CONSTITUIÇÃO INTERNA DA TERRA

ESTRUTURA DA TERRA

• Forma: esférica, ligeiramente achatada nos pólos• Distância média do sol: 149.631.000 Km• Volume: 1.083.319.780.000 Km3

• Diâmetro equatorial: 12.712 Km• Diâmetro polar: 12.555 Km• Peso específico: 5,5 g/cm3

• Circunferência máxima: 40.076.594 Km• Superfície total: 510.100.000 Km2

• Superfície coberta por água: 360.700.000 Km2

• Superfície de terras emersas: 149.400.000 Km2

• Idade: 4,5 a 4,7 bilhões de anos

• Os conhecimentos atuais sobre a constituição interna da Terra baseiam-se essencialmente em medidas indiretas obtidas como o valor da gravidade e a propagação das ondas sísmicas pelo interior do planeta.

• A Terra não é homogênea– Densidade média de 5,5 g/cm3,– Densidade da crosta é de 2,6 g/cm3;– Portanto devem existir em profundidade materiais mais

densos, devendo alcançar no núcleo valores possivelmente entre 8 a 10 g/cm3.

Variação da densidade de algumas rochas e suas médias.

• As investigações geofísicas sobre a velocidade de propagação das ondas sísmicas através da Terra evidenciaram a existência de uma série de mudanças bruscas dessa velocidade, ou descontinuidades, indicadoras de mudanças físicas e químicas da matéria, que permitiram estabelecer para o nosso planeta uma estrutura concêntrica.

Estrutura interna da Terra: o modelo clássico de primeira ordem, em camadas concêntricas, obtido a partir das velocidades das ondas sísmicas.

CROSTA

• A camada mais externa da Terra.– Possui uma espessura variável de 5 a 100 Km.– Na crosta admitem-se duas camadas, de acordo com a

velocidade de propagação das ondas sísmicas:• Siálica - camada de sedimentos e granítica

veloc. de 1,8 a 5,5 Km/s

• Simática - camada basálticaveloc. 6,25 Km/s.

• A crosta oceânica é diferente da crosta continental.• A crosta oceânica é constituída por uma única camada de

basalto, com espessura média de 5 Km

Estrutura da crosta continental em regiões cratônicas ou escudos.

Estrutura da crosta continentalsugerida pelas observações de

seções crustais expostas

MANTO

• A Descontinuidade de Mohorovicic , limite inferior do sima, que ocorre a 1.200 Km de profundidade (veloc. de 8 Km/s) demarca o início da camada de eclogito.– Manto Superior.– Manto Transicional.– Manto Inferior.

• O manto é constituído de óxidos e sulfetos.

NIFE - NÚCLEO TERRESTRE

• A Descontinuidade de Gutemberg, limite do manto inferior que ocore a 2.900 km de profundidade (veloc. de 13 Km/s), delimita o começo do Núcleo Terrestre ou Nife.

• O Núcleo possui densidade entre 10 a 12 g/cm3 e supõe-se formado por Ferro (90%) e Níquel (8%), ou seja, similar à mistura que apresentam os meteoritos metálicos.

Estrutura interna da Terra: o modelo clássico de primeira ordem, em camadas concêntricas, obtido a partir das velocidades das ondas sísmicas.

CONSTITUIÇÃO DA TERRA( Segundo Viktor Leinz e Sérgio Estanislau do Amaral)

Profund. (Km) Denominação Constituição litológica Dens.(g/cm3) Temp. (oC)

15-25Litosfera Superior

Granito/sedimentos(Sial)2,7 600

30-50Litosfera Inferior Basalto (Sima)

2,95 1.200

1.200 MantoPeridotito (semelhante aos

assideritos) 3,3 3.400

2.900 Camada intermediária

Silicatos contendo sulfeto e óxidos (semelhantes a certos meteoritos) 4,7 4.000

6.370 Núcleo ( nife)Ferro metálico (com níquel,

semelhante aos sideritos) 12,2 4.000

O Calor da Terra

As linhas contínuas representam os limites de segmentos da parte superior terrestre que incluem as dorsais meso-oceânicas, compostas por vulcões submarinos ativos ou recentemente ativos.

Distribuição global do fluxo de calor na superfície da Terra (Pollack et al. 1993).

Os fluxos de calor mais intensos (em marrom) associam-se a essas dorsais, enquanto as partes mais frias (em branco, em regiões oceânicas nas proximidades dos continentes) concentram-se nos continentes.

• Nosso planeta ainda não esfriou completamente e é bastante provável que abrigue em seu interior processos radioativos que produzam calor continuamente.

• Nas camadas superficiais à medida que se desce em direção ao interior da Terra, a temperatura aumenta em cerca de 1oC a cada 33 metros de profundidade (grau geotérmico).– No manto e no núcleo a temperatura deve ser uniforme:

• Manto: 1.500 a 5.000oC • Núcleo: 2.000 a 6.000oC.

