A Fisica do Ambiente

02 capítulo

Explorando a estrutura e a dinâmica interna do nosso planeta

EIXOS ESTRUTURANTES DO CAPÍTULO: –

Estimular a análise crítica da formulação do conhecimento científico sobre a estrutura e a dinâmica interna da Terra.

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Relacionar esses conhecimentos com os fenômenos naturais dos vulcões, terremotos e tsunamis.

Se pudéssemos ver o interior do nosso planeta, descobriríamos que ele é feito de diversas camadas e cada uma possui composição, condições físicas e dinâmicas próprias. Neste capítulo, vamos explorar a estrutura e o comportamento do interior da Terra. A postos para a viagem? Alerta de spoiler: vai ser quente!

©Wikimedia Commons

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM:



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Explorar a estrutura interna do planeta e suas condições físicas (composição, densidade, temperatura, entre outros).

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Explorar a dinâmica das camadas internas da Terra a partir dos conhecimentos da Termodinâmica.

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Conhecer o método científico responsável pela construção do conhecimento sobre a estrutura interna da Terra.

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Conhecer os movimentos litosféricos horizontal e vertical e seus produtos.

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Apresentar os conhecimentos físicos que embasam a ciência da Sismologia.



aqui Acesse ula. a a video

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Explorando a estrutura e a dinâmica interna do nosso planeta

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1. Como é o interior do nosso planeta? O planeta em que vivemos é o terceiro mais próximo do Sol e um dos quatro com composição completamente rochosa no Sistema Solar. Ou seja, não estamos nem tão perto e nem tão longe de nossa estrela e habitamos uma pequenina esfera rochosa que orbita o Sol há pouco mais de 4,5 bilhões de anos. Nesta unidade, em que estudamos os fenômenos naturais, começaremos a conhecer aqueles relacionados com a geofísica do nosso planeta. Para isso, precisamos primeiramente mergulhar em seu interior e conhecer sua estrutura e sua dinâmica. A Terra é um corpo rochoso e, de forma geral, sólido, dividido internamente em três camadas principais: crosta, manto e núcleo. Cada uma dessas camadas tem composição e condições físicas próprias, por isso conseguimos distingui-las, inclusive em seu interior.

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Camadas encontradas no interior da Terra.

A camada mais externa do nosso planeta é a crosta terrestre. Ela encontra-se em estado sólido e é tão fina em relação às outras camadas que, se compararmos a Terra a uma maçã, teria a espessura da sua casca. Por isso, apesar de parecer resistente, a crosta terrestre é bastante frágil, sendo fraturada e deformada constantemente. A crosta pode ser dividida em dois tipos. Chama-se de crosta oceânica a porção mais fina (cerca de 7 km de espessura), formada sob os oceanos e de composição majoritariamente basáltica (rocha de cor escura rica em ferro e magnésio). Já a crosta continental corresponde à parcela onde se encontram os continentes, tem espessuras maiores (entre 30 e 70 km) e composição granítica (rocha de cor clara composta por sílica e alumínio).

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Autoria: Claudia Matos.

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Esquema representando a crosta terrestre e o manto superior (fora de escala).

Apesar de pequena e fina, a crosta terrestre é a camada mais importante para este Itinerário Formativo, pois é dentro ou sobre ela que ocorrem os fenômenos naturais que estudaremos. E também é sobre a crosta que se encontram todas as formas de vida conhecidas, não somente em nosso planeta, mas em todo o Sistema Solar!

Sonda Insight: descobrindo o interior de Marte

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Os planetas que compartilham o Sol conosco são divididos em dois tipos principais: os rochosos e os gasosos. A Terra encontra-se no primeiro grupo, acompanhada por Mercúrio, Vênus e Marte. O fato de serem astros sólidos de composição rochosa faz com que tenham semelhanças de composição, e sua estrutura vem sendo investigada por sondas das agências espaciais.

