ORIGEM, ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA TERRA E A TECTÔNICA DE PLACAS

Transcrição

1 ORIGEM, ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA TERRA E A TECTÔNICA DE PLACAS

2 BIG BANG PLANETESIMAIS FORMAÇÃO DOS PLANETAS

3 A teoria da Grande Explosão (Big( Bang), considera que nosso Universo começou ou entre 13 a 14 bilhões de anos atrás s a partir de uma "explosão" cósmica. c Antes desse instante, toda a matéria e energia estavam concentradas num único ponto de densidade inconcebível. Desde aquele instante, num processo que ainda continua, o Universo expandiu-se e diluiu-se para formar galáxias e estrelas.

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5 Nosso sistema solar e os planetas que nele orbitam formou-se háh cerca de 4,6 bilhões de anos, quando o Universo jáj tinha cerca de 8 a 10 bilhões de anos de idade.

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10 ATRAÇÃO GRAVITACIONAL É ela que mantém a Terra e os outros planetas do Sistema Solar e o próprio Sol, coesos.

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12 Choques entre planetésimos: re-arranjo do material no espaço: formação dos 9 (8) planetas do sistema solar em suas órbitas atuais. Curto período de evolução (< 100 Ma)

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14 TERRA FORMOU-SE POR CONDENSAÇÃO E AGREGAÇÃO DE PARTÍCULAS

15 EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA ASSOCIA-SE A DIFERENCIAÇÃO TRANSFORMAÇÃO DE UMA MISTURA CAÓTICA DE MATERIAIS EM UM CORPO ESTRUTURADO EM CAMADAS CONCÊNTRICAS QUE DIFEREM ENTRE SI QUIMICAMENTE E FISICAMENTE

16 Mecanismos de aquecimento do corpo primitivo (primeiros 500 Ma da Terra) Impacto de planetésimos: energia de movimento transforma-se em calor

17 Bombardeio de meteoritos em superfície de corpo planetário em fusão.

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19 OUTROS MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR Compressão gravitacional: redução de volume, causando aumento na temperatura interna Desintegração de elementos radioativos: (U,Th, K, Rb, etc.)

20 CENÁRIO: Terra Fundida; Energia Interna; Girando no Sistema Solar Consequência principal: estruturação interna via reorganização de compostos químicos, norteado pela densidade dos compostos e pela temperatura e pressão de equilíbrio.

21 Cerca de 30 a 65% da Terra fundiram-se, formando uma camada externa de centenas de quilômetros de espessura, denominada "oceano de lava" (rocha derretida). Da mesma forma, o interior aqueceu-se até um estado "leve" (menos denso), no qual seus componentes podiam mover-se de um lado para outro. O material pesado mergulhou para o interior para formar o núcleo e o material mais leve flutuou para a superfície e formou a crosta.

22 Material mais pesado afunda e segue para o interior da Terra; Material mais leve flutua A subida de material mais leve teria trazido o calor para a superfície dissipando-o A Terra vai resfriando e solidificando, transformando-se em um planeta zonado e diferenciado em 3 camadas principais:núcleo, Crosta e o Manto separando as duas zonas

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25 A diferenciação criou uma crosta leve, empobrecida de ferro e rica em oxigênio, silício, alumínio, cálcio, potássio e sódio. Apenas quatro elementos constituem cerca de 90% da Terra: ferro, oxigênio, silício e magnésio. O oxigênio, o silício e o alumínio, sozinhos, formam mais de 80% da crosta.

26 NÚCLEO: Fe CROSTA:Concentração de elementos leves, Si, Al, K, Ca, Mg, Na, combinados com O MANTO: Materiais deixados na zona intermediária, Si, O, Mg, Fe

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28 DIFERENCIAÇÃO OCORREU NOS ESTÁGIOS INICIAIS 4,57 ba. ANO DOS ANOS 4,6 Ga JANEIRO FEVEREIRO MARÇO ROCHAS MAIS ANTIGAS ABRIL SERES VIVOS NO MAR MAIO JUNHO JULHO AGOSTO SETEMBRO OUTUBRO NOVEMBRO PLANTAS E ANIMAIS TERRES. DEZEMBRO DINOS 26/12 E HUMANOIDE noite de 31/12

29 Questões para pensar 1. O que causou a diferenciação da Terra e qual foi o resultado? 2. Como a composição química da crosta da Terra difere daquela das zonas mais profundas? E daquela do núcleo? 3. Se um enorme impacto, como o que formou a Lua, ocorresse depois do estabelecimento da vida na Terra, quais seriam as conseqüências?

