A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL

Transcrição

1 A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL Formação do Sistema Solar Teoria Nebular reformulada

2 A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL A Terra é um pequeno planeta do Sistema Solar, local do Universo onde teve a sua origem e o seu desenvolvimento. Com a forma aproximada de uma esfera achatada nos polos e com um raio médio de 6371 Km, descreve uma órbita elíptica, em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, a uma distância média do sol de 150 milhões de Km. A Terra está de tal modo posicionada que recebe uma quantidade de energia radiante do Sol que torna possível sustentar a vida. Devido à sua composição e passado geológico, a Terra produziu um hidrosfera e uma atmosfera protetora que tem sustentado inúmeros seres vivos ao longo de milhões de anos in Programa de Biologia 10º ano

3 A Mesopotâmia é uma das regiões mais conhecidas da nossa história. Um dos povos que mais se destacou nessa zona, no campo da astronomia, foram os babilónios. Criaram várias ferramentas aritméticas e com elas desenvolveram a capacidade de prever os movimentos dos astros aparentes, estrelas, planetas, sol, lua e até eclipses. Parte de uma tabuleta babilónica de Sippar, construída em 870 a.c. Actualmente encontra-se no British Museum

4 A civilização egípcia usou a habilidade de observar os astros e suas posições, para criar o calendário lunar e solar com 12 meses, 30 dias cada e um feriado de 5 dias para que o total tivesse 365 dias. Tudo isso influenciado pela cheia do rio Nilo, principal fonte de sobrevivência egípcia. Posteriormente houve a construção das enormes pirâmides (há 5000 anos atrás), túmulos dos grandes faraós. Os seus corredores principais foram orientados na direção do eixo de rotação da Terra. Com isso, acreditavam que o faraó morto chegava mais rápido até os deuses

5 Com a sua aritmética, os Maias (civilização que vivia na América Central antes da chegada de Cristóvão Colombo), faziam cálculos astronómicos de notável exatidão. Conheciam os movimentos do Sol, da Lua, de Vénus e provavelmente de outros astros. De entre suas construções de pedra destaca-se o templo de Kukulkan (no México) construído no séc. XII. As quatro faces do templo estão voltadas para os pontos cardeais. Nos dias 21 de Março e 23 de Setembro, quando o dia tem exatamente a mesma duração da noite, o sol (que incide às 17h e 30min sobre o templo em forma de pirâmide) projeta uma sombra nos degraus que forma a imagem de Kukulkan, o deus da serpente emplumada

6 Século XX À descoberta do Universo A missão Apollo 11 pousou na superfície lunar em 20 de Julho de 1969, num local chamado "Sea of Tranquility" (Mar da Tranquilidade). Neil Armstrong e Edwin Aldrin tornaram-se os primeiros homens a caminhar no solo lunar.

7 Como se terá formado o Universo?

8 A Teoria mais aceite atualmente é a Teoria do Big-Bang. Há cerca de 13,8 mil milhões de anos, toda a matéria e energia estavam concentradas num único ponto, de dimensões reduzidas e extremamente denso! E deu-se uma explosão.! O Universo, desde então, continua em Expansão.

9 SISTEMA SOLAR A Via Láctea é a galáxia onde está localizado o Sistema Solar. É uma estrutura constituída por mais de duzentos biliões de estrelas e tem uma massa de cerca de um trilião e 750 biliões de massas solares

10 SISTEMA SOLAR

11 FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR-VÍDEO

12 Formação do SISTEMA SOLAR Para percebermos como se formou o nosso sistema solar não podemos focar-nos apenas na geologia É necessária toda uma abordagem multidisciplinar!