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Você sabia que os outros planetas do Sistema Solar também têm camadas internas, assim como a Terra?

Nos últimos anos, Marte tem sido alvo de muitas missões devido ao interesse de enviar uma primeira missão tripulada a outro planeta. Um dessas sondas é a Insight, que tem por objetivo registrar a atividade sísmica do planeta e refinar o conhecimento sobre sua estrutura interna. Achou interessante essa missão? Utilize QR Codes para descobrir mais sobre ela! • Sonda da Nasa produz pela primeira vez "retrato" da estrutura interna de Marte (Folha de S. Paulo)

• Missão Insight (Nasa)

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Explorando a estrutura e a dinâmica interna do nosso planeta

A camada interna que segue a crosta terrestre chama-se manto. Esta é a camada mais espessa da Terra, com quase 3 mil quilômetros, e corresponde a cerca de 67% da massa do planeta. A composição do manto é bem semelhante à da crosta, principalmente da oceânica, sendo bastante rico em sílica, ferro e magnésio, e sua densidade varia entre 3,2 g/cm³ no topo e 3,7 g/cm³ a cerca de 400 km de profundidade. Já a temperatura e as condições físicas variam bastante e, por isso, esta camada também é dividida em duas partes: superior e inferior. Ainda existem muitas discussões a respeito dos valores exatos de temperatura no manto, contudo alguns estudos sugerem que varie entre 200 °C próximo à crosta e cerca de 4.000 °C nas regiões mais próximas do núcleo. Isto nos indica que o gradiente de temperatura no manto é de crescimento de cerca de 25 °C a cada quilômetro de profundidade. São as transferências de calor e matéria que ocorrem no manto e no núcleo que moldam as características da crosta. O manto superior encontra-se abaixo da crosta e se estende até os 650 km de profundidade. Em sua parte próxima à crosta (até cerca de 100 km de profundidade), o manto encontra-se mais “frio” e, por isso, apresenta rochas rígidas. Tal condição de temperatura e pressão faz com que essa parte do manto esteja conectada com a crosta, formando uma região chamada de litosfera. Entretanto, à medida que se aumenta a profundidade, a temperatura também aumenta, fazendo as rochas começarem a entrar em fusão e tornarem-se mais maleáveis (ou plásticas). A região do manto superior abaixo da litosfera é denominada astenosfera. Por ser maleável, formam-se correntes de convecção que fazem a litosfera estar sempre em movimento e renovando a superfície do nosso planeta. Veremos isso em detalhe mais à frente! À medida que se aprofunda o manto, a temperatura e a pressão continuam a aumentar fazendo com que o material rochoso que o compõe se comporte de forma diferente das porções superiores. A partir dos 600 km de profundidade, por maior que esteja a temperatura, como a pressão também é muito alta provoca o aumento de densidade e não permite a fusão que ocorre em menor profundidade. Por isso, até o limite com a camada seguinte, a 2.700 km de profundidade, o manto torna-se novamente rígido. Mas é importante termos em mente que todo o manto, independente de estar rígido ou plástico, encontra-se em estado físico sólido. Diferentemente do manto e da crosta, o núcleo é feito de uma liga metálica composta, principalmente, de ferro e níquel. Assim como ocorre no manto, a temperatura e a pressão continuam a aumentar, o que influencia na densidade dos compostos químicos e nos seus estados físicos. Há portanto a formação de duas subcamadas: o núcleo exterior e o núcleo interior. Na primeira subcamada, o estado físico da liga metálica é líquido. Esta é a única parte do interior da Terra que se encontra em tal condição física. Na porção mais interna, entre 5.100 e 6.730 km de profundidade, o núcleo encontra-se no estado sólido e sua temperatura pode ultrapassar os 5.000 °C. É proposto que o núcleo interno rotacione mais rápido que seu invólucro, causando um atrito que permite a formação de um campo eletromagnético ao redor da Terra! Guarde essa informação, pois retornaremos a falar deste campo em um capítulo mais à frente.

