Métodos para o estudo do interior da Geosfera

Transcrição

1 Métodos para o estudo do interior da Geosfera Escola Portuguesa do Lubango Hélder Giroto Paiva Page 1

2 Page 2 Como Investigar o interior da Terra?

3 Como Investigar o interior da Terra? Métodos Directos Indirectos Page 3

4 Como Investigar o interior da Terra? Directos Observação da superfície visível (afloramentos) Exploração de jazigos minerais (minas e escavações) Materiais emitidos pelos vulcões (magmas e xenólitos) Sondagens (perfurações que permitem recolher colunas de rocha com muitos milhões de anos) Page 4

5 Métodos Directos Vantagens: permitem conhecimento directo de zonas do interior da Terra, fornecendo dados como: composição, tipo de rochas existentes, temperatura, tipos de gases, composição da água de circulação, etc. Page 5

6 Estudos de Superfície Cortes de estrada Page 6

7 Estudos de Superfície Construção de túneis Page 7

8 Estudos de Superfície Rochas expostas à superfície O que são minerais e rochas? Recorda vendo o vídeo Page 8

9 Estudos de Superfície Afloramentos de granito (rocha plutónica) Afloramentos (exposição à superfície) de rochas formadas em profundidade Page 9

10 Vulcões magmas e xenólitos Quando o magma se movimenta no interior da terra, pode arrancar fragmentos das rochas que formam as paredes do lugar onde ele está contido. Muitas vezes esses fragmentos não são "digeridos" pelo magma antes deste ser expelido durante a erupção, ficando assim preservados no interior da lava, que ao solidificar, torna a situação permanente. Adaptado de: Page 10

11 Perfurações da crosta Furos Problema complexo Técnicos (materiais resistentes a elevadas temperaturas e leves para facilitar o seu manejo) Económico (elevados custos) Page 11

12 Page 12 Sondagens / Perfurações

13 Como Investigar o interior da Terra? Indirectos Planetologia e Astrogeologia Gravimetria Sismologia Geomagnetismo Geotermismo Page 13

14 Page 14 Planetologia e Astrogeologia

15 Page 15 Planetologia e Astrogeologia

16 Planetologia Técnicas aplicadas ao estudo dos outros planetas, podem ser aplicadas na Terra. Nomeadamente a determinação indirecta da Massa através de leis físicas: Sabendo o DIÂMETRO (através de satélites) - determinação do VOLUME a partir do VOLUME e da MASSA determinação da MASSA VOLÚMICA (média) Page 16

17 Gravimetria O valor de g (gravidade) à superfície Terrestre varia de local para local, devido à presença de irregularidades densidades. e de rochas com diferentes Estas variação de g são conhecidas como "anomalias gravimétricas, que podem ser medidas usando gravímetros de alta precisão. Os geofísicos usam estas medidas como parte das investigações no sentido de estudar a estrutura da crosta terrestre, bem como, a exploração de minerais e petróleo. Depósitos de minerais, por exemplo, têm frequentemente uma densidade maior do que a dos outros materiais na sua proximidade. Page 17

18 Gravimetria Page 18 Qualquer corpo situado à superfície da Terra experimenta uma força (F) de atracção para o centro da Terra, que segundo a lei da atracção universal de Newton, é dada por uma expressão matemática. G Constante de gravitação determinada em laboratório m Massa do corpo M Massa da Terra r Raio terrestre A força gravítica varia na razão directa das massas e na razão inversa do quadrado da distância ao centro da Terra. Por convenção, considera-se que o valor normal da força gravítica ao nível das águas do mar é zero.

19 Page 19 Anomalia Gravimetrica

20 Gravimetria Rochas Salinas baixa densidade mais deformáveis ascendem quando submetidas a forças tectónicas Anomalia Negativa Os Domas salinos estão muitas vezes associados a jazigos de petróleo Page 20

21 Gravimetria Mineral de elevada densidade alta densidade Anomalia Positiva Page 21

22 Page 22 Gravimetria Cadeias montanhosas

23 Page 23 Gravimetria Cadeias montanhosas

24 Page 24 Gravimetria Cadeias montanhosas

25 Determinação da densidade da Terra Determinada indirectamente através da massa e do volume, e da obtenção da massa volúmica que é cerca de 5,5 g/cm 3. Rochas da superfície terrestre de cerca de 2,8 g/cm 3. Rochas de densidade muito superior no interior. Suposição confirmada com a velocidade das ondas sísmicas Page 25

26 Geomagnetismo Rochas ricas em minerais ferromagnéticos (ex. basalto rico em magnetite), durante o arrefecimento do magma abaixo do ponto de Curie*, os cristais ficam magnetizados Page 26 * 585 ºC para a magnetite Campo paleomagnético

27 Campo paleomagnético Polaridade Normal - Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Norte Geográfico. Polaridade Inversa - Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Sul Geográfico. Page 27

28 Hipótese de expansão dos fundos oceânicos Magnetómetro Page 28 Disposição simétrica em relação ao rifte

29 Sismologia Velocidade das ondas não é constante, sofre alterações consoante os materiais! Page 29

30 Geotermismo Fonte de energia térmica interna desintegração de elementos radioactivos (urânio, tório e potássio) Gradiente geotérmico aumento da temperatura (ºC) por km de profundidade Grau geotérmico* Número de km que é necessário aprofundar para a temperatura aumentar 1 ºC * Determinação através de cálculos indirectos para zonas inacessíveis Page 30

31 Geotermismo Temperatura do meio (geotermismo) ultrapassa o ponto de fusão das rochas Page 31

32 O conhecimento directo da Terra limita-se a uma fina zona superficial. O conhecimento das zonas inacessíveis, baseia-se em informações indirectas da planetologia, astrogeologia e geofísica. Page 32 IL 2010 IL 2010