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Estrutura da Terra

A estrutura da Terra é um arranjo fascinante e complexo de camadas que constituem o interior do nosso planeta. A compreensão desta estrutura é crucial para geólogos e cientistas, pois fornece informações sobre a composição, o comportamento e os processos da Terra que moldam o nosso planeta. Este conhecimento também é essencial para vários campos, incluindo geologia, sismologia e placas tectônicas, pois ajuda a explicar fenômenos naturais como terremotos, vulcões, e a formação de continentes e bacias oceânicas.

Estrutura da Terra

Interior da Terra: Crosta, Manto e Núcleo

O interior da Terra pode ser dividido em três camadas principais: a crosta, o manto e o núcleo. Estas camadas têm propriedades e composições distintas, que desempenham um papel significativo na formação da geologia e do comportamento do nosso planeta.

  1. Crosta:
    • A crosta terrestre é a camada mais externa e com a qual interagimos diretamente. Ela varia em espessura, sendo a crosta oceânica mais fina (cerca de 4-7 milhas ou 6-11 quilômetros) e a crosta continental mais espessa (com média de cerca de 19 milhas ou 30 quilômetros).
    • A crosta é composta principalmente por rocha sólida, com diferentes tipos de rocha prevalecendo nas regiões continentais e oceânicas. A crosta continental é composta principalmente por granito rochas, enquanto a crosta oceânica é composta principalmente por rochas basálticas.
    • A crosta terrestre é onde encontramos a Terra formas terrestres, como montanhas, vales e planícies, bem como o fundo do oceano.
  2. Manto:
    • O manto está localizado abaixo da crosta terrestre e se estende até uma profundidade de cerca de 1,800 quilômetros. É a camada mais espessa da Terra.
    • O manto é composto de rocha sólida, principalmente silicato minerais. Embora seja sólido, o manto se comporta como um material muito viscoso ou plástico ao longo das escalas de tempo geológicas. Esta propriedade permite que o manto flua lentamente, levando ao movimento das placas tectônicas e das placas tectônicas associadas. fenômenos geológicos como terremotos e vulcões.
    • O calor gerado no interior da Terra e a decomposição dos elementos radioativos contribuem para as altas temperaturas no manto.
  3. núcleo:
    • O núcleo da Terra é dividido em duas partes: o núcleo externo e o núcleo interno.
    • Núcleo externo:
      • O núcleo externo está localizado abaixo do manto, começando a uma profundidade de cerca de 1,800 milhas (2,900 quilômetros) e estendendo-se até cerca de 3,500 quilômetros abaixo da superfície.
      • É composto principalmente de fundido ferro e níquel. As altas temperaturas e pressões no núcleo externo mantêm esses materiais no estado líquido.
      • O movimento do ferro fundido no núcleo externo é responsável pela geração do campo magnético da Terra através do processo geodínamo.
    • Núcleo Interno:
      • O núcleo interno está situado bem no centro da Terra, começando a uma profundidade de cerca de 3,500 quilômetros.
      • É composto principalmente de ferro sólido e níquel. Apesar das temperaturas extremamente altas nesta profundidade, o núcleo interno permanece sólido devido à tremenda pressão.
      • A natureza sólida do núcleo interno é importante para a compreensão da dinâmica interna da Terra, incluindo como ondas sísmicas passar por ela.

A estrutura da Terra e as interações entre essas camadas são responsáveis ​​por vários fenômenos geológicos, incluindo terremotos, erupções vulcânicas e movimento de placas tectônicas. O conhecimento da estrutura interior da Terra é crucial para a compreensão e previsão destes eventos naturais, bem como para a exploração da história e geologia do planeta.

O que você deve entender sobre o interior da Terra?

  • Não é possível saber sobre o interior da Terra por meio de observações diretas devido ao enorme tamanho e à natureza mutável de sua composição interior.
  • É uma distância quase impossível para os humanos alcançarem até o centro da Terra (o raio da Terra é de 6,370 km).
  • Por meio de operações de mineração e perfuração, conseguimos observar diretamente o interior da Terra apenas até uma profundidade de alguns quilômetros.
  • O rápido aumento da temperatura abaixo da superfície terrestre é o principal responsável por estabelecer um limite para observações diretas no interior da Terra.
  • Ainda assim, por meio de algumas fontes diretas e indiretas, os cientistas têm uma boa ideia de como é o interior da Terra.

