Formação do Sistema Solar

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2 Formação do Sistema Solar A Terra é um pequeno planeta do Sistema Solar; o local do Universo onde teve a sua origem e o seu desenvolvimento. Com a forma aproximada de uma esfera achatada nos pólos 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 uma hidrosfera e uma atmosfera protectora que têm sustentado inúmeros seres vivos ao longo de milhões de anos. In Programa de Biologia-Geologia 10º ano

3 A Astronomia, uma das ciências mais antigas, surgiu como resposta ao desejo de interpretar o espectáculo maravilhoso e intrigante proporcionado pelo céu. Começou por ser utilitária, aplicada, por exemplo, à agricultura (em que a determinação das estações do ano era fundamental) e, mais tarde, à navegação marítima.

4 Durante o séc. XVIII, a Astronomia atingiu uma fase de evolução que permitia explicar o que se observava e prever acontecimentos; é este o nível de desenvolvimento que merece, verdadeiramente, a designação de ciência. Essa aventura do conhecimento, iniciada há milénios, continua ainda hoje; nas últimas décadas, nenhuma outra ciência fez um progresso comparável ao da Astronomia.

5 Foi graças a técnicas de observação do Universo consideravelmente aperfeiçoadas, sobretudo durante o século XX, que foi possível precisar o lugar do planeta Terra no Universo e conhecer melhor as características físicas e químicas de numerosos corpos do Sistema Solar. Sondas; Estações espaciais. Ver Fig.1 pág. 60

6 Porém, muitas questões continuam em aberto, como não podia deixar de ser, dada a vastidão do Universo e as limitações actuais do conhecimento humano, que não permitem ao Homem a completa compreensão daquilo que se passa no planeta que ele habita.

7 Composição do Sistema Solar Sol Corpos que se movem em torno do sol Planetas; Satélites naturais; Planetas anões; Cometas; Asteróides; Outros pequenos objectos.

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9 O Sistema Solar integra-se na Via Láctea (galáxia) sendo que esta se integra no Universo que é muito vasto. Via Láctea

10 A UAI (União Astronómica Internacional) considera no Sistema Solar, para além do Sol, três grandes grupos de corpos: Planetas clássicos; Planetas anões; Pequenos corpos do Sistema Solar.

11 Sol É uma estrela e em torno dela gravitam a Terra e os outros planetas e astros do nosso sistema planetário. A sua massa é vezes a da Terra e o seu volume vezes.

12 Planetas A definição de planeta tem sido uma questão polémica devido ao conhecimento progressivo de inúmeros corpos para além de Neptuno, descrevendo as suas órbitas em torno do Sol. Ex.: Plutão Ficha Informativa

13 O que é um planeta? Resolva o Doc. 1 da página 63 do seu manual. Sugestão de resposta ao Doc. 1

14 Planetas clássicos Orbitam à volta do Sol; Têm massa suficiente para que a própria gravidade seja suficiente para que o corpo assuma a forma aproximadamente esférica e que tenha atraído para a sua superfície todos os corpos celestes na vizinhança da sua órbita. Podem ser classificados em: Planetas telúricos; Planetas gigantes ou gasosos. Ver Quadro pág. 64

15 Planetas telúricos Semelhantes à Terra: Essencialmente constituídos por materiais sólidos; Provavelmente têm um núcleo metálico; Têm um diâmetro inferior ou próximo do diâmetro da Terra; As atmosferas, quando existentes, são pouco extensas relativamente às dimensões dos respectivos planetas; Os movimentos de rotação que descrevem são lentos; Possuem poucos satélites ou mesmo nenhum.

16 Planetas gigantes ou gasosos Situam-se a grande distância do Sol e possuem grandes dimensões: Possuem diâmetros bastante superiores aos dos planetas telúricos; Têm baixa densidade; São essencialmente formados por gases; Possuem um pequeno núcleo; Movem-se com maior velocidade; Têm, na generalidade, inúmeros satélites.

