métodos de estudo para o interior da geosfera [modo de compatibilidade]
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Açores
� O Arquipélago dos Açores é considerado um
“Laboratório Geológico”.
� Actividade 1 – página 160
Métodos de Estudo
Métodos de Métodos de EstudoEstudo
DirectosDirectos
Baseados na Baseados na observação observação
directadirecta
IndirectosIndirectos
Baseados em Baseados em cálculos e cálculos e
teoriasteorias
Métodos de Estudo
Métodos DirectosMétodos Directos
Observação e Observação e estudo directo estudo directo da superfície da superfície
visível visível
Exploração de Exploração de Jazigos Jazigos
Minerais em Minerais em minas e minas e
escavaçõesescavações
Sondagens Sondagens Magmas e Magmas e XenólitosXenólitos
Páginas161 e 162
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Observação e estudo directo da
superfície visível
Calçada do Gigante
Exploração de Jazigos Minerais
em minas e escavações
Minas de S. Domingos
Sondagens
Navio perfurador Glomar Challenger
Sondagens� Os furos que ultrapassam os -1500 a -1700 metros são
designados furos ultraprofundos.
� A maior perfuração foi realizada na Rússia, em Kola, até uma profundidade de 12 km.
� As perfurações envolvem problemas complexos:
� Aspecto económico: são extremamente dispendiosas.
� Aspecto técnico: devido às elevadas temperaturas os materiais utilizados na perfuração têm, simultaneamente, de ser resistentes a essas temperaturas e suficientemente leves para serem manejados.
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Magmas e Xenólitos Magmas
� Os vulcões lançam para o exterior materiais
oriundos de profundidades. Estudando as características dos magmas, os cientistas inferem das condições do ambiente em que foram gerados, isto é, as condições de temperatura, de pressão e de composição do
manto.
Xenólitos
� O magma na sua ascenção arranca
fragmentos das rochas encaixantes –xenólitos – que são muitas vezes fragmentos do manto terrestre que fornecem dados para o conhecimento dessa zona da Terra.
Métodos de Estudo
Métodos Métodos IndirectosIndirectos
PlanetologiaPlanetologia e e AstrogeologiaAstrogeologia
Métodos Métodos GeofísicosGeofísicos
GravimetriaDensidade Terrestre
Geomagnetismo Sismologia Geotermismo
Páginas163 a 171
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Planetologia e Astrogeologia
� As técnicas
utilizadas na estudo
de outros planetas
do sistema solar
podem ser usadas
no estudo da Terra.
Planetologia e Astrogeologia
� O estudo dos
meteoritos tem
permitido confrontar
a natureza e a
composição desses
meteoritos com
diferentes zonas
que se admite
constituírem o
interior do globo
terrestre.
Planetologia e Astrogeologia
� Aplicando leis físicas foi
possível determinar a
massa da Terra;
� Através de satélites foi
possível determinar o
volume e o diâmetro;
� A partir da massa e do
volume determinou-se a
densidade.
Métodos Geofísicos
� A geofísica é uma ciência que combina osprincípios da física e da matemática com ouso de instrumentos de medição muitoprecisos para determinar as propriedadesfísicas da Terra, nomeadamente do seuinterior.� Gravimetria
� Densidade Terrestre
� Geomagnetismo
� Sismologia
� Geotermismo
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Gravimetria
� Qualquer corpo situado à superfície da
Terra experimenta uma força (F) de
atracção para o centro da Terra. Esta
força chama-se força gravítica e varia
na razão directa das massas e na razão
inversa do quadrado da distância ao
centro da Terra.
� A força da gravidade pode ser
determinada por gravímetros.
Gravímetros
� Aparelhos de precisão
que permitem executar
medições do valor da
aceleração e a sua
sensibilidade permite
verificar a existência
de variações, em
função da latitude, da
altitude e da natureza
geológica dos locais
considerados.
Gravimetria
� G = constante de
gravidade
determinada em
laboratório
� m = massa do corpo
� M = massa da Terra
� R = raio terrestre
2
.
R
MmGF =
Gravimetria
� Na superfície da Terra, existem elevações, cadeias montanhosas, regiões planas e grandes depressões, como os fundos dos oceanos. Para além disso, o raio terrestre equatorial é maior do que o raio polar. Por estes motivos a atracção gravítica varia de zona para zona.
