UFRB - Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Transcrição

1 UFRB - Universidade Federal do Recôncavo da Bahia Centro de Ciências Exatas, Biológicas e Ambientais Disciplina: GEOLOGIA GERAL Professores: Thomas Vincent Gloaguen tgloaguen@gmail.com

2 PLANETOLOGIA Origem do planeta Terra

3 Criação e História do Universo

4 História do Universo Paradoxe de Olbers PORQUE O CEÚ É ESCURO A NOITE? Até o início do século XX A história e constituição do universo eram desconhecidos. Considerava-se por razão mais esprituais que científicas que o universo estava estático, eternal, homogêneo e infinito Paradoxo: se tiver uma infinidade de estrelas, deveria-se enxergar uma estrela em qualquer direção que olhar EXPLICAÇÕES? Absorção da energia luminosa das estrelas pela interstelar. PROBLEMA: conservação da energia

5 História do Universo Cálculo da idade do universo numa escala MACRO 1924 Hubble e Humason observam as estrelas e concluem, após cálculo da velocidade de deslocamento das galáxias, que as galaxias se afastam do nosso ponto de observação, em todas as direções... Observou-se também que quanto maior a distância, maior a velocidade de afastamento Significa que numa época passada, elas se situavam num ponto único, o tempo 0 12 > IDADE UNIVERSO > 15 bilhões anos

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7 História do Universo Cálculo da idade do universo numa escala MICRO A desintegração radioativo natural de alguns elementos é extremamente longa Ex: 232 Th 208 Pb Periódo de 14 bilhões de anos Medições da proporção Th/Pb 10 > IDADE UNIVERSO > 17 bilhões anos (confirmação)

8 História do Universo Idade finito confirmada: 13, anos Isso resolve o paradoxe de Olbers: não podemos observar objetos situados a uma distância maior do que 13, anos-luz (a luz ainda não teve tempo de chegar até nós)! No passado? Considerando o efeito inverso da expansão do universo, chegamos no conclusão que 13, anos atrás, chegamos a um limite no qual todo o universo se concentrava num ponto/instante único, chamado Big- Bang

9 Tempo = 0?? Espaço = 0?? História do Universo s = parede de Planck* Antes deste momento, as nossas teorias físicas se desmoronam (absolutamente nada se sabe, e nem se imagina..!!! entre o tempo 0 e s) Distância = neste instante, o universo tinha somente cm = 10 milhões de bilhões de vezes menor do que o menor átomo (H). Temperatura = o K Densidade = vezes a densidade da água *Max Planck foi o fundador da teoria quântica

10 Criação dos elementos - Nucleosíntese SOPA ORIGINAL Fóton Partícula virtual Neutrino Elétron Quark Próton s 10-6 s 10-4 s 1 s Quark U Quark D Neutron s Neutro K K K K Próton

11 Criação das atomos, moléculas e corpos celestes 1 s 1 min 3 min 3 bilhões anos 10 bilhões anos K 10 9 K 10 6 K 10 K 2,7 K

12 Estrutura interna de uma estrela Reações em série que cria progressivamente todos os atomos, dos mais leves (H, He) até os mais pesados (Fe, Ni, U)

13 N o de átomos por milhão de átomos de H Hidrogênio H Hélio He Oxigênio O 690 Proporção dos elementos químicos no universo Carbono Neônio Nitrogênio Magnésio Silício Ferro C Ne N Mg Si Fe Enxofre S 19 Argônio Alumínio Sódio Cálcio Níquel Ar Al Na Ca Ni

14 O Sistema Solar O Sistema Solar

15 O Sistema Solar Formação do nosso sistema 1) Disco de poeira Condensação dos metais (início da diferenciação) Condensação dos grãos de rochas 2) Começo do fenômeno de acreção 3) Aparição de perturbações gravitacionais e formação de protoplanetas 4) Fortes tempestades solares (vento solar), eliminação dos rabos de acreção 5) Início da diferenciação interna dos planetas

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18 O Sistema Solar O sistema solar é composto de uma estrela de dimensão média, o SOL, formado há 4,56 Ga (metade da vida) SOL = 99,8% da massa do sistema solar Composição: 75% H ; 25% He (massa) 92,1% H ; 7,8% He (mol=n o partículas) ENERGIA na forma de radiações solares pela transformação : H He

19 O Sistema Solar Outros corpos celestes? Sol 99,8% Planetas: Júpiter Outros planetas 0,1% Satélites Asteróides Cometas Além de poeira e gás 0,1%