13 Formação do SISTEMA SOLAR TEORIAS EXPLICATIVAS O que hoje está explicado foi, no passado, apenas imaginado. William Blake Teoria de Buffon O sistema solar formou-se a partir de um impacto de um cometa com o sol. Deste choque resultaria a emissão de filamentos de matéria solar que deram origem aos restantes planetas Teoria catastrofista Pressupunha que o sol tinha de ser mais antigo que os outros planetas (o que não está comprovado)

14 Formação do SISTEMA SOLAR Immanuel Kant, pensador alemão que viveu entre 1724 e 1804, foi um dos maiores filósofos de todos os tempos. Autor de livros como Crítica da Razão Pura, ele influenciou decisivamente o pensamento ocidental em áreas como a ética e a estética. O que pouca gente sabe é que ele também foi inovador na astronomia. Em 1755, Kant escreveu História Geral da Natureza e Teoria do Céu, obra onde introduz princípios que até hoje são a base das teorias sobre a formação dos planetas e do sistema solar. Ele sugeriu que o sistema solar se tinha formado a partir de uma nuvem (nébula) de pó e gases que girava em torno de si própria e que terá formado uma estrela no seu centro. Desta estrela, e de tempos a tempos, iam-se soltando anéis de matéria que deram origem aos planetas! HIPÓTESE NEBULAR

15 Formação do SISTEMA SOLAR TEORIA NEBULAR REFORMULADA Hoje sabemos que estrelas antigas explodem e dispersam grandes volumes de material sob a forma de gases e poeiras e assim se formam nébulas Nébula = berços de estrelas e planetas

16 Mas como adquiriu o nosso sistema solar as características que tem a partir de uma nuvem de gases e poeiras?

17

18

19 AUMENTA A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA NÉBULA QUE COMEÇA A ADQUIRIR UMA CONFIGURAÇÃO MAIS PLANA, SEMELHANTE A UM DISCO!!! O material mais denso começa cada vez mais a concentrar-se no centro da nébula e inicia-se a formação de uma protoestrela o nosso futuro SOL (desde logo se iniciam fenómenos de fusão nuclear gerando-se um aumento de temperatura) Desde o princípio da contração da nebulosa solar até à formação do disco protoplanetário terão passado 100 mil anos; Até ao início das reações termonucleares no interior da estrela terão passado 10 milhões de anos.

20 A nebulosa encontra-se agora mais quente na região interna, junto ao protossol, e mais fria na região externa (gradiente de Temperatura) Os elementos com maiores temperaturas de condensação irão condensar na parte mais interna do disco nebular (ex: Metais Fe; Ni; Al; e silicatos material que constitui as rochas),

21 Os elementos com menores temperaturas de condensação irão condensar na parte mais externa do disco nebular (gases)

22

23 A distribuição dos materiais da nébula solar foi condicionada pela distância ao sol, dando origem a corpos com características diferentes. Perto do sol, a altas temperaturas, acumularam-se, materiais de ponto de fusão mais alto, como ferro e silicatos (planetas rochosos ou telúricos). A radiação emitida pelo sol (vento solar) afastou os elementos químicos menos densos Mais longe da estrela, a baixas temperaturas, acumularam-se principalmente materiais de baixo ponto de fusão (planetas gasosos ou gigantes) e enormes quantidades de hélio e hidrogénio

24 Vento solar

25 Assim, Mercúrio, Vénus, Terra e Marte são pequenos e rochosos, mais densos, formados essencialmente por ferro e silicatos Os planetas longínquos são ricos em substâncias voláteis (mantém-se gasosas a baixas temperaturas), pouco densas (as mais densas já condensaram, mais perto do sol) e muito pobres em metais e silicatos (julga-se que tenham pequenos núcleos rochosos). Como são de grandes dimensões, têm força gravítica suficiente para reter os gases mais leves da nébula!

26 A atração gravitacional continuou e pequenas poeiras e partículas sólidas colidem umas com as outras formando corpos cada vez maiores (PLANETESIMAIS) e, por isso, com maior força gravítica Os planetesimais maiores atraem outros mais pequenos e assim se vão sucedendo as colisões e a formação de planetesimais cada vez maiores: PROTOPLANETAS!

27

28

29 Os planetas gasosos, cada vez maiores, tinham uma força gravítica suficiente para ir retendo mais e mais gases da antiga nébula

30

31 Entre Marte e Júpiter sobreviveu ainda a chamada cintura de asteroides. Ao que tudo indica são protoplanetas que nunca chegaram a formar um planeta devido às perturbações gravitacionais causadas por Júpiter.

