Aula 1 e 2 - Origem do Universo e Estrutura interna da Terra

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A Origem do UniversoA Origem do Universo
„„ Teoria do BIG BANGTeoria do BIG BANG
Outras TeoriasOutras Teorias
Teoria da Expansão Permanente - Esta 
teoria defende que o espaço aumenta 
permanentemente e o Universo expandir-se-
à para sempre.
Teoria do Universo Pulsátil ou Oscilante-
Esta teoria defende que o Universo 
expande-se e contrai-se originando novos 
Big Bangs.
Teoria do Estado Estacionário - Esta 
teoria rejeita o Big Bang, e defende que 
com o passar do tempo cria-se 
constantemente nova matéria entre as 
galáxias.
Cronologia do Big Cronologia do Big BangBang
3 – Conversão de matéria em energia e vice-versa;
1 – Toda a matéria do Universo concentrada em um 
único volume de densidade e temperaturas 
infinitamente altas;
2 – Logo após a grande explosão, começaram a se 
formar as primeiras partículas como quarks e outras;
4 – Começa a nucleossíntese primordial, com 
formação dos principais núcleos atômicos: H e He;
5 – Gênese dos primeiros átomos;
6 –A gravidade junta o H e o He gasosos numa 
grande nuvem, formando as primeiras galáxias e um 
grande número de estrelas;
7 –Agrupamento de galáxias, devido a ação da 
gravidade; morrem e nascem estrelas dando origem a 
outros elementos no espaço; nascem os planetas.
1- Tempo 0 s
2- Tempo 10-32 s
1027 K
3- Tempo 10-6 s
1013 K
4- Tempo 3 min
108 K
5- Tempo 300.000 
anos
3000 K
6-Tempo 1 bilhão de 
anos
- 200 K
7-Tempo 15 bilhões 
de anos
-270 K
AtualidadeFerramentas de estudo: telescópios e 
sondas modernas. (Astronomia)
A FormaA Formaçção do Solão do Sol
O Sol formou-se com a contração da 
nuvem de gás interestelar, tal como 
ocorre com todas as estrelas. Desta 
mesma nuvem, originou-se também os 
planetas. Vale notar que mesmo antes da 
formação desta nuvem, já havia no 
espaço corpos sólidos condensados.
No início, quando o Sol ainda estava 
nascendo, seu protótipo já tinha 
movimento de rotação, embora a maior 
parte da matéria se movimentava 
aleatoriamente. Assim, a contração da 
nuvem se dava mais facilmente nos pólos, 
já que a força centrífuga ali é nula. Isso 
fez com que a nuvem inicial tomasse a 
forma aproximada de um disco. O Sol 
surgiu no centro do sistema, com quase a 
totalidade da matéria se convergindo 
para aquele ponto.
A FormaA Formaçção dos Planetasão dos Planetas
„ Os planetesimais se atraíram, dando 
origem a grandes porções de 
matéria, que passamos a chamar 
protoplanetas. Uma dessas 
grandes porções originou nossa 
Terra.
„ O processo de Acreção consiste na 
acumulação de matéria que se 
incorpora ou aglutina ao redor de 
um corpo já formado.
„ A Terra (ainda um protoplaneta) 
viajava dentro do Sistema Solar 
primitivo, ela varria toda as 
partículas menores que encontrava 
próximo a sua órbita. Essas 
pequenas rochas, colidindo com a 
Terra, passavam a fazer parte dela.
EVOLUÇÃO DO SISTEMA SOLAR
1. Nebulosa difusa, grosseiramente esférica e em 
lenta rotação começa contrair-se.
2. Como resultado da contração e rotação surge um 
disco achatado, girando rapidamente, com 
concentração de matéria no centro, que dará origem 
ao protosol.
3. Formação de partículas maiores que colidem 
e se agregam formando corpos maiores, dando 
origem aos planetessimais.
4. Formam-se os planetas terrestres a partir de 
múltiplas colisões e agregações dos 
planetessimais. Os planetas gigantes exteriores 
aumentam por acrescimento de gás.
Idade do Universo: 15 bilhões de anos
„„ 4,5 4,5 b.a.b.a.