Fontes de informação sobre o interior da terra

Fontes diretas:

  1. Rochas da área de mineração
  2. Erupções vulcânicas

Fontes indiretas

  1. Analisando o taxa de variação de temperatura e pressão da superfície para o interior.
  2. Meteoros, pois pertencem ao mesmo tipo de materiais de que é feita a terra.
  3. Gravidade, que é maior perto dos pólos e menor no equador.
  4. Anomalia de gravidade, que é a variação do valor da gravidade de acordo com a massa do material, nos dá informações sobre os materiais no interior da Terra.
  5. fontes magnéticas.
  6. Ondas sísmicas: as zonas de sombra das ondas do corpo (ondas primárias e secundárias) dão-nos informações sobre o estado dos materiais no interior.

Estrutura do interior da Terra

Velocidades de ondas sísmicas. 6km/s. Crosta continental. Crosta. Litosfera. Crosta oceânica. 7km/s. 8km/s. Manto superior. Astenosfera. 7.8 km/s. Manto superior. Manto. Mesosfera. 13km/s. Manto. Núcleo externo. 8km/s. Núcleo externo. Essencial. Núcleo Interior. 11km/s. Núcleo interno. Composicional. Mecânico.

A estrutura do interior da Terra é fundamentalmente dividida em três camadas - crosta, manto e núcleo.

Crosta

  • É a parte sólida mais externa da Terra, normalmente com cerca de 8 a 40 km de espessura.
  • É quebradiço por natureza.
  • Quase 1% do volume da Terra e 0.5% da massa da Terra são feitos de crosta.
  • A espessura da crosta sob as áreas oceânica e continental é diferente. A crosta oceânica é mais fina (cerca de 5 km) em comparação com a crosta continental (cerca de 30 km).
  • Os principais elementos constituintes da crosta são a sílica (Si) e o alumínio (Al) e, portanto, é frequentemente denominado como SIAL (Às vezes, SIAL é usado para se referir à Litosfera, que é a região que compreende a crosta e também o manto sólido superior).
  • A densidade média dos materiais na crosta é de 3g/cm3.
  • A descontinuidade entre o hidrosfera e crosta é denominado como o Descontinuidade de Conrad.
Descontinuidades CONRAD e MOHO
 

Manto

  • A porção do interior além da crosta é chamada de manto.
  • A descontinuidade entre o crosta e manto é chamado de Descontinuidade de Mohorovich ou descontinuidade de Moho.
  • O manto tem cerca de 2900 km de espessura.
  • Quase 84% do volume da Terra e 67% da massa da Terra são ocupados pelo manto.
  • Os principais elementos constituintes do manto são Silício e Magnésio e, portanto, também é denominado como SIMA.
  • A densidade da camada é maior que a da crosta e varia de 3.3 – 5.4g/cm3.
  • A parte sólida superior do manto e toda a crosta constituem o Litosfera.
  • astenosfera (entre 80-200 km) é uma região altamente viscosa, mecanicamente fraca e dúctil, deformando o manto superior que fica logo abaixo da litosfera.
  • A astenosfera é a principal fonte de magma e é a camada sobre a qual se movem as placas litosféricas/placas continentais (placas tectônicas).
  • A descontinuidade entre o manto superior e manto inferior é conhecido como Descontinuidade de Repetti.
  • A porção do manto que está logo abaixo da litosfera e da astenosfera, mas acima do núcleo é chamada de Mesosfera.

núcleo

  • É a camada mais interna que envolve o centro da Terra.
  • núcleo é separado do manto pela Descontinuidade de Guttenberg.
  • É composto principalmente de ferro (Fe) e níquel (Ni) e por isso também é chamado de NIFE.
  • O núcleo constitui quase 15% do volume da Terra e 32.5% da massa da Terra.
  • O núcleo é a camada mais densa da Terra com sua densidade variando entre 9.5-14.5g/cm3.
  • O Núcleo consiste em duas subcamadas: o núcleo interno e o núcleo externo.
  • O núcleo interno está no estado sólido e o núcleo externo está no estado líquido (ou semi-líquido).
  • A descontinuidade entre o núcleo superior e o núcleo inferior é chamada de Descontinuidade de Lehmann.
  • Barisfera às vezes é usado para se referir ao núcleo da terra ou às vezes todo o interior.

