Sistemas terrestres. Celso Dal Ré Carneiro. Instituto de Geociências, Unicamp. Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino

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1 Sistemas terrestres Celso Dal Ré Carneiro Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino Instituto de Geociências, Unicamp

2 Sistema Combinação de partes coordenadas entre si e que concorrem para um resultado ou para formarem um conjunto Podem ser formas individuais, como p. ex. o relevo Conjunto estruturado de objetos e/ou atributos que consistem de componentes ou variáveis (ou seja, fenômenos que podem assumir magnitudes variáveis) que exibem relações discerníveis um com os outros e operam conjuntamente como um todo complexo, de acordo com determinado padrão Chorley & Kennedy 1971, apud Christofoletti 1999

3 O sistema Terra Principais esferas terrestres: Atmosfera, Hidrosfera, Geosfera (Litosfera, Manto e Núcleo), Biosfera (Ecosfera) e Esfera Social (Antroposfera e Noosfera) Todas as esferas materiais do planeta interagem continuamente, formando um sistema integrado

4 Esferas terrestres

5 Esferas terrestres Celso Dal Ré Carneiro Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino Instituto de Geociências, Unicamp Apresentação baseada em: CARNEIRO, C.D.R. (Editor cient.) Geologia. São Paulo: Global/SBPC-Projeto Ciência Hoje na Escola. 80p. (Série Ciência Hoje na Escola, v. 10). 2002

6 Esferas que compõem a Terra Para compreender o que acontece em nosso planeta, separamos os materiais terrestres e os processos típicos em grandes domínios São as chamadas esferas terrestres Devemos lembrar sempre que o planeta é um todo, unificado O que acontece em uma esfera interfere em todas as demais

7 Principais esferas terrestres Atmosfera Litosfera Hidrosfera Biosfera / Ecosfera

8 As esferas fluidas: atmosfera e hidrosfera Descarga de gases no ar. Campinas, SP Atmosfera: engloba os materiais terrestres gasosos e os processos que acontecem com eles A atmosfera desempenha muitas funções, como distribuir a energia solar por toda a superfície da Terra

9 A esfera molhada : hidrosfera Hidrosfera: envolve toda a água do planeta e os fenômenos que são relacionados à sua circulação pelos continentes e oceanos Ilha na praia de Toque-Toque, São Sebastião, SP

10 Geosfera: Litosfera, manto e núcleo Litosfera: envoltório sólido rochoso externo do planeta As transformações na litosfera são lentas É a zona de interação de fenômenos da superfície e do interior do planeta Erupção do vulcão Puu- Puau, Hawaii, EUA

11 Litosfera Litosfera é composta pela crosta terrestre e pela parte mais externa do manto Contém registros das mudanças ambientais que ocorreram e ocorrem na Terra Imagem de satélite da região do Golfo Pérsico

12 Manto e núcleo Manto e núcleo: esferas internas do planeta, inacessíveis à observação direta, mas responsáveis por fenômenos observados em superfície como o magnetismo terrestre

13 A camada da vida: ecosfera Ecosfera: finíssima camada situada entre o topo da litosfera e a atmosfera. Sua parte mais larga tem pouco mais de 15 km de espessura. Na ecosfera, aparecem os efeitos dos processos das demais esferas. A água é encontrada na ecosfera nos três estados (sólido, líquido e gasoso) Isso permite o aparecimento, o desenvolvimento e a manutenção da vida A matéria viva, inclusive a espécie humana, interage na ecosfera com matéria inanimada

14 Pedosfera: os solos Pedosfera: ocorre o deslocamento de partículas, ions dissolvidos e gases, criando um ambiente rico em nutrientes para plantas e animais No topo da pedosfera, onde a interação é mais intensa, forma-se o solo, que constitui a base da vida terrestre A vida e morte de organismos (vegetais e animais), por sua vez, são essenciais para a formação do solo

15 A Noosfera: esfera social A humanidade se organiza de diversos modos; as relações se estabelecem devido à necessidade de viver em sociedade O conceito de conviver socialmente levou à noção de noosfera, ou esfera social Outro modo de se entender a esfera humana no planeta é o de antroposfera, que reúne os diferentes povos desde a antigúidade

16 Idade Moderna Caçadores e coletores Início da revolução agrícola Trabalho em metal Aragem e irrigação Início da Era Cristã Peste Bubônica Fase da caça e da coleta Fase da agricultura e do trabalho em metal Sociedade Urbana e Industrial 7 6 População Mundial (bilhões) (sem escala) Anos antes do presente Paleolítico ou Idade da pedra lascada Neolítico ou Idade da pedra polida Idade do bronze Idade do ferro Idade Média

17 Escalas Espaço Global Continental Regional Local Formas individuais (relevo, p. ex.) Tempo Ciclos extremamente longos Ciclos longos Ciclos de duração média Processos de duração curta Processos extremamente curtos

18 Composição da Terra, meteoritos e Sol Elementos químicos mais abundantes da Terra, dos meteoritos e do Sol CROSTA TERRA METEORITOS SOL O Fe O H Si O Fe He Al Si Si O Fe Mg Mg C Ca Ni S N Na S Ni Si K Ca Ca Mg Mg Al Al S Ti Na Na Fe H Cr Cr Ca P Mn Mn Ni Mn Co P Na F P Co Al Ba K K Cu Fonte: CHOUDHURI, Asit. Geoquímica para graduação. Campinas: Unicamp, p. 28.