„„ 9 planetas9 planetas
„„ 99,85% da 99,85% da 
massa do massa do 
nosso sistema nosso sistema 
solarsolar
„„ H(74%) H(74%) 
HeHe(26%)(26%)
„„ ClassificaClassificaçção ão 
dos planetasdos planetas
–– InternosInternos
–– ExternosExternos
O Sistema SolarO Sistema Solar
INFORMAINFORMAÇÇÕES ESTATÕES ESTATÍÍSTICAS STICAS 
DO SOL E DOS PLANETASDO SOL E DOS PLANETAS
 
 
 
 
 Distância
(UA) 
Raio 
(Terra) 
Massa
(Terra) 
Rotação 
(Terra) 
Luas Inclinação
Orbital 
Densidade 
(g/cm3) 
Sol 0 109 332,800 25-36* 9 --- 1.410 
Mercúrio 0.39 0.38 0.05 58.8 0 7 5.43 
Vénus 0.72 0.95 0.89 244 0 3.394 5.25 
Terra 1.0 1.00 1.00 1.00 1 0.000 5.52 
Marte 1.5 0.53 0.11 1.029 2 1.850 3.95 
Júpiter 5.2 11 318 0.411 16 1.308 1.33 
Saturno 9.5 9 95 0.428 18 2.488 0.69 
Úrano 19.2 4 17 0.748 15 0.774 1.29 
Neptuno 30.1 4 17 0.802 8 1.774 1.64 
Plutão 39.5 0.18 0.002 0.267 1 17.15 2.03 
 
UA- Unidade Astronômica que corresponde a 149,597,870 km. 
A Origem da LuaA Origem da Lua
Teoria do Impacto: Segundo ela, 
um objeto de grande dimensão 
colidiu com a Terra, tendo parte 
do material se ejetado, originado 
a Lua. 
4,5 bilhões de anos
4,47 ba.
A Terra PrimitivaA Terra Primitiva
„„ Durante e depois da Durante e depois da acreacreççãoão, o planeta adquiriu , o planeta adquiriu 
movimento de rotamovimento de rotaçção mais rão mais ráápido e ficou dividido em pido e ficou dividido em 
camadas concêntricas de acordo com a sua densidade.camadas concêntricas de acordo com a sua densidade.
O calor pode ter tido diversas fontes:
-Impacto dos planetesimais - A energia cinética era convertida em calor no 
momento do impacto. 
-Compressão - Devido à acumulação de materiais e à força gravitacional, as 
zonas internas do planeta eram comprimidas, o que conduzia a um aumento 
de temperatura e à diminuição do seu volume. Este calor não se dissipava 
devido à fraca condutibilidade das rochas.
-Desintegração radiativa - Os elementos pesados, tais como urânio, tório e 
potássio, apesar de não existirem em grandes quantidades, foram muito 
importantes devido à sua radioatividade, pois desintegram-se 
espontaneamente, liberando energia. 
DiferenciaDiferenciaçção da Terraão da Terra
• Na Terra primitiva, a atmosfera possuía uma composição bem diferente da atual:
-Metano (CH4), amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapores de água (H2O). 
-Não apresentava: Oxigênio (O2) (o que permitia que a radiação ultravioleta proveniente do Sol fosse 
muito intensa - Na atmosfera atual, essa radiação também atinge a Terra, mas em quantidade menor, pois 
é filtrado pela camada de ozônio (O3) existente na atmosfera e que não existia nos tempos primitivos).
• A temperatura inicial da Terra era altíssima - durante os primeiros 700 milhões de anos, não houve 
superfície sólida na Terra.
¾A água que havia no interior da Terra em formação era expelida em forma de vapor; esse vapor de água 
formava densas nuvens, que se resfriavam, condensando-se e caindo em forma de chuva.
As CondiAs Condiçções da Jovem Terraões da Jovem Terra
• As intensas chuvas caiam na superfície mais fria do planeta, a ponto de permitir a 
presença de água na forma líquida.
• Durante as intermináveis tempestades com ocorrência de violentas descargas elétricas. 
Nesse clima tempestuoso, as moléculas dos gases da primitiva atmosfera reagiram entre 
si dando origem a substâncias mais complexas 
Ð
origem dos seres vivos.
As CondiAs Condiçções da Jovem Terraões da Jovem Terra
{3.4 Ga – Células procariontes
IiIi
TERRA ATUAL
Estrutura Interna da Terra Estrutura Interna da Terra --
O interior da TerraO interior da Terra
???? Como podemos conhecer as 
camadas geológicas abaixo de nossos 
pés e outras estruturas localizadas no 
interior e no centro da Terra, situado a 
cerca de 6370 km de profundidade?