– O início a Terra era liquefeita, os vários elementos que a compunham separaram-se e foram se depositando em camadas diferentes, segundo seu peso específico ou densidade.

A relação entre a geoterma e o solidus de liga de ferro.

Gravidade (g)• A atração que a Terra exerce sobre

os corpos chama-se gravidade.

• O valor dessa atração não é igual em toda a superfície terrestre, mas varia, principalmente com a latitude, pela diferença entre o raio equatorial e o polar.

Gravidade (g)• A aceleração da gravidade varia de

ponto a ponto na superfície terrestre.• A Terra é achatada nos pólos e executa

movimento de rotação.• A aceleração da gravidade (g) resulta

da soma vetorial das acelerações gravitacional (ag) e da centrífuga (ac).

• A direção da aceleração da gravidade g não é radial e g sua intensidade atinge valores máximos nos pólos e mínimos na região equatorial.

• As medidas gravimétricas mostram, de uma maneira geral, valores diferentes aos valores teóricos.

– Sobre os continentes.• Anomalias negativas–Quando são verificados valores menores que

previstos

– Sobre as grandes planícies e oceanos. • Anomalias positivas:–Quando são verificados valores maiores que

previsto

Mapa de anomalias Bouguer do Brasil e áreas adjacentes. O intervalo das linhas de contorno é de 20 mGal. Fonte: Sá et al. 1993

Anomalias positivas de gravidade podem ser causadas pela presença de rochas de alta densidade próximas da superfície.

Na Bacia do Paraná, onde houve a extrusão de uma grande quantidade de magmas básicos, observa-se uma pronunciada anomalia positiva de gravidade.

Isostasia

• Interpretação: o excesso aparente de massa das cadeias montanhosas e dos continentes é compensado por uma menor densidade de seus materiais, enquanto que a falta de massa dos oceanos e planícies fica compensada por um aumento na densidade do material interior. – A camada superior (SIAL), formada de rochas graníticas,

ricas SiO2 e Al2O3, é leve.– A camada inferior (SIMA), formada por rochas ricas em

silício (SiO2) e magnésio (MgO), é mais densa.

A camada superior rígida possui densidade constante mas inferior àquela do substrato plástico. O equilíbrio isostático é atingido pela variação da espessura da camada superior, de modo que as montanhas têm raízes profundas.

Modelo de compensação isostática de Airy.

A camada superior rígida é composta por blocos de igual profundidade, mas com densidades diferentes e menores do que do substrato plástico. O equilíbrio isostático é atingido pela variação da densidade, de modo que as rochas sob as cadeias montanhosas são menos densas, enquanto as das bacias oceânicas são mais densas.

Modelo de compensação isostática de Pratt.

Os dois modelos de compensação isostática operam simultaneamente. As montanhas possuem raízes profundas, compostas por rochas com densidade relativamente baixa, fazendo com que a crosta e a litosfera sejam mais espessas nessas regiões, conforme previsto no modelo de Airy. A crosta oceânica situa-se em níveis topográficos mais baixos do que a crosta continental, devido à sua maior densidade, conforme previsto no modelo de Pratt.

• Em geral, a litosfera suporta grandes esforços sem sofrer deformação.– Em algumas situações geológicas a litosfera pode se

deformar pela adição ou remoção de uma carga:• Subsidência

– Extravasamento de basalto em província igneas– Sedimentação – Formação de calotas de gelo

• Soerguimento– Degelo das calotas polares– Erosão intensa de áreas montanhosas

Movimentos verticais da litosferacausados pela adição

Calota de gelo, Sedimentos ou Derrame de basalto

A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejadaindica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

Movimentos verticais da litosfera causados pela adição (a) de uma carga na sua superfície.

A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejadaindica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

Movimentos verticais da litosfera causados pela remoção (c) de uma carga na sua superfície.

A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejadaindica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

Magnetismo

• O magnetismo da Terra é conhecido há séculos.• Os primeiros relatos apontam o uso da bússola por volta de

1100 d.C. pelos chineses • Bússola : nada mais é do que uma agulha imanada, livre para

girar no plano horizontal, sendo atraída pelos pólos magnéticos da Terra.

Tectônica GlobalO surgimento da teoria da DERIVA

CONTINENTAL revolucionou as ciências geológicas

PANGEAA origem da Tectônica global surgiu no início de séc. XX com as idéias visionárias do cientista alemão Alfred Wegener, que defendia a idéia de que os continentes se encaixavam como um quebra-cabeça, formando um Megacontinetente.

Wegener procurou evidências para comprovar a teoria da DERIVA CONTINENTAL :• A Serra do Cabo na África do Sul era a continuação da Serra de La Ventana na

Argentina.• Um planalto na Costa do Marfim teria continuidade no Brasil.• Presença de fósseis Glossopteris (gimnosperma primitiva) em regiões da

África e Brasil, que se correlacionavam perfeitamente, ao se juntarem os continentes.

