Prof. George Sand L. A. De França

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1 CALOR INTERNO DA TERRA: Fontes de calor no interior da Terra; Fluxo de calor interno e Distribuição de temperatura no interior da Terra. Prof. George Sand L. A. De França

2 Introdução Fontes de calor do sistema solar A energia cinética do impacto dos fragmentos acretados acabou se transformando em calor. Corpos do sistema solar formados pela agregação de condensados do material original, pelo processo de acresção. Emissões de átomos radioativos que constituíram a matéria prima original. Energia das partículas ou fótons também se transforma em calor. Isótopos radioativos (p.e: urânio, rádio e potássio) com meias vidas da mesma ordem do sistema solar, que contribuem para manter funcionando as máquinas térmicas responsáveis pela dinâmica interna dos planetas. 2

3 Introdução O calor gerado depende do volume do corpo Corpos maiores, como os planetas, devem ter gerado maior quantidade de calor. Calor produzido proporcional ao volume do corpo do Sistema Solar. Parte do calor do interior do corpo, chegando à superfície, pode ser irradiada para o espaço Essa perda é proporcional à superfície do corpo. Logo, a perda de calor por irradiação é proporcional a superfície do volume. Outro fator importante na diferenciação dos planetas Grau de oxidação que variou com a distância do Sol 3

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5 Fluxo de calor do interior da Terra O aumento de temperatura em direção ao interior da terra é devido o FLUXO DE CALOR no interior da terra. O fluxo geotérmico total corresponde uma energia de 1,4x10 21 Joules por ano. Energia para processos como a movimentação essencialmente horizontal da litosfera por sobre astenosfera e a geração do campo geomagnético deve provir do calor da Terra. 5

6 Fluxo de calor do interior da Terra Fluxo geotérmico é o produto da variação da temperatura com a profundidade (gradiente térmico), pela condutividade térmica das rochas das camadas. Variações de Temperaturas com a profundidade? Os valores para maiores profundidades acabam sendo inferidos a partir de outras propriedades físicas obtidas principalmente da sismologia. 6

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9 Transporte de Calor e as temperaturas no interior da Terra. Transporte de Calor: Condução ou Convecção Condução é mais lento, com transferência de energia de uma molécula para as vizinhas. (sólidos) Convecção é um processo mais rápido e eficiente, com movimento de massa, que ocorre nos fluídos, quando o gradiente térmico, chamado gradiente adiabático. A convecção acontece no núcleo externo e também no manto. No núcleo externo, é a convecção que provoca movimentos radiais do fluido condutor, permitindo ações da força de Coriolis, essenciais para geração do Campo Magnético Terrestre. 9

10 Temperaturas no interior da Terra. Informações Diretas Em furos de sondagem na crosta, variação de Temperatura com a profundidade alcança de 30 a 40ºC por km. Informações Indiretas Reunindo dados sobre densidade, parâmetros elásticos e limites entre diferentes fases, através da sismologia, variações do CMT e informações sobre mecanismo de geração do geomagnetismo, a distribuição de densidade, a variação da pressão e a massa total da Terra e a possível distribuição de materiais radioativos, com valores de fluxo térmico, elaboraram-se modelos de variação da temperatura no interior da Terra. 10

11 Ainda há dúvidas? Temperatura entre a base do manto inferior e o topo do núcleo externo pode ficar entre 800 e ~ 1500ºC. Camada D Temperatura dentro do núcleo externo pode ser de ordem de 6000ºC, de 1000 a 1500ºC mais quente. 11

12 Temperatura no interior da Terra. Acredita-se que o núcleo esteja se resfriando, com consequentemente aumento de volume do núcleo interno. O aumento é da ordem de 25m 3 /s, poderá liberar 2x10 11 Watts, na forma de calor latente de solidificação, que seria suficiente para manter o dínamo que gera o campo geomagnético. Através da tomografia sísmica (sismológica), obtém-se a distribuição de velocidade com a profundidade. A interpretação relaciona as zonas com velocidade sísmicas maiores que a normal com zonas mais densas e mais frias, enquanto as zonas com velocidades sísmicas menores são zonas com rochas menos densas e mais quentes. Regiões instáveis : Denso afundar e menos denso boiar. 12

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14 Temperatura A modelagem numérica demonstra que o material mais frio pode constituir avalanches muito lentas dentro do manto, que afundam desde o nível crustal até o manto transicional ou até a descontinuidade de Gutenberg. Além disso, deve haver ressurgências de material quente e menos denso, ascendendo desde a descontinuidade de Gutenberg até a superfície. O interior da Terra contém células de convecção em que o material está em movimento vertical. 14

15 Referencias Bibliografia 1. TELFORD, W. M., L. P. GELDART, & R. E. SHERIFF, Applied Geophysics, 2a Edição. Cambridge University Press, TEIXEIRA W., et. al, Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, KEAREY P. & M. BROOKS. An Introduction to Geophysical Exploration. 2ª. Edição. Blackwell Science Ltd Editorial. 15