→ A propagação das ondas sísmicas varia de velocidade e de trajetória em 
função das características do meio físico em que trafegam.
→ Analogia com os meteoritos.
Métodos Diretos
Métodos Indiretos
→ Furos de sondagem
(Kola, Rússia) – 12 Km
Ondas SOndas Síísmicassmicas
9 Ondas Superficiais – Rayleigh e 
Love. São ondas mais lentas de 
longa duração egrande amplitude
9 Ondas Primárias (Longitudinais) 
– Vibram no mesmo sentido da 
direção de propagação. Se 
propagam em todos os meios.
9 Ondas Secundárias 
(Transversais) – Vibram 
perpendicularmente à direção de 
propagação. Só se propagam em 
meios sólidos.
São vibrações que se propagam 
em todas as direções, geradas 
pela ruptura de blocos 
litosféricos.
Ondas SOndas Síísmicassmicas
Em sismologia, à superfície de separação entre dois 
meios com propriedades físicas diferentes chama-
se descontinuidade.
As trajetórias das ondas P e S são 
curvilíneas. Como a Terra é
heterogênea, admite-se que as ondas 
sísmicas atravessem meios com 
propriedades físicas diferentes.
ª
PropagaPropagaçção de um Terremotoão de um Terremoto
Como encontrar o Epicentro?Como encontrar o Epicentro?
A
B
C
Para determinar o 
epicentro de um sismo é
necessário o conhecimento 
do tempo de percurso das 
ondas P e S de, no mínimo, 
três estações 
t-= 7 min.
CaracterizaCaracterizaçção de um Sismoão de um Sismo
INTENSIDADE:INTENSIDADE: ForForçça Destrutiva (valores absolutos) a Destrutiva (valores absolutos) 
Escala: Escala: MercalliMercalli (1: não sentido pelo homem; (1: não sentido pelo homem; 
12: destrui12: destruiçção total).ão total).
MAGNITUDE:MAGNITUDE: Quantidade de Energia Liberada. Escala Quantidade de Energia Liberada. Escala 
RichterRichter: Baseia: Baseia--se na mse na mááxima amplitude das ondas. xima amplitude das ondas. 
ESCALA RICHTERESCALA RICHTER
MAGNITUDEMAGNITUDE ENERGIA ENERGIA 
LIBERADA LIBERADA 
(ergsx10(ergsx1066))
EFEITO / EFEITO / 
EQUIVALENCIAEQUIVALENCIA
--2 a 12 a 1 600 a 20 milhões600 a 20 milhões AtAtéé 3 3 KgKg de TNT de TNT 
(explosivo)(explosivo)
2 a 52 a 5 600 milhões a 20 600 milhões a 20 
trilhõestrilhões
AtAtéé 100 100 tonton. de TNT. de TNT
6 a 96 a 9 600 trilhões a 20 x 600 trilhões a 20 x 
10101818
DestruiDestruiçção Totalão Total
Muda topografiaMuda topografia
Maior que 9Maior que 9 600 x 10600 x 101818 Toda a energia usada Toda a energia usada 
no Brasil por 18 no Brasil por 18 
mesesmeses
JAPÃO 2011 - Abalo de magnitude 8,9 é o 
7º maior da história
FormaFormaçção das ão das TisunamisTisunamis
VELOCIDADE DAS ONDAS SVELOCIDADE DAS ONDAS SÍÍSMICAS SMICAS 
EM ALGUNS MATERIAIS E ROCHASEM ALGUNS MATERIAIS E ROCHAS
Zonas de SombraZonas de Sombra
PropagaPropagaçção das Ondas São das Ondas Síísmicassmicas
Ondas Primárias (P) – De pequena amplitude. Quando passam de uma 
camada de < densidade para outra de > densidade, sua velocidade aumenta. A
a velocidade de propagação das ondas P é maior que a das ondas S, porém 
quando penetra numa camada líquida sua velocidade diminui. Se propaga em 
todos os meios. O som é uma onda P.
Ondas Secundárias (S) – Ondas transversais. Não se propagam através de 
meios líquidos e gasosos.
Tipos de MeteoritosDIFERENCIADOS NÃO DIFERENCIADOS
Sideritos (Fe+Ni)
(4%)
Siderólitos ou ferro-pétreos
(mistura de silicatos com Fe e Ni)
(1%)
Acondritos
(9%): Basaltos terrestres
(Oliv.+Px+Pl)
Condrito
(86%): Minerais silicáticos
(oliv.+Px+metais)
METEORITOS
Conceito -Fragmentos sólidos naturais provenientes do 
espaço.