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Gravimetria
� A força gravítica varia na superfície da
Terra porque esta não é lisa e regular �
Há necessidade de introduzir factores
de correcção (G) na fórmula, relativos à
altitude, latitude, presença de acidentes
topográficos, etc.
2
.
R
MmGF =
� Após a introdução
destas correcções
seria de esperar que
a força gravítica
fosse igual para
toda a superfície
terrestre, como se
fosse regular.
� Mesmo assim, existem zonas em que a
fórmula não funciona
� Anomalias Gravimétricas = anomalias
na gravidade devido à presença de
corpos rochosos com diferentes
densidades no interior da crosta.
Anomalias Gravimétricas
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Convencionalmente…
� Força gravítica = 0, ao nível da água
do mar
� Força gravítica <0 – anomalia
gravimétrica negativa
� Força gravítica >0 – anomalia
gravimétrica positiva
Anomalias gravimétricas
� As anomalias são devidas, por exemplo, à
presença de corpos rochosos com diferentes
densidades no interior da crosta.
Que podem revelar as anomalias gravimétricas?
1. Relacione a variação da força gravítica com a distância à área situada acima do doma de sal-gema.
2. Como interpreta a variação referida anteriormente?3. Quais as principais diferenças entre as duas situações
consideradas?
4. Faça corresponder as expressões anomalia gravimétrica positiva e anomalia gravimétrica negativa às situações consideradas.
5. Actividade 2 – página 164
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� Proximidade de um doma desal-gema
� Força gravítica diminui �
Anomalia gravimétricanegativa.
� Rochas com baixadensidade têm baixa forçagravítica.
� Método utilizado para saberonde há petróleo porque osdomas salinos estãonormalmente associados ajazigos de petróleo.
� Proximidade de umaintrusão magmática
� Força gravítica aumenta� Anomaliagravimétrica positiva.
� Materiais com elevadadensidade têm elevadaforça gravítica.
� Método utilizado paralocalizar jazigos deminerais densos como oferro.
� Através do estudo de anomalias gravimétricas é possível detectar a localização de materiais de diferentes densidades, ainda que esses materiais se encontrem a certa profundidade.
� A gravimetria é o método utilizado na prospecção mineira e de petróleo.
� Ao nível das grandes cadeias montanhosas existem anomalias gravimétricas negativas, mesmo que se entre em consideração com factores de correcção correspondente à altitude.
Nas cadeias montanhosas… Nas cadeias montanhosas…
� As anomalias negativas são explicadas
porque debaixo dessas montanhas
existem raízes formadas por rochas
pouco densas. Essas raízes são muito
maiores do que a zona saliente e
mergulham profundamente no manto
mais denso.
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Densidade Terrestre
� Densidade global da Terra = 5,5
� Densidades das rochas da superfície terrestre = 2,8
� Deduz-se então que no interior da Terra devem existir materiais de densidade muito superior no interior do planeta.
Densidade Terrestre Geomagnetismo
� A Terra tem um
campo magnético
invisível mas que
faz sentir a sua
acção. (Exemplo:
orientação da
agulha magnética
da bússola)
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Como se gera o campo
magnético?
� Hipótese mais aceite:
� O material constituinte do núcleo externo, no estado líquido, encontra-se em movimento de rotação criando uma corrente eléctrica, a qual, por sua vez, estará na origem do campo magnético terrestre.
� O núcleo deverá ser composto por um material condutor de electricidade –composição metálica.
Influência do Campo Magnético
� Certas rochas, como o basalto, são ricas em
minerais ferromagnéticos. Durante o arrefecimento
do magma que as originou formam-se cristais que
crescem nesse magma e que podem ficar
magnetizados instantaneamente quando a
temperatura desce abaixo de um certo valor,
chamado ponto de Curie.
� Conceito: página 167
Cristais são “ímanes fósseis”
� Os Cristais apresentam polaridade igual à do campo magnético terrestre na altura em que se formaram e conservam essa polaridade desde que não sejam aquecidos acima do ponto de Curie.
Cristais são “ímanes fósseis”
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� Os minerais ferromagnéticos das rochas
sedimentares também mantêm
conservam, no momento de
sedimentação, a polaridade do campo
magnético na altura da sua formação.
Paleomagnetismo
� Campo Paleomagnético – é o campo
magnético que fica registado nas
rochas.
