A estrutura da Terra. Mina: nesse caso, escavação ou perfuração feita para extrair pedras preciosas,

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1 Ciências Capítulo

2 3 A estrutura da Terra Sergei Karpukhin/Reuters/Latinstock Mina de diamantes desativada localizada na cidade de Mirna, na Rússia. Fotografia de Mina: nesse caso, escavação ou perfuração feita para extrair pedras preciosas, metais ou outro recurso natural. A foto acima mostra a parte exterior de uma mina de diamantes desativada em Mirna, na Sibéria (Rússia). A perfuração tem 1,25 quilômetro (km) de diâmetro e pouco mais de 500 metros de profundidade. Além de extrair diamantes e outros recursos naturais, perfurações na superfície da Terra possibilitam, por exemplo, investigar o tipo de solo de uma região para verificar se é possível construir casas sobre ele. Elas também proporcionam informações sobre o planeta Terra, sua constituição, a maneira como varia a temperatura em seu interior, etc. Porém, há limite para as escavações. As altas temperaturas encontradas nas regiões internas do planeta impedem perfurações muito profundas. Para saber o que acontece no interior da Terra e conhecer sua estrutura, os cientistas precisam utilizar outras técnicas. Os profissionais que estudam a estrutura e a evolução da Terra, bem como as rochas e os minerais, são denominados geólogos. Esses profissionais investigam a formação de montanhas, o surgimento de terremotos e vulcões, e vários outros fenômenos geológicos relacionados à estrutura da Terra, alguns dos quais você verá neste capítulo. 46

3 Planeta em mudança A superfície do planeta Terra não foi sempre do jeito que é hoje. Modificações ocorreram e continuam acontecendo, transformando a superfície do planeta. Muitas dessas modificações devem-se ao ser humano, como a construção de casas, cidades, usinas, estradas e linhas de transmissão de energia elétrica e a devastação de florestas. Porém, outras modificações ocorrem sem a interferência humana. Muito antes de o ser humano existir, a Terra já passava por grandes transformações. Para se ter uma ideia, até a posição dos continentes mudou e, como veremos adiante neste capítulo, continua mudando. Atualmente, as transformações ainda ocorrem tanto no interior como na superfície do planeta. Algumas dessas transformações são muito lentas e, por isso, é difícil percebê-las. Os ventos, a chuva, as ondas do mar e as alterações climáticas, entre outros fatores, transportam fragmentos de rochas e partículas do solo de uma região para outra. Esse processo, conhecido como erosão, transforma a superfície da Terra. Em longo prazo, a erosão muda o curso dos rios, destrói morros e montanhas e até mesmo transforma áreas cobertas por vegetação em desertos. Embora seja um processo natural, a erosão é intensificada por atividades humanas, como o desmatamento. Esse assunto será retomado no capítulo seguinte. O velho homem de Hoy: coluna de pedra em uma ilha da Escócia. A coluna, que atinge 137 m, é resultado da erosão das rochas ao redor. Ashley Cooper/Alamy/Other Images Nataiki/Dreamstime.com/ID/BR Palê Zuppani/Pulsar Imagens Lava: material muito quente e pastoso expelido por vulcões ou por fraturas da superfície terrestre. Antes de atingir a superfície, isto é, quando ainda está no interior do planeta, a lava é chamada de magma. Esta rocha sofreu erosão pelos ventos, que a esculpiram. Em razão de seu formato é chamada de Árvore de Pedra. Bolívia, Outras transformações ocorrem rapidamente. É o caso dos vulcões, que expelem lava e cinzas e alteram instantaneamente a paisagem local, ou dos terremotos, que podem destruir cidades inteiras e provocar inundações de grandes proporções. Erupção do vulcão Tungurahua. Província de Ambato, Equador, A erosão formou a Pedra Furada, beleza natural do Parque Nacional da Serra da Capivara. Piauí, Rodrigo Buendia/AFP/Getty Images Dê um exemplo de transformação da superfície terrestre que ocorre rapidamente e um exemplo de transformação lenta. 47

4 Veja também o objeto educacional digital A estrutura da Terra. Concêntrica: que tem o mesmo centro. Ficcionista: aquele que escreve obras de ficção, isto é, histórias que não são reais. Estrutura interna da Terra Você sabe como é nosso planeta por dentro? Olhando a superfície da Terra, vemos um planeta sólido e rochoso. Até mesmo o leito dos oceanos é rochoso. O centro da Terra está a cerca de km abaixo da superfície. É impossível ir até lá. As maiores perfurações feitas por seres humanos atingiram apenas poucos quilômetros, pois a temperatura e a pressão aumentam com a profundidade. Ainda assim, os geólogos descobriram informações sobre a estrutura da Terra baseando-se em dados como: amostras de rochas que vieram à superfície expelidas por vulcões; análise dos terremotos; análises em laboratório simulando as condições do centro da Terra, etc. Com essas observações indiretas e experiências, os geólogos descobriram que a Terra tem uma estrutura interna em forma de camadas concêntricas, que apresentam características próprias. As três principais camadas da estrutura da Terra são: a crosta, o manto e o núcleo. Na estante Viagem ao centro da Terra, de Júlio Verne Livro escrito em 1864 pelo famoso ficcionista francês Júlio Verne, autor de clássicos como léguas submarinas e Volta ao mundo em 80 dias. Conta a história de um grupo de pessoas que teria descido ao interior da Terra pela cratera de um vulcão e encontrado animais pré-históricos no caminho. Na época em que o livro foi escrito, não se conhecia a estrutura da Terra e, por isso, havia muitas teorias sobre animais e pessoas vivendo em seu interior. Apesar de não ser uma obra científica e não trazer ideias aceitas pela ciência sobre o interior da Terra, esse livro foi precursor de todo um gênero literário que mantém relação com a ciência, a ficção científica, e ilustra a curiosidade humana sobre o interior do planeta. crosta manto superior manto inferior núcleo externo núcleo interno Camadas internas da Terra: crosta, manto superior, manto, núcleo exterior e núcleo interior. cores- -fantasia Representação sem proporção de tamanho. A crosta, a camada mais exterior da Terra, onde nós vivemos, é sólida e rochosa. Ela é, também, a camada mais fina do planeta, com apenas algumas dezenas de quilômetros de profundidade. As regiões mais finas da crosta são aquelas sob os oceanos. O manto se estende até quase 3 mil km de profundidade. A parte mais externa, perto da crosta, chamada manto superior, é relativamente rígida, enquanto a parte mais interna chamada manto inferior é viscosa. O núcleo se divide em uma parte exterior, constituída de metais em estado líquido, e uma parte interior, muito densa, de metal sólido. Quanto maior a profundidade no interior da Terra, maior a temperatura. Talvez você esteja se perguntando como o núcleo interior do planeta pode ser sólido a temperaturas tão altas, que derretem metais. Porém, a pressão também aumenta com a profundidade, pois, quanto mais fundo se vai, maior é o peso das camadas acima. A pressão no centro da Terra é enorme e isso faz com que os metais permaneçam sólidos, mesmo a altas temperaturas. Luis Moura/ID/BR 48