METEORITOSMETEORITOS
SIDERITO: meteoritos metálicos (liga 
de Fe e Ni, com 85% de Fe e 10% de 
Ni): proveniência provável: interior 
de corpos diferenciados do C. 
Asteróides. (densidade(densidade~~ 7.9 7.9 grgr/cm/cm33))
SIDERÓLITO: mistura de silicatos 
(cristais de olivina) em matriz metálica. 
Proveniência provável: interior de 
corpos diferenciados do C. Asteróides. 
(densidade= 5(densidade= 5--7 7 grgr/cm3)/cm3)
METEORITOSMETEORITOS
ACONDRITOACONDRITO:: Diferenciados, composiDiferenciados, composiçção ão 
similar a Basalto, com similar a Basalto, com olivinaolivina + + 
plagioclplagiocláásio + piroxênio. (densidade= 3sio + piroxênio. (densidade= 3--
4 4 grgr/cm/cm33))
CONDRITOCONDRITO: Primitivos, não 
diferenciados, minerais silicáticos
(olivina+piroxênio) e material metálico. 
Possuem côndrulos( esferas de matéria 
primordial). (densidade(densidade~~ 3 3 grgr/cm3)/cm3)
Origem dos MeteoritosOrigem dos Meteoritos
Principais Camadas da Terra
Crosta
Manto (sólido)
Núcleo externo 
(líquido)
Núcleo interno 
(sólido)
NNÚÚCLEO: CLEO: FeFe + Ni+ Ni
„„ CROSTA:ConcentraCROSTA:Concentraçção ão 
de elementos leves, Si, de elementos leves, Si, 
Al, K, Al, K, CaCa, Mg, Na, , Mg, Na, 
combinados com O.combinados com O.
„ MANTO:Materiais 
deixados na zona 
intermediária, Si, 
O, Mg, Fe.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS PRINCIPAIS 
CAMADAS DO INTERIOR DA TERRA
Crosta
A diferença de velocidade de propagação das ondas P:
# Nos continentes (6 Km/s) e nos oceanos (7 Km/s)
ª Crosta subdividida em dois tipos: crosta continental e 
crosta oceânica. 
Esta variação da velocidade das ondas P ao longo da 
crosta deve-se à variação da sua composição:
- a crosta continental é constituída, essencialmente por
rochas graníticas (d=2,7); Sial, além de Na e K.
- a crosta oceânica é constituída, principalmente, por rochas 
basálticas mais densas (d≈3,2). Sima, além de ser mais rica 
em Fe. 
Crosta
CROSTA CONTINENTAL
Espessura Variável
⌦ 30-40Km - Regiões 
sismicamente estáveis 
(crátons)
⌦ 60-80Km - Cadeias de 
Montanhas (Himalaia - Ásia 
-Andes - América do Sul)
CROSTA OCEÂNICA
Espessura média Ö ~ 7,5 
Km (3-12 Km).
Manto Situa-se logo abaixo da Crosta 
e estende-se até quase a 
metade do raio da Terra;
¾Manto Superior e Manto 
Inferior; 
¾A profundidade do contacto 
Manto-Núcleo foi calculada pelo 
sismólogo Beno Gutenberg, em 
1913; 
¾O Manto é grosseiramente 
homogêneo formado 
essencialmente por rochas 
ultrabásicas (peridotitos-olivina) e 
oferece as melhores condições 
para a propagação de ondas 
sísmicas.
Manto
MANTO SUPERIOR –
ondas P =8km/s 
(Dúctil/Plástico)
Rochas ultramáficas (rico 
em silicatos de Fe e Mg) ª
Olivina+Px .
MANTO INFERIOR –
ondas P= 12 km/s 
(Rúptil/sólido) 
Granada+Px.
Núcleo
•Sua existência foi sugerida pela primeira vez, em 1906, por R.D.
