Estrutura Interna da Terra

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Estrutura Interna da Terra: principais i ti investigaes

Meteortica (planetologia comparada + Lua)Propriedades do campo magntico e gravitacionalSismologiaSismologiaDensidade das rochas (f. composio qumica e presso).presso).Evidncias geolgicas superficiaisFluxo trmico (gradiente de calor vs. condutividade termal das rochas)

Domnios internos detectados pelas ondas ssmicas e 2

o os te os detectados pe as o das s s cas eestudos experimentais (densidade das rochas).

Camadas Principais da TerraCamadas Principais da Terracrostacrosta

Manto (slido)

Ncleo externo (l id )(lquido)

Ncleo interno (slido)

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(slido)

Zoneamento Qumico da TerraZoneamento Qumico da TerraFuno: gravidade, abundncia de elementos, caractersticas

qumicas dos compostos 99% da massa terrestre so 8 elementos: Fe, O, Si, Mg,

i l ( )Ni, S, Ca, Al, outros (< 1%). 90% da Terra so 4 elementos: Fe, O, Si, Mg Crosta: xidos e silicatos leves de Ca, Na, K (+U,

Th). Estes fundem-se em temperaturas mais baixas ( 00 1000 0C)(700-1000 0C).

Manto: silicatos pesadosde Fe, Mg: ponto de fuso i l d C d i l imais elevado. Corresponde a um isolante trmico em

relao ao ncleo.N l F ( Ni)

4 Ncleo: Fe (+Ni).

SismologiaSismologia

estudo da propagao das ondas ssmicas noestudo da propagao das ondas ssmicas no interior da Terra

Ondas ssmicas: ondas elsticas de corpo ou de superfciede supe c e

As velocidades de propagao so funo da p p g elasticidade, rigidez e densidade dos materiais

rochosos (dependente da composio qumica e t t i t li )estrutura cristalina).

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Os dois tipos principais de ondas ssmicas so:- Ondas P - movimentam as partculas do solo comprimindo-

as e dilatando-as. O movimento das partculas paralelo direo de propagao da onda O som uma onda P direo de propagao da onda. O som uma onda P.

- Ondas S - movimentam as partculas do solo perpendicularmente direo de propagao da ondaperpendicularmente direo de propagao da onda.

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ondas ssmicas

Onda P, longitudinal

Onda S transversalOnda S, transversal

O d fi i iOndas superficiais:

RayleighRayleigh

Love

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Ondas ssmicas de corpo: P e S

P ondas primrias, longitudinais (como as ondas sonoras), compressivas; mais rpidas

S ondas secundrias, transversais (como as ondas luminosas) distorsivas (cisalhamento);ondas luminosas), distorsivas (cisalhamento);

mais lentas

A propagao da onda elstica provoca uma deformao no corpo, que em seguida

t b l t d i i i l restabelece seu estado inicial, a no ser que haja ruptura.

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Estrutura Terrestre vs. ondas ssmicasBase: diferentes caractersticas de propagao das ondas p e s nos materiais

rochosos. Evidenciam mudanas na densidade. C S i C i f i d i id d d C dCrosta Superior vs. Crosta inferior: descontinuidade de Conradp (6,2 7,0 km/s), s (3,63,8 km/s)Crosta - Manto: descontinuidade Mohorovicic (1909)Crosta Manto: descontinuidade Mohorovicic (1909)p (8,6 km/s8,15km/s), s (4,8 km/s4,7km/s).Sinuosa, dependente do tipo da crosta sobrejascente. Na cadeia meso-ocenica a

Moho praticamente aflora.Manto Superior vs. Manto Inferior (960km): descontinuidade Repettip (98 km/s) s (5 54 5 km/s)p (98 km/s), s (5,54,5 km/s).2900 km: descontinuidade de Gutembert-Wiechert (1914)Ondas p diminuem em velocidade (148km/s). Ondas s tornam-se muito p ( )

fracas.Interfacie com um Ncleo de alta densidade (Ni, Fe). Domnio slido pastoso-

lquido at 3400 km de profundidade10

lquido at 3400 km de profundidade.

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Estrutura do Interior da Terra

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E t t I t T tEstrutura Interna TerrestreConcepo geodinmica

Litosfera (rgida):Sob os oceanos (70-100 km);Nos continentes (100-400 km).

