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Universidade Veiga de Almeida Propriedade dos Materiais – Constituição, Estrutura Terrestre e Tempo Geológico Universidade Veiga de Almeida Introdução • Estrutura interna da Terra – Informações diretas: Sondagem: 12 km (Kola – Rússia, 1970-1989) – Informações indiretas: Ondas Sísmicas; Meteoritos; Universidade Veiga de Almeida Introdução • Século 19 – Teorias Especulativas – 1ª metade do século, Darwin: Terra é constituída de uma fina casca (Crosta) ao redor de uma massa fundida; – 2ª metade do século: estimativas do raio, massa e densidade (5,5g/cm3) da Terra – parte do interior é formada por material muito denso. Meteoritos (sideritos e pétreos). Universidade Veiga de Almeida Introdução • Século 20: Sísmica – 1909 – Andrija Mohorovicic; Terremoto na Croácia – tempos de chegadas das ondas: “velocidade aumenta sensivelmente para distâncias superiores a 200 km do epicentro”. Descontinuidade de Mohorovicic (variação nas propriedades elásticas); Universidade Veiga de Almeida Sismicidade Natural: É a resposta da Terra às movimentações e acomodações sofridas por suas camadas. Pode ser quantificada pelo número e frequência com que ocorrem os abalos sísmicos. Normalmente são mais profundos, possuem alcance global e magnitudes maiores. Induzida: Causada pela ação de algum agente externo, seja ação direta ou indireta do homem. Ex’s: Barragens, perfurações, etc. São mais rasos, possuem alcance local e magnitudes mais baixas. Universidade Veiga de Almeida Terremotos Tremores de terra ocasionados pelos movimentos gerados na crosta terrestre por ação das placas tectônicas ou devido ao magmatismo. Podem durar segundos ou até minutos. Consequências: • Alterações no relevo; • Falhas/fraturas na superfície; • Queda de estruturas; • Acidentes industriais; • Tsunamis; • Mudanças no eixo de rotação. Universidade Veiga de Almeida Terremotos (Monitoramento) Universidade Veiga de Almeida Terremotos Escala Richter Maiores Terremotos já registrados! Universidade Veiga de Almeida Sismos no Brasil Universidade Veiga de Almeida • Oceano Índico (26 de Dezembro de 2004): Novembro 2011 Ficha: • Local: Sumatra, Indonésia. • Magnitude: Entre 9,1 e 9,3. • Mortes: 230.000 • Locais atingidos: Indonésia, Sri Lanka, Índia, Tailândia, Malásia e Bangladesh. • Hipocentro: 30 km. • Ajuda aos países atingidos estimada em cerca de U$ 14 bilhões. Terremotos (casos) Universidade Veiga de Almeida Universidade Veiga de Almeida Novembro 2011 • Tohoku, Sendai (11 de Março de 2011): Ficha: • Local: Sendai, Japão. • Magnitude: 7* e 9 (Richter). • Mortes: Mais de 15.000 • Locais atingidos: Costa Leste do Japão. • Hipocentro: 24,4 km. • Danos: Avaliados em cerca de U$ 17 milhões. * Escala de intensidade sísmica da Agência Meteorológica do Japão. Terremotos (casos) Universidade Veiga de Almeida Universidade Veiga de Almeida Ondas Sísmicas Universidade Veiga de Almeida Ondas Sísmicas • Ondas Volumétricas (de corpo): – Onda P – Onda S • Ondas Superficiais: – Onda Love – Onda Rayleigh Universidade Veiga de Almeida Ondas Sísmicas Universidade Veiga de Almeida Sismômetro Universidade Veiga de Almeida Universidade Veiga de Almeida Universidade Veiga de Almeida Descontinuidades Universidade Veiga de Almeida Estrutura Interna da Terra A geofísica aplicada tem por objetivo a pesquisa de recursos minerais presentes nas camadas internas da Terra. Tais recursos se localizam na camada mais externa da Terra, a crosta. Sub-divisão Mecânica • Litosfera • Astenosfera • Mesosfera • Endosfera Sub-divisão Composição • Crosta • Manto • Núcleo Universidade Veiga de Almeida Estrutura Interna da Terra Seção Transversal (Margem Passiva): Crosta Terrestre pode ser dividida em duas camadas (baseado em ondas P): SIAL -> Camada granítica, rica em Si e Al. SIMA -> Camada basáltica, rica em silicatos de Fe e Mg. Universidade Veiga de Almeida Estrutura Interna da Terra • Crosta: – Continental: Rúptil. Composição granítica e densidade baixa (2,7 g/cm3). Sua espessura varia de cerca de 30 km (geralmente) até 70 km (montanhas). Velocidade de onde P variando de 5,5 a 6,5 km/s. – Marinha: Rúptil. Composição basáltica e densidade variando de 3,0 a 3,3 g/cm3. Espessura varia de 5 a 10 km. Velocidade de onda P varia de 6,5 a 7,0 km/s. • Manto: – Superior: Rúptil. Composição peridodítica (ultrabásica), densidade variando de 3,3 a 4,4 g/cm3. Se estende, em média, desde 5 km (abaixo da crosta oceânica), e 30 km (abaixo da crosta continental), até cerca de 400 km. Velocidade de onda P, tipicamente, de 8,0 a 8,2 km/s. – ZBV: Em cerca de 50 km até 200 km, essa região do manto, devido a pressão e a temperatura, adquire um comportamento plástico evidenciado por um atenuação nas velocidades de onda P e S. Universidade Veiga de