Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra

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1 Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra
Objetivos Modelos Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra S.Terra Histórico Int.Terra Placas Bordas Testes Motor Hot-spots Futuro CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

2 Da supernova ao disco solar Fonte: NGS Ballard 1988
Objetivos A supernova Da supernova ao disco solar Fonte: NGS Ballard 1988 Modelos S.Terra Histórico Int.Terra Placas Bordas Testes Motor Hot-spots Futuro CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

3 Um modelo evolutivo do Hadeano
4,6 a 4,0 Ga - Oceano fundido Afundamento de metais Mais fusão e separação 4,0-3,6 - Fusão e separação Diferenciação do núcleo

4 Evolução da Vida na Terra
Arqueano ao Proterozóico 3,5 Ga a 570 Ma Paleozóico 570 a 350 Ma

5 Escala do Tempo Geológico
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

6 Etapas de Estudo da Dinâmica Terrestre
Geotectônica Períodos históricos Continente-centrista Reúne 3 fases Pré-1850: Etapa de Individualização : Escolas americana e européia : Debate entre Fixistas X mobilistas Período oceânico - pós-revolução dos anos 60 1950-dias atuais Teoria da Tectônica de Placas Modernamente: Tectônica Global CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

7 Origem de Cadeias de Montanhas
National Geographic Magazine, out 2000 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

8 Geotectônica: Fases precursoras
pré-1850: Etapa de Individualização contribuições dispersas Steno (1669): bases da Estratigrafia Von Buch (1824): análise em escala continental : “Escolas” americana e européia Teoria da Contração (1852) Contestada por Suess (1875 a 1916) Teoria Geossinclinal (Dana e Hall) Prenúncios do debate Entre fixistas X mobilistas CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

9 O nascimento de uma hipótese...
Antonio Spider Pelegrini, 1856 Alfred Wegener CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

10 Distribuição de Fósseis

11 Breve histórico - século XX
: Fixistas X mobilistas Teoria Geossinclinal na Europa (Hueg) Hipótese da Deriva Continental Taylor (1910) e Wegener (1912) Convecção no manto (Holmes) 1950-dias atuais: Revolução dos anos 60 Expansão do assoalho oceânico Teoria da Tectônica de Placas ( ) Teoria da Tectônica Global Harry Hammond Hess CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

12 Deriva dos pólos magnéticos da Terra
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

13 Tectônica de Placas Teoria que emergiu no início dos anos 1960
Hipótese da Deriva Continental, formulada por Alfred Wegener Evidências Notável encaixe entre continentes distantes Similaridades na distribuição de fósseis As placas são uma camada externa da Terra, a Litosfera Reúne a Crosta Terrestre e a parte superior do Manto Litosfera é suficientemente fria para se comportar como se fôsse rígida Ocasionalmente a Astenosfera da Terra encontra um lugar na Litosfera para ascender como uma pluma ou hotspot CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

14 A Terra é... um planeta azul
Figuras parcialmente baseadas em: KIOUS, Jacquelyne & TILLING, Robert I This Dynamic Planet: a history of plate tectonics. Washington DC: U.S. Geological Survey (USGS) and the Smithsonian Institution. 77p. URL: CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

15 Parte 3 – Interior da Terra Modelos dinâmicos do interior da Terra
Objetivos Parte 3 – Interior da Terra Modelos dinâmicos do interior da Terra Modelos S.Terra Princípio da Isostasia Variação de espessura Densidades de rochas Fontes de Informação Direta Sondagens profundas Até m, na Península de Kola, Rússia Crosta continental Indireta Métodos geofísicos Histórico Int.Terra Placas Bordas Testes Motor Hot-spots Futuro CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

16 Princípio da Isostasia
Andes e Himalaia Atração gravitacional menor que a esperada para o volume de rocha dessas montanhas Montanhas teriam menor massa que as áreas ao redor? Duas expedições científicas Peru, P. Bouguer ( ) Índia, G. Everest (séc. XIX) CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

17 Densidade de alguns tipos de rocha
Densidade média da crosta continental 2,67 g/cm3 Densidade média da crosta oceânica 2,8 g/cm3 Figuras TEIXEIRA et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, p. CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