19 Elementos abundantes na crosta e Terra inteira Elementos mais abundantes na crosta terrestre e na Terra toda (porcentagem em peso) ELEMENTO CROSTA TERRESTRE TERRA Oxigênio (O) 45,6 29,3 Silício (Si) 27,3 14,7 Alumínio (Al) 8,1 1,2 Ferro (Fe) 6,2 34,8 Cálcio (Ca) 4,6 1,4 Magnésio (Mg) 2,8 11,3 Sódio (Na) 2,3 menos de 1 Potássio (K) 1,8 menos de 1% Enxofre (S) menos de 1 3,3 Níquel (Ni) menos de 1 2,4 TOTAL 98,7 98,4

20 Atmosfera - composição química N % em volume O % em volume Ar % em volume CO % em volume Ne 18 He 5,2 CH 4 1,5 Kr 1 H 2 0,5 O 3 0,4 Xe 0,08

21 Hidrosfera - composição química RESERVATÓRIOS UNIDADE (10 km 3 ) PORCENTAGEM Água nos oceanos (salgada) % Água nas geleiras (doce) % Água em lagos e rios (doce) % Água subterrânea (doce e salobra) % Água na atmosfera (doce) < 0.01 % Água na massa biológica < 0.01 % TOTAL 1,3876 trilhões de km3

22 Jazidas minerais: concentrações anômalas de elementos Elementos em partes por milhão (ou grama por tonelada g/t) na crosta terrestre: cobre 68 chumbo 13 níquel 99 zinco 76 cromo 122 molibdênio 1,2 vanádio 136 zircônio 162 cobalto 29 titânio Consulte uma breve história da mineração brasileira em: A descoberta mineral do Brasil

23 Sistemas e ciclos interativos na camada da vida Parte Inferior: ventos, nuvens, chuvas, tempestades Ação de: água corrente, vento, ondas, geleiras Atmosfera Oceanos Parte externa (superior) Camada da vida Paisagens Vegetação, solos, rochas = Terra sólida

24 Deserto de Mojave, Califórnia Modelo digital de terreno (MDT), artificialmente colorizado

25 A erosão fluvial faz parte dos ciclos naturais Cachoeira em Foz do Iguaçu, divisa Brasil-Argentina

26 Dinâmica das encostas e erosão costeira Hawaii, praia próxima a Keena Point, Ilha Oahu

27 Jundiaí, SP A fonte de energia para a atmosfera está no Sol

28 Dunas e sedimentação costeira: um exemplo de sistema aberto Praia de Jericoaquara, Natal, RN

29 Sistemas terrestres Matéria Abertos Ex: rede viária Fluxos Energia Trocas de energia Sistemas Abertos ou Fechados Ex.: chuva + rio + oceano Fechados Ex: corrida F1

30 Fluxos de Energia Quase todos os processos Geológicos são sistemas de fluxo Sistemas fechados Pouca ou nenhuma troca de matéria ou energia com o exterior CICLOS Padrões ou estrutura dos sistemas Caminhos (pathways) Entradas e saídas Fonte de potência (energia)

31 Sinergia R. Buckminster Bucky Fuller: O todo é maior do que a soma de suas partes Não se pode prever o comportamento do todo a partir do comportamento de suas partes. Ex.: NaCl: um metal (sódio), combinado com um gás (cloro) forma o sal comum de cozinha Não se pode entender as partes sem, primeiro, entender o todo.

32 Bibliografia ANGUITA VIRELLA, F., MORENO SERRANO, F Processos geológicos externos y geología ambiental. Madrid: Rueda. 311p. CARNEIRO, C.D.R. (Editor cient.) Geologia. São Paulo: Global/SBPC-Projeto Ciência Hoje na Escola. p (Série Ciência Hoje na Escola, v. 10). TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.de; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, p.

33 ANGUITA VIRELLA, F., MORENO SERRANO, F Processos geológicos externos y geología ambiental. Madrid: Rueda. 311p. CHOUDHURI, Asit. Geoquímica para graduação. Campinas: Unicamp, p. CHRISTOFOLETTI, A Modelagem de sistemas ambientais. São Paulo: Blücher. 236p. TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.de; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, p.

34 FIM Sistemas terrestres Saiba mais Instituto de Geociências, Unicamp 2002 Anticlinal na Chapada Diamantina, Bahia