Astenosfera (dctil): fonte principal dos magmas. Domnio onde ocorrem as correntes de conveco.

Debate atual: tamanho das clulas convectivas (manto inteiro; Debate atual: tamanho das clulas convectivas (manto inteiro; manto superior vs. manto inferior; base do manto superior e fluxo ascendente estacionrio.

Apoio Tectnica Global: movimento das placas litosfricas.

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Estruturao do planetaTransformao de um corpo originalmente homogneo para um corpo diferenciado

em compostos qumicos

Crosta ocenica: profundidade mdia (5-7 km)f did d di ( k )Crosta continental: profundidade mdia (35-40km)

Litosfera: profundidade mdia 70-100 km (inclui a crosta e parte do mantosuperior)p )

Astenosfera: profundidade mdia 70-250 km (manto superior)Zona de transio: profundidade mdia 350-700 km (manto superior)Manto Inferior: profundidade mdia 700-2900 kmNcleo Externo (lquido) : profundidade mdia 2900-4980 kmNcleo Interno (slido): profundidade mdia 4980/5100 6370 kmNcleo Interno (slido): profundidade mdia 4980/5100 6370 km

Manto slido, mas na escala do tempo geolgico pode comportar-se como

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, p g g p plquido. Os diferentes tipos de crosta esto em equilbrio hidrosttico com o manto que muito mais denso

Crosta: continental (espessa, composio rochosa de baixa densidade) e ocenica (mais fina, geoquimicamente mais densa; 3 camadas). Ajustesisostticos em funo da dinmica das correntes de conveco;

Manto (83% do volume da Terra): maior densidade que a crosta, porm com variaes internas. H tambm diferente comportamento (rgido e plstico) dos seus materiais.Contm rochas ricas em silicatos de magnsio e ferro, entre elas: Peridotitos e Eclogitos. H vrias subdivises identificadas pelas ondas ssmicas (ex., zonaD; irregular). a fonte principal dos magmas.; g ) p p g

Ncleo (1/3 da massa da Terra) : i) externo (bloqueio das ondas s, no hfrico (rigidez nula) - comportamento similar aos fluidos; ondas p propagam-se como onda compressiva); ii) interno (slido). Composiespropagam se como onda compressiva); ii) interno (slido). Composiesdefinitivas fundamentadas em estudos astronmicos, dados laboratoriais e dados ssmicos. Material muito denso da prpria diferenciao original do protoplaneta, compatvel com abundncia no universo (Fe). Extrapolaes com p p , p ( ) p base no estudo de meteoritos. Estrutura anisotrpica em condies extremas de P, T: cristais de Fe alinhados preferencialmente em uma mesma direo(influncia do campo magntico terrestre, ou pelas tenses da prpria rotao).

15Ondas P propagam-se mais rapidamente na direo N-S do que E-W.

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elementos maiores : em geral > 1% pesoSiO2 Al2O3 FeO* MgO CaO Na2O K2O H2OSiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O H2O

elementos menores : em geral entre 0,1 - 1% pesoTiO M O P O COTiO2 MnO P2O5 CO2

elementos traos: em geral < 0,1% peso

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Recursos Recursos Recursos minerais noRecursosminerais

metlicos

Recursosenergticos

Recursos minerais nometlicos

Metais Combustveis Combustveisabundantes

Fe, Al, Mn, Ti,Si, Mg

fsseiscarvo, petrleo, gs

natural, folhelhobetuminoso

fsseismatria prima para

plsticos

Metais rarosCu, Pb, Zn, Sn,Au, Ag, Pt etc.

COMBUSTVEISNUCLEARES

U, Th, Li, De

MINERAIS PARA A INDSTRIAQUMICA, FERTILIZANTES,

REFRATRIOS E PIGMENTOSETC.ETC.

Sal, fosfato, S, nitratos etc.

Calor da Terraenergia geotrmica

Materiais de construocimento, argila, areia,

Classificao d

energia geotrmica cimento, argila, areia,cascalho, gipso, (asbesto)

etc.

Energia solar gua

dosrecursos minerais

ecursos dgua, ventos,correntes ocenicas,ondas, luz solar etc.

lagos, rios, guasubterrnea

M S l

energticos

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Marsenergia de mars

Solosagricultura, construes