Composição da Terra

Principais elementos e minerais na composição da Terra:

  1. Oxigênio (O): O oxigênio é o elemento mais abundante na composição da Terra, constituindo aproximadamente 46.6% do peso da crosta terrestre. É um componente crucial de minerais e compostos, como silicatos e óxidos.
  2. Silício (Si): O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, representando cerca de 27.7% da sua composição. É um componente chave em vários minerais de silicato, que são os principais blocos de construção da crosta terrestre.
  3. Alumínio (Al): O alumínio representa cerca de 8.1% da crosta terrestre. É freqüentemente encontrado em minerais como feldspato, bauxitae vários silicatos.
  4. Ferro (Fe): O ferro é outro elemento essencial na composição da Terra, constituindo aproximadamente 5% da crosta terrestre. É encontrado em vários minerais, incluindo hematita e magnetita.
  5. Cálcio (Ca): O cálcio constitui cerca de 3.6% da crosta terrestre e é comumente encontrado em minerais como calcite e gesso.
  6. Sódio (Na) e Potássio (K): O sódio e o potássio juntos representam cerca de 2.8% da crosta terrestre. Esses elementos são normalmente encontrados em minerais como o feldspato.
  7. Magnésio (Mg): O magnésio constitui cerca de 2.1% da crosta terrestre e é encontrado em minerais como olivina e serpentina.
  8. Titânio (Ti): O titânio representa aproximadamente 0.57% da crosta terrestre e está presente em minerais como ilmenita e rutilo.
  9. Hidrogênio (H): Embora o hidrogénio não seja um componente importante da crosta terrestre, é um elemento significativo na composição global da Terra, principalmente na forma de água (H2O).
  10. Outros Elementos: Vários outros elementos, incluindo enxofre, carbono, fósforo e muitos oligoelementos estão presentes em quantidades menores na composição da Terra.

Distribuição de elementos nas camadas da Terra:

  1. Crosta: A crosta terrestre é composta principalmente por minerais de silicato, incluindo quartzo, feldspato, micae vários tipos de rocha. O silício e o oxigênio são os elementos mais abundantes na crosta, formando a espinha dorsal desses minerais.
  2. Manto: O manto é composto principalmente por minerais silicatados, com ferro e magnésio como elementos dominantes. Olivina, piroxênios e granada são minerais comuns encontrados no manto.
  3. Núcleo externo: O núcleo externo é composto principalmente de ferro líquido e níquel. Esta camada é responsável por gerar o campo magnético da Terra, sendo o ferro o elemento dominante.
  4. Núcleo Interno: O núcleo interno é composto de ferro sólido e níquel. Apesar das temperaturas extremamente altas, a intensa pressão mantém esses elementos no estado sólido.

A distribuição dos elementos nas camadas da Terra é resultado da diferenciação e separação dos materiais durante o início da história da Terra. A estrutura em camadas da Terra é uma consequência dos processos físicos e químicos que ocorreram ao longo de milhares de milhões de anos, incluindo acreção planetária, diferenciação e atividade geológica.

Temperatura, Pressão e Densidade do Interior da Terra

Temperatura

  • Um aumento da temperatura com o aumento da profundidade é observado em minas e poços profundos.
  • Essas evidências, juntamente com a lava derretida que irrompeu do interior da Terra, sustentam que a temperatura aumenta em direção ao centro da Terra.
  • As diferentes observações mostram que a taxa de aumento da temperatura não é uniforme desde a superfície até o centro da Terra. É mais rápido em alguns lugares e mais lento em outros lugares.
  • No início, essa taxa de aumento de temperatura é de uma taxa média de 1C para cada 32m de aumento de profundidade.
  • Enquanto nos 100km superiores, o aumento da temperatura é de 12ºC por km e nos 300km seguintes é de 20ºC por km. Mas indo mais fundo, essa taxa reduz para meros 10C por km.
  • Assim, assume-se que o taxa de aumento da temperatura abaixo da superfície está diminuindo em direção ao centro (não confunda taxa de aumento de temperatura com aumento de temperatura. A temperatura está sempre aumentando da superfície da Terra em direção ao centro).
  • Estima-se que a temperatura no centro esteja entre 3000°C e 5000°C, podendo ser muito maior devido às reações químicas sob condições de alta pressão.
  • Mesmo em uma temperatura tão alta, os materiais no centro da Terra estão em estado sólido por causa da forte pressão dos materiais sobrejacentes.