5 Crosta A casca sólida, fina e rochosa que envolve nosso planeta recebe o nome de crosta. Ela se formou pelo material derretido do manto, que esfriou e endureceu. Estudos mostram que a crosta é a única camada que abriga vida. Tudo o que vemos ao nosso redor pertence à crosta: montanhas, vales, rios, mares, etc. Mesmo as minas mais profundas não vão além da crosta terrestre. A crosta não é uniforme e pode ser dividida em crosta continental, na qual estão os continentes da Terra, e crosta oceânica, que forma o fundo dos oceanos. Elas variam em espessura, composição e densidade. A crosta continental é constituída, em grande parte, por rochas, e sua espessura varia entre 30 km e 60 km, aproximadamente. A idade das rochas que compõem a crosta continental varia, e as mais antigas têm quase 4 bilhões de anos. Já a crosta oceânica é formada principalmente por rochas mais finas, com espessuras entre 5 km e 10 km. Em geral, as rochas componentes da crosta oceânica são muito mais jovens do que as da crosta continental. ID/CL crosta continental cores- -fantasia crosta oceânica Representação das crostas ocêanica e continental em vista lateral. Representação sem proporção de tamanho. O conjunto da crosta e da parte mais externa do manto constitui a litosfera, que está dividida em placas, denominadas litosféricas, que se movem sobre a porção interna do manto, levando junto os continentes. Para saber mais As grandes perfurações Uma das mais profundas perfurações já feitas pelo ser humano fica na Rússia, na península de Kola. A iniciativa partiu de um projeto científico que visava estudar melhor o interior da crosta terrestre. Após anos de planejamento e construção de máquinas especiais para a missão, a perfuração teve início, em Os cientistas conseguiram perfurar a uma profundidade de mais de 12 quilômetros e descobriram que a temperatura encontrada a essa profundidade era bem maior do que os estudos indicavam. Por causa dessa temperatura e das altas pressões, as rochas no fundo do buraco têm uma consistência pastosa, de modo que o buraco se fechava novamente após a retirada de material do solo. Assim, o projeto chegou ao fim em

6 Ulisses Job/Futura Press Luis Moura/ID/BR Técnico mede o nível de ruído em uma mina de carvão. Os mineiros usam protetores auriculares para evitar danos causados por ruídos intensos à audição. Jazida: depósito natural de rochas que contêm metais ou pedras preciosas, por exemplo. cores- -fantasia Representação sem proporção de tamanho. manto superior O esquema mostra as subcamadas do manto terrestre. Para saber mais Explorações Para explorar o manto, os cientistas perfuram áreas da crosta oceânica. Em 2007, o navio de pesquisa britânico RRS James Cook visitou um local onde um buraco na crosta terrestre deixa o manto exposto. Esse local fica entre o mar do Caribe e o Cabo Verde. Mineração A crosta contém vários recursos naturais que são explorados pelo ser humano, como os metais ferro, ouro, prata, cobre, chumbo e zinco. Em geral, esses materiais são retirados da crosta terrestre nas minas, como a mostrada na abertura deste capítulo. Algumas das minas mais profundas estão na África do Sul e chegam a quase 4 km de profundidade. A temperatura nessa profundidade chega a 45 C, por isso um sistema de ventilação e refrigeração é essencial. Embora a mineração seja necessária para obtermos diversos materiais, ela pode causar vários danos ao ambiente, como poluição do solo e da água, desmatamento e erosão. Por isso, antes de minerar uma área, é preciso fazer estudos que avaliem o impacto dessa atividade. Reutilizar e reciclar objetos de alumínio e ferro, por exemplo, é um modo de usar mais de uma vez o metal já extraído, além de evitar a exploração desnecessária das jazidas. Manto O manto é uma camada de quase 3 mil quilômetros, e corresponde a cerca de 84% do volume do planeta. É formado por rochas ricas em ferro e magnésio, e suas características permitem dividi-lo em manto superior e manto inferior. O manto superior, que vai da parte final da crosta até cerca de 400 quilômetros de profundidade, é constituído de material rochoso rígido. A camada mais externa do manto superior faz parte da litosfera terrestre, junto com a crosta. O manto inferior está sujeito a temperaturas maiores e, por causa disso, o material que o constitui se apresenta em um estado viscoso, como se fosse um líquido pastoso, muito espesso. Quanto maior a profundidade, porém, mais sólido se torna o material viscoso do manto, porque a pressão se eleva em grandes profundidades. A viscosidade do manto inferior permite que esse material se mova, levando consigo a litosfera acima dele. Por isso, as placas litosféricas estão em constante movimento. A temperatura do manto vai de 600 ºC, na região do manto superior próximo à crosta, até mais de ºC, na região do manto inferior próxima ao núcleo. Ao nível do mar, as rochas que formam o manto derretem a cerca de C. Porém, na profundidade em que se encontra a porção mais interna do manto inferior, a pressão é muito maior do que ao nível do mar, o que faz que nessa região esse material permaneça no estado sólido mesmo a altas temperaturas. manto inferior 50