18 Modelos Pratt-Airy Explanação Isostasia (1889)
Airy – Variação de espessura Explanação Deficiência de massa abaixo das cordilheiras Igual à massa existente Pratt & Airy (1855) Isostasia (1889) Compensação isostática Equilíbrio isostático da crosta sobre o manto Pratt – Variação de Densidades

19 Compensação isostática
Crosta mais espessa sob grandes cadeias de montanhas Atuação simultânea das variações de espessura e densidade CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

20 Fontes de informação Interior da Terra
Sismológicas Velocidades e padrão de propagação Ondas P: longitudinais, atravessam sólidos e fluidos Ondas L e S: vibração normal à direção Focos sísmicos: profundos ou rasos Zonas de zombra: ondas S não voltam à superfície entre 105o e 141o da origem Gravimétricas Dados de meteoritos Condritos e acondritos CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

21 Vulcanismo Terra Io CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

22 Ondas sísmicas CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

23 Tipos de ondas sísmicas
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

24 Zonas de Sombra Foco sísmico Zona de Sombra Ondas S e P não voltam à superfície entre 103o e 142o da origem CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

25 Origem das zonas de sombra
Zona de sombra Manto 142o Núcleo externo Núcleo interno Foco

26 Velocidade de ondas sísmicas
Crosta Manto Núcleo Sup. ZTr. Inferior Núcleo externo Núcleo interno 15 10 5 Vp Vs V km/s Vs 2000 3000 4000 5000 6000 1000 profundidade (km)

27 Tomografia Sísmica da Terra
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

28 Dimensões, em escala e fora de escala
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

29 Densidade e calor (temperatura)
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1  Incertezas nos modelos distribuição inicial de temperatura quantidade de calor gerado, em função de profundidade e tempo processo de formação do núcleo densidade T oC  T1 5000 4000 3000 2000 1000 T2 2000 3000 4000 5000 6000 1000 profundidade (km)

30 Constituição do Interior da Terra
Crosta Região acima do Moho, espessura 3-80 km Manto: rochas ultramáficas (>70%) e máficas Manto superior: abaixo do Moho, até 400 km Inclui a zona de baixa velocidade sísmica (ZBV) Mesosfera inclui a parte inferior da zona de transição e manto inferior Zona de transição: entre 400 a 1000 km Manto inferior: de 1000 até a descontinuidade de 2898 km Núcleo: mistura dos elementos Fe e Ni, com V e Co Núcleo externo: estado físico similar a líquido Entre 2898 (+ 4 km) e 5200 km Núcleo interno: um sólido no limite de fusão? CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

31 Meteoritos: Fontes de dados sobre o Interior da Terra
Condritos – Terra inteira Meteoritos Ferrosos Similares ao Núcleo CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

32 Corte até o núcleo 1000 2000 3000 4000 5000 6000 CROSTA América do Sul
1000 km América do Sul África Descontinuidade de Mohorovicic LITOSFERA 1000 ASTENOSFERA 2000 MANTO 3000 Descontinuidade de Gutenberg 4000 NÚCLEO EXTERNO 5000 Corte até o núcleo Profundidade (km) NÚCLEO INTERNO 6000

33 Modelo do campo magnético
CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

34 Campo magnético CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

35 Corte esquemático América do Sul África Cadeia médio-atlântica Andes
Oceano Pacífico África MANTO 500 CROSTA 1000 LITOSFERA Descontinuidade de Moho Profundidade (km) Manto Superior MANTO ASTENOSFERA 1000 Z.Transição Escala horizontal (km) (grande exagero vertical) MESOSFERA

36 Principais limites internos
Descontinuidade Moho (Mohorovicic) Aumento abrupto de velocidade das ondas-P (+ 6,6 km/s para + 8,0 km/s) e mudanças de fase Descontinuidades no manto e núcleo 670 km: mudança composicional ou de fase? 2900 km (Gutemberg): desaparecem ondas-S Núcleo interno: de 5200 km até o centro da Terra Moho Continentes Oceanos Profundidade 30 a 50 km (até 80) 10 a 12 km Precisão do limite 0,5 a 1 km 0,1 km Temperaturas 500 a 700oC 150 a 200oC

37 Hipóteses sobre convecção no Manto: uma ou duas camadas?
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38 Motor eficaz, movido a calor interno
No início: Diferenciação associada ao magmatismo Litosfera Fria, uma pálpebra situada na parte superior Convecção no Manto Estado sólido na maior parte Fusão rasa por descompressão adiabática CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas