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FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 1 UNIDADE 03 - Terra interna A Geologia é a ciência que estuda a estrutura interna da Terra, sua composição, seus processos internos e externos e, por fim, sua evolução. O campo de atividade da Geologia é, portanto, a porção da Terra constituída de rochas que são as fontes de informações sobre seus processos formadores e evolutivos. A formação das rochas é, por sua vez, dependente de um conjunto de fatores físicos, químicos e biológicos, cíclicos, relacionados à evolução da crosta terrestre e sedimentar do planeta. Como parte dos estudos geológicos, está o trabalho de descrever eventos biológicos e estruturais dentro de uma cronologia, denominada de tempo geológico, que pode ser mensurado com base na estratigrafia (estudo das camadas de rochas presentes na crosta terrestre). A estratigrafia ordena as rochas estratificadas, ou seja, dispostas em camadas de sedimentos, sistematizando-as a partir de sua cronologia. A idade da Terra Agora veremos a dimensão temporal da existência do planeta Terra. Para isto, é importante que acompanhe as informações disposta no quadro a seguir representando um simples calendário (Quadro 01), onde algumas datas estão indicadas entre os meses de janeiro e dezembro. Neste quadro, é possível verificar que a idade da Terra é de 4,5 bilhões de anos (1º Janeiro), sendo que a origem da vida só aconteceu 1 bilhão de anos após a formação deste planeta, enquanto que os primeiros hominídeos só começaram a marcar presença aqui no final do último dia do ano representado neste calendário. Dentre as várias análises possíveis de serem feitas, destaco que chegamos quase no final deste calendário (31/12 às 20:00) e já conseguimos poluir mais do que toda história 4,2 bilhões de ano. Incrível! FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 2 Quadro 01: Escala geológica da Terra projetada sobre um modelo de calendário. O interior da Terra e os modelos de divisão da sua estrutura As tentativas para se conhecer melhor as características do interior da Terra não são recentes. Essa história teve início no século 19 (antes da invenção do sismógrafo), como tentativa de explicação dos motivos de erupções vulcânicas e terremotos que aconteciam em algumas partes da superfície terrestre. Com um raio de 6.378,14 km no Equador, toda sua estrutura interna foi catalogada pelo auxílio de sismógrafos que indicaram que a estrutura interna da Terra é composta por diferentes camadas com propriedades físicas e mineralógicas próprias, podendo ser estudada a partir de critérios físicos ou químicos, como será visto a seguir através de dois modelos conhecidos atualmente: o modelo químico e o modelo físico. O sismógrafo foi inventado no século XIX, pelo físico escocês James Forbes. É um equipamento que indica o comportamento das ondas elásticas que se propagam em todas as direções no interior da Terra. Ou seja, conhecendo esse comportamento, isso permite conhecer as características físicas de cada uma das camadas que ali estão. FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 3 O modelo químico de divisão interna da Terra O modelo químico de divisão da estrutura interna da Terra representa as características químicas predominantes em cada uma das camadas ali existentes e que são bem definidas por estudos geológicos. Dessa forma, as camadas que formam a estrutura geológica da Terra foram organizadas num modelo concêntrico e classificadas de acordo com sua composição química a partir das velocidades de propagação das ondas sísmicas registrada em cada uma delas. Essas camadas são: as crostas continental e oceânica; os mantos superior e inferior e os núcleos externo e interno (Figura 01). Vamos conhecer um pouco mais de cada uma delas. Figura 01: Estrutura interna da Terra com base no modelo químico, indicando a posição das camadas e também das descontinuidades de Moho, de Gutemberg e de Lehmann (estas drecsitas mais adiante). FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 4 A crosta terrestre é a aquela que estamos em contato direto (onde construímos nossas cidades e vivemos) e tem uma espessura aproximada entre 30 e 80 km. É na crosta que acontecem as transformações do relevo, como resultado de processos internos e externos que causam as transformações da superfície, como acontecem nos planaltos e planícies. A crosta terrestre é dividida nas partes oceânica (espessuras que variam entre 5 e 10 quilômetros) e continental (espessuras que variam entre 30 a 80 quilômetros), sendo que a maior parte da crosta continental está abaixo do nível do mar. O manto é a segunda camada da Terra em direção ao seu centro e também a maior dentre as demais. Fica localizado entre a crosta e núcleo externo e tem profundidades que variam de 30 a 2.900 km, onde as temperaturas alcançam 2.000 oC nas regiões mais profundas. Sua composição predominante é formada por silicatos de ferro e de magnésio. No manto, as rochas não estão em estado sólido como as vemos frequentemente aqui na crosta terrestre Ali, as rochas assumem uma consistência pastosa devida às elevadas temperaturas. Por esse mesmo motivo, esse material pastoso torna-se cada vez mais fluido, quanto para mais profundo vai esse material. Esse aumento progressivo das temperaturas acontece em direção ao núcleo porque é no núcleo que é gerado o calor interno do planeta; portanto, quanto mais próximo dali, mais quente é. Por isso, efeitos do manto sobre a superfície terrestre, são as lavas decorrentes de erupções vulcânicas e o próprio movimento constante