7 Roberto Melo/ID/BR Núcleo O núcleo, parte central da Terra, é constituído basicamente por ferro, enxofre e níquel. Assim como o manto, o núcleo pode ser dividido em núcleo interno e externo. O núcleo externo começa onde termina o manto e vai até pouco mais de 5 mil quilômetros, onde começa o núcleo interno. Sua temperatura vai de C, na fronteira com o manto, até C, próximo ao núcleo interno. Por causa dessas altas temperaturas, semelhantes às da superfície do Sol, os cientistas sabem que os metais que compõem o núcleo externo permanecem em estado mais líquido que os materiais do manto. Os estudos também mostram que o núcleo externo está relacionado ao campo magnético da Terra, responsável por orientar as agulhas das bússolas, por exemplo. O núcleo interno é uma esfera sólida de níquel e ferro, com cerca de km de raio, a uma temperatura aproximada de C. Apesar de ser composto pelos mesmos elementos que o núcleo externo, o núcleo interno se apresenta em estado sólido por causa da imensa pressão a que está submetido. Uma teoria científica bem aceita afirma que, em algum momento da formação do planeta, os materiais mais densos, como o ferro, afundaram em direção ao centro. Essa teoria explica a constituição do núcleo da Terra. ferro cores- -fantasia Representação sem proporção de tamanho. material menos denso núcleo externo núcleo interno A composição de todo o núcleo é a mesma, porém, o núcleo externo é líquido, enquanto o núcleo interno é uma esfera sólida. Para saber mais A estrutura da Lua Estudos sobre a estrutura da Lua mostram que ela também tem três camadas: uma crosta, com aproximadamente 65 km de espessura, um manto denso e um pequeno núcleo de ferro. Luis Moura/ID/BR cores- -fantasia Representação sem proporção de tamanho. Fonte de pesquisa: Frank Press et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, p. 32. Durante a formação da Terra, o ferro afundou em direção ao centro e os materiais menos densos ficaram nas camadas mais altas. 1. Em qual camada da Terra a temperatura é maior? 2. Por que os cientistas, ao estudar o manto, procuram fazer perfurações na crosta oceânica em vez de fazê-lo na crosta continental? 51

8 Os continentes em movimento Após vários estudos durante o século XX, os cientistas concluíram que a litosfera, a camada rochosa formada pela crosta terrestre e por parte do manto superior, é dividida em várias placas litosféricas. Há algumas placas principais, grandes, além de várias placas menores. As placas litosféricas podem incluir porções de continentes, oceanos ou ambos. Por exemplo, a placa Sul-americana, onde está o Brasil, abrange não só o continente da América do Sul, mas também boa parte do oceano Atlântico. principais placas litosféricas da TErra 120 L O 60 O 0 60 L ID/BR Círculo Polar Ártico Eurasiática Norte-americana Eurasiática Juan de Fuca Trópico de Câncer das Filipinas Equador de Cocos Caribenha Arábica Indiana 0 Trópico de Capricórnio Australiana do Pacífico de Nazca Sul-americana Africana Círculo Polar Antártico Sentido do movimento das placas Antártica Scotia Meridiano de Greenwich Australiana km 1 cm 2715 km cores- -fantasia Mapa ilustrativo das principais placas litosféricas da Terra. As setas indicam o sentido do movimento das placas. Fonte de pesquisa: < Acesso em: 12 abr Algumas das placas principais são: Antártica, Africana, Norte-americana, Sul-americana, Indo-australiana, Eurasiática e do Pacífico. Além delas, podem-se citar algumas placas menores, como a placa Arábica, a placa do Caribe e a placa de Nazca, esta última vizinha à placa Sul-americana. As placas litosféricas não são estáticas. A litosfera é mais rígida e menos densa do que o manto inferior, sobre o qual as placas se apoiam. As placas estão em constante movimento umas em relação às outras, aproximando-se ou se afastando, com velocidades entre 10 mm/ano e 160 mm/ano. Os trabalhos científicos apontam que a fonte de energia para o movimento dos continentes é o calor do manto abaixo da litosfera. Parte desse calor é transformado em energia que movimenta as placas. Durante seu movimento, as placas litosféricas podem chocar-se, causando vários fenômenos, como terremotos. Por isso, as regiões nas fronteiras das placas são propícias a tremores de terra, surgimento de montanhas e de vulcões, como veremos adiante. 52

9 Tipos de movimentos litosféricos A teoria do movimento das placas litosféricas nem sempre foi bem aceita. Outras teorias anteriores propunham que os continentes poderiam se mover, mas o leito oceânico, não. Outra teoria propunha um modelo segundo o qual o planeta estaria inchando, aumentando de tamanho, e, com isso, os continentes estariam todos se afastando uns dos outros. Atualmente, o movimento das placas litosféricas é monitorado via satélite, usando o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Por meio dessa tecnologia, os geólogos conseguem medir deslocamentos de placas litosféricas da ordem de alguns milímetros ao ano. Vale Alfagia, originado pelo aparecimento de uma fenda decorrente do movimento de afastamento das placas eurasiática e norte-americana. Islândia, Oxford Scientific/Getty Images Luis Moura/ID/BR Região em que as placas se aproximam. Região em que as placas se afastam. Região em que as placas deslizam em direções opostas. O supercontinente: Pangeia Se as placas litosféricas se movem, será que, no passado, os continentes estiveram em posições diferentes? Tudo indica que sim. Mais do que isso, evidências indicam que há 250 milhões de anos os continentes estavam todos juntos, formando um supercontinente denominado Pangeia (do grego pan = todo e geo = terra). Esse supercontinente teria, então, sofrido inúmeras rachaduras, rompimentos e encontros, e as placas assim formadas teriam se movimentado até as posições atuais. Faça a atividade complementar da página 234. A ilustração mostra o formato do supercontinente Pangeia, que, há centenas de milhões de anos, unia todos os continentes hoje conhecidos. As linhas indicam o contorno aproximado dos continentes atuais e da Índia. cores- -fantasia Representação sem proporção de tamanho. América do Norte América do Sul África Representação dos movimentos das placas litosféricas. Esse esquema serve apenas para explicar como são os movimentos das plantas. Ele não representa nenhuma região específica do planeta. Europa e Ásia Antártida Índia Austrália cores- -fantasia Paula Radi/ID/BR 53