� Paleomagnetismo – é a Ciência que
estuda os campos paleomagnéticos
� O estudo das
propriedades magnéticas
de amostras de basalto
retiradas dos fundos
oceânicos mostram que o
campo magnético da Terra
experimentou inversões
várias.
Inversão do Campo Magnético
� Durante a inversão do campo magnético, o
pólo magnético que estava próximo do
pólo Norte moveu-se para uma posição
perto do pólo Sul e vice-versa.
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� Polaridade
� Normal – Rochas com polaridade idêntica à actual (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Norte Geográfico)
� Inversa – Rochas com polaridade inversa à normal (Pólo Norte Magnético próximo do Pólo Sul Geográfico)
� Análise da imagem 13, página 168
Ficha de
Trabalho
� As faixas com anomalias alternadamente
positivas e negativas correspondem a porções da
crosta oceânica de idades diferentes, formadas
em diferentes períodos de polaridade,
respectivamente normal e inversa do campo
magnético terrestre.
Como se mede o Campo Magnético
“fossilizado” das rochas?
� Magnetómetro – aparelho que permite medir a intensidade dos campos magnéticos e determinar a direcção e sentido do campo magnético “fossilizado” nas rochas.
� Nas zonas com polaridade normal ���� Anomalia Magnética Positiva
(Campo Magnético actual + Campo Magnético Fossilizado)
� Nas zonas com polaridade inversa ���� Anomalia Magnética Negativa
(Campo Magnético actual – Campo Magnético Fossilizado)
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Importância do geomagnetismo
� O geomagnetismo é importante porque:� A existência do campo magnético terrestre apoia o
modelo sobre a composição e as características físicas do núcleo terrestre;
� O paleomagnetismo fornece informações sobre o passado da Terra pois:
○ Regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre;
○ Apoia a hipótese da deriva continental e da formação dos fundos oceânicos a partir do rifte;
○ Permite tirar ilações sobre a posição dos continentes relativamente aos pólos magnéticos;
○ Permite determinar a latitude geográfica que a rocha em estudo ocupava no momento da sua formação.
Sismologia
� Muito do conhecimento do interior da Terra proveio do estudo do comportamento das ondas sísmicas que se propagam através do Globo.
� Se a Terra fosse homogénea, a velocidade das ondas sísmicas deveria manter-se constante em qualquer direcção e a trajectória dos raios sísmicos seria rectilínea.
Sismologia
� Na Terra real, a velocidade das ondas sísmicas experimenta alterações, as ondas são desviadas e algumas deixam de propagar-se a partir de certa profundidade.
� Estes acontecimentos fornecem informações sobre a constituição e as características do globo terrestre.
� Página 163
Geotermismo
� Gradiente Geotérmico: taxa de variação da temperatura com a profundidade, ou seja, aumento da temperatura por km de profundidade.
� Determinações feitas em minas e sondagens, até às profundidades possíveis de atingir, mostram que a temperatura aumenta com a profundidade.
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� Para zonas inacessíveis, a determinação da temperatura é feita com base em cálculos indirectos.
� Nas determinações directas verificou-se que a temperatura aumenta 30ºC /km, isto é, 1ºC em cada 33 a 34 metros de profundidade.
� Grau Geotérmico: número de metros que é necessário aprofundar para que a temperatura aumente 1ºC.
Variação da Pressão e
Temperatura
� Gradiente
Geobárico: taxa de
aumento da pressão
com a profundidade
� Actividade 3 –
página 170
� O calor interno da Terra é o motivo da actividade do nosso planeta e vai-se libertando continuamente através da superfície. A dissipação de calor é constante e denomina-se fluxo térmico, que é avaliado pela quantidade de calor libertada por unidade de superfície e por unidade de tempo.
� O fluxo térmico tem um valor muito superior ao somatório das energias de todos os processos sísmicos, vulcânicos e tectónicos da Terra. Em alguns casos esse fluxo é perceptível e espectacular, como acontece nas zonas vulcânicas e fontes termais. Na generalidade porém, não nos apercebemos dessa libertação do calor interno, devido à baixa condutibilidade térmica da crosta terrestre, que determina uma dissipação extremamente lenta.
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Modelos da Estrutura Interna da
Terra
Modelo QuímicoModelo Físico
Modelo Físico
Modelo QuímicoComparação Modelo Químico e
Físico