1A estrutura da Terra

Prof. Eder C. Molina

IAGUSP

http://www.iag.usp.br/~eder/deriv.ppt

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• Raio médio: 6.371 km• Densidade média: 5,5 g cm-3

• Massa: 5,976 x1024 kg• Temperatura superficial média: 15o C• Pressão atmosférica média na

superfície: 1.013 mbar• Aceleração de gravidade média no

equador: 9,78 m s-2

A estrutura da Terra

3A estrutura da Terra

• Estrutura estratificada, descoberta apartir de dados de sismologia.

• Densidade média das rochas dasuperfície: 2,7 g cm-3 (muito menorque a densidade média do planeta).

• Deficiência de determinadoselementos químicos nas rochas dasuperfície sugerem que deve haverenriquecimento destes elementosnas camadas inferiores.

• Cálculos de momento de inércia daTerra indicam a presença dematerial mais denso nas camadasinternas da Terra.

4A estrutura da Terra• As descontinuidades nas velocidades das ondas sísmicas indicam a presença de

camadas na Terra.• Descontinuidade de Mohorovicíc (Moho): profundidade de algumas dezenas de

km (38 a 40 km) sob os continentes, e alguns km (6 a 8 km) sob os oceanos.Esta descontinuidade caracteriza a CROSTA terrestre.

5A estrutura da Terra• A partir da base da crosta, e atingido a profundidade de 2.900 km, encontra-

se uma camada composta por silicatos, denominada MANTO.• A parte superior do manto e a crosta sobrejacente constituem a

LITOSFERA, a camada externa rígida que varia de 70 a 100 km deprofundidade nos oceanos, e de 100 a 150 km de profundidade nas regiõescontinentais.

6A estrutura da Terra• A partir da base da litosfera, com espessura de aproximadamente 150 km,

encontra-se uma camada menos rígida, em estado parcialmente fundido, quepode ser considerada como um fluido muito viscoso para esforços de longointervalo de tempo, chamada ASTENOSFERA.

• Os limites superior e inferior da astenosfera não são bem definidos, mas aastenosfera atinge em média a profundidade de 670 a 700 km.

7A estrutura da Terra• A partir da base da astenosfera, temos o manto inferior, ou MESOSFERA,

que é uma camada composta basicamente por óxidos de ferro e magnésio esilicatos ferromagnesianos.

• A mesosfera se apresenta em estado semi-sólido (comportamento plástico), epossui composição homogênea em sua maior parte.

8A estrutura da Terra

• Próximo da interfacemanto/núcleo encontra-se umacamada de aproximadamente150 a 200 km de espessura,denominada camada D’’,detectável pela sismologia, queapresenta aspectosinteressantes, como variaçãolateral de velocidades(sugerindo estruturalateralmente heterogênea) emextensões comparáveis aoscontinentes e oceanos dasuperfície.

9A estrutura da Terra• A camada D’’ deve ser a fonte do

material que origina as plumas,intimamente ligada aos pontosquentes (hotspots) verificados nasuperfície terrestre.

• Esta camada tem um papelimportante nos processosgeodinâmicos por ser a fonte domaterial da plumas, e por suaspropriedades térmicas, que podeminfluenciar o transporte de calor apartir do núcleo, e afetar osprocessos que geram o campogeomagnético.

10A estrutura da Terra• O núcleo terrestre deve ter sido

formado por migração doselementos mais densos para ointerior terrestre, com ascenção dossilicatos menos densos para aregião superficial.

• Estudos da composição dosmeteoritos e do comportamento dasligas metálicas a altas pressões etemperaturas têm fornecidoimportantes indicações sobre aprovável composição ecomportamento desta região.

• O núcleo terrestre tem uma parteexterna fluida, e uma parte internasólida.

11A estrutura da Terra• O núcleo externo vai de

aproximadamente 2.900 km até aprofundidade de 5.150 km. Suaconstituição é de Fe (quase 90%),Ni (pouco menos de 10%), epequenas quantidades de Si, S e O.

• O núcleo externo é fluido, comuma viscosidade semelhante à daágua. Assume-se que sejahomogêneo, devido à convecção erotação terrestre.

• O material do núcleo deve estar sesolidificando, incorporando-se aonúcleo interno, e deixando osmateriais menos densos no núcleoexterno.

12A estrutura da Terra• O núcleo interno é sólido,

apresentando composição similar àdo núcleo externo (Fe, Ni, S, Si,O).

