contributos para o conhecimento da estrutura da terra[1]

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