contributos para o conhecimento da estrutura da terra[1]
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Contributos para o
conhecimento da estrutura
interna da Terra
Contributos para o
conhecimento da estrutura
interna da Terra
Sismologia
Planetologia
Vulcanologia
Contributo da Sismologia para o estudo do
Interior da Terra
Contributo da Sismologia para o estudo do
Interior da Terra
- Características gerais das Ondas Internas;
- Ondas Internas : directas, refractadas e reflectidas;
- Velocidade das ondas internas;
- Superfícies de Descontinuidades;
Profundidade
(km)
Velocidade
(km/s)
Ondas S
Ondas P
6371
5150
2900
700
300
100
30
0
4 8 12
Gráfico que relaciona a
velocidade de propagação (Y)
das ondas internas com a
profundidade (X).
Verifica-se a existência de
variações bruscas de
velocidade .
“ Superfícies” .
Profundidade
(km)
Velocidade
(km/s)
Ondas S
Ondas P
6371
5150
2900
700
300
100
30
0
4 8 12
As “ superfícies “ no interior
da Terra separam materiais de
diferentes composições e
propriedades.
Daí designarem-se por
Superfícies de
Descontinuidades.
Geofísico,
meteorologista e
professor jugoslavo na
Universidade de
Zagreb (capital da
Croácia);
Interessou – se pelo
estudo da estrutura
interna da Terra e pelo
modo como se
propagavam as ondas
sísmicas – face ao
sismo que destruiu
Zagreb a 08 de
Outubro de 1909.
Em 1909 Mohorovicic, observou que :
Crosta
Manto
200 km
Manto
Crosta
Epicentro
- as estações sismográficas mais próximas do
epicentro – cerca de 200km - registavam a chegada de
ondas P ( seguidas de ondas S ).
Então Mohorovicic concluiu que:
Crosta
Manto
200 km
Manto
Crosta
Epicentro
Dois conjuntos de ondas partiram do foco:
A) Um grupo de ondas P e S seguiu um caminho mais
directo entre o foco e a estação - Ondas directas (PA e SA) ;
Crosta
Manto
200 km
Manto
Crosta
Epicentro
Dois conjuntos de ondas partiram do foco:
B) O outro grupo de ondas P e S encontrou outro meio que
desviou a sua trajectória e a sua velocidade – Ondas
refractadas (PB e SB);
Então Mohorovicic concluiu que:
Crosta
Manto
300 km
Manto
Crosta
Epicentro
Mas nas estações sismográficas que se encontravam
localizadas para além dos 200 km ….
- Mohorovicic observou que as ondas refractadas –
Ondas PB e SB foram registadas nos sismogramas em
primeiro lugar e posteriormente ocorreu o registo das
ondas PA e SA – ondas directas.
Sismogramas analisados por Mohorovicic
Crosta
Manto
300 km
Manto
Crosta
Epicentro
Então Mohorovicic propôs a existência:
A) O grupo que seguiu directamente pela crosta (
caminho mais directo) foi registado mais tarde que o
grupo de ondas que se propagou pelo manto (onde
atingiram uma maior velocidade).
D. Moho
Crosta
Manto
300 km
Manto
Crosta
Epicentro
Então Mohorovicic propôs a existência:
B) De uma descontinuidade a separar estes meios – o
registo dos dois grupos distintos de ondas P e S era
consequência da refracção das ondas nesta
descontinuidade.
D. Moho
Crosta
Manto
300 km
Manto
Crosta
Epicentro
D. Moho
Sismólogo ,
meteorologista e
professor catedrático
alemão;
Os seus estudos –
escreveu mais de 300
livros – fizeram dele
um dos criadores da
Escala de Richter;
Efectuou estudos sobre a
propagação das ondas
sísmicas, estudou a
chamada zona de sombra
e a ele se deve o estudo
da superfície que separa
o manto do núcleo;
Em 1913, Gutenberg observou que :
“ Para cada sismo, existe um sector da superfície
terrestre onde é impossível registar ondas sísmicas
directas. “
( 103º)
( 142º)
Trajecto das ondas sísmicas analisado por Gutenberg
Em 1913, Gutenberg observou que :
Depois da Zona de
Sombra apenas as
Ondas P foram
registadas – Ondas
P refractadas - com
uma velocidade
inferior a esperada.
Em 1913, Gutenberg justificou a existência
dessa Zona de Sombra:
“ a ausência do
registo das ondas
sísmicas na Zona
de Sombra, está
associado ao
desvio que as
Ondas P sofrem na
sua trajectória ao
penetrar numa
zona com
características
físicas e químicas
muito diferentes “.
