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

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

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

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

Escala do Tempo Geológico CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

Etapas de Estudo da Dinâmica Terrestre Geotectônica Períodos históricos Continente-centrista - 1760-1960 Reúne 3 fases Pré-1850: Etapa de Individualização 1850-1910: Escolas americana e européia 1910-1950: 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

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

Geotectônica: Fases precursoras pré-1850: Etapa de Individualização contribuições dispersas Steno (1669): bases da Estratigrafia Von Buch (1824): análise em escala continental 1850-1910: “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

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

Distribuição de Fósseis

Breve histórico - século XX 1910-1950: 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 (1968...) Teoria da Tectônica Global Harry Hammond Hess CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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

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

A Terra é... um planeta azul Figuras parcialmente baseadas em: KIOUS, Jacquelyne & TILLING, Robert I. 1994. This Dynamic Planet: a history of plate tectonics. Washington DC: U.S. Geological Survey (USGS) and the Smithsonian Institution. 77p. URL: http://pubs.usgs.gov/publications/text/index.html CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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 12.262 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

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 (1735-1745) Índia, G. Everest (séc. XIX) CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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, 2000. 568p. CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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

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

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

Vulcanismo Terra Io CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

Ondas sísmicas CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

Tipos de ondas sísmicas CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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

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

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)

Tomografia Sísmica da Terra CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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

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)

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

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

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

Modelo do campo magnético CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

Campo magnético CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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

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

Hipóteses sobre convecção no Manto: uma ou duas camadas? CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas

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