A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL

•Formação do Sistema Solar

•Teoria Nebular reformulada

“A Terra é um pequeno planeta do Sistema Solar, local do Universo onde teve a sua origem e o seu desenvolvimento. Com a forma aproximada de uma esfera achatada nos polos 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 um hidrosfera e uma atmosfera protetora que tem sustentado inúmeros seres vivos ao longo de milhões de anos…” in Programa de Biologia – 10º ano

A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL

Parte de uma tabuleta babilónica de Sippar, construída

em 870 a.C. Actualmente encontra-se no British

Museum

A Mesopotâmia é uma das regiões

mais conhecidas da nossa história.

Um

dos povos que mais se destacou

nessa

zona, no campo da astronomia, foram

os babilónios.

Criaram várias ferramentas

aritméticas e com elas

desenvolveram

a capacidade de prever os

movimentos dos astros aparentes,

estrelas, planetas, sol, lua e até eclipses.

A civilização egípcia usou a

habilidade de observar os astros e

suas posições, para criar o calendário

lunar e solar com 12 meses, 30 dias

cada e um feriado de 5 dias para que

o total tivesse 365 dias. Tudo isso

influenciado pela cheia do rio Nilo,

principal fonte de sobrevivência

egípcia. Posteriormente houve a

construção das enormes pirâmides (há

5000 anos atrás), túmulos dos grandes

faraós. Os seus corredores principais

foram orientados na direção do eixo

de rotação da Terra.

Com isso, acreditavam que o faraó

morto chegava mais rápido até os deuses…

Com a sua aritmética, os Maias (civilização

que vivia na América Central antes da chegada

de Cristóvão Colombo), faziam cálculos

astronómicos de notável exatidão.

Conheciam os movimentos do Sol, da Lua, de

Vénus e provavelmente de outros astros.

De entre suas construções de pedra destaca-se

o templo de Kukulkan (no México) –

construído no séc. XII. As quatro faces do

templo estão voltadas para os pontos

cardeais. Nos dias 21 de Março e 23 de

Setembro, quando o dia tem exatamente a

mesma duração da noite, o sol (que incide às

17h e 30min sobre o templo em forma de

pirâmide) projeta uma sombra nos degraus

que forma a imagem de Kukulkan, o deus da serpente emplumada…

A missão Apollo 11 pousou na

superfície

lunar em 20 de Julho de 1969, num

local

chamado "Sea of Tranquility" (Mar da

Tranquilidade).

Neil Armstrong e Edwin Aldrin

tornaram-se

os primeiros homens a caminhar no

solo lunar.

Século XX – À descoberta do Universo

Como se terá formado o Universo?

A Teoria mais aceite atualmente é a Teoria do Big-Bang.

Há cerca de 13,8 mil milhões de anos, toda a matéria e energia

estavam concentradas num único ponto, de dimensões reduzidas e

extremamente denso!

E deu-se uma explosão….! O Universo, desde então, continua em

Expansão.

A Via Láctea é a galáxia onde está localizado o

Sistema Solar. É uma estrutura constituída por

mais

de duzentos biliões de estrelas e tem uma

massa de

cerca de um trilião e 750 biliões de massas solares…

SISTEMA SOLAR

SISTEMA SOLAR

FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR-VÍDEO

Formação do SISTEMA SOLAR

Para percebermos como se formou o nosso sistema solar não podemos

focar-nos apenas na geologia… É necessária toda uma abordagem multidisciplinar…!

Formação do SISTEMA SOLAR

TEORIAS EXPLICATIVAS

“O que hoje está explicado foi, no passado, apenas imaginado.” William Blake

Teoria de Buffon … O sistema solar formou-se a partir

de um impacto de um cometa com o sol.

Deste choque resultaria a emissão de

filamentos de matéria solar que deram

origem aos restantes planetas …

• Teoria catastrofista

• Pressupunha que o sol tinha de ser mais antigo

que os outros planetas (o que não está

comprovado)…

Formação do SISTEMA SOLAR

Immanuel Kant, pensador alemão que viveu entre 1724 e

1804, foi um dos maiores filósofos de todos os tempos.