10 Fóssil: resto ou vestígio de seres vivos que viveram há mais de 11 mil anos. Esse assunto será detalhado no capítulo seguinte. Evidências do movimento das placas no passado Vários são os indícios de que os continentes estiveram juntos no passado. Por meio deles é possível obter pistas a respeito da posição original dos nossos atuais continentes. Os primeiros indícios que chamaram a atenção de vários pesquisadores ao longo dos séculos, levando-os a propor que os continentes estiveram unidos no passado, foram os contornos da costa leste da América do Sul e da costa oeste da África. Observando-os em um mapa-múndi, tem-se a impressão de que eles se encaixam como se fossem peças de um quebra-cabeça que foram separadas. Mais um forte indício é a similaridade entre plantas, animais e fósseis encontrados em locais hoje muito distantes. Como a idade estimada desses fósseis indica que eles são mais antigos do que o ser humano, não há possibilidade de que tenham sido levados de um local a outro por pessoas. Esse indício reforça a hipótese de que, no passado, os fósseis estavam no mesmo lugar. Por exemplo, fósseis de um antigo animal aquático chamado de mesossauro foram encontrados na costa do Brasil e na região ocidental da África do Sul. Quais as possíveis consequências do movimento das placas tectônicas para os seres vivos? Desenho do esqueleto de um mesossauro, com cerca de 1 m de comprimento. Aves como o avestruz e a ema, que atualmente habitam respectivamente a África e o Brasil, apresentam características similares às encontradas nos fósseis de aves-elefantes, encontrados na ilha de Madagascar, na África. Johan63/Dreamstime.com/ID/BR Artur Keunecke/Pulsar Imagens The University of Chicago/ Press Publicity Department Jaime Chirinos/SPL/Latinstock 1 2 As fotos do avestruz, 2,5 m, 1 e da ema, 1,8 m, 2 comparadas à representação da ave-elefante, 3 m, (extinta), 3 mostram a similaridade na aparência das três aves. 3 54

11 Atividades 1. Dê exemplos de modificações na superfície da Terra, tanto naturais como provocadas pelo ser humano. 2. Observe a tabela ao lado, com dados sobre a estrutura interna da Terra. Em seguida, responda às questões. a) Reescreva a tabela colocando as camadas em ordem crescente de profundidade. b) Com base nos dados da tabela, estime o diâmetro da Terra. Dica: faça um desenho do planeta e suas camadas, indicando a espessura de cada uma. 3. Leia o texto abaixo. Camada Espessura média (km) Manto superior 720 Núcleo externo Manto inferior Crosta 30 Núcleo interno Fonte de pesquisa: < interior/>. Acesso em: 23 abr De Pangeia aos continentes atuais A Terra se formou há aproximadamente 4,6 bilhões de anos; chamamos esse amplo intervalo de tempo de tempo geológico e o dividimos em quatro eras: Pré-cambriana, Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica. As alterações do supercontinente Pangeia até a configuração atual dos continentes ocorreram ao longo de bilhões de anos, durante as três últimas eras. Pangeia ID/BR Permiano 225 milhões de anos Laurásia Gondwana Jurássico 135 milhões de anos Quartenário hoje Triássico 200 milhões de anos Cretáceo 65 milhões de anos Linha do tempo geológico mostrando as alterações ocorridas desde o supercontinente Pangeia até os continentes atuais. Fonte de pesquisa: Atlas geográfico escolar. 4. ed. Rio de Janeiro: IBGE, a) Qual a causa do movimento dos continentes? b) Cite um indício de que, no passado, os continentes estavam em outras posições. 4. O mapa ao lado contém várias setas que ilustram a direção do movimento da placa litosférica naquela região. Para qual direção a região do Brasil tende a se mover? MoviMENTO das placas litosféricas 0 30 L 60 L 90 L 120 L 150 L O GLACIAL ÁRTICO Círculo Polar Ártico Trópico de Câncer ID/BR 120 O 90 O 60 O 50 O 90 N 60 N 30 N ID/BR Equador BRASIL 0 0 Trópico de Capricórnio ÍNDICO PACÍFICO 30 S Mapa ilustrativo representando o movimento das placas litosféricas. Fonte de pesquisa: < jpl.nasa.gov/mbh/series.html>. Acesso em: 22 abr Meridiano de Greenwich Círculo Polar Antártico 60 S GLACIAL ANTÁRTICO km 1 cm 4185 km 55

12 Ciência por escrito E a América do Sul se fez A estrutura geológica da América do Sul é um imenso caleidoscópio de blocos de rochas que se quebraram, se colaram e se movimentaram de modo impressionante. Em Pirapora do Bom Jesus, município a 60 quilômetros de São Paulo, o geólogo Colombo Tassinari, professor do Instituto de Geo-ciências (IGc) da Universidade de São Paulo (USP), exibe evidências dessas transformações, que dezenas de geólogos estudam em profundidade há pelo menos 50 anos e seu colega da USP Benjamim Bley Brito Neves sintetizou em um artigo recém-publicado [...]. Tudo isso aqui já foi o fundo do mar, há mais de 600 milhões de anos, diz Tassinari, ao chegar ao alto de uma colina em um dos bairros do município de Pirapora do Bom Jesus. [...]. Ao subir o morro ele já tinha mostrado um depósito natural de calcário e indicado a direção de uma antiga mina de magnetita outros resquícios do fundo de um mar que se fechou como resultado do embate entre placas [...] [litosféricas] que vinham em direções opostas. A força das placas era intensa a ponto de fazer com que fragmentos de crosta oceânica que estavam a estimados 4 mil metros de profundidade fossem lançados para dentro do continente e se apresentem hoje a cerca de 600 metros de altitude (possivelmente já formaram morros ainda mais altos). Rogério Reus/Pulsar Imagens O cânion Itaimbezinho, que pertence ao Parque Nacional dos Aparados da Serra Cambará do Sul (RS), 2011, é uma cicatriz geológica de 130 milhões de anos. 56

