CONSTITUIÇÃO INTERNA DA TERRA

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1 CONSTITUIÇÃO INTERNA DA TERRA

2 ESTRUTURA DA TERRA Forma: esférica, ligeiramente achatada nos pólos
Distância média do sol: Km Volume: Km3 Diâmetro equatorial: Km Diâmetro polar: Km Peso específico: 5,5 g/cm3 Circunferência máxima: Km Superfície total: Km2 Superfície coberta por água: Km2 Superfície de terras emersas: Km2 Idade: 4,5 a 4,7 bilhões de anos

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4 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.

5 Variação da densidade de algumas rochas e suas médias.

6 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.

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

9 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 basáltica veloc. 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

10 Estrutura da crosta continental sugerida pelas observações de
seções crustais expostas Estrutura da crosta continental em regiões cratônicas ou escudos.

11 MANTO A Descontinuidade de Mohorovicic , limite inferior do sima, que ocorre a 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.

12 NIFE - NÚCLEO TERRESTRE
A Descontinuidade de Gutemberg, limite do manto inferior que ocore a 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.

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

14 ( Segundo Viktor Leinz e Sérgio Estanislau do Amaral) Profund. (Km)
CONSTITUIÇÃO DA TERRA ( Segundo Viktor Leinz e Sérgio Estanislau do Amaral) Profund. (Km) Denominação Constituição litológica Dens.(g/cm3) Temp. (oC) 15-25 Litosfera Superior Granito/sedimentos(Sial) 2,7 600 30-50 Litosfera Inferior Basalto (Sima) 2,95 1.200 Manto Peridotito (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

15 O Calor da Terra 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. 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.

16 No manto e no núcleo a temperatura deve ser uniforme:
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: a 5.000oC Núcleo: 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.

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

18 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.

19 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.

20 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

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

22 Na Bacia do Paraná, onde houve a extrusão de uma grande quantidade de magmas básicos, observa-se uma pronunciada anomalia positiva de gravidade. Anomalias positivas de gravidade podem ser causadas pela presença de rochas de alta densidade próximas da superfície.

23 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.

24 Modelo de compensação isostática de Airy.
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.

25 Modelo de compensação isostática de Pratt.
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.

26 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.

27 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

28 Movimentos verticais da litosfera causados pela adição
Calota de gelo, Sedimentos ou Derrame de basalto A linha pontilhada refere-se à situação de equilíbrio isostático. A linha tracejada indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

29 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 tracejada indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

30 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 tracejada indica como a gravidade varia com a adição ou remoção da carga.

31 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.

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36 Tectônica Global O surgimento da teoria da DERIVA CONTINENTAL revolucionou as ciências geológicas

37 PANGEA A 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.

38 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.

39 Simulação de como seriam a distribuição das geleiras com os continentes juntos.
ENTRETANTO Wegener não consegui explicar algumas questões fundamentais: Que forças seriam capazes de mover os imensos continentes? Como uma crosta continental (rígida) deslizaria sobre a crosta Oceânica (rígida) sem se quebrarem pelo atrito?

40 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 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

41 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.

42 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.

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45 Tectônica Global A LITOSFERA (crostas continental, oceânica + manto superior) é compartimentada por falhas e fraturas profundas, formando 13 PLACAS TECTÔNICAS.

46 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.

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49 Processos Colisionais
Arco de Ilhas Ex : Japão Arco magmático Ex: Andes da América do Sul Ex: Alpes e Himalaia

50 A maioria dos abalos sísmicos e vulcões ativos ocorrem ao longo dos limites convergentes
das placas tectônicas.

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53 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.

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55 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

56 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.

57 Conforme a composição do magma surgem vulcões diferentes

58 Mecanismos de funcionamento de Geiseres, Fumarolas e Fontes Térmicas

59 Plumas hidrotermais ocorrem em zonas de separação de placas.