Autor de livros como “Crítica da Razão Pura”, ele

influenciou decisivamente o pensamento ocidental em

áreas como a ética e a estética. O que pouca gente sabe

é que ele também foi inovador na astronomia. Em 1755,

Kant escreveu “História Geral da Natureza e Teoria do

Céu”, obra onde introduz princípios que até hoje são a

base das teorias sobre a formação dos planetas e do

sistema solar. Ele sugeriu que o sistema solar se tinha formado a

partir de uma nuvem (nébula) de pó e gases que

girava em torno de si própria e que terá formado

uma estrela no seu centro. Desta estrela, e de tempos

a tempos, iam-se soltando anéis de matéria que

deram origem aos planetas! HIPÓTESE NEBULAR

Hoje sabemos que “estrelas antigas”

explodem e dispersam grandes volumes

de

material sob a forma de gases e poeiras

…

e assim se formam nébulas…

Nébula = “berços” de estrelas e planetas

Formação do SISTEMA SOLAR TEORIA NEBULAR REFORMULADA

Mas como adquiriu o nosso sistema solar as características que tem a partir de uma nuvem de gases e

poeiras?

AUMENTA A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA

NÉBULA

QUE COMEÇA A ADQUIRIR UMA

CONFIGURAÇÃO

MAIS PLANA, SEMELHANTE A UM DISCO!!!

O material mais denso começa cada vez mais a

concentrar-se no centro da nébula e inicia-se a

formação de uma protoestrela – o nosso futuro

SOL

(desde logo se iniciam fenómenos de fusão

nuclear gerando-se um

aumento de temperatura)

Desde o princípio da contração da nebulosa solar até à formação

do disco

protoplanetário terão passado 100 mil anos; Até ao início das

reações

termonucleares no interior da estrela terão passado 10 milhões de

anos.

A nebulosa encontra-se agora

mais quente

na região interna, junto ao

protossol, e mais

fria na região externa (gradiente

de

Temperatura)

Os elementos com maiores

temperaturas de

condensação irão condensar na

parte mais

interna do disco nebular (ex:

Metais – Fe; Ni; Al; e silicatos –

material que constitui as

rochas),

Os elementos com

menores temperaturas

de

condensação irão

condensar na parte mais

externa do disco nebular (gases)

A distribuição dos materiais da nébula solar foi condicionada pela distância ao sol, dando origem a corpos com características diferentes. Perto do sol, a altas temperaturas , acumularam-se , materiais

de ponto de fusão mais alto, como ferro e silicatos (planetas rochosos ou telúricos). A radiação emitida pelo sol (vento solar) afastou os elementos químicos menos densos… Mais longe da estrela, a baixas temperaturas, acumularam-se principalmente materiais de baixo ponto de fusão (planetas

gasosos ou gigantes) e enormes quantidades de hélio e hidrogénio

Vento solar

Assim, Mercúrio, Vénus, Terra e Marte são pequenos e rochosos,

mais densos, formados essencialmente por ferro e

silicatos…

Os planetas longínquos são ricos em substâncias voláteis

(mantém-se gasosas a baixas temperaturas), pouco

densas (as mais densas já condensaram, mais perto do sol) e muito

pobres em metais e silicatos (julga-se que tenham

pequenos núcleos rochosos). Como são de grandes

dimensões, têm força gravítica suficiente para reter os

gases mais leves da nébula!

A atração gravitacional continuou e

pequenas poeiras e partículas sólidas colidem umas com as outras formando

corpos cada vez maiores (PLANETESIMAIS) e, por isso, com maior força gravítica…

Os planetesimais maiores atraem outros mais pequenos e assim se vão sucedendo as colisões e a formação de planetesimais

cada vez maiores: PROTOPLANETAS!

Os planetas gasosos, cada vez maiores, tinham uma força gravítica suficiente para ir retendo mais e mais gases da antiga

nébula …

Entre Marte e Júpiter sobreviveu

ainda a chamada cintura de asteroides. Ao que tudo

indica são protoplanetas que

nunca chegaram a formar um

planeta devido às perturbações

gravitacionais causadas por Júpiter.