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Decaimento radioativo no interior da Terra O decaimento radioativo corresponde a cerca de 50% do calor gerado no interior da Terra. Conforme estudamos em Química, uma das formas de classificar os elementos da tabela periódica é por meio do seu número atômico, ou seja, o número de prótons em seu núcleo. Dessa forma, se partirmos do Hidrogênio (H), que possui 1 próton em seu núcleo, em direção ao Urânio (U), que possui 92 prótons em seu núcleo, conforme subimos na tabela periódica os núcleos atômicos dos elementos apresentam cada vez mais prótons, e consequentemente se tornam cada vez mais pesados. A partir de um certo ponto, a repulsão eletrostática devido ao excesso de prótons começa a tornar o núcleo extremamente instável. Na busca por equilíbrio, esses núcleos sofrem um processo no qual diminuem essa instabilidade por meio da emissão de partículas ou ondas eletromagnéticas, que são as chamadas radiações Alfa, Beta e Gama. Dependendo do tipo de radiação emitida, esses elementos se transformam em outros mais leves, e caso ainda haja instabilidade o núcleo atômico repete o processo de novo e de novo até ficar estável. Este processo é chamado de desintegração nuclear ou decaimento radioativo. No manto da Terra encontramos certas concentrações de elementos radioativos (radionuclídeos) e os quatro principais responsáveis pela produção de calor por decaimento são: Urânio-238, Urânio-235, Tório-232 e Potássio-40. Conforme esses elementos se desintegram, as radiações emitidas por eles transferem energia para as regiões adjacentes, provocando o aumento da temperatura. Como esse processo ocorre continuamente, a produção de calor é constante. Todavia, como esses elementos tendem a se transformar em outros, isto indica que com o passar do tempo a concentração de radionuclídeos será cada vez menor, o que significa que no prazo de alguns milhões de anos a produção de calor no interior da Terra por decaimento radioativo vai se reduzir.

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2. Como sabemos que a Terra é dividida em camadas em seu interior? Após ter uma noção da estrutura interna do nosso planeta, você pode estar se perguntando como os cientistas, em especial geólogos e geofísicos, conseguem saber com tamanha precisão todas essas informações. E trata-se de um questionamento muito válido, pois o furo mais profundo feito pela humanidade em nosso planeta chegou a apenas 12 km de profundidade, ou seja, muito distante de acessar outras camadas além da fina casquinha chamada crosta terrestre. Se nenhuma mulher ou homem viajou até o centro da Terra, como sabemos a organização, a composição e o estado físico no seu interior? Quando cientistas não conseguem observar diretamente algo que desejam estudar, precisam utilizar informações que possam, de forma indireta, fornecer algumas dicas. Neste sentido, uma grande aliada é a Física, por se tratar de uma ciência que busca descrever o comportamento da natureza a partir da observação detalhada dos seus fenômenos. No caso dos estudos da Terra que se aliam à Física, surgiu uma área conhecida como Geofísica. Essa ciência estuda o planeta a partir dos grandes campos da Física, como mecânica e eletromagnetismo. E, para estudar o interior da Terra, há um campo em especial, que se chama Sismologia, dedicado ao estudo das ondas sísmicas – um tipo de onda mecânica que se propaga em meios sólidos.

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Explorando a estrutura e a dinâmica interna do nosso planeta

Antes de entender melhor como os cientistas descobriram a estrutura do interior da Terra, vamos relembrar alguns conceitos importantes para o estudo da sismologia. O primeiro são as ondas mecânicas. Conforme você deve ter estudado nas aulas de Física, as ondas, no geral, são perturbações que se propagam pelo espaço transportando energia, contendo algumas características periódicas. As ondas podem ser divididas em dois tipos: ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas. A diferença principal entre as duas é que as ondas eletromagnéticas não dependem de um meio para se propagar, ao contrário das ondas mecânicas. Outro conceito importante é o de meio. De maneira simples, podemos entender o meio como a entidade na qual os fenômenos físicos estão inseridos. Por exemplo, quando falamos do som, estamos nos referindo a uma onda mecânica que se propaga por um meio — neste caso, o ar.

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Tendo esclarecido estes conceitos que embasam o estudo da sismologia, vamos entender como as ondas mecânicas nos contam sobre o interior do nosso planeta. Os sismos ou terremotos são tremores de terra que liberam grande quantidade de energia. Assim como uma pedrinha sendo jogada na água, provocam a formação de ondas que vão se propagar em todas as direções. Estamos mais acostumados a ver as ondas que se formam na superfície, mas elas se dispersam em todas as direções, inclusive para o interior da água. Com as ondas sísmicas não é diferente: da mesma forma, elas viajam para o interior da Terra.

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Pessoa provocando a formação de ondas mecânicas em um meio aquoso.

As ondas mecânicas quando se propagam assumem comportamento semelhante ao da luz. Ou seja, viajam em linha reta e podem ter sua trajetória alterada ao mudarem de meio, sofrendo reflexão ou refração. Vamos relembrar esses comportamentos? A reflexão é a capacidade de uma onda de ser enviada de volta para o meio em que estava se propagando e com as mesmas características, no momento em que incide sobre algum obstáculo.

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Já a refração é a capacidade de uma onda de alterar sua direção ao fazer a mudança de um meio para outro. Neste caso ela pode ter sua velocidade e comprimento alterados; contudo, ao mudar de meio, a frequência de uma onda permanece inalterada. Disponível em: < https://midia.atp.usp.br/plc/plc0011/impressos/plc0011_03.pdf>.

As ondas sísmicas ou elásticas podem se manifestar de duas formas principais: primárias (P) ou secundárias (S). • Ondas P: Também chamadas de ondas primárias, são as ondas sísmicas que possuem a maior velocidade de propagação, as primeiras a serem detectadas no momento de um terremoto. A principal característica das ondas P é que elas são ondas longitudinais, ou seja, sua vibração se executa na mesma direção em que se propaga, fazendo com que a rocha sofra uma compressão seguida de uma distensão. Sua velocidade de propagação depende do meio em que se encontra, podendo atingir até 5.000 m/s quando o meio de propagação é o granito. • Ondas S: Também chamadas de ondas secundárias, têm vibração perpendicular à direção de propagação, sendo, portanto, ondas transversais. As ondas S então fazem com que o solo sofra um efeito de cisalhamento, o que significa que será deslocado perpendicularmente à direção de propagação da onda S.

Como vimos, as camadas da Terra possuem composições e densidades diferentes, tornando-se, assim, meios distintos que podem influenciar a propagação de uma onda mecânica. A característica de propagação das ondas sísmicas depende da densidade e elasticidade do meio. As ondas P, por serem ondas longitudinais, conseguem se propagar através do planeta inteiro. As ondas S, por serem transversais, só conseguem se propagar em meios sólidos. Desta forma, como as ondas S não se propagam através do núcleo externo do planeta, este é um indicativo para os cientistas concluírem que o núcleo externo é líquido. Disponível em: < https://midia.atp.usp.br/plc/plc0011/impressos/plc0011_03.pdf>.

Representação das ondas primária (P) e secundária (S).

Representação das trajetórias das ondas sísmicas no interior da Terra.

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Inge Lehmann e Marie Tharp: cientistas que fizeram a diferença Neste capítulo, conhecemos um pouco melhor como o planeta Terra se estrutura e se comporta. Tais informações são fruto do trabalho de mulheres e homens que dedicam décadas de suas vidas à Ciência. E alguns conhecimentos muito importantes apresentados aqui não seriam possíveis graças à percepção apurada de duas grandes cientistas: Inge Lehmann e Marie Tharp. Vamos conhecer um pouco delas e de seu trabalho? Inge Lehmann nasceu em 1888, na Dinamarca. Durante a juventude frequentou uma escola progressista que separava meninos de meninas. Ao terminar os estudos básicos, Inge foi admitida para estudar matemática nas universidades de Cambridge (Inglaterra) e Copenhague (Dinamarca). Devido a problemas de saúde, demorou para completar seus estudos, formando-se aos 32 anos. Cinco anos mais tarde, começou a trabalhar no Instituto de Pesquisas em Geodésia, onde se aproximou da Sismologia.

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A partir de então, passou a recolher inúmeros registros sismológicos, os quais buscava organizar, assim como um computador. Essa prática lhe permitiu desenvolver uma percepção apurada do comportamento das ondas sísmicas no interior da Terra. Tanto que, após um forte terremoto ocorrido na Nova Zelândia, em 1929, Lehmann percebeu uma ocorrência de ondas P em uma região que acreditava-se ser totalmente líquida. Após essa observação, uma série de cálculos comprovaram que o núcleo da Terra era dividido em duas partes: uma externa líquida e outra sólida. Essa descoberta foi importantíssima para refinar as análises da sismologia.

Inge Lehmann e o diagrama representando a trajetória das ondas que comprovaram a existência de duas camadas no núcleo terrestre.

Marie Tharp nasceu mais de três décadas depois de Inge Lehmann, em 1920, mas enfrentou dificuldades semelhantes à de sua colega geocientista. Filha de uma professora e um agrimensor do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, ela costumava acompanhar o pai em seu trabalho, e assim começou a se apaixonar pelas geociências. Finalizados os estudos básicos, Marie não teve muitas opções de graduação. “Naquela época garotas só podiam ser três coisas: professora, secretária ou enfermeira”, lembraria mais tarde. Tharp, então, escolheu estudar Inglês e Artes, mas devido à Segunda Guerra Mundial sua trajetória estava para mudar. Com o alistamento de muitos homens, o mercado de trabalho estadunidense começou a sofrer com escassez de mão de obra e diversos cursos foram abertos para mulheres, como o mestrado em Geologia com enfoque na exploração de petróleo. Marie Tharp, que já ambicionava trabalhar com geociências, aproveitou a oportunidade. Em paralelo, começou a frequentar um curso noturno de graduação em Matemática. Após dedicar alguns anos à indústria do petróleo, ela resolveu se mudar para Nova York, onde foi trabalhar no Departamento de Geologia da Universidade de Columbia. Foi naquele ambiente que voltou às origens da cartografia, aprendida com o pai, e começou a trabalhar com dados de mapeamento da superfície submersa do Oceano Atlântico. Suas pesquisas revelaram uma imensa cordilheira submersa que parecia mostrar que o meio do oceano estava partido

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ao meio. Isso a fez lembrar de uma teoria pouquíssima aceita na época, que afirmava que os continentes teriam estado juntos, e então Marie Tharp propôs que a explicação poderia estar ali. A recepção não foi amigável, mas ela foi persistente e, com o apoio do seu colega Bruce Heezen, passou a escrever trabalhos defendendo que a crosta terrestre encontrava-se fraturada em grandes pedaços que, posteriormente, foram chamados de placas tectônicas. O trabalho de Tharp foi importantíssimo para a teoria da Tectônica de Placas, que revolucionou os estudos da Terra, pois foram as primeiras provas objetivas dos limites das placas tectônicas.

Marie Tharp em sua mesa de trabalho na Universidade de Columbia, produzindo um mapa da superfície submersa do oceano Atlântico Norte.

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3. Termodinâmica no interior da Terra Como vimos, o interior da Terra tem temperaturas bastante elevadas e à medida que se aproxima o seu centro ou núcleo elas aumentam consideravelmente. Uma coisa que você pode se perguntar é como a temperatura do núcleo, de cerca de 5.000 oC, ou do manto, com 2.000 oC, não alcançam a superfície, onde se registram inclusive temperaturas negativas. Bem, a verdade é que em certo grau o calor do interior do planeta chega até a superfície, mas a viagem é bem lenta e podemos entendê-la melhor graças aos conhecimentos da termodinâmica. A transferência de calor na natureza pode se dar de diversas formas. Uma das mais conhecidas é chamada de condução. Esta ocorre quando temos dois corpos em contato, com temperaturas diferentes. O calor irá fluir do corpo com maior temperatura para o outro com menor temperatura. Experimentamos essa transferência quando tocamos em uma panela quente e acabamos nos queimando. Outra experiência de transferência de calor é quando nos aquecemos próximos a uma fogueira. Ou seja, não estamos em contato direto com a fonte de calor, mas somos aquecidos pela proximidade. Essa transferência é denominada irradiação.

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Metal aquecido apresentando transferência de calor por indução para outras partes não aquecidas.

Homem se esquentando por irradiação do calor vindo da combustão do ar em uma fogueira.

E existe ainda um terceiro tipo, menos perceptível por nós, que ocorre em corpos fluidos, como líquidos, gases ou sólidos maleáveis. Este tipo de transferência de calor chama-se convecção. Quando um corpo é aquecido diretamente em apenas uma parte, se for maleável o suficiente ele pode carregar o calor absorvido para outras partes e, desta forma, transferi-lo a outros corpos. Esse processo forma um fluxo em seu interior, pois a parte que está aquecida torna-se menos densa e tende a ceder espaço para a porção mais fria e mais densa – o movimento contínuo forma o que se entende por correntes de convecção. Você provavelmente já observou esse fenômeno acontecendo em uma panela de água fervente, onde a água apresenta movimento cíclico.

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Figura ilustrando a formação de correntes de convecção no interior de uma chaleira cheia de água. As setas de cor vermelha representam a água aquecida e menos densa e as azuis a porção fria e mais densa.

Tendo relembrado as formas de transferência de calor que ocorrem na natureza podemos retomar nosso estudo sobre a estrutura interna da Terra e sobre como o calor do seu interior alcança a superfície. Partindo do núcleo, podemos observar seu contato com o manto inferior. Ali, seu calor elevadíssimo é transferido por meio da condução, ou seja, do contato entre estas duas camadas. Ao receber a energia, a porção inferior passa a se aquecer e torna-se menos densa. Isso permite que essa parte comece a ascender

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e transportar calor para a superfície. No entanto, à medida que se afasta da fonte de calor, o manto começa a esfriar e torna-se mais denso novamente. Com isso, inicia um movimento descendente, ocupando o espaço onde se encontrava porção já aquecida e perpetuando uma corrente cíclica. Por isso, no manto observa-se a formação de correntes de convecção para a transferência de calor.

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Diferentemente do que ocorre na água, esse movimento de subida e descida de porções do manto terrestre ocorre de forma bastante lenta, levando milhões de anos para completar um ciclo. Entretanto, a formação desse movimento na camada que sustenta a crosta terrestre é importantíssima, pois torna-se o mecanismo que resulta na destruição e criação dos continentes. Sem esse processo de renovação da crosta não seria possível sustentar a vida na superfície do nosso planeta.