• Existe a possibilidade do núcleointerno não ser completamentesólido, mas ser uma mistura defases sólidas e líquidas a umacondição de temperatura e pressãomuito próxima da necessária para asolidificação.

• Os processos de convecção einteração no núcleo terrestre sãofundamentais para a geração docampo geomagnético e processosgeodinâmicos.

13A estrutura da Terra• A condição rúptil da litosfera

permite que parte desta sofraruptura quando um grande esforçoé aplicado. Esta ruptura origina aliberação instantânea de umagrande quantidade de energia, queorigina ondas elásticas que sepropagam por toda a Terra,conhecida por TERREMOTO.

• Os terremotos não estãodistribuídos igualmente em todas asregiões, tendendo a se concentrarem faixas estreitas, geralmenteassociadas à presença de atividadevulcânica, chamadas zonassismogênicas.

14A estrutura da Terra• Sismos ocorridos entre 1975 e 1995

15A estrutura da TerraAs principais zonas sismogênicas são:• O “cinturão do fogo” do Pacífico;• O cinturão sinuoso que vai desde Açores, passando pelo norte da África,

chegando ao sudeste da Ásia;• O sistema mundial de cadeias oceânicas.

16A estrutura da Terra• As zonas sismogênicas dividem a litosfera em placas; as bordas destas placas

são delimitadas por atividade sísmica intensa, podendo ser acompanhada deatividade vulcânica.

• A interação entre as placas litosféricas dá origem ao processo denominadoTECTÔNICA DE PLACAS.

• O movimento relativo das placas pode atingir velocidades de alguns cm/ano.

17A estrutura da Terra• Existem 12 placas principais, e várias placas menores.

18A estrutura da TerraAs bordas de placas podem ser de 3 tipos, definidos pelo tipo de processo

tectônico ativo:• margens construtivas, onde as placas sofrem acresção;• margens destrutivas, onde uma ou mais placas são consumidas;• margens conservativas, onde há o deslocamento relativo entre as placas.

19A estrutura da TerraMargens Construtivas (centros

de espalhamento)

• Nas dorsais oceânicas, há umacontínua separação entre duasplacas, com acréscimo dematerial proveniente do mantoàs bordas das placas. É umaregião de constante separaçãoentre as placas, injeção denovo material e crescimentolateral das placas.

Imagem computadorizada da dorsalmeso-oceânica

20A estrutura da TerraMargens Destrutivas (convergência de placas)

• Local onde duas placas colidem, havendo a subducção de uma delas. A elasestão associados os sismos que ocorrem em trincheiras oceânicas profundas,arcos de ilhas e cinturões de montanhas.

Vista da região chilena,com as elevaçõesformadas pela colisãoda placa do Pacífico e aplaca Sul Americana

21A estrutura da TerraMargens Destrutivas (convergência de placas)

• Na colisão entre duas placas continentais, há um espessamento da crosta eformação de grandes cadeias de montanhas, geralmente com poucovulcanismo associado. A densidade similar das duas placas dificulta oprocesso de subducção.

A colisão entre duasplacas continentais dáorigem a grandescadeias de montanhas,como é o caso dosHimalaias

22A estrutura da TerraMargens Destrutivas (convergência de placas)

• Na colisão entre uma placa continental e uma placa oceânica, a placa oceânicasofre subducção por ser mais densa. A liberação da água presente na placadescendente em grandes profundidades acarreta vulcanismo, que vai seassociar com a criação de cadeias de montanhas pela colisão das placas.

A colisão entre umaplaca continental e umaplaca oceânica gera umarco vulcânico, porprocessos magmáticosassociados à subducçãoda placa oceânica.

23A estrutura da TerraMargens Destrutivas (convergência de placas)

• Na colisão entre duas placas oceânicas, a liberação da água presente na placadescendente gera o vulcanismo responsável pela formação de arcos de ilhas.Este tipo de margem destrutiva apresenta sismicidade elevada.

A colisão entre duasplacas oceânicas geraum arco de ilhas, porprocessos magmáticosassociados à placadescendente.

24A estrutura da TerraMargens Conservativas (deslocamento

relativo entre placas)

• As falhas transformantes são estruturaspresentes nas dorsais oceânicas, queconectam dois segmentos da dorsal.Podem também conectar segmentos dezonas de subducção, mas o caso maisfrequente é nas cadeias oceânicas. Nestetipo de margem de placa, não há criaçãoou destruição de placa, há apenas odeslocamento relativo entre duas placas.

As falhas transformantes deslocamsegmentos das dorsais oceânicas