13 Pesquisadores da USP, Universidade de Brasília (UnB), Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) e de outros centros de pesquisa geológica do Brasil normalmente examinam a origem e a composição de partes desse imenso quebra-cabeça [...]. Ao mesmo tempo, especialistas de outros países Argentina, Estados Unidos, Espanha, Alemanha, Inglaterra, Dinamarca e Austrália trabalham para entender a formação de seus próprios continentes. Com frequência eles se encontram para se ajudar ou ver como os continentes se encaixavam, já que blocos de rochas hoje na América do Sul estiveram ao lado dos que hoje estão na América do Norte ou na China. [...] Na América do Sul, como em todo o globo, há uma destruição e uma reconstrução contínuas. Outro exemplo a céu aberto dos embates [...] [litosféricos] é o Parque Nacional de Itatiaia. Sua estrutura geológica básica resulta dos derrames de lava liberados por um vulcão [...]. Tassinari acredita que a antiga bacia oceânica de Pirapora do Bom Jesus, que ele começou a estudar há 30 anos, deve ser valorizada. [...] Segundo ele, esse é o único trecho do estado de São Paulo com uma crosta oceânica relativamente bem conservada. Outra indicação de braços de oceanos extintos são os sedimentos de mar profundo como os encontrados em Araxá, Minas, e em Afrânio e Dormentes, Pernambuco. A vida de um oceano é muito curta, raramente vai muito além de 200 milhões de anos. A crosta oceânica, por ser mais fina que a continental, é constantemente reciclada, diz Cordani. [...] Há 2,5 bilhões de anos houve uma reviravolta na história da Terra, com picos de perda de calor, que permitiram a formação da crosta, a camada mais superficial do planeta, antes tomado por uma sopa quente de magma. [...] A maior parte da América do Sul tornou-se relativamente estável por volta de 60 milhões de anos atrás. Os fragmentos [...] formaram uma área relativamente estável da Venezuela à Argentina, a plataforma Sul-Americana, vasto conjunto de blocos de rochas completados com bacias sedimentares com a da bacia do Paraná, com cerca de cinco quilômetros de sedimentos. Sobre esse pacote de rochas sedimentares e vulcânicas formaram-se depressões onde correm o rio Paraná e seus afluentes, explica Bley. A oeste, porém, existe uma área ainda geologicamente instável, a cordilheira dos Andes, resultado da convergência entre a placa de Nazca e a placa continental sul-americana. Os Andes ainda crescem, incorporando as rochas de Nazca, que afundam no manto da Terra, derretem e depois voltam para a superfície. A placa de Nazca se movimenta um centímetro por ano, observa Tassinari. Os oceanos também estão em transformação. O Atlântico está se expandindo e o Pacífico se fechando, informa Bley. O resultado? Daqui a 200 milhões de anos, os continentes vão se unir de novo. Embora distante, o continente que deve resultar dessa fusão já ganhou vários nomes. Um deles é Amásia, já que deve unir outra vez a América e a Ásia. Fioravanti, C.... E a América do Sul se fez. Revista Pesquisa Fapesp, n. 188, outubro Disponível em: < br/?art=4523&bd=1&pg=1&lg=>. Acesso em: 24 jan Em sua opinião, esse processo dinâmico de formação e transformação da superfície da Terra terá fim? 2. A movimentação das placas litosféricas pode levar a choques entre elas, e as fissuras ao longo de uma placa podem possibilitar a saída do magma. Quais consequências você acha que esses fenômenos podem causar? 57

14 Luis Moura/ID/BR ID/BR Círculo Polar Ártico Trópico de Câncer Equador Crosta continental Litosfera 160 O 20 O 80 O 40 O 0 40 L 80 L 120 L PACÍFICO Trópico de Capricórnio ATLÂNTICO Elabore uma explicação para o fato de não haver altas cadeias montanhosas no Brasil, como os Andes. Meridiano de Greenwich Litosfera Formação de cadeias montanhosas Uma das consequências do movimento das placas litosféricas é a formação de cadeias montanhosas. Quando duas placas que se movimentam em ÍNDICO Crosta continental km 1 cm 4250 km cores- -fantasia Processo de formação de montanhas por superposição de placas litosféricas. Observe que as duas placas movem-se uma em direção à outra; a placa da esquerda move-se sob a placa da direita. localização das principais cadeias de MONTanhas Representação sem proporção de tamanho. 160 L 80 N 40 N PACÍFICO Mapa-múndi representando os contornos das placas litosféricas. Observe como muitas elevações montanhosas estão próximas às fronteiras das placas. Fontes de pesquisa: Atlas geográfico escolar. 4. ed. Rio de Janeiro: IBGE, p. 57; < jpl.nasa.gov/mbh/series.html>. Acesso em: 22 abr S sentidos opostos se encontram, elas podem se dobrar ou uma se sobrepor à outra. Nos dois casos, surgem elevações da crosta terrestre. Como a velocidade das placas litosféricas é da ordem de alguns centímetros por ano, esse processo pode durar milhões de anos. O resultado é uma cadeia montanhosa. Assim, é comum que as cadeias de montanhas estejam localizadas nas bordas de placas litosféricas, pois são as regiões que mais sofrem com o impacto das placas. A cordilheira do Himalaia, localizada na Ásia, apresenta algumas das montanhas mais altas do mundo e é um exemplo do processo descrito anteriormente: há milhões de anos, a Índia ficava em uma placa separada do resto da Ásia. Movendo-se cerca de 15 centímetros por ano, essa placa acabou por atingir a placa da Ásia, causando uma elevação de terra ao longo da fronteira entre as duas placas. Essa elevação ocorreu continuamente por milhões de anos, resultando no que é hoje a cordilheira do Himalaia. Observações por satélites mostram que ainda hoje a placa da Índia continua adentrando a Ásia, o que significa que a cadeia do Himalaia ainda está subindo: sua altura aumenta alguns milímetros por ano. Na América do Sul, um exemplo desse tipo de formação montanhosa é a cordilheira dos Andes, que é resultado do movimento das placas de Nazca e da Antártica, entrando embaixo da placa Sul- -americana. Para saber mais Outras maneiras de formar montanhas Existem outros processos de formação de montanhas. Um deles é o vulcanismo, que você verá adiante. A lava, expelida por vulcões, quando resfriada, endurece e se transforma num tipo de rocha. 58