O que demonstra
a existência de
uma superfície
de
descontinuidade
–
Descontinuidade
de Gutenberg
(localizada a
2900 km –
estudos mais
recentes
localizam-na a
2891 km)
Em 1913, concluiu que :
Zona onde
se registam
as ondas P
refractadas
Conclusões
- Para cada sismo há uma Zona de Sombra;
- Na Zona de Sombra não se propagam as Ondas
P e S directas (actividade sísmica é mínima);
- A Descontinuidade de Gutenberg localiza-se a
2891 km de profundidade e separa o Manto
Inferior do Núcleo Externo.
- Como à profundidade de 2900 km, onde se inicia
o núcleo a velocidade das Ondas S anula-se e
sabendo que as Ondas S não se propagam em
meios líquidos, sugere que o núcleo
externamente se encontre nesse estado – líquido.
Especialista
Dinamarquesa em
geofísica;
Sismóloga, cujos
trabalhos foram
reconhecidos no seio
da comunidade
cientifica no estudo de
uma descontinuidade
desconhecida no
interior da Terra –
Descontinuidade de
Lehmann, também
designada de
Descontinuidade de
Lehmann – Wiechert.
Velocidade (km / s)
Superfície
Centro
Pro
fun
did
ad
e (
km
)
“ As Ondas P chocam contra qualquer coisa
dura aos 5150 km. “
Velocidade (km / s)
Superfície
Centro
Pro
fun
did
ad
e (
km
)
“ Analisando o gráfico … verifica-se um
aumento de velocidade de propagação das
ondas P a partir dos 5150 km …
Sabendo que a velocidade das Ondas P é maior
em meios sólidos do que em meios líquidos, é de
supor a existência de um núcleo interno no
estado sólido.
A Descontinuidade de Lehmann separa o
Núcleo externo do Núcleo Interno.
Crosta Manto
Núcleo
externo
Núcleo
Interno
Descontinuidade
de Lehmann
5150 km
Estudos realizados por Lehmann sobre a estrutura interna
da Terra
Síntese:
Profundidade
(km)
Velocidade
(km/s)
Ondas S
Ondas P
6371
5150
2900
700
300
100
30
0
4 8 12
Analisando o
gráfico, verifica-
se que dos 100
km aos 250/ 300
km de
profundidade
ocorre uma
alteração brusca
de velocidade de
propagação das
Ondas sísmicas.
ZONA DE
BAIXAS
VELOCIDADES
Manto
Núcleo externo
Núcleo Interno
Astenosfera
A Zona de Baixas Velocidades, localiza-se no
Manto e designa-se por Astenosfera – onde os
materiais apresentam um comportamento
plástico.
Na Astenosfera as temperaturas já são suficientemente
elevadas para provocar a fusão parcial de alguns
constituintes – mas o estado predominante é o estado
sólido – porque ocorre a propagação das ondas P e S.
Crosta
Manto com camada
de Astenosfera
Núcleo externo
líquido
Núcleo Interno
sólido
Esquema onde se pode verificar a localização
da Astenosfera
Manto
Núcleo externo
Núcleo Interno
Astenosfera
Litosfera
Ao conjunto de rochas suprajacentes à Astenosfera
(rochas da crosta e da parte superior do Manto) dá-se o
nome de Litosfera.
As placas tectónicas são também designadas de placas
litosféricas, dado serem fragmentos da litosfera.
PLACA PLACA
Células
de
convecção
Células
de
convecção
Se observar uma panela de água ao lume, poderá observar como se
comporta as células de convecção:
Frio
Quente
1 – No centro, a água da base da
panela ao atingir determinada
temperatura, sobe verticalmente,
deslocando-se para a superfície
onde a temperatura é menor.
2 – De seguida, a água desloca – se
horizontalmente na superfície,
arrefecendo um pouco, o que
determina a sua descida lateral,
reiniciando-se o ciclo.
3 – Este movimento da água
descreve as chamadas células de
convecção.
São estes movimentos de convecção que geram a força
necessária para arrastar as placas litosféricas.
PLACA PLACA
Células
de
convecção
Células
de
convecção
Contributo da Planetologia para o estudo
do Interior da Terra
Analisando
alguns
corpos do
Sistema
Solar …
Manto
Núcleo
Crosta
Crosta
Manto
Núcleo
Crosta
Manto
Núcleo externo
Núcleo
interno
Manto
Núcleo
Crosta
Manto
Núcleo
Crosta
Manto
Núcleo
Crosta
Crosta
Manto
Núcleo
Crosta
Manto
Núcleo
Analisando os diferentes corpos do Sistema Solar (que não se
encontram à escala )… verificam-se várias semelhanças com o Planeta
Terra, o que evidencia uma origem comum.
Terra
Vénus
Mercúrio
Lua
Marte
Júpiter
Urano Saturno
Meteoritos
Sideritos ou
Férreos Siderólitos
ou
Petroférreos
Aerólitos
ou Pétreos
Sideritos ou
Férreos Siderólitos
ou
Petroférreos
Aerólitos
ou Pétreos
Constituídos por
minerais ricos em sílica
e por uma fracção
mínima de ferro e
níquel.