FACTOS QUE COMPROVAM

A TEORIA NEBULAR

Nuvens de gases e poeiras são comuns no Universo, inclusive na

nossa galáxia. São constituídas por

hélio, hidrogénio e partícula de silicatos…

Fora do nosso sistema solar já foram observadas estrelas rodeadas de um

disco de gás e poeira …

Todos os astros do Sistema Solar têm

aproximadamente a mesma idade (4600

M.a.), o que indicia uma origem comum…

As órbitas dos planetas encontram-se no mesmo

plano que está alinhado com o plano

equatorial do sol – sugere que a sua formação se deu

partir de um disco achatado…

Todos os planetas executam o seu

movimento de translação na mesma

direção – este facto indica que os planetas terão mantido a

direção do movimento da nébula que os originou…

À exceção de Vénus e Úrano, todos

os planetas têm um movimento de

rotação no mesmo sentido (direto –

contrário ao movimento dos ponteiros do relógio),

sendo que os que se encontram mais

afastados do sol têm um movimento de

rotação mais rápido… facto que sugere uma origem a partir de

uma nébula em rotação…

Perto do sol localizam-se os planetas telúricos, densos e formados por silicatos e ferro, enquanto que mais distante desta estrela encontram-se os planetas gigantes, pouco densos, formados maioritariamente por gases. Esta observação é concordante com a formação a partir de uma

nébula com uma temperatura diferencial ao longo de toda a sua extensão…

… A existência de meteoritos, asteroides e cometas …

Evidências de crateras de impacto – concordantes com a existência do fenómeno de acreção …

FACTOS POR

EXPLICAR…

A baixa

velocidade de

rotação do sol

…

Os planetas

rochosos

não

apresentam

igual

dinamismo

interno

O sentido

retrógrado de Vénus e Úrano?

TERRA, um planeta especial

Como se formaram as

camadas concêntricas que

formam a estrutura interna

da Terra?

TERRA, um planeta especial

DIFERENCIAÇÃO

Energia cinética derivada do impacto de planetesimais (que se ia

transformando em energia térmica),

Compressão gravítica: a zona interna do planeta era cada vez mais comprimida sob o peso das restantes zonas (o que também gerava calor)… elementos radioativos

vão-se naturalmente desintegrando, criando

outra enorme fonte de

calor…

Durante o processo de acreção foi-se acumulando calor no nosso planeta.

Um planetesimal colidindo a

uma velocidade de 15/20 km,

transfere tanta energia quanto

a explosão de 100 vezes o seu

peso em dinamite

TERRA, um planeta especial

DIFERENCIAÇÃO

O interior do planeta ficava cada vez

mais quente

Os materiais começam a

fundir

TERRA, um planeta especial

DIFERENCIAÇÃO

Num planeta que se encontra fundido

(30 a 60%) os materiais que o constituem passam a ter alguma mobilidade … Os menos densos

(Silício, Alumínio, Cálcio, Sódio, etc) migram

para a superfície enquanto que os mais densos (ferro e níquel) migram para o centro do planeta, formando

o seu núcleo metálico… Do manto fazem parte os elementos de

densidade intermédia!

TERRA, um planeta especial DIFERENCIAÇÃO

Os materiais pouco densos que iam subindo, acabavam por ajudar a transferir calor e lentamente o

planeta começava a arrefecer e a solidificar (crosta)

Algumas zonas permanecem ainda no estado líquido – núcleo externo; e parcialmente fundidas (1% a 2%)

– astenosfera.

Outra ajuda para este arrefecimento

foi a desgaseificação

DIFERENCIAÇÃO

As erupções vulcânicas ajudaram a libertar algum calor e substâncias voláteis (vapor de água, dióxido de

carbono, azoto, sulfuretos, hidrogénio )

Assim se formou a atmosfera primitiva da Terra

FORMAÇÃO DA ATMOSFERA PRIMITIVA

O VAPOR DE ÁGUA CONDENSOU E PRECIPITOU NA

SUPERFÍCIE DANDO ORIGEM AOS OCEANOS PRIMITIVOS

FORMAÇÃO DO OCEANO PRIMITIVO

RESUMINDO…

Uma grande parte da Terra (35%) é composta por ferro, no entanto, este elemento não surge na crosta em quantidades muito significativas. Foi durante o processo de

diferenciação este elemento migrou, por ser mais denso, para as zonas mais profundas do planeta, restando à superfície os elementos mais “leves”

TERRA, um planeta especial