15 Terremotos Epicentro Luis Moura/ID/BR Você já deve ter visto, na TV ou em jornais, reportagens sobre terremoto. Um terremoto é um evento em que o solo de uma região treme e se desloca abruptamente. Embora esse tremor de terra dure pouco tempo, cerca de um ou dois minutos, ele pode, caso seja intenso, provocar muita destruição. Um terremoto pode ser causado por atividade vulcânica ou mesmo por interferência humana (veja boxe nesta página). Entretanto, uma das principais caufoco ou hipocentro sas é o movimento de placas litosféricas. Quando duas placas vizinhas tendem a se mover uma contra a outra ou mesmo deslizar, geram uma força na região entre elas, empurrando as rochas umas contra as outras. Se essa força for maior do que a resistência das rochas, elas se rompem e se deslocam, gerando o tremor de terra. O ponto onde ocorrem esses rompimentos e deslocamentos pode estar a vários quilômetros de profundidade, mas seus efeitos podem chegar até a superfície. Isso não se deve apenas ao deslocamento das rochas em si, mas, principalmente, às ondas que são geradas por ele. Essas ondas, denominadas ondas sísmicas, viajam pelo interior da Terra em todas as direções, provocando vibrações por onde passam, e podem atingir regiões distantes do local onde se originou o tremor. O ponto em que ocorre o deslocamento rochoso é denominado foco, ou hipocentro, e o ponto na superfície bem acima do foco é denominado epicentro. Quanto menos profundo for o foco do terremoto, maiores serão os danos sofridos na superfície. cores-fantasia Representação sem proporção de tamanho. A ilustração mostra o hipocentro e o epicentro de um terremoto. As ondas sísmicas estão ilustradas em vermelho. Para refletir Ação humana 160 O 120 O 80 O 40 O 0 40 L 80 L 120 L 160 L 80 N Círculo Polar Ártico 40 N PACÍFICO Trópico de Câncer PACÍFICO Equador Trópico de Capricórnio ATLÂNTICO Meridiano de Greenwich 0 ÍNDICO 0 Regiões onde os terremotos são mais frequentes Círculo Polar Antártico S 6650 km 1 cm 3325 km ID/BR incidência de terremotos Construções de barragens, perfurações de poços de petróleo e escavações em minas de carvão, por exemplo, podem induzir tremores de terra. Alguns pesquisadores acreditam que as causas de um terremoto que atingiu a cidade de Newcastle, na Austrália, em 1989, podem estar relacionadas às milhões de toneladas de carvão retiradas do subsolo em duzentos anos de mineração. Escreva sobre a necessidade de se extraírem carvão e petróleo do solo para fins de obtenção de energia, e quais as possíveis ações para obter um desenvolvimento sustentável. Mapa-múndi representando os contornos das placas litosféricas. Os pontos em amarelo indicam regiões onde os terremotos são mais frequentes. Observe como essas regiões coincidem com a borda das placas litosféricas. Fonte de pesquisa: Wilson Teixeira e outros. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de textos, p UVC6_LA_E12_C03_044A065.indd 59 6/25/12 7:17 PM

16 Defesa civil: organização civil que atua na prevenção e no socorro às vítimas de desastres ou catástrofes naturais. Detectando um terremoto Os geólogos conseguem, com o uso de um aparelho, detectar e registrar as trepidações do solo, mesmo que sejam mínimas. Esse aparelho, denominado sismógrafo, permite não apenas registrar um terremoto, mas também prever a aproximação de um tremor e obter informações sobre as ondas sísmicas. Há no mundo milhares de estações sísmicas, equipadas com sismógrafos, que coletam dados sobre tremores em todo o planeta. Essas informações ajudam os geólogos a compreender melhor a estrutura da Terra, ao revelar detalhes sobre a densidade das camadas, por exemplo, além de ser um sinalizador importante para a defesa civil alertar a população quando há um abalo que possa causar grandes estragos. Zephyr/SPL/Latinstock O sismógrafo detecta e registra vibrações do solo. Ao lado, estão sendo gravadas as atividades sísmicas do vulcão Merapi, Indonésia, Para saber mais Como os tremores eram detectados no passado O primeiro aparelho usado para detectar tremores do solo, ao que se sabe, foi inventado no século II por Zhang Heng, na China. Heng era astrônomo, matemático, geógrafo e poeta, e concebeu um dispositivo capaz de apontar a direção de um tremor de terra a centenas de quilômetros de distância. O mecanismo era formado por um vaso de bronze, no qual ficavam penduradas oito figuras com formato de dragão, cada uma representando uma direção. Na boca de cada uma dessas figuras, havia uma bola de bronze. Quando ocorria um tremor de terra, uma das cabeças soltava sua bola, que caía sobre a boca de um sapo de bronze abaixo dela, produzindo um som de alarme e indicando a direção do tremor. Fotografias: SSPL/Keystone Reconstrução do mecanismo inventado por Zhang Heng, na China antiga. 60