Geofísica: estudar o planeta pelos conhecimentos da Física A Geofísica é uma área das geociências dedicada a estudar as propriedades físicas da Terra (calor, magnetismo, radioatividade, gravidade, eletricidade, propagação de ondas elásticas, entre outros), realizando interpretações e descrições a partir de observações indiretas. O profissional de Geofísica pode trabalhar principalmente em duas áreas: Geofísica de Exploração e Geofísica Marinha e Ambiental. A Geofísica de Exploração relaciona-se aos meios de análise para o levantamento de regiões economicamente viáveis para extração de minérios. Há um grande leque de técnicas e áreas, como a gravimetria, que estuda as alterações de campos gravitacionais sobre a superfície terrestre. A Geofísica Marinha e Ambiental está bastante associada à confecção de imagens de áreas a partir de técnicas de sensoriamento remoto, ou seja, formadas pela captação de sinais por um sensor. Uma área com bastante aplicação é o imageamento do fundo submarino, que através de sonares pode ser reconstruído com precisão cada vez maior. Já tinha ouvido falar desses campos profissionais? Caso tenha surgido interesse, acesse os sites dos cursos de Geofísica da UFF e da USP e veja o vídeo do geofísico Carlos de Jesus falando sobre a área. • Curso de Geofísica UFF

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• Curso de Geofísica USP

• “Crias da UFF” (Carlos de Jesus)

4. Litosfera: sua estrutura e dinâmica Como vimos, a crosta terrestre encontra-se ligada à parte superior do manto e juntas formam a litosfera. Vimos também que a crosta divide-se em oceânica e continental e que se encontra em constante destruição e criação. Mas como será que isso acontece? Devido às correntes de convecção existentes no manto, a camada sobre a qual a litosfera repousa encontra-se em constante movimento. Isto provoca seu fraturamento em porções diversas, chamadas placas tectônicas. Por estarem encostados uns nos outros, esses fragmentos de litosfera têm seus limites sempre sendo alterados de acordo com o movimento encontrado.

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Quando duas placas tectônicas movimentam-se uma em direção a outra este movimento é chamado convergente. Nestes limites, há um processo chamado subducção, pelo qual a placa de maior densidade mergulha sob a outra, provocando sua destruição e a formação de cadeias montanhosas na margem da placa menos densa. Este tipo de limite pode ser encontrado nas cadeias do Andes, Himalaia e Alpes.

Mapa mundi representando as placas tectônicas e os movimentos que realizam em seus limites.

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Já que se identifica um movimento divergente, há a criação de duas porções de placas tectônicas, pois os espaços abertos pelo seu afastamento permitem o extravasamento de magma, que solidifica e cria novas porções de crosta. Esse tipo de limite ocorre principalmente no meio dos oceanos, o que forma uma imensa cordilheira submarina chamada Dorsal Meso-Oceânica. Há ainda um movimento lateral, que é observado no limite das placas tectônicas e recebe o nome de conservante. Este tipo de movimento é mais raro e pode ser encontrado na região do Caribe. Neste caso, as placas não se destroem com a mesma intensidade que ocorre em limites convergentes, mas há frequentes e severos terremotos nessas regiões. Além dos movimentos horizontais que a litosfera realiza, observa-se também que ocorrem movimentos verticais. Por exemplo, no caso de uma convergência, a placa que estiver

Tipos de limites de placas tectônicas.

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sobre aquela que está sendo subductada passará por intenso processo de deformação. Nas porções em que a rocha se encontra aquecida e mais maleável ela pode ser dobrada. Já nas porções mais superficiais e rígidas a tensão aplicada pela tentativa de dobrá-la acaba quebrando-a e formando estruturas chamadas de falhas.

Camadas de rochas com dobras e uma falha.

Esperamos que você tenha gostado não somente da viagem ao interior da Terra, mas também da forma como a ciência explica nosso planeta. E, agora que já conhece bem essas informações, vamos explorar os fenômenos relacionados – ou seja: vulcões, terremotos e tsunamis!

Faça você: sismógrafo caseiro A Sismologia estuda o interior da Terra por meio do registro das ondas sísmicas provocadas por terremotos ou grandes explosões. Como já vimos, a energia desses eventos viaja para o interior do nosso planeta na forma de ondas mecânicas, que podem sofrer mudanças em suas trajetórias. Quando são captadas elas informam esses desvios e com isso as condições das camadas no interior do planeta.

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O instrumento científico capaz de captar essas ondas é o sismógrafo, e o registro das ondas sísmicas se dá na forma de um gráfico chamado sismograma.

