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Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra PowerPoint PPT Presentation


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Objetivos. Modelos. Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra. S.Terra. Histórico. Int.Terra. Placas. Bordas. Testes. Motor. Hot-spots. Futuro. Da supernova ao disco solar Fonte: NGS Ballard 1988. Objetivos. A supernova. Modelos. S.Terra. Histórico. Int.Terra. Placas.

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Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra

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Presentation Transcript


Objetivos

Modelos

Parte 2 – Os primórdiosModelos de evolução da Terra

S.Terra

Histórico

Int.Terra

Placas

Bordas

Testes

Motor

Hot-spots

Futuro

Tectônica de Placas


Da supernova ao disco solarFonte: NGS Ballard 1988

Objetivos

A supernova

Modelos

S.Terra

Histórico

Int.Terra

Placas

Bordas

Testes

Motor

Hot-spots

Futuro

Tectônica de Placas


4,6 a 4,0 Ga - Oceano fundidoAfundamento de metaisMais fusão e separação

4,0-3,6 - Fusão e separaçãoDiferenciação do núcleo

Um modelo evolutivo do Hadeano


Paleozóico570 a 350 Ma

Arqueano ao Proterozóico3,5 Ga a 570 Ma

Evolução da Vida na Terra


Escala do Tempo Geológico

Tectônica de Placas


Etapas de Estudo da Dinâmica Terrestre

  • Geotectônica

    • Períodos históricos

      • Continente-centrista - 1760-1960

        • Reúne 3 fases

          • Pré-1850: Etapa de Individualização

          • 1850-1910: Escolas americana e européia

          • 1910-1950: Debate entre Fixistas X mobilistas

      • Período oceânico - pós-revolução dos anos 60

        • 1950-dias atuais

          • Teoria da Tectônica de Placas

          • Modernamente: Tectônica Global

Tectônica de Placas


Origem de Cadeias de Montanhas

National Geographic Magazine, out 2000

Tectônica de Placas


pré-1850: Etapa de Individualização

contribuições dispersas

Steno (1669): bases da Estratigrafia

Von Buch (1824): análise em escala continental

1850-1910: “Escolas” americana e européia

Teoria da Contração (1852)

Contestada por Suess (1875 a 1916)

Teoria Geossinclinal (Dana e Hall)

Prenúncios do debate

Entre fixistas X mobilistas

Geotectônica: Fases precursoras

Tectônica de Placas


O nascimento de uma hipótese...

Antonio Spider Pelegrini, 1856

Alfred Wegener

Tectônica de Placas


Distribuição de Fósseis


Harry Hammond Hess

Breve histórico - século XX

  • 1910-1950: Fixistas X mobilistas

    • Teoria Geossinclinal na Europa (Hueg)

    • Hipótese da Deriva Continental

      • Taylor (1910) e Wegener (1912)

    • Convecção no manto (Holmes)

  • 1950-dias atuais: Revolução dos anos 60

    • Expansão do assoalho oceânico

    • Teoria da Tectônica de Placas (1968...)

    • Teoria da Tectônica Global

Tectônica de Placas


Deriva dos pólos magnéticos da Terra

Tectônica de Placas


Tectônica de Placas

  • Teoria que emergiu no início dos anos 1960

    • Hipótese da Deriva Continental, formulada por Alfred Wegener

      • Evidências

        • Notável encaixe entre continentes distantes

        • Similaridades na distribuição de fósseis

    • As placas são uma camada externa da Terra, a Litosfera

      • Reúne a Crosta Terrestre e a parte superior do Manto

        • Litosfera é suficientemente fria para se comportar como se fôsse rígida

        • Ocasionalmente a Astenosfera da Terra encontra um lugar na Litosfera para ascender como uma pluma ou hotspot

Tectônica de Placas


A Terra é... um planeta azul

Figuras parcialmente baseadas em:

KIOUS, Jacquelyne & TILLING, Robert I. 1994. This Dynamic Planet: a history of plate tectonics. Washington DC: U.S. Geological Survey (USGS) and the Smithsonian Institution. 77p.

URL:http://pubs.usgs.gov/publications/text/index.html

Tectônica de Placas


Objetivos

Parte 3 – Interior da TerraModelos dinâmicos do interior da Terra

Modelos

S.Terra

  • Princípio da Isostasia

    • Variação de espessura

      • Densidades de rochas

  • Fontes de Informação

    • Direta

      • Sondagens profundas

        • Até 12.262 m, na Península de Kola, Rússia

      • Crosta continental

    • Indireta

      • Métodos geofísicos

Histórico

Int.Terra

Placas

Bordas

Testes

Motor

Hot-spots

Futuro

Tectônica de Placas


Princípio da Isostasia

  • Andes e Himalaia

    • Atração gravitacional menor que a esperada para o volume de rocha dessas montanhas

      • Montanhas teriam menor massa que as áreas ao redor?

      • Duas expedições científicas

        Peru, P. Bouguer (1735-1745)

        Índia, G. Everest (séc. XIX)

Tectônica de Placas


Densidade de alguns tipos de rocha

  • Densidade média da crosta continental

    • 2,67 g/cm3

  • Densidade média da crosta oceânica

    • 2,8 g/cm3

      Figuras TEIXEIRA et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568p.