Almeida Estrutura Interna da Terra • Manto: – Inferior: Dúctil. Composição mas férrica (razão Fe/Mg de 0,6 em comparação ao Manto Sup. que é 0,25). Densidade varia de 4,6 a 5,5 g/cm3. Profundidade chega a 2900 km. Velocidade de onda P atinge cerca de 13,5 km/s. • Núcleo: – Externo: Líquido. Ferro e níquel líquidos girando ao redor do núcleo interno sólido. Responsável pelo campo magnético terrestre (dínamo). Densidade varia de 8,0 a 10,0 g/cm3. Velocidade de onda P varia de 9 a 12,5 km/s. Profundidade até cerca de 5100 km. – Interno: Sólido. Liga metálica de Fe e Ni. Densidade varia de 12,8 a 13,1 g/cm3. Velocidades de onda P e S presentes. A velocidade de onda P gira em torno de 10 km/s, enquanto a velocidade de onda S gira em torno de 4 km/s. Universidade Veiga de Almeida Campo Magnético da Terra Universidade Veiga de Almeida Escala Geológica do Tempo • Segundo estudos bíblicos: Idade da Terra seria de ~6000 anos (criacionistas). • Contra-argumentos: – Extrapolação sobre a velocidade de fenômenos geológicos: Transferência de resultados em direção ao passado; – Radioatividade: Meia-vida de um elemento em um decaimento radioativo; – Estudos paleontológicos: Presença e datação de fósseis. Universidade Veiga de Almeida Escala Geológica do Tempo Datação Absoluta X Datação Relativa • Datação Relativa: – Apenas ordena os eventos em antes e depois; – Baseada em técnicas estratigráficas; – Presença de fósseis; • Datação Absoluta : – Fornece a idade real dos acontecimentos; – Baseada em métodos radiométricos. Universidade Veiga de Almeida A Idade Absoluta das Rochas • Os métodos de datação relativa das rochas apesar de importantes apenas ordenam os acontecimentos numa escala de “antes e depois”, não permitindo estabelecer a duração real dos acontecimentos. • Para tal, existem os chamados métodos radiométricos, que utilizam os elementos radioativos, como o Urânio, Carbono- 14, potássio-40, rubídio, etc, para datar as rochas. • Os elementos radioativos desintegram-se espontâneamente, ao fim de um certo número de anos, dando origem a outro elemento. • A percentagem de desintegração é expressa em termos de meia-vida, isto é, o tempo necessário para que metade do valor inicial do elemento se transforme em outro. Universidade Veiga de Almeida A Idade Absoluta das Rochas • A maioria dos elementos radioativos têm uma meia-vida curta, desintegrando-se em alguns dias ou anos. • Porém, outros desintegram-se muito lentamente. • Existe, por exemplo, um tipo de Urânio (U238) que leva cerca de 4,5 bilhões de anos para que metade do seu valor inicial se transforme numa variedade de Chumbo (Pb206). • Portanto, quando numa amostra de rocha se encontra Urânio e Chumbo, podemos calcular a idade daamostra pela percentagem de Chumbo encontrada. Universidade Veiga de Almeida Datação Absoluta – Decaimento Radioativo Universidade Veiga de Almeida As Rochas mais Antigas • As rochas mais antigas da lua datam de aproximadamente 4,6 bilhões de anos e, as mais novas, cerca de 3,2 bilhões de anos. • Meteoritos que caíram na Terra datam de 4,5 a 4,7 bilhões de anos. • Como todo o sistema solar teve a mesma origem, a idade estimada da Terra é de 4,6 bilhões de anos. • Rochas mais antigas da Terra: Grupo Isua, na Groenlândia, formado por rochas vulcânicas e sedimentares, com cerca de 3,8 bilhões de anos. • A maioria das rochas pré-cambrianas encontram-se metamorfizadas, com poucas seqüências sedimentares que permaneceram estáveis e não deformadas. Uma pequena proporção dessas rochas contêm fósseis químicos, microfósseis e icnofósseis. Universidade Veiga de Almeida As Rochas mais Antigas Rochas metamórficas no sudoeste da Groenlândia em cuja Proximidade ocorrem as rochas mais antigas da Terra (3,8 bilhões de anos). Universidade Veiga de Almeida Escala do Tempo Geológico • Nos séculos XIX e XX, os geólogos, utilizando os princípios da datação relativa das rochas e juntando informações recolhidas em afloramentos por todo o mundo, elaboraram uma escala do tempo geológico, ou seja fizeram um calendário da idade relativa da história geológica da Terra. • Os nomes atribuídos às grandes Eras geológicas dizem respeito à vida animal: o sufixo – zóico significa “animal” e os prefixos paleo -, meso -, e ceno -, significam respectivamente, “antigo”, “médio” e “recente”. • Os limites das Eras estão relacionados com a história da vida. Os nomes atribuídos aos Períodos têm que ver com uma região natural ou com as características da época geológica que representam. Também se consideram espaços de tempo mais curtos, dentro dos Períodos, chamamos Épocas. Universidade Veiga de Almeida Tabela do Tempo Geológico Universidade Veiga de Almeida Universidade Veiga de AlmeidaRelógio Geológico
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