da crosta na forma de placas tectônicas sobre esse manto, causado por grandes e intensas correntes de convecção, fazendo alterar permanentemente os aspectos da superfície, pela formação de cadeias montanhosas e vales, além da formação de terremotos e tsunamis. Em decorrência dessas características envolvendo variação de temperatura com a profundidade e a consequente densidade desse material de acordo com cada nível que se encontra, essa condição determina que mais próximo da crosta é a parte mais externa do manto e é constituído por um material mais plástico, com temperaturas e densidades menores, enquanto que o manto inferior, por sua vez, tem uma consistência quase líquida e com maior densidade devido à pressão ali exercida sobre esse ambiente. FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 5 O núcleo, é a parte mais interna da Terra que se estende dos 2900 km até os 6370 km e que, por isso, tem as maiores temperaturas do interior do nosso planeta e profundidades. É composto por duas subcamadas: o núcleo interno e o núcleo externo. O núcleo externo é líquido, apresentando uma fluidez muito maior do que a do manto e se estende dos 2900 km aos 5150 km de profundidade no interior da Terra. Essa fluidez é uma consequência das altas temperaturas ali predominantes (3000 oC, aproximadamente). O núcleo interno, por sua vez, embora tenha temperaturas muito mais elevadas (semelhantes àquelas encontradas na superfície do Sol, na ordem dos 5000 oC) é formado por uma liga metálica maciça composta de níquel (Ni) e ferro (Fe) – por isso também referenciada como camada NIFE, formada pelas condições de pressão extremamente elevada. Entremeando cada uma dessas camadas, também existem faixas de transição que apresentam propriedades elásticas diferentes daquelas camadas principais localizadas logo acima e logo abaixo. Essas faixas são chamadas de descontinuidades (reveja Figura 06) e são conhecidas como: ▪ Descontinuidade de Moho, localizada entre a crosta com o manto superior; ▪ Descontinuidade de Gutemberg, localizada entre o manto inferior e o núcleo externo; e, ▪ Descontinuidade de Lehmann, localizada entre o núcleo externo e o núcleo interno. De modo geral, o termo Descontinuidade é usado em geologia para designar as camadas de transição, tanto no interior da Terra, onde há diferença nadensidade da rocha constituinte, ou mesmo para designar diferentes fácies sedimentares Além de ter sido separada em camadas a partir da composição química própria de cada uma delas, essas camadas também podem ser agrupadas a partir do referencial estrutural. O modelo físico de divisão interna da Terra Por uma outra perspectiva sismológica, outra divisão das camadas interiores da Terra também foi estabelecida a partir do comportamento mecânico ali registrado, compondo o modelo dinâmico das camadas ali existentes, com base em características relacionadas à resistência e ao seu estado físico. FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 6 No modelo dinâmico, tanto a crosta, como a parte mais periférica do manto superior (reveja o modelo químico), formam juntas a camada denominada de litosfera, que apresenta um comportamento dinâmico rígido e que está logo acima da segunda camada chamada de astenosfera, que está localizada entre 200 e 400 km, aproximadamente, abaixo da superfície (Figura 02). Figura 02: Estrutura interna da Terra com base no modelo físico, indicando a posição das camadas. FUNDAMENTOS NATURAIS DA GEOGRAFIA 7 Posicionada logo abaixo da astenosfera, está a mesosfera comporta-se de forma única, que se localiza entre 500 e 2900 quilômetros de profundidade, aproximadamente, que por ser composta de um fluido viscoso composto por rochas, isso proporciona correntes de convecção térmica contínuas em escalas geológicas de tempo que migram para as camadas mais superiores do planeta. Abaixo da mesosfera fica a endosfera que é a camada mais profunda do interior da Terra, localizada a entre 2900 e 6400 quilômetros, equivalendo ao núcleo químico (reveja o modelo químico). É a uma massa densa composta por metais e rochas, envolvida pela mesosfera ou manto interior (reveja o modelo químico), onde a pressão é alta demais para permitir a fusão da liga. O calor geotérmico Quando se formou há 4,5 bilhões de anos atrás, a Terra, era composta por materiais com temperaturas muito elevadas que, por isso, mantinham esses materiais mais quentes em estado viscoso e que foram atraídos pela força da gravidade em direção ao seu centro. Esse calor ali armazenado no centro do planeta é transmitido para camadas mais afastadas desse núcleo. Ou seja, embora o Sol seja responsável pela produção de energia térmica no planeta Terra, ele próprio também tem participação na produção de calor emanado do seu interior. Esse calor chama-se geotérmico. O calor geotérmico tem papel importante na dinâmica geológica superficial da Terra, desde a erupções vulcânicas, como terremotos e formação de ilhas, dentre outras consequências. O que será visto na próxima aula Nesta aula foram observadas algumas características internas do planeta Terra. Um ambiente profundo, preservado e ainda pouco conhecido, onde forças gigantescas determinam as características fisionômicas da crosta terrestre, assim como a oferta dos recursos naturais aqui disponíveis. No próximo capítulo (Unidade 4), serão apresentadas as principais informações sobre aspectos geológicos relacionados à sua composição mineralógica e que são determinantes para a o melhor entendimento das principais características geográficas.
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