17 Magnitude de um terremoto Para medir a intensidade de um terremoto, foi desenvolvida, na década de 1930, uma escala especial, denominada escala Richter. Essa escala foi construída da seguinte maneira: o valor zero foi atribuído ao terremoto mais fraco capaz de ser detectado pelos sismógrafos existentes na época. Além disso, cada grau de magnitude nessa escala corresponde a um terremoto dez vezes mais intenso do que o do grau anterior. A tabela abaixo apresenta os graus da escala Richter. Os efeitos associados podem ser mais ou menos intensos, dependendo da profundidade do hipocentro do terremoto. Magnitude (escala Richter) menor que 2,0 escala richter Efeitos do terremoto Microterremoto, não sentido na superfície. 3,0 Sentido por algumas pessoas. 4,0 Louças chacoalham, algumas podem quebrar. 5,0 Sentido por todos, muitas janelas podem se quebrar. 6,0 7,0 8,0 9,0 ou maior Queda de chaminés, grandes danos a construções pouco rígidas. População em pânico, pontes e estruturas de alvenaria destruídas. Grandes danos a pontes e represas, trilhos de trem entortam. Destruição quase completa, o chão se move em ondas, objetos atirados ao ar. Fonte de pesquisa: Universidade Southern Utah. Disponível em: < Acesso em: 9 mar Como você vê, alguns tremores de terra são muito fracos, de modo que não são percebidos na superfície, sendo registrados apenas por sismógrafos. Estima-se que ocorram milhares desses tremores todos os anos. Já os terremotos fortes, de magnitude maior do que 8,0 na escala Richter, ocorrem cerca de uma vez por ano em algum ponto do planeta. Maremotos ou tsunamis Quando um terremoto de grande magnitude ocorre sob o leito oceânico, uma grande massa de água pode se dirigir aos continentes, alagando cidades inteiras e provocando destruição em massa. Esse fenômeno é conhecido como tsunami, ou maremoto, e afeta vários países costeiros, como o Japão e a Tailândia. A população desses países é instruída a fugir para regiões altas assim que soar o alarme de tsunami, disparado pelas estações sísmicas. Em 11 de março de 2011, um terremoto de magnitude 9 na escala Richter ocorreu a 70 quilômetros da costa do Japão, produzindo um tsunami que devastou várias cidades e matou milhares de pessoas. A quantidade de vítimas só não foi maior por causa do sistema de alerta a terremotos. Sinal de alerta de tsunami. O epicentro de um terremoto pode estar um quilômetro abaixo do solo? Paula Radi/ID/BR 61

18 Conexões Pompeia Em 79 d.c., a cidade romana de Pompeia (na atual Itália) foi completamente arrasada pela erupção do vulcão do monte Vesúvio. A erupção durou dois dias e enterrou a cidade sob uma camada de cerca de 5 metros de cinzas, de modo que só foi redescoberta em A localidade, perto de Nápoles, é hoje atração turística, pois algumas construções foram preservadas sob camadas de lama e cinzas. Ao escavar o local, os arqueólogos encontraram cavidades sob o solo, onde havia esqueletos. Preenchendo as cavidades cuidadosamente com gesso, foi possível obter estátuas correspondentes aos habitantes de Pompeia. Todas essas descobertas trouxeram aos historiadores mais informações sobre a vida naquela época. Patrick Landmann/SPL/Latinstock Molde do corpo de um cidadão de Pompeia agachado, tampando o nariz e a boca com as mãos, provavelmente por causa das cinzas e gases venenosos expelidos pelo vulcão do monte Vesúvio. Nápoles, Itália. Vulcões Vulcões são aberturas na crosta terrestre, muitas vezes na forma de crateras, pelas quais uma parte do material de regiões internas da Terra pode vir à superfície, em um fenômeno chamado de erupção vulcânica. Nas camadas mais profundas da crosta e nas camadas mais externas do manto, há um material denominado magma um conjunto de rochas sólidas e derretidas, cristais e gases. Em uma erupção, esse material é expelido para a superfície e, então, passa a receber o nome de lava. Além da lava, os vulcões expelem também muitas cinzas, poeira e gases, às vezes em forma de jatos que alcançam muitos quilômetros de altura. O esquema ilustra o interior de um tipo de vulcão. O magma presente em uma câmara abaixo do solo, a altas temperaturas e pressão, é expelido por uma chaminé, que o leva a sair pela cratera. Às vezes, magma e gases são expelidos também por chaminés vizinhas, menores. cratera chaminé secundária chaminé Luis Moura/ID/BR lava magma Há milhares de vulcões no planeta. Alguns entram em erupção com regularidade e são popularmente conhecidos como vulcões ativos. Outros já entraram em erupção no passado, mas estão em repouso há algum tempo são chamados de vulcões dormentes. Finalmente, os vulcões que não entram em erupção há muitos séculos são denominados extintos. Arqueólogo: cientista que estuda civilizações antigas por meio de escavações. Cratera: cavidade afunilada na superfície da Terra, da Lua ou de outro astro. d.c.: sigla para depois de Cristo, isto é, depois do nascimento de Jesus Cristo, evento que marca o início da contagem dos anos no calendário ocidental, adotado pela maioria dos países do mundo. Lava expelida, em 2003, pelo vulcão Kilauea, no Havaí um dos vulcões mais ativos do mundo. A temperatura da lava quando expelida pode chegar a mais de C. U.S. Department of Interior/U.S. Geological Survey 62

19 Formação dos vulcões Os vulcões são formados principalmente pelo movimento de placas litosféricas. No caso em que as placas se chocam, geralmente uma entra sob a outra. Nesse movimento, parte das placas se funde, gerando magma. O magma em alta temperatura e pressão pode então subir de repente para a superfície. Se uma das placas for oceânica e a outra continental, normalmente a primeira entra sob a segunda. Desse modo costuma surgir uma cadeia de vulcões ao longo da costa. Um exemplo típico são os vulcões na cordilheira dos Andes. Se as duas placas forem oceânicas, pode formar- -se um sistema de ilhas vulcânicas, como o existente no Japão. Já no caso de as duas placas serem continentais, em vez de vulcões, formam-se em geral cadeias montanhosas, como visto anteriormente. O afastamento das placas pode provocar uma fenda entre elas que permite que o magma venha à superfície. Isso costuma acontecer no oceano Atlântico, que fica sobre a divisa de várias placas litosféricas que estão se afastando. O magma, ao sair do interior da Terra, solidifica-se, e se deposita, formando uma cadeia de montanhas submarinas. Em alguns pontos, essas montanhas ficam acima do mar, formando ilhas, como a Islândia. Litosfera Manto inferior Assim, pelos motivos descritos anteriormente, é comum que os vulcões se encontrem ao longo das bordas de placas litosféricas. Representação da formação de vulcões costeiros. Observe que as duas placas se aproximam. A placa oceânica move-se por baixo da placa continental. Litosfera Manto inferior Crosta oceânica Litosfera Litosfera Representação da formação de vulcões e ilhas marinhas. Observe que as duas placas se aproximam. A placa à esquerda move-se por baixo da placa à direita. Luis Moura/ID/BR Luis Moura/ID/BR círculo de fogo 90 L 120 L 150 L 180 Círculo Polar Ártico 150 O D E 120 O 90 O 60 O ID/BR 60 N ÁSIA C Í R C U L O AMÉRICA DO NORTE F O G O 30 N Trópico de Câncer Equador Trópico de Capricórnio ÍNDICO OCEANIA PACÍFICO GLACIAL ANTÁRTICO km 1 cm 2455 km ATLÂNTICO AMÉRICA DO SUL 0 30 S 60 S Mapa-múndi evidenciando uma região ao longo da costa do oceano Pacífico onde erupções vulcânicas e terremotos são frequentes: é o chamado Círculo de Fogo, que passa pelas margens de várias placas litosféricas. Fonte de pesquisa: < gov/gip/dynamic/fire.html>. Acesso em: 22 abr