30 ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA TERRA

31 NÚCLEO Espessura de Km; É constituído de Fe e Ni derretidos e sua temperatura varia de 2.200º C na parte superior até cerca de 5.000º C nas regiões mais profundas. Apesar da alta temperatura, a parte central do núcleo é formada de níquel e ferro em estado sólido conseqüência da grande pressão do interior do planeta.

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33 Espessura de Km; MANTO Camada pastosa (material magmático) composta de silício, alumínio, ferro e magnésio, sendo estes os elementos químicos predominantes. O manto constitui 83% do volume e 65% da massa interna do nosso planeta. Sua temperatura pode variar de 870º C, junto à crosta, até 2.200º C, junto à parte externa do núcleo. É formado basicamente por uma tocha chamada peridotito

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35 LITOSFERA OU CROSTA Espessura de 120 Km; A crosta não é uma camada única, sendo constituída de várias placas tectônicas, divididas em três seções: continentes, plataformas continentais (extensões das planícies costeiras que declinam suavemente abaixo do nível do mar) e os assoalhos oceânicos (nas profundidades abissais dos oceanos). Sua espessura varia de 5 a 10 km sob os oceanos e, de 25 a 90 km, nos continentes. É formada por três grandes grupos de rochas: magmáticas ou ígneas, metamórficas e sedimentares..

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37 Estrutura Interna da Terra: principais ferramentas de investigação Densidade das rochas (composição química e pressão). Evidências geológicas superficiais Fluxo térmico (gradiente de calor vs. condutividade termal das rochas)

38 ONDAS SÍSMICAS Utilizam-se vibrações ou ondas, que são enviadas para o interior da Terra que permitem analisar sua estrutura interna. Essas vibrações podem ser produzidas por fatores naturais ou serem induzidas. A forma de propagação destas ondas informa as características dos materiais atravessados

39 SISMOLOGIA: estudo da propagação das ondas sísmicas no interior da Terra Os dois tipos principais de ondas sísmicas são Primária (P) e Secundária (S): - Ondas P - movimentam as partículas do solo comprimindo-as e dilatando-as. O movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda. O som é uma onda P. - Ondas S - movimentam as partículas do solo perpendicularmente à direção de propagação da onda

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41 SISMOLOGIA Quando ocorrem movimentações de pacotes de rochas no interior da Terra, ocorre a liberação de energia, que é propagada pelas ondas P e S e acontecem os SISMOS, que são registrados por SISMÓGRAFOS

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43 HIPOCENTRO E EPICENTRO

44 SISMO É CARACTERIZADO POR INTENSIDADE E MAGNITUDE INTENSIDADE: Força Destrutiva (valores absolutos) Escala: Mercalli (1:não sentido pelo homem; 12 destruição total) MAGNITUDE: Quantidade de Energia Liberada Escala Richter: Baseia-se na máxima amplitude das ondas.

45 MAGNITUDE ESCALA RICHTER ENERGIA LIBERADA (ergsx10 6 ) EFEITO / EQUIVALENCIA -2 a a 20 milhões Até 3 Kg de TNT 2 a milhões a 20 trilhões Até 100 ton. de TNT 6 a trilhões a 20 x Destruição Total Muda topografia Maior que x Toda a energia usada no Brasil por 18 meses

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48 Sismologia no Estudo do Interior da Terra A sismologia usa as ondas sísmicas para estudar a estrutura interna da Terra. Ondas sísmicas são vibrações que se propagam por toda a Terra, originadas de terremotos, explosões, etc.