Tectônica de Placas


Airy – Variação de espessura

Pratt – Variação de Densidades

Modelos Pratt-Airy

  • Explanação

    • Deficiência de massa abaixo das cordilheiras

      • Igual à massa existente

      • Pratt & Airy (1855)

  • Isostasia (1889)

    • Compensação isostática

    • Equilíbrio isostático da crosta sobre o manto


Atuação simultânea das variações de espessura e densidade

Compensação isostática

  • Crosta mais espessa sob grandes cadeias de montanhas

Tectônica de Placas


Fontes de informação Interior da Terra

  • Sismológicas

    • Velocidades e padrão de propagação

      • Ondas P: longitudinais, atravessam sólidos e fluidos

      • Ondas L e S: vibração normal à direção

    • Focos sísmicos: profundos ou rasos

    • Zonas de zombra: ondas S não voltam à superfície entre 105o e 141o da origem

  • Gravimétricas

  • Dados de meteoritos

    • Condritos e acondritos

Tectônica de Placas


Vulcanismo

Terra

Io

Tectônica de Placas


Ondas sísmicas

Tectônica de Placas


Tipos de ondas sísmicas

Tectônica de Placas


Zonas de Sombra

Foco sísmico

Zona de Sombra

  • Ondas S e P não voltam à superfície entre 103o e 142o da origem

Tectônica de Placas


Origem das zonas de sombra

103o

Zona de sombra

Manto

142o

Núcleo externo

Núcleo interno

Foco


Velocidade de ondas sísmicas

Crosta

Manto

Núcleo

Sup.

ZTr.

Inferior

Núcleo externo

Núcleo interno

15

10

5

0

Vp

Vs

V km/s

Vs

5000

6000

0

3000

4000

2000

1000

profundidade (km)


Tomografia Sísmica da Terra

Tectônica de Placas


Dimensões, em escala e fora de escala

Tectônica de Placas


Densidade e calor (temperatura)

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

  • Incertezas nos modelos

  • distribuição inicial de temperatura

  • quantidade de calor gerado, em função de profundidade e tempo

  • processo de formação do núcleo

densidade

T oC

T1

5000

4000

3000

2000

1000

0

T2

5000

6000

0

3000

4000

2000

1000

profundidade (km)


Constituição do Interior da Terra

  • Crosta

    • Região acima do Moho, espessura 3-80 km

  • Manto: rochas ultramáficas (>70%) e máficas

    • Manto superior: abaixo do Moho, até 400 km

      • Inclui a zona de baixa velocidade sísmica (ZBV)

    • Mesosfera inclui a parte inferior da zona de transição e manto inferior

      • Zona de transição: entre 400 a 1000 km

      • Manto inferior: de 1000 até a descontinuidade de 2898 km

  • Núcleo: mistura dos elementos Fe e Ni, com V e Co

    • Núcleo externo: estado físico similar a líquido

      • Entre 2898 (+ 4 km) e 5200 km

    • Núcleo interno: um sólido no limite de fusão?

  • Tectônica de Placas


    Meteoritos: Fontes de dados sobre o Interior da Terra

    Condritos – Terra inteira

    Meteoritos FerrososSimilares ao Núcleo

    Tectônica de Placas


    Corte até o núcleo

    CROSTA

    América do Sul

    1000 km

    África

    Descontinuidade de Mohorovicic

    0

    LITOSFERA

    1000

    ASTENOSFERA

    MANTO

    2000

    3000

    Descontinuidade de Gutenberg

    4000

    NÚCLEO EXTERNO

    5000

    Profundidade(km)

    NÚCLEO INTERNO

    6000


    Modelo do campo magnético

    Tectônica de Placas


    Campo magnético

    Tectônica de Placas


    1000

    0

    Corte esquemático

    América do Sul

    Cadeia médio-atlântica

    Andes

    OceanoPacífico

    África

    0

    MANTO

    500

    CROSTA

    LITOSFERA

    Descontinuidade de Moho

    1000

    Profundidade (km)

    Manto Superior

    MANTO

    ASTENOSFERA

    Z.Transição

    Escala horizontal (km)

    (grande exagero vertical)

    MESOSFERA


    Principais limites internos

    • Descontinuidade Moho (Mohorovicic)

      • Aumento abrupto de velocidade das ondas-P

        (+ 6,6 km/s para + 8,0 km/s) e mudanças de fase

  • Descontinuidades no manto e núcleo

    • 670 km: mudança composicional ou de fase?

    • 2900 km (Gutemberg): desaparecem ondas-S

    • Núcleo interno: de 5200 km até o centro da Terra

  • Moho ContinentesOceanos

    Profundidade30 a 50 km (até 80)10 a 12 km

    Precisão do limite0,5 a 1 km0,1 km

    Temperaturas500 a 700oC150 a 200oC


    Hipóteses sobre convecção no Manto: uma ou duas camadas?

    Tectônica de Placas


    Motor eficaz, movido a calor interno

    • No início:

      • Diferenciação associada ao magmatismo

    • Litosfera

      • Fria, uma pálpebra situada na parte superior

    • Convecção no Manto

      • Estado sólido na maior parte

      • Fusão rasa por descompressão adiabática

    Tectônica de Placas


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