• Glaciação a 300Ma na região sudeste do Brasil, Sul da África, índia, Oeste da Austrália e Antártica, presença de estrias que indicam a direção do movimento das geleiras.

Simulação de como seriam a distribuição das geleiras com os continentes juntos.

ENTRETANTOWegener não consegui explicar algumas questões fundamentais:

1. Que forças seriam capazes de mover os imensos continentes?2. Como uma crosta continental (rígida) deslizaria sobre a crosta Oceânica

(rígida) sem se quebrarem pelo atrito?

• No final da década de 40 após o desenvolvimento de sonares foi possível mapear o relevo do fundo do mar: surgiram cadeias de montanhas, fendas e fossas muito profundas.

• A cadeia de montanhas é denominada DORSAL MESO-OCEÂNICA– Estende-se por 84.000 km– Possui 1000 km de largura– No eixo principal estão presentes vales de 1 a 3 km associado a um

sistema de riftes que indicam a presença de um regime tensional.– Posteriormente ao longo da Dorsal Meso-Oceânica foi identificado um

fluxo termal.

• O mais importante foi era que essa dorsal meso-oceânica dividia a crosta oceânica em duas partes e representava a cicatriz produzida durante a separação dos continentes

• No início da década de 60 o aperfeiçoamento da geocronologia permitiu obter estimativas da idade das rochas do fundo oceânico.– Faixas de rochas de mesma idade se situam simetricamente dos dois

lados da Dorsal Meso-Oceânica.– As mais jovens perto da Dorsal e as mais antigas próximas aos

continentes.

• Harry Hess (1962) sugeriu a hipótese da expansão do fundo oceânico.– Este processo seria originado pelo alto fluxo calorífico emanado na

dorsal meso-oceânica, que provocaria a ascensão do material do manto, devido ao aumento da temperatura que o tornaria menos denso.

– O material ao atingir a superfície, se movimentaria lateralmente e o fundo do oceano se afastaria da dorsal.

– A fenda existente na crista não contínua a crescer porque o espaço deixado pelo material que saiu para formar a nova crosta ocêanica é preenchido com novas lavas, que ao se solidificarem, formam o novo fundo oceânico.

• A deriva continental e a expansão do assoalho dos oceanos seriam assim uma consequência das correntes de convecção.

Tectônica Global• A LITOSFERA (crostas continental, oceânica + manto superior) é

compartimentada por falhas e fraturas profundas, formando 13 PLACAS TECTÔNICAS.

Tipos de limites entre placas

• Limites divergentes: marcados pelas dorsais meso-oceânicas, onde as placas tectônicas se afastam com a formação de uma nova crosta oceânica.

• Limites Convergentes: onde as placas tectônicas colidem, com a mais densa mergulhando, gerando uma zona de intenso magmatismo a partir da fusão parcial da crosta que mergulhou.– Nesses domínios ocorrem fossas e províncias vulcânicas.

• Limites Conservativos: onde as placas tectônicas deslizam lateralmente sem destruição ou formação da crosta, ao longo de fraturas denominadas Falhas Transformante – Ex.: Falha de San Adreas em que a Placa do Pacífico se desloca para o

norte em relação a placa Norte-Americana.

Processos Colisionais

Arco de IlhasEx : Japão

Arco magmáticoEx: Andes da América do Sul

Ex: Alpes e Himalaia

A maioria dos abalos sísmicos e vulcões ativos ocorrem ao longo dos limites convergentes

das placas tectônicas.

Sismicidade• O que é o TERREMOTO?

– Com o lento movimento das placas tectônicas da ordem de alguns centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas.

– Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre a ruptura.

– O movimento repentino entre os blocos gera vibrações que se propagam em todas as direções.

• O plano de ruptura forma a FALHA GEOLÓGICA– O ponto onde inicia a ruptura e liberação das tensões é chamado de

hipocentro ou foco.– A projeção na superfície é chamado epicentro.– A distância do foco à superfície é chamada profundidade focal.

Vulcanismo

• O Vulcanismo inclui os processos pelos quais o magma e seu conteúdo de gases e materiais pirosclásticos são forçados a sair para a superfície ou para a atmosfera.

• Atualmente existem 550 vulcões ativos– Mauna Loa e Kilauea no Havaí– Monte Fuji no Japão– Vesúvio na Itália– Snata Helena em Washington– Pinatubo nas Filipinas

Modelo teórico de um VULCÃO•O reservatório de magma pode se situar na astenosfera ou na litosfera.•O magma é expelido pela chaminé que liga a cratera com o reservatório.•A lava difere do magma por não conter alguns componentes gasosos ou elementos químicos originais.•A subida do magma pode ocorrer também por cones satélites ou fraturamento do edifício em erupções em flanco.

Conforme a composição do magma surgem vulcões diferentes

Mecanismos de funcionamento de Geiseres, Fumarolas e Fontes Térmicas

Plumas hidrotermais ocorrem em zonas de separação de placas.