20 Quantos planetas? O Sistema Solar Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, Plutão... (Céres), (Sedna), (Eris), (Xena)...?? Plutão? Planeta a mais afastada e desconhecida: O último planeta a ser descorberta (1930). O primeiro sobrevôo será realizado somente em 2015 após uma viagem da sonda New Horizons de 6,4 bilhões de km. Planeta atípica: um satélite cujo baricentro da sua órbita não se situa no interior de Plutão, e diferença de massa planeta/satélite a menor de todo o sistema solar, e grande inclinação do órbito Em fevereiro de 2006: 150 objetos celestes similares a Plutão já eram identificados (chamados plutinos). Eris, objeto de diâmetro maior do que o de Plutão, chegou a ser considerado o décima planeta

21 O Sistema Solar Em Agosto de 2006, o sistema solar perdeu uma planeta!! A União Astronômica Internacional decidiu por um voto oficial de dar uma definição definitiva do termo planeta, definição que exclue plutão Definição de um planeta? Três critérios 1) Deve ser em órbita ao redor do sol 2) Deve ter uma massa e uma gravidade suficiente para ser esférica 3) Deve ser uma massa bem superior à massa dos outros corpos tendo órbitas vizinhas, e dominar gravitaramente esta zona do sistema solar. OITO planetas satisfazem estas condições: o sistema perde um planeta! Procura da estabilidade: com o que a gente sabe sobre o sistema solar, é quase impossível descobrir um outro corpo que possa ser qualificada de planeta

22 Descorberta do sistema solar Voyager 1 e 2: sondas espaciais lançadas em 1977, concebidas para fotografar Júpiter e Saturno. Os engenheiros, por precaução, incluir Urano e Netuno no rota. Atinge Júpiter em 1979 Atinge Urano em 1986 Atinge Netuno em dezembro de 2004: 1 º objeto concebido pelo homem a sair da heliosfera (limite da influência do sol) 15 agosto de 2006: atinge a distância gigantesca de 100 unidades atronômicas (UA) = 15 bilhões de km

23 FOTO TIRADA POR VOYAGER 1 EM 1991 A UMA DISTÂNCIA DA TERRA DE 6,4 bilhões de km

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32 Órbitas elípticas de pequena excentricidade Plano básico chamado eclíptica 4 planetas telúricos - as mais próximos ao sol 4 planetas jovianos - as mais distantes do sol

33 O Sistema Solar Características físicas dos planetas: relação com a Terra Densidade 5,4 5,3 5,5 3,9 1,3 0,7 1,2 Planetas externos ou jovianos: Planetas internos ou telúricos: UA = 150 milhões de km 1,6 diâmetro grande (> km) densidade densidade do Sol diâmetro pequeno (< km) densidade densidade da Terra

34 Planeta telúrico Densidade 5 kg.dm -3 Composição das planetas telúricas é aproximadamente igual Rochas: silicatos (66%) Metais: ferro e níquel (33%) Muito O e pouco H Diferenciação do planeta em camadas concêntricas com uma crosta e um manto ricos em sílica e um núcleo rico em Fe-Ni Atmosfera fina e rarefeitas Poucos satélites

35 Planeta telúrico Ex: a Terra SILICATOS FERRO NÌQUEL crosta manto Núcleo externo Núcleo interno

36 Planeta externo Planeta mais primitivo Densidade 1/2 kg.dm -3 Composição : basicamente H e He Estado gasoso sem diferenciação interna aparente. Gigante gasoso Atmosfera muito espessa Muitos satélites pela massa elevada do planeta

37 Planeta joviano Ex: Júpiter Hidrogenio gazoso Hidrogênio molecular líquido Núcleo rochoso e metalico

38 Mercúrio Crosta (silicatos) Vênus Crosta (silicatos) Manto (silicatos) Núcleo (Fe-Ni) Crosta (silicatos) Manto (silicatos) Núcleo (Fe-Ni) Manto (silicatos) Crosta (silicatos) Núcleo (Fe-Ni líquidos) Núcleo (Fe-Ni sólidos) Terra Núcleo (Fe-Ni) Marte Manto (silicatos)

39 Júpiter Hidrogeno molecular Saturno Hidrogeno molecular Hidrogeno metálico Hidrogeno metálico Núcleo (Rochas-Gelo) Hidrogeno, hélio, metano Núcleo (Rochas-Gelo) Hidrogeno, hélio, metano Núcleo (Rochas-Gelo) Urano Manto (gelo) Manto (gelo) Netuno Núcleo (Rochas-Gelo)

40 O inferno na Terra

41 A diferenciação interna dos planetas telúricas A partir de uma matéria inicialmente fundida, formação do núcleo e solidificação de um oceano magmático

42 Idade da solidificação Os minerais os mais antigos: zircônio de Jack Hills, oeste da Australia (4400 milhões de anos)

43 O primeiro mineral Wilde et al. (2001) Um zircônio ZrSiO 4 formado num granito velho de 4,40 bilhões de anos atesta da rápida formação da crosta terrestre Camada isolante (crosta) que permitiu preservar o calor interno

44 O terreno estável o mais velho: Isua, Groenland (3,85 bilhões de anos)