17 Planetas anões Orbitam à volta do Sol; Têm massa suficiente para assumir a forma esférica; Não atraíram pequenos corpos; Não são satélites. Plutão Éris Ceres

18 Pequenos corpos do Sistema Solar Neste grupo incluem-se: Asteróides Cometas Corpos da cintura de Kuiper (para além de Neptuno)

19 Asteróides Pequenas dimensões; São corpos rochosos; Seguem as leis gerais do movimento dos planetas; A maior parte orbita entre Júpiter e Marte.

20 Cometas Órbitas muito excêntricas; São considerados os corpos mais primitivos do Sistema Solar; Cometa muito conhecido: Halley (período de 76 anos).

21 Porque são visíveis os cometas apenas quando se aproximam do Sol? Resolva o Doc. 2 da página 66 do seu manual. Sugestão de resposta ao Doc. 2

22 Os cometas são constituídos por: Núcleo: parte sólida com cerca de 10 Km de diâmetro (gases congelados e partículas de silicatos); Cabeleira: corresponde a uma aura que se forma à medida que o cometa se aproxima do Sol (sublimação do gelo); Cauda: apresenta um sentido contrário à posição do Sol e resulta dos gases e das poeiras libertadas do núcleo.

23 Os cometas têm um tempo limite de vida: De todas as vezes que passam perto do Sol, perdem um pouco do material que os forma; Quando se desagregam podem originar uma infinidade de partículas as quais muitas vezes intersectam a órbita da Terra chuvas de estrelas.

24 Alguns cometas, preferencialmente, os de período curto, parecem ter a sua origem na cintura de Kuiper.

25 Meteoróides Corpos de dimensões variáveis vindos do Espaço. A maioria vaporiza-se ao entrar na atmosfera, deixando apenas um rasto luminoso meteoro. Outros, ainda que parcialmente se vaporizem, conseguem atingir a superfície da Terra meteorito. Podem ter origem em cometas ou asteróides. Quando atingem a superfície de um planeta causam a chamada cratera de impacto.

26 Os meteoritos são muito importantes para o estudo da Terra constituem um método indirecto bastante útil: Resultam de corpos que se terão formado aquando da Terra, pelo que são como que mensageiros do Universo.

27 Classificação dos meteoritos São classificados com base na composição e textura: Sideritos: natureza metálica; Siderólitos: natureza metalorochosa; Aerólitos: natureza rochosa. Condritos; Acondritos. Ver Fig. 10 pág. 69

28 Os meteoritos mais frequentes são os condritos (os quais apresentam M.O. e água - fornecem importantes informações sobre a formação do Sistema Solar) mas os que mais facilmente se encontram são os sideritos porque são os que melhor se conservam e os que melhor se detectam.

29 Provável origem do Sistema Solar A partir de alguns estudos, concluiu-se que todos os corpos do sistema solar se terão formado na mesma altura (há cerca de 4600 M.a.) e a partir dos mesmos processos. Durante centenas de anos foram elaboradas teorias que procuravam explicar esta origem comum aos corpos do sistema solar.

30 Origem do Sistema Solar que teorias? Resolva o Doc. 3 das páginas 70 e 71 do seu manual. Sugestão de resposta ao Doc. 3

31 Objecções à teoria de Chamberlain Baixa probabilidade de passar uma estrela próximo do Sol. O material arrancado ao Sol certamente voltava ao Sol sem nunca chegar a formar planetas.

32 Objecções à teoria nebular A velocidade de rotação do Sol deveria ser elevada e os gases libertados deste deveriam ter-se espalhado pelo Universo e não condensado sob a forma de planetas sólidos.