Oldham, sismólogo britânico - concluiu que "as ondas, penetrando a grande 
profundidade, atravessam um núcleo central composto por um material diferente, 
que as transmite com menor velocidade";
¾Assim, foi possível determinar uma incompleta mas razoável 
aproximação sobre a constituição do interior do Globo. Ele 
corresponde, aproximadamente, a 1/3 da massa da Terra e contém 
principalmente elementos metálicos (ferro e níquel); Nife
> Em 1936, Inge Lehman, sismóloga
dinamarquesa, descobriu o contacto 
entre o Núcleo Interno e o Núcleo 
Externo. Esse último possui 
propriedades semelhantes aos 
líquidos o que impede a propagação 
das ondas S (constituído de 
Fe+Ni+Elemento leve). O Núcleo 
Interno é sólido, nele se propagam 
as ondas P e têm 2/3 do tamanho da 
Lua. 
LitosferaLitosfera
É uma placa com cerca de 100-300km 
de espessura, que suporta os 
continentes e áreas oceânicas.
A litosfera é caracterizada por altas 
velocidades e eficiente propagação 
das ondas sísmicas, implicando 
condições naturais de solidez e de 
rigidez de material.
A litosfera é a responsável pelos 
processos da Tectônica de Placas e 
pela ocorrência dos terremotos.
É constituída pela 
crosta + parte do 
manto superior rígido.
Astenosfera
É também chamada de zona de fraqueza ou de baixa 
velocidade pela simples razão do decréscimo da 
velocidade de propagação das ondas S.
Nessa região, em que se acredita que as rochas estão 
parcialmente fundidas (10%), as ondas sísmicas são 
mais atenuadas do que em qualquer outra parte do 
Globo.
A Astenosfera, que pode se extender até 700 km de 
profundidade, apresenta variações físicas e químicas. 
É importante assinalarque seu estado é sólido com 
comportamento plástico, possibilitando o 
deslocamento (deslizamento), sobre ela, das placas 
rígidas da litosfera. 
O Manto Inferior, que se estende de 700 km até 2900 
km (limite do Núcleo), é uma região que apresenta 
poucas mudanças tanto na composição como na 
mineralógia. 
CONCENTRACONCENTRAÇÇÃO DOS ÃO DOS 
ELEMENTOS QUELEMENTOS QUÍÍMICOSMICOS
TERRA INTEIRA CROSTA DA TERRA
A estrutura interna da Terra segundo diferentes 
conceitos, de acordo com as diferentes características 
físicas consideradas.
Descontinuidades mais notDescontinuidades mais notááveis do veis do 
interior da Terrainterior da Terra
„ Descontinuidade de Conrad - Localizada a uma média de 20 Km, separando 
a Crosta Continental em superior e Inferior.
„ Descontinuidade de Mohorovicic (ou de Moho) - Localizada a uma média 
de 40 Km, separando a crosta do manto. (aumento da densidade-diferença 
na composição química).
„ Descontinuidade de Gutemberg - Localizada a ~ 2.900 Km de 
profundidade, separando manto do núcleo (aumento da densidade {4,5 p/ 
10g/cm3}-diferença na composição química-mudança de estado físico).
„ Descontinuidade de Lehman - Localizada a ~ 5.100 Km, separando o 
núcleo externo do interno. (aumento da densidade-diferença na composição 
química-mudança de estado físico).
Conhecer as características das partes internas da Terra Î
Associá-las às partes externas.
APLICABILIDADES PARA 
O MEIO AMBIENTE
LITOSFERA
Atmosfera Hidrosfera
Biosfera
	A Origem do Universo
	Outras Teorias
	Cronologia do Big Bang
	A Formação do Sol
	A Formação dos Planetas
	EVOLUÇÃO DO SISTEMA SOLAR
	INFORMAÇÕES ESTATÍSTICAS DO SOL E DOS PLANETAS 
	A Origem da Lua
	A Terra Primitiva
	As Condições da Jovem Terra
	As Condições da Jovem Terra
	Ii����
	Estrutura Interna da Terra -� O interior da Terra
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Propagação de um Terremoto
	Como encontrar o Epicentro?
	Caracterização de um Sismo
	ESCALA RICHTER
	Formação das Tisunamis
	VELOCIDADE DAS ONDAS SÍSMICAS EM ALGUNS MATERIAIS E ROCHAS
	Zonas de Sombra
	Propagação das Ondas Sísmicas
	Tipos de Meteoritos
	METEORITOS
	METEORITOS
	Origem dos Meteoritos
	Crosta
	Crosta
	Manto
	Manto
	Núcleo
	Litosfera
	Astenosfera
	Descontinuidades mais notáveis do interior da Terra
	þÿ