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Escala de Tempo Geológico ESTRUTURA INTERNA DA TERRA Camadas Informações básicas As partes mais profundas da Terra NÃO são inacessíveis devido às limitações tecnológicas diante de altas pressões e temperaturas; O furo de sondagem mais profundo feito até hoje atingiu apenas 12 km, quando o raio médio da Terra é de 6370 km. Desde o séc. XIX especula-se a temperatura no interior da Terra. Túneis subterrâneos e o interior de minas indicavam que a temperatura aumentava cerca de 1°C a cada 30 m (gradiente geotérmico). Assim, a temperatura no interior alcançaria 10000 °C. DESCONTINUIDADE É um local onde ocorrem diferenças físicas entre regiões adjacentes no interior da Terra. Núcleo • Núcleo Interno (ou Central) -> parte sólida. Constituída por ferro e níquel. • Núcleo Externo -> constituído de ferro metálico fundido. Manto • Descontinuidade de Gutenberg (2.900 km) • Representa 83% do volume total da Terra • Rico em óxidos de ferro e magnésio e silicatos. • Manto Inferior • Manto Superior - Manto superior - Astenosfera (do grego asthenos, significa “fraco”) -> cria as atividades tectônicas. - Topo do manto TOPO DO MANTO + CROSTA = LITOSFERA (70 km) Descontinuidade de Mohorovicic 5-10 km = áreas oceânicas 30 – 80 km = continentes Crosta (camada mais superficial) • Espessura: varia de 30 a 80 km nos continentes e de 5 a 10 km nos oceanos. • Conceito: é a parte mais externa da Terra, parcial ou totalmente consolidada. Constituída de duas partes distintas: - Sial (parte mais externa; composta de silício e alumínio; rochas de constituição granítica) - Sima (subjacente ao Sial; composta de silício e magnésio; rochas do tipo basáltico). • 2900 km – Manto • 3300 km - núcleo Modelos de estrutura e composição Crosta Entre as rochas expostas na superfície dos continentes, encontram-se as rochas sedimentares pouco ou não deformadas até as rochas metamórficas que foram submetidas a condições de temperatura e pressão correspondentes às da crosta intermediária ou profunda a mais de 20 km. Podem estar, também rochas plutônicas que se cristalizaram em níveis crustais rasos (1 a 3 km) até profundos. A crosta continental apresenta espessura muito variável, desde cerca de 30 a 40 km nas regiões sismicamente estáveis mais antigas até 60 a 70 nas cadeias de montanhas, como o Himalaia na Ásia e os Andes na América do Sul. A crosta continental apresenta rochas com densidades menor na crosta superior e rochas com densidade maior na crosta inferior. Elementos químicos mais comuns na Crosta da Terra (%) O princípio da isostasia De acordo com o conceito de isostasia, há uma deficiência de massa abaixo das rochas da cordilheira que é aproximadamente igual à massa das próprias montanhas. O conceito de isostasia baseia-se no princípio hidrostático de Arquimedes, no qual um corpo, ao flutuar, desloca uma massa de água equivalente à sua. Sabe-se hoje que dois modelos de compensação isostática operam simultaneamente. As montanhas possuem raízes profundas, compostas de rochas com densidade relativamente baixa, fazendo com que a crosta e a litosfera sejam mais espessas nessas regiões, conforme previsto no modelo de Airy. Já a crosta oceânica situa-se em níveis topográficos mais baixos do que a crosta continental, em virtude da sua maior densidade, conforme previsto no modelo de Pratt. Mesmo tendo sofrido intemperismo e erosão no decorrer do tempo, a crosta continental situa-se acima do nível do mar devido a isostasia, pois à medida que a erosão remove as camadas mais superficiais, ocorre um lento soerguimento. Assim, rochas originadas em profundidades (em condições de alta pressão e temperatura) acabam atingindo níveis superficiais. Evolução da Terra Resultado do embate das forças da natureza da dinâmica interna (vulcões, terremotos, etc.) e da dinâmica externa (erosão, sedimentação, etc) – forças criativas e destrutivas da natureza. • A Terra é um planeta dinâmico. Se fosse fotografada do espaço a cada século, desde a sua formação até hoje, e estas fotos compusessem um filme, o que veríamos seria um planeta azul se contorcendo com os continentes ora colidindo, ora se afastando entre si. O SURGIMENTO DA TEORIA DA DERIVA CONTINENTAL: O EMBRIÃO DE UMA REVOLUÇÃO NAS CIÊNCIAS GEOLÓGICAS • 1596: Geógrafo Abraham Ortelius (1527-1598) • 1620: Francis Bacon, filósofo inglês, apontou o perfeito encaixe entre as costas atlânticas da América do Sul e África e levantou a hipótese, pela primeira vez historicamente registrada, de que estes continentes estiveram unidos no passado. • 1780: Benjamin Franklin (cientista - EUA) • 1912: o cientista alemão Alfred Wegener (1880- 1930) formulou a ideia de que no passado geológico todos