Representação de um sismógrafo e de um sismograma.

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Para simular a ação de um sismógrafo, podemos fazer um pequeno modelo que registra as vibrações que produzimos ao pular ou bater em uma mesa. Topa o experimento? Então, mãos à obra! Você vai precisar de: • • • • • • •

1 caixa de papelão 1 pedaço de barbante 1 copo de plástico Algumas moedas ou pedrinhas (pesos) 1 rolinho de caixa registradora 1 canetinha ou pilot 1 tesoura Construindo:

1) 2) 3) 4) 5) 6)

Posicione a caixa de papelão de forma que fique com a parte aberta virada para frente. Corte rente à parte inferior duas fendas para passar o papel do rolinho de caixa registradora. Faça dois furos na parte superior da caixa. Faça furos na base do copo e nas laterais. Amarre dois pedaços de barbante nas laterais do copo e prenda-os nos furos da parte superior da caixa de papelão. Encaixe a canetinha ou pilot no furo da base do copo e coloque as moedas ou as pedrinhas dentro do copo para ficar mais firme. 7) Encaixe o papel do rolinho de caixa registradora nas fendas cortadas. Fazendo o experimento:

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Você vai precisar de pelo menos duas pessoas para o experimento. Uma delas ficará responsável por puxar o papel da caixa registradora. Essa pessoa tem que puxar o papel sempre na mesma velocidade, preferencialmente devagar. A outra pessoa será responsável por produzir ondas sísmicas. Experimente colocar seu sismógrafo sobre uma mesa ou diretamente no chão. Dê pulos ou faça batidas com intensidades e distâncias diferentes do seu instrumento. Veja os registros que conseguem e comparem. Depois mostrem para outras pessoas e expliquem seu experimento!

Modelo do experimento do sismógrafo.

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atividades lembretes

(ENEM)

Os aspectos físicos apresentados originam-se da atuação da força natural de a. colisão de placas tectônicas. b. rifteamento da crosta terrestre. c. subducção da plataforma oceânica.

d. formação de cadeias montanhosas. e. metamorfismo de bordas continentais.

Você sabia que o interior do nosso planeta já foi explorado várias vezes pela ficção científica? A humanidade sempre imaginou o que haveria debaixo de seus pés. Com o desenvolvimento de um conjunto de conhecimentos científicos, escritores e cineastas passaram a pensar em aventuras e a explorar esses ambientes que só existiam em nossa imaginação. Se você gosta de ação misturada com ciências, recomendamos duas ótimas obras!

para ler Viagem ao centro da Terra (Jules Verne) Jules Verne foi um dos primeiros autores do gênero ficção científica. Neste livro, escrito no final do século XIX, Jules Lidenbrock, um professor de mineralogia, parte com Axel, seu sobrinho e aprendiz, para a Islândia após decifrar uma pista encontrada em um documento do século XII que informava a entrada de um caminho para o interior do planeta. Chegando à Islândia, soma-se ao grupo Hans, que os guia até um vulcão que seria a entrada do caminho e acaba embarcando com eles por inúmeras aventuras subterrâneas.

para assistir O Núcleo (Jon Amiel, 2003) Este filme aborda um cenário fictício em que o núcleo da Terra interrompe seu movimento e, por isso, ameaça a manutenção da vida no planeta. Para solucionar o problema é formado um grupo que, a partir de uma nave muito especial, irá atravessar todas as camadas internas do nosso planeta e tentar fazer o núcleo retomar seu movimento.

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Sei quais são as camadas internas da Terra. Identifico as condições físicas e composições próprias de cada camada. Sei qual é a ciência que nos permite conhecer o interior do planeta. Sei o que é o registro das ondas sísmicas e por que ele é importante para a ciência. Sei definir o que são e como se formam as placas tectônicas. Identifico os movimentos das placas tectônicas.

Anotações

CAP. 02 Anotações

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