20 Para saber mais Vulcanismo fora da Terra O fenômeno do vulcanismo não ocorre apenas no nosso planeta. Em Marte, por exemplo, há vários vulcões atualmente extintos, que foram ativos no passado. O planeta Júpiter tem satélite natural chamado Io, no qual há centenas de vulcões ativos. Vulcões Vulcões A imagem mostra atividade vulcânica em Io, uma lua de Júpiter (no detalhe). Essa imagem foi obtida pela Sonda espacial Galileo, em NASA/JPL/University of Arizona Vulcanismo e terremotos no Brasil Como nosso país está situado no meio da placa Sul-americana, e não nas bordas, estamos fora das regiões de maior incidência de vulcões e terremotos. Vulcanismo Não existe nenhum vulcão ativo no Brasil e não há registros de nenhuma atividade vulcânica no país nos últimos 80 milhões de anos. Entretanto, nem sempre foi assim. O território nacional já teve vulcões, como atestam as rochas encontradas na região denominada Serra Geral, na divisa entre Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Esse vulcanismo ocorreu em um período conhecido como Cretáceo, há muitos milhões de anos, quando a América do Sul se separou da África. A atividade vulcânica mais recente deu origem a algumas ilhas do litoral brasileiro, como Trindade e Fernando de Noronha. Outras formações vulcânicas ocorreram no passado, no Sudeste do país. Terremotos Apesar de o Brasil estar longe das bordas de placas litosféricas, tremores fracos são comuns. Costumam ocorrer no nosso país, em média, vinte tremores com magnitude maior do que 3,0 a cada ano, e dois tremores por ano de magnitude superior a 4,0. Muitas vezes, um terremoto intenso na região da cordilheira dos Andes gera ondas sísmicas que chegam até o Brasil. Esse foi o caso de um tremor de terra sentido em Porto Alegre, em 1994: um terremoto na Bolívia, a mais de 2 mil quilômetros de distância, fez lustres balançarem e móveis vibrarem na capital gaúcha. O maior terremoto registrado no Brasil ocorreu em 1955, a 370 km de Cuiabá, e atingiu 6,2 graus na escala Richter. Veja abaixo um mapa com as ocorrências de terremotos no Brasil. Estima-se que deve ocorrer no país um terremoto de magnitude maior do que 7,0 a cada quinhentos anos. Em alguns países andinos, como o Chile, isso ocorre a cada poucos anos. Que materiais são expelidos em uma erupção vulcânica? principais tremores de TErra NO brasil ENTre 1811 e O 70 O 60 O 50 O 40 O Equador RR AP 0 ID/BR AC AM PA TO MA PI CE RN PB PE AL 10 S RO MT BA SE PACÍFICO DF GO MG ATLÂNTICO MS ES 20 S Magnitude 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Trópico de Capricórnio km 1 cm 730 km SP PR SC RS RJ 30 S Fonte de pesquisa: < obsis.unb.br/index.php?option= comcontent&view=article&id= 59&Itemid=71&lang=pt>. Acesso em: 8 mar

21 1. O que cadeias montanhosas, vulcões e terremotos têm em comum? Atividades 2. Quais são as regiões do planeta mais propensas à ocorrência dos fenômenos geológicos descritos na questão anterior? Por quê? 3. As montanhas mudam de lugar? Responda a essa pergunta considerando os seguintes intervalos de tempo. a) Décadas. b) Milhões de anos. 4. A gravura em madeira mostrada a seguir foi feita pelo artista japonês Katsushika Hokusai ( ) e se chama A grande onda de Kanagawa. Nela, veem-se barcos de pesca no mar agitado e, ao fundo, uma importante montanha do Japão: o monte Fuji. A gravura provavelmente representa uma onda causada pelo vento e não um tsunami. Coleção Particular. Fotografia : The Stapleton Collection/The Bridgeman Art Library/Keystone A grande onda de Kanagawa. Katsushika Hokusai. Xilogravura colorizada a mão, a) Explique um processo geológico de formação de montanhas. b) Por que eventos como terremotos e tsunamis são frequentes no Japão? 5. Leia o texto abaixo. Em 8 de junho de 1994, a cidade de Porto Alegre (RS) foi atingida pelas ondas sísmicas provocadas por um terremoto que ocorreu na Bolívia, a km de distância. O abalo, que atingiu 7,8 graus na escala Richter, foi mais forte que aquele ocorrido nos Estados Unidos em janeiro daquele ano, e que, com uma magnitude de 6,6 graus, destruiu diversos bairros de Los Angeles. O terremoto da Bolívia, porém, teve consequências bem menos sérias porque seu hipocentro situou-se a grande profundidade, 600 km abaixo da superfície. Disponível em: < Acesso em: 8 out a) Qual a diferença entre hipocentro e epicentro? b) Pode-se dizer que o terremoto ocorrido na Bolívia foi ao menos dez vezes mais intenso do que o ocorrido nos Estados Unidos naquele ano? Por quê? c) Explique a diferença entre a origem de uma onda marinha comum e de um tsunami. 65

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