Pressão

  • Assim como a temperatura, a a pressão também está aumentando da superfície em direção ao centro da Terra.
  • É devido ao enorme peso dos materiais sobrejacentes, como rochas.
  • Estima-se que nas porções mais profundas a pressão seja tremendamente alta, chegando a ser cerca de 3 a 4 milhões de vezes maior que a pressão da atmosfera ao nível do mar.
  • Em alta temperatura, os materiais abaixo derreterão em direção à parte central da terra, mas devido à forte pressão, esses materiais fundidos adquirem as propriedades de um sólido e provavelmente estão em um estado plástico.

Densidade

  • Devido ao aumento da pressão e presença de materiais mais pesados ​​como Níquel e Ferro em direção ao centro, o densidade das camadas da Terra também aumenta em direção ao centro.
  • A densidade média das camadas aumenta da crosta ao núcleo e é de cerca de 14.5 g/cm3 bem no centro.

Campo Magnético da Terra

O campo magnético da Terra é uma característica crucial e complexa que envolve o nosso planeta. Desempenha um papel significativo em nossas vidas diárias e tem várias funções importantes. Aqui está uma visão geral do campo magnético da Terra:

1. Geração do Campo Magnético da Terra:

  • O campo magnético da Terra é gerado principalmente pelo movimento de ferro fundido e níquel no núcleo externo do planeta. Este processo é conhecido como geodínamo.
  • O geodínamo é impulsionado pelo calor gerado pela decomposição de isótopos radioativos no interior da Terra e pelo resfriamento do núcleo.

2. Polaridade Magnética:

  • O campo magnético da Terra tem um pólo magnético norte e sul, semelhante a uma barra magnética. No entanto, estes pólos magnéticos não estão alinhados com os pólos geográficos Norte e Sul.
  • As posições e orientações dos pólos magnéticos da Terra podem mudar ao longo do tempo geológico, e estas inversões na polaridade são registadas nas rochas como “faixas magnéticas”.

3. Componentes do Campo Magnético:

  • O campo magnético da Terra é caracterizado pela sua força, inclinação e declinação.
  • Força Magnética: Isto representa a intensidade do campo magnético em um local específico da superfície da Terra.
  • Inclinação: Refere-se ao ângulo em que as linhas do campo magnético cruzam a superfície da Terra, variando de quase vertical nos pólos magnéticos a horizontal no equador.
  • Declinação: Este é o ângulo entre o norte verdadeiro (norte geográfico) e o norte magnético.

4. Função e importância do campo magnético:

  • O campo magnético da Terra tem várias funções e benefícios importantes:
    • Serve como um escudo protetor, desviando partículas carregadas nocivas do Sol, como o vento solar e os raios cósmicos. Este escudo é conhecido como magnetosfera e ajuda a proteger a atmosfera e a vida na Terra.
    • Permite a navegação e orientação de animais migratórios, incluindo aves e tartarugas marinhas, que utilizam o campo magnético como bússola.
    • As bússolas dependem do campo magnético da Terra para navegação e orientação.
    • O campo magnético é utilizado em vários estudos científicos e geológicos, incluindo o paleomagnetismo (o estudo de antigos campos magnéticos registados nas rochas) para compreender a história da Terra e o movimento das placas tectónicas.
    • O campo magnético é essencial para a tecnologia moderna, incluindo a ressonância magnética (MRI) na medicina e diversas aplicações na exploração geofísica.

5. Mudanças no Campo Magnético da Terra:

  • O campo magnético da Terra não é constante e pode sofrer alterações ao longo do tempo, incluindo variações seculares (mudanças graduais) e inversões geomagnéticas (mudanças na polaridade magnética).
  • Os investigadores monitorizam estas mudanças e observações recentes mostraram que o Pólo Norte magnético está a mudar a um ritmo mais rápido do que no passado.

Compreender o campo magnético da Terra é essencial por diversas razões científicas, tecnológicas e ambientais. É parte integrante da geologia do planeta e desempenha um papel vital na manutenção das condições necessárias à vida na Terra.

Referências

Jijo Sudarsan ,Interior da Terra: Crosta, Manto e Núcleo (2018), https://www.clearias.com/interior-of-the-earth/

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