32 FACTOS QUE COMPROVAM A TEORIA NEBULAR

33 Nuvens de gases e poeiras são comuns no Universo, inclusive na nossa galáxia. São constituídas por hélio, hidrogénio e partícula de silicatos Fora do nosso sistema solar já foram observadas estrelas rodeadas de um disco de gás e poeira

34 As órbitas dos planetas encontram-se no mesmo plano que está alinhado com o plano equatorial do sol sugere que a sua formação se deu partir de um disco achatado Todos os astros do Sistema Solar têm aproximadamente a mesma idade (4600 M.a.), o que indicia uma origem comum

35 Todos os planetas executam o seu movimento de translação na mesma direção este facto indica que os planetas terão mantido a direção do movimento da nébula que os originou À exceção de Vénus e Úrano, todos os planetas têm um movimento de rotação no mesmo sentido (direto contrário ao movimento dos ponteiros do relógio), sendo que os que se encontram mais afastados do sol têm um movimento de rotação mais rápido facto que sugere uma origem a partir de uma nébula em rotação

36 Perto do sol localizam-se os planetas telúricos, densos e formados por silicatos e ferro, enquanto que mais distante desta estrela encontramse os planetas gigantes, pouco densos, formados maioritariamente por gases. Esta observação é concordante com a formação a partir de uma nébula com uma temperatura diferencial ao longo de toda a sua extensão A existência de meteoritos, asteroides e cometas Evidências de crateras de impacto concordantes com a existência do fenómeno de acreção

37 FACTOS POR EXPLICAR

38 A baixa velocidade de rotação do sol Os planetas rochosos não apresentam igual dinamismo interno O sentido retrógrado de Vénus e Úrano?

39 TERRA, um planeta especial Como se formaram as camadas concêntricas que formam a estrutura interna da Terra?

40 TERRA, um planeta especial DIFERENCIAÇÃO

41 Durante o processo de acreção foi-se acumulando calor no nosso planeta. Energia cinética derivada do impacto de planetesimais (que se ia transformando em energia térmica), Compressão gravítica: a zona interna do planeta era cada vez mais comprimida sob o peso das restantes zonas (o que também gerava calor) elementos radioativos vão-se naturalmente desintegrando, criando outra enorme fonte de calor

42 TERRA, um planeta especial DIFERENCIAÇÃO Um planetesimal colidindo a uma velocidade de 15/20 km, transfere tanta energia quanto a explosão de 100 vezes o seu peso em dinamite

43 TERRA, um planeta especial DIFERENCIAÇÃO O interior do planeta ficava cada vez mais quente Os materiais começam a fundir

44 TERRA, um planeta especial DIFERENCIAÇÃO Num planeta que se encontra fundido (30 a 60%) os materiais que o constituem passam a ter alguma mobilidade Os menos densos (Silício, Alumínio, Cálcio, Sódio, etc) migram para a superfície enquanto que os mais densos (ferro e níquel) migram para o centro do planeta, formando o seu núcleo metálico Do manto fazem parte os elementos de densidade intermédia!

45 DIFERENCIAÇÃO Os materiais pouco densos que iam subindo, acabavam por ajudar a transferir calor e lentamente o planeta começava a arrefecer e a solidificar (crosta) Algumas zonas permanecem ainda no estado líquido núcleo externo; e parcialmente fundidas (1% a 2%) astenosfera. Outra ajuda para este arrefecimento foi a desgaseificação

46 FORMAÇÃO DA ATMOSFERA PRIMITIVA As erupções vulcânicas ajudaram a libertar algum calor e substâncias voláteis (vapor de água, dióxido de carbono, azoto, sulfuretos, hidrogénio ) Assim se formou a atmosfera primitiva da Terra

47 FORMAÇÃO DO OCEANO PRIMITIVO O VAPOR DE ÁGUA CONDENSOU E PRECIPITOU NA SUPERFÍCIE DANDO ORIGEM AOS OCEANOS PRIMITIVOS

48 RESUMINDO

49 TERRA, um planeta especial Uma grande parte da Terra (35%) é composta por ferro, no entanto, este elemento não surge na crosta em quantidades muito significativas. Foi durante o processo de diferenciação este elemento migrou, por ser mais denso, para as zonas mais profundas do planeta, restando à superfície os elementos mais leves