Constituídos por
porções idênticas de
minerais silicatados e
ferro-níquel.
Constituídos
basicamente por
ferro e níquel.
Sideritos ou
Férreos Siderólitos
ou
Petroférreos
Aerólitos
ou Pétreos
Corresponderiam à
Crusta. Corresponderiam
ao Manto.
Corresponderiam
ao Núcleo.
Sideritos ou
Férreos Siderólitos
ou
Petroférreos
Aerólitos
ou Pétreos
Corresponderiam à
Crusta. Corresponderiam
ao Manto.
Corresponderiam
ao Núcleo.
Devido às características dos meteoritos, os Investigadores pressupõem
que estes corpos são fragmentos de astros que não terminaram a sua
diferenciação!
DE TODOS OS CORPOS DO ESPAÇO
… A LUA É O MAIS EXPLORADO E
ESTUDADO PELO HOMEM …
Desde 1969 foram colocados
estações sismográficas que
têm permitido a recolha de
dados relativos ao interior
deste satélite.
Registam-se neste , em
média, 600 a 3000 sismos
de magnitude nunca
superior a 2
…. experiências
sísmicas realizadas
na Lua têm permitido
deduzir elaborar um
possível modelo da
estrutura interna
deste satélite!
Conclusões :
- A variação da velocidade das ondas P e S sugere
que a Lua se subdivide, internamente em Crusta
(0-60km), Manto (60-1000) e Núcleo (1000-1738
km);
- A Crusta e o Manto serão sólidos (propagação
contínua de Ondas P e S);
- No Manto Superior também se verifica uma Zona
de Baixas Velocidades;
Conclusões :
- Na parte externa do Núcleo a matéria parece
menos rígida, mas não se pode encontrar no
estado líquido uma vez que se verifica a
propagação das Ondas S;
- Ao comparar a estrutura interna da Terra com a a
estrutura interna da Lua pode-se admitir um
processo de formação comum, apesar de haver
diferenças.
Contributo da Vulcanologia para o estudo
do Interior da Terra
Os produtos
expelidos pela
actividade
vulcânica, com
origem no
Interior da Terra
fornecem
bastantes
informações
sobre a
composição
químico -
mineralógica
dos materiais da
geosfera.
… os materiais expelidos por uma actividade vulcânica
contribuem para o conhecimento da natureza dos
materiais do Manto!
Analisando a composição do magma do manto superior …
Óxido de
Magnésio
Óxido de
Ferro
Sílica
Sílica
A rocha cuja composição mineralógica se assemelha a este magma é
o PERIDOTITO .
Olivinas
Piroxenas
Deste modo podemos concluir que o Manto Superior apresenta uma
composição de natureza …
Óxido de
Magnésio
Óxido de
Ferro
Sílica
Contributos para o
conhecimento da estrutura
interna da Terra
Sismologia
Planetologia
Vulcanologia
Existe a Crusta Oceânica
(mais densa, de natureza
basáltica e constituída de
silício e magnésio – SIMA) e
a Crusta Continental (menos
densa, de natureza granítica
e constituída de silício e
alumínio – SIAL).
Modelo da Estrutura Interna da Terra em função da densidade e da
composição química.
O Manto é a parte do interior da Terra que é
de natureza peritotítica (Ferro , magnésio) e
pode ser dividido em Manto Superior e em
Manto Inferior.
Modelo da Estrutura Interna da Terra em função da densidade e da
composição química.
O Núcleo é de natureza essencialmente
metálica (Ferro e Níquel) e pode ser dividido
em Núcleo Interno e em Núcleo Externo.
Modelo da Estrutura Interna da Terra em função da densidade e da
composição química.
Com a ajuda dos teus colegas e do teu professor completa a legenda dos
seguinte esquema!
1- Crosta Continental;
2- Crosta Oceânica;
3- Manto Superior;
4- Manto Inferior;
5- Núcleo Externo;
6- Núcleo Interno;
A- Descontinuidade
de Mohorovicic;
B- Descontinuidade
de Gutenberg;
C- Descontinuidade
de Lehmann;
Existe também outro modelo… Modelo da Estrutura Interna da Terra em
função da rigidez (Estado Físico)
Camada mais superficial,
que se encontra no estado
sólido.
Também conhecida por Zona
de Baixas Velocidades,
encontra-se no estado
plástico, ou seja é
parcialmente líquida.
Camada que se encontra no
estado sólido.
Camada que se encontra em
dois estados, externamente
líquida e internamente
sólida.
Velocidade
(km/s)
Análise conjunta de ambos os modelos em comparação com a
velocidade de propagação das Ondas Sísmicas.
Profundidade
(Km)
Fim!
Autor: André Ferreira