nosso planeta. 
Ilustração científica da sonda 
Juno em Júpiter. 
• Analogia entre os materiais terrestres e de planetas e satélites 
(naturais) vizinhos da Terra, ou mesmo corpos celestes que orbitam 
nosso Sistema Solar, como asteroides e cometas. 
• Planetologia comparada 
Astronauta da missão Apollo 17, examinando uma grande 
rocha lunar nas proximidades do local de pouso da nave 
espacial, em dezembro de 1972. 
•Através do estudo dos dados obtidos pelos 
métodos diretos e indiretos, os cientistas 
elaboraram dois modelos da estrutura interna da 
Terra: um baseado nas propriedades químicas 
dos materiais; e outro nas propriedades físicas 
dos materiais. 
Modelo segundo as propriedades 
químicas (densidade) dos materiais 
Crosta 
Núcleo 
Manto 
* ondas P são ondas longitudinais, ou seja, as partículas do meio vibram paralelamente à direção de propagação. 
contato 
• As descontinuidades são zonas onde ocorre uma bruta variação 
das propriedades elásticas do material terrestre, isto é, são 
camadas de transição, nas quais há diferença na densidade da 
rocha constituinte. 
• Dentre as mais importantes descontinuidades terrestres, estão: 
 a de Mohorovicic, que separa a crosta e o manto. O nome foi 
dado em homenagem ao seu descobridor, o sismólogo iugoslavo 
Andrija Mohorovicic. Não possui profundidade constante por toda 
a Terra mas a cerca de 5-10 km nas áreas oceânicas e a 30-80 km 
nas áreas continentais, variando com o relevo. 
 
 a de Gutenberg, que separa o manto e o núcleo, a cerca de 2900 
km de profundidade. Estudando as ondas S, verificou-se que elas 
não se propagavam no núcleo (externo), o que levou à conclusão 
de que a rigidez do material é nula, ou seja, o meio é líquido. 
 
 
 
 
Modelo segundo as propriedades 
físicas (rigidez) dos materiais 
•Os cientistas admitem que, por baixo da litosfera, 
existe uma camada menos rígida, denominada 
astenosfera. 
•Devido à sua plasticidade, isto é, o fato das 
rochas que compõem a astenosfera serem 
menos rígidas, as placas tectônicas (ou 
litosféricas) que estão sobre esta camada, se 
deslocam graças ao movimento convectivo do 
magma. 
•Por baixo da astenosfera, o manto superior é 
novamente rígido. 
Endosfera (Núcleo) 
- Ocupa o centro da Terra, a partir dos 2900 km de profundidade. É 
dividido em duas camadas: o núcleo interno e o núcleo externo formam 
uma camada designada endosfera. 
 
- Núcleo externo 
- 
Líquido, devido às enormes temperaturas que se fazem sentir nesta 
camada, e é constituído por ferro e níquel. Estende-se até uma 
profundidade de 5170 km, com temperatura na casa dos 2.200º C. 
 
- Núcleo interno 
- 
Sólido, devido às enormes pressões que está sujeito. É constituído, 
essencialmente, por ferro e níquel e tem um raio aproximado de 1200 
km, com temperaturas na casa dos 5.000º C. 
 
 
 
A: modelo segundo as 
propriedades químicas. 
B: modelo segundo as 
propriedades físicas. A B 
A astenosfera corresponde à 
zona de baixa velocidade 
(rochas parcialmente fundidas). 
• A litosfera não é contínua, falhas profundas dividem a litosfera 
em fragmentos rochosos que são chamados de placas 
tectônicas (do grego tekton, que significa “construtor”). 
 
• É onde se manifestam os fenômenos geológicos relacionados 
à dinâmica interna, como movimentos tectônicos, abalos 
sísmicos, episódios de vulcanismo, metamorfismo, etc. 
 
• Conforme dito anteriormente, o movimento das placas 
tectônicas deve-se as correntes convectivas de magma, em 
constante movimento de ascensão (subida) e subsidência 
(descida) entre as camadas de rochas da litosfera. 
Se o manto é sólido, como se forma o magma? 
Fusão parcial: uma rocha nunca se funde totalmente (minerais 
apresentam pontos de fusões diferentes). 
 
- Pressão 
* Quanto maior a pressão, maior o ponto de fusão, pois são 
necessárias maiores temperaturas para fundir a rocha. A pressão 
aumenta com a profundidade (camadas de rochas superiores 
exercem pressão sobre as inferiores), logo, em maiores 
profundidades são necessárias maiores temperaturas para fusão 
das rochas. 
 
** Quanto menor a pressão, menor o ponto de fusão: fusão por 
descompressão. 
 
 
 
 
Bibliografia 
 
PRESS, F. et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 
 
TEIXEIRA, W. et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000.