os continentes poderiam ter estado juntos e posteriormente teriam sido separados. • 1915: “Origem dos Continentes e Oceanos” • A este supercontinente Wegener denominou de PANGEA, sendo que sua fragmentação teria iniciado há cerca de 220 milhões de anos e teria prosseguido até os dias atuais. O PANGEA teria iniciado sua fragmentação dividindo-se em dois continentes: LAURÁSIA (norte) e GONDWANA (sul). Teoria da Deriva Continental (1915) • Wegener propôs que os continentes (massas gigantes) boiavam sobre o mar e o movimento ocorreria por deslizamento sobre a água dos oceanos. Wegener procurou evidências de PANGEA: Presença de fósseis de Glossopteris (tipo de gimnosperma primitiva) em regiões da África e Brasil. Evidências de glaciação há aproximadamente 300 Ma na região sudeste do Brasil, sul da África, Índia, oeste da Austrália e Antártica. Notou também a presença de material derivado de glaciações. • Presença de fósseis do mesossaurido Stereosternum tumidum (extintos a 245 milhões de anos) conhecidos apenas na Bacia do Paraná e na Bacia de Karroo, na África do Sul. • Infelizmente, naquela época as propriedades plásticas da astenosfera não eram ainda conhecidas, o que também impediu Wegener de explicar sua teoria. • Com a morte de Wegener, em 1930, a Teoria da Deriva Continental começou a ficar esquecida. Outros cientistas tentaram dar continuidade, mas não conseguiam encontrar uma explicação lógica e aceitável do mecanismo capaz de movimentar as imensas massas continentais. ANOS 50: RESSURGE A TEORIA DA DERIVA CONTINENTAL • A chave para explicar a dinâmica da Terra, ao contrário do que muitos cientistas pensavam, não estava nas rochas continentais, mas no fundo dos oceanos. • A partir do desenvolvimento do sonar, navios oceanográficos mapearam uma enorme cadeia de montanhas submarinas, denominadas Dorsal ou Cadeias Meso- Oceânicas, que constituem um sistema contínuo ao longo de toda Terra, estendendo- se por 84.000 km e apresentando uma largura da ordem de 1.000 km; no eixo destas montanhas constatou-se a presença de vales de 1 a 3 km. • No final dos anos de 1950 e início dos anos de 1960, o surgimento e aperfeiçoamento da geocronologia permitiu a obtenção de importantes informações sobre a idade das rochas do fundo oceânico. • As idades não ultrapassam 200 milhões de anos e quanto mais próximas das cadeias meso-oceânicas mais jovens são. O SURGIMENTO DA TEORIADA TECTÔNICA GLOBAL Paradigma Moderno das Geociências • Por que as erupções vulcânicas ocorrem em áreas específicas ao redor do mundo? • Como e por que cadeias de montanhas gigantes (Alpes, Himalaia e a Mesoatlântica) se formaram? • Por que ocorrem terremotos e tsunamis em regiões preferenciais do planeta? • A evolução da atmosfera e da vida ao longo do tempo geológico? Etimologia Placas Tectônicas • PLACA: laje grande, rígida, formada de rocha sólida. • TECTÔNICA = do grego Tektonikus = “construir” • Tectônica de Placas: superfície da Terra construída por placas • Movimentação das placas ao longo do tempo geológico. • Se chocam e se separam. PLACAS TECTÔNICAS • As placas tectônicas deslizam sobre a Astenosfera (Zona de Baixa Velocidade), tornando possível o deslocamento lateral. • Podem ser de natureza oceânica ou mais comumente compostas de porções de crosta continental e crosta oceânica • Com a continuidade do processo de geração de crosta oceânica, em algum outro local deveria haver um consumo ou destruição desta crosta, caso contrário a Terra expandiria. A destruição da crosta oceânica mais antiga ocorreria nas chamadas Zonas de Subducção, que seriam locais onde a crosta oceânica mais densa mergulharia para o interior da Terra até atingir condições de pressão e temperatura suficientes para sofrer fusão e ser incorporada novamente ao manto. TIPOS DE LIMITES ENTRE PLACAS LITOSFÉRICAS • Limites divergentes • Limites convergentes • Limites conservativos A VELOCIDADE DOS DESLOCAMENTOS DAS PLACAS TECTÔNICAS • Em média, a velocidade de movimentação das placas tectônicas é considerada de 2 a 3 cm/ano. As placas com crosta continental como a Placa Sulamericana são mais lentas que as placas que possuem apenas crosta oceânica como a de Nazca, por exemplo. • A Placa Africana está praticamente estacionada, por estar bordejada quase que inteiramente por limites divergentes de placas que se afastam a taxas similares. Ilha de Kauai Ilha de Mauí AS COLISÕES ENTRE AS PLACAS TECTÔNICAS • O choque entre placas litosféricas pode envolver crosta oceânica com crosta oceânica, crosta continental com crosta oceânica ou crosta continental com crosta continental Próxima Aula: • Terremotos • Tsunamis • Vulcanismo • Formação de Montanhas
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