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50 MAGNETISMO DA TERRA TERRA: UM ENORME IMÃ Agulha de bussola se orienta para o norte Gauss (1830) 95% do campo magnético origina-se no interior da Terra

51 Forma do Campo Magnético da Terra

52 Magnetosfera: o escudo magnético da Terra região ocupada pelo campo magnético

53 O efeito do Sol sobre o campo geomagnético

54 Erupções solares emitem partículas de alta velocidade; atingem a Terra em minutos. Parte bloqueada pelo campo geomagnético. Polos penetram até a atmosfera superior (alt.80 km) Lado dia da Terra sofre perturbações, lado noite não. TEMPESTADES MAGNÉTICAS

55 QUAL A CAUSA DO MAGNETISMO DA TERRA? Presença de minerais magnéticos na crosta não é suficiente e não são móveis Parte do núcleo da Terra provavelmente é fluido Movimento de fluido metálico gera corrente elétrica que induz campo magnético Combinação de resultados teóricos e experimentais: Núcleo com raio de 3485 km, 1/6 do volume da Terra e 1/3 de sua massa, a densidade varia de 9 até 12 no centro. Composição do Núcleo Fe + Ni NÚCLEO DINAMO AUTO-SUSTENTÁVEL

56 A Terra produz seu próprio campo magnético

57 A TERRA COMO UMA MÁQUINA TÉRMICA Calor gerado por: 1. Radioatividade (U, Th, K isótopos) 2. Solidificação do núcleo Calor perdido pela Terra por: 1. Convecção do manto

58 Convection Important CORRENTES DE CONVECÇÃO Thermal Boundary Layer Upwelling Plume Downwelling Plume Thermal Boundary Layer

59 MODELO SIMPLISTA MOSTRANDO AS CORRENTES DE CONVECÇÃO E AS PLACAS TECTÔNICAS

60 MUITOS ASPECTOS SAO AINDA POUCO COMPREENDIDOS CADEIA DE ILHAS VULCÂNICAS CROSTA OCEÂNICA CADEIA MESO- OCEÂNICA TRINCHEIRA ARCO DE ILHA CROSTA CONTINENTAL

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62 Tectônica de Placas Arco de ilha trincheira Zona de fratura MOR trincheira terremotos fusão magma ocean crust Manto Crosta continental terremotos Manto Sedimentos, crosta fria e manto

63 A LITOSFERA TEM 200 Km DE ESPESSURA NOS CONTINENTES NOS OCEANOS TEM Km EXISTEM 2 TIPOS DE CROSTA: CONTINENTAL E OCEÂNICA

64 TODAS AS PLACAS TECTÔNICAS POSSUEM CROSTA CONTINENTAL E OCEÂNICA, SENDO QUE ALGUMAS, COMO A PLACA DO PACÍFICO, POSSUI DIMINUTA PLACA CONTINENTAL, SENDO MAJORITARIAMENTE OCEÂNICA

65 PLACA CONTINENTAL: ESPESSURA MÉDIA DE 35 Km, PODENDO CHEGAR A 90 Km COMPOSIÇÃO GRANÍTICA PLACA OCEÂNICA: ESPESSURA MÉDIA DE 7 A 8 Km COMPOSIÇÃO BASÁLTICA

66 ISOSTASIA Isostasia, ou movimento isostático, é o termo utilizado em Geologia para se referir ao estado de equilíbrio gravitacional, e as suas alterações, entre a litosfera e a astenosfera da Terra. Esse processo resulta da flutuação das placas tectônicas sobre o material mais denso da astenosfera, cujo equilíbrio depende das suas densidades relativas e do peso da placa. Tal equilíbrio implica que um aumento do peso da placa (por espessamento ou por deposição de sedimentos, água ou gelo sobre a sua superfície) leva ao seu afundamento, ocorrendo, inversamente, uma subida (em geral chamada re-emergência ou rebound), quando o peso diminui.

67 ISOSTASIA

68 A EVOLUCAO DAS PLACAS TECTONICAS AO LONGO DO TEMPO GEOLOGICO...

69 A DIFERENCA ENTRE A `DERIVA CONTINENTAL` E A `TECTONICA DE PLACAS`

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76 TIPOS DE LIMITES ENTRE AS PLACAS

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