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34 Teoria nebular reformulada A nébula ter-se-ia contraído graças à existência de forças de atracção gravítica entre as diferentes partículas que a constituíam; A contracção da nébula proto-solar provocaria o aumento da sua velocidade de rotação; Lentamente a nébula teria começado a arrefecer e a adquirir a forma de disco muito achatado, em torno de uma massa de gás densa e luminosa em posição central, que seria o proto-sol.

35 Durante o arrefecimento do disco protoplanetário, verificar-se-ia a condensação dos materiais da nébula em grãos sólidos, mas não de um modo uniforme. As regiões situadas na periferia, em contacto com o espaço intersideral, eram mais rapidamente arrefecidas que as próximas da estrela em formação, o proto-sol. Ora, a cada temperatura corresponde a condensação de um tipo de material com determinada composição química, o que leva a uma zonação mineralógica de acordo com a distância ao Sol.

36 No referido disco, a força da gravidade provocaria a aglutinação de poeiras constituídas por diferentes minerais, que formariam pequenos corpos chamados planetesimais, com diâmetro de cerca de 100 m. Os maiores desses corpos atraíram os mais pequenos, verificando-se a colisão e o aumento progressivo das dimensões, o que levou à formação de planetesimais com alguns quilómetros.

37 Todo este processo, denominado acreção, desencadeou um bombardeamento cada vez maior, formando-se corpos chamados protoplanetas. Finalmente, os protoplanetas, por acreção de novos materiais, teriam dado lugar aos planetas.

38 Algumas notas... Os cometas e alguns asteróides são restos de planetesimais, sendo, por isso, dos mais antigos corpos do Sistema Solar. O aumento da massa de alguns planetesimais permitiu a retenção de uma atmosfera.

39 Os planetas telúricos... As características que os planetas telúricos apresentam devem-se essencialmente à radiação solar. Esta terá afastado grande parte dos elementos químicos menos densos, como o hidrogénio e o hélio, pelo que estes planetas incorporaram os elementos mais densos e de maior ponto de fusão (ex.: ferro e níquel).

40 Os planetas gigantes... Os planetas longínquos incorporaram os elementos químicos menos densos porque se condensaram a temperaturas mais baixas. São ricos em elementos voláteis. São pobres em metais e silicatos. Adquiriram grande tamanho.

41 Toda esta evolução ter-se-ia dado num período de tempo relativamente curto na escala de tempo geológica (alguns milhões de anos).

42 Factos observados coerentes com a teoria nebular reformulada Idade idêntica para todos os corpos do Sistema Solar; Regularidade das órbitas planetárias: Elipsóides (quase circulares) Quase complanares (formando um disco) Sempre no mesmo sentido Movimentos de rotação no mesmo sentido (excepto Vénus e Urano); Densidade dos planetas mais próximos do Sol superior à dos planetas mais afastados.

43 Factos pouco claros... Baixa velocidade de rotação do Sol Talvez possa vir a ser explicada quando for entendida a complexidade dos movimentos em turbilhão dos gases da nébula.

44 A Terra acreção e diferenciação A Terra, tal como os outros corpos do Sistema Solar, teve origem a partir da acreção de materiais da nébula solar por acção da força gravítica, seguido de um processo de diferenciação. Acreção: processo pelo qual, na nébula solar primitiva, corpos sólidos se agregaram para formarem os planetas. Diferenciação: migração de materiais quer para o centro do planeta (os mais densos como o Fe e o Ni), quer para a periferia (os menos densos).

45 Acreção A Terra formou-se por acreção de materiais da nébula há 4600 M.a.. Continuou a crescer por mais 150 M.a.. Durante a acreção a temperatura vai aumentando devido a: Impacto dos planetesimais; Compressão; Desintegração radioactiva.

46 Diferenciação Os materiais mais densos afundam-se e fundem; Os materiais menos densos ficam à superfície e arrefecem formando a crosta; Na crosta ocorrem fenómenos de vulcanismo que libertam grandes quantidade de gases que formam a atmosfera primitiva; O vapor de água condensa e a chuva abundante forma os oceanos.

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