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O PLANETA TERRA ESTRUTURA INTERNA DA TERRA ESTRUTURA INTERNA DA TERRA ? Courtesy of NASA/JPL-Caltech 4.56 BILHÕES DE ANOS ATRÁS O COMEÇO DO COMEÇO Nebulosa INICIO DA HISTÓRIA DA TERRA UMA ESFERA DE MATERIAL FUNDIDO Com o Resfriamento da Terra forma-se a crosta primitiva PORQUE A TERRA ERA QUENTE ? Mecanismos de aquecimento do corpo primitivo (primeiros 500 Ma da Terra) • Impacto de planetésimos: energia de movimento transforma-se em calor; Bombardeio de meteoritos em superfície de corpo planetário em fusão. OUTROS MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR • Compressão gravitacional: redução de volume, causando aumento na temperatura interna; • Decaimento de elementos radioativos: (U,Th, K, Rb, etc.) 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. EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA ASSOCIA-SE A DIFERENCIAÇÃO TRANSFORMAÇÃO DE UMA MISTURA CAÓTICA DE MATERIAIS EM UM CORPO ESTRUTURADO EM CAMADAS CONCÊNTRICAS QUE DIFEREM ENTRE SI QUIMICAMENTE E FISICAMENTE 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, dissipando-o. 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 Camadas Principais da Terra crosta Manto (sólido) Núcleo externo (líquido) Núcleo interno (sólido) NÚCLEO: Fe comum • CROSTA:Concentra- ção de elementos leves, Si, Al, K, Ca, Mg, Na, combinados com O • MANTO:Materiais deixados na zona intermediária, Si, O, Mg, Fe Estrutura Interna da Terra: principais ferramentas de investigação ONDAS SÍSMICAS; MAGNETISMO DA TERRA; METEORITOS (planetologia comparada + Lua); XENÓLITOS EM LAVAS VULCÂNICAS. Outros dados utilizados: Densidade das rochas (composição química e pressão); Evidências geológicas superficiais; Fluxo térmico (gradiente de calor vs condutividade termal das rochas). ONDAS SÍSMICAS Utilizam-se vibrações ou ondas, que são enviadas para o interior da Terra para analisar sua estrutura interna. Essas vibrações podem ser produzidas por fatores naturais ou serem induzidas. A forma de propagação destas ondas informa as características dos materiais atravessados SISMOLOGIA: estudo da propagação das ondas sísmicas no interior da Terra Tipos principais de ondas sísmicas: Primária (P) e Secundária (S): Ondas P - movimentam as partículas do solo comprimindo-as e dilatando-as. O movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda. O som é uma onda P. Ondas S - movimentam as partículas do solo perpendicularmente à direção de propagação da onda SISMOLOGIA: estudo da propagação das ondas sísmicas no interior da Terra Tipos principais de ondas sísmicas: Primária (P) Secundária (S) Superficiais ondas sísmicas Onda P, longitudinal Onda S, transversal Ondas superficiais Rayleigh (R) Combinação de P e S Love *video Principais Ferramentas de Investigação ONDAS SÍSMICAS Onda P Onda S 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 P e S e acontecem os SISMOS Os SISMOS são registrados por SISMÓGRAFOS SISMÓGRAFOS Terremoto sendo Registrado HIPOCENTRO E EPICENTRO ESCALA RICHTER MAGNITUDE ENERGIA LIBERADA (ergsx106) EFEITO / EQUIVALENCIA ≤ 1 600 a 20 milhões Até 3 Kg de TNT 2 a 5 600 milhões a 20 trilhões Até 100 ton. de TNT 6 a 9 600 trilhões a 20 x 1018 Destruição Total Muda topografia Maior que 9 600 x 1018 Toda a energia usada no Brasil por 18 meses Sismologia no Estudo do Interior da Terra A sismologia usa as ondas sísmicas para estudar a estrutura interna da Terra. Ondas sísmicas são vibrações que se propagam por toda a Terra, originadas de terremotos, explosões, etc. SISMOS DISTANTES > 2000Km Diferenciam a Terra em 3 zonas: MANTO Descontinuidade de Guttemberg (2900 Km) NÚCLEO EXTERNO (líquido) Descontinuidade de Lehman (5000 Km) NÚCLEO INTERNO (sólido) SISMOS PRÓXIMOS (algumas centenas de Km) separam crosta do manto variação de velocidade (3,5 a 7,5 km/s na crosta e 7 a 14 km/s no manto) DESCONTINUIDADE DE MOHOROVICIC (MOHO) (5 Km na crosta oceânica e média 30 km no continente) MAGNETISMO DA TERRA TERRA: UM ENORME IMÃ Agulha de bussola se orienta para o norte Gauss (1830) 95% do campo magnético origina-se no interior da Terra Forma do campo magnético semelhante ao do imã em barra Cientistas antigos imaginavam que o centro da Terra continha rochas magnéticas Acredita-se que o núcleo da Terra é muito quente para ser sólido, portanto é Líquido, fato confirmado pelas ondas sísmicas Magnetismo da Terra é criado pela circulação de metal fundido (Fe e Ni) no interior do Núcleo da Terra O efeito do Sol sobre o campo geomagnético Erupçõe solares emitem partículas de alta velocidade; atingem a Terra em minutos. Parte bloqueada pelo campo geomagnético. Polos penetram até a atmosfera superior (alt.80 km) TEMPESTADES MAGNÉTICAS Aurora boreal Quando as párticulas elétricas penetram até próximo da superfície da Terra, interagem com os átomos da Atmosfera e causam as AURORAS Hemisferio Norte Aurora Boreal Hemisfério Sul: Aurora Austral A Terra produz seu próprio campo magnético QUAL A CAUSA DO MAGNETISMO DA TERRA? Presença de minerais magnéticos na crosta não é suficiente e não são móveis Parte do núcleo da Terra é fluido Movimento de fluido metálico gera corrente elétrica que induz campo magnético Combinação de resultados teóricos e experimentais: Núcleo com raio de 3485 km, 1/6 do volume da Terra e 1/3 de sua massa, a densidade varia de 9 até 12 no centro. Composição do Núcleo Fe + Ni e traços de O e S. NÚCLEO DINÁMO AUTO-SUSTENTÁVEL Quando a rocha está fundida o Fe e os minerais magnéticos se alinham segundo o polo norte magnético Quando a rocha esfria e solidifica o Fe fica preso e registra a direção do polo magnético da época de sua cristalização Foi descoberto que a direção dos pólos magnéticos tem mudado ao longo do tempo geológico, ocorrendo por vezes inversão dos polos. A ùltima ocorreu há 780.000 anos atrás
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