1 Geologia, origens do Universo, Sistema Solar e Planeta Terra Prof. Marcus Cabral UNIARARAS 2017 Geologia
2 Termo Geologia; 200 anos; Observações criteriosas, seus sucessores desenvolveram as teorias da evoluc ̧ ão biológica, do deslocamento dos continentes e da formação dos continentes. Geologia: ramo da ciência da Terra (geociências); estuda todos os aspectos do planeta: sua história, sua composic ̧ ão e estrutura interna e suas características de superfície. Objetivo da Geologia – e de toda a Ciência: explicar o universo físico; Geologia
3 Teoria do Big Bang Big Bang (Georges Lemaître); Fred Hoyle (Estado Estacionário)...quem foi? Início do universo: Através de uma explosão cósmica há cerca de 10-15 bilhões de anos - (antes disso...) Desde então: expansão do universo formando galáxias e estrelas. Geólogos: se preocupam com os últimos 4.5 B.a, relacionados à formação do Sistema Solar...para quê? Origem do Universo
4 Astrônomo, cosmólogo e engenheiro belga Georges Edouard Lemaître (1894-1966) propôs o que ficou conhecido como teoria da origem do Universo do Big Bang, que ele chamava de "hipótese do átomo primordial" ou também conhecido como "ovo cósmico", que posteriormente foi desenvolvida por George Gamow. Fred Hoyle (1915-2001) Astrônomo britânico famoso por algumas teorias que iam de encontro à opinião científica corrente
5 Formação do Sistema Solar Universo conhecido: muitas nuvens de gases e poeira (nebulosas) – que podem dar origem a sistemas solares (Figura 1). Em princípio há duas forças opostas que se equilibram: a gravidade (contração), e a pressão térmica (expansão).
6 Figura 1. Pilares gasosos da M16 (nebulosa); nuvem de gás, massa estelar Início: cerca de 4,56 bilhões de anos do nosso Sistema Solar
7 Hipótese moderna A Hipótese moderna é baseada na Hipótese da Nebulosa, sugerida em 1755 pelo filósofo alemão Immanuel Kant (1724-1808) e desenvolvida em 1796 pelo matemático francês Pierre-Simon de Laplace (1749-1827). O sistema solar não está vazio. Registro de muitas nuvens do mesmo tipo da que Kant supôs, denominando-as de nebulosas (da palavra em latim nebula, para “neblina” ou “nuvem”). Onde está concentrada a massa do Sistema Solar, que é de 99,8%?
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9 Como? Colapso gravitacional (parte de uma nuvem gasosa). A maior parte da massa (centro), formando o Sol; o restante achatou (força gravitacional), tornando-se num disco protoplanetário e mais tarde...... planetas, luas, asteroides (figura 2.1) e outros corpos menores do sistema solar por contração (figura 2.2).
10 Figura 2.1 Asteroide Gaspra observado pela sonda Gallileo em 1991. É irregular com dimensão de 19x12x11 km.
11 Figura 2.2 Disco protoplanetário Em seu núcleo: Formação de protoestrelas que, há cerca de 4,56 bilhões deu origem ao nosso Sol. A contração desse Sol primordial deixou para trás um disco de material, a partir do qual se formou o sistema planetário, no qual estão a Terra e os demais planetas.
12 Disco de poeira e gás em torno girando em torno do Sol
13 Formação de planetas Disco de gás e poeira que contorna o protossol; Achatamento (nebulosa solar); interior quente Resfriamento do disco: gases condensam-se; Gravidade + poeira e material condensado colidem e se agregam; Formando os planetesimais = impactos + gravidade geram planetas (Figura3)
14 Figura 3. Sistema Solar: Tamanho relativo dos planetas e o cinturão de asteroides que separa os planetas interiores dos planetas exteriores. Embora considerado um dos nove planetas desde sua descoberta em 1930, a União Astronômica Internacional retirou essa condic ̧ ão de Plutão em 2006. Com essa revisão, existem apenas oito planetas verdadeiros, e não nove.
15 4 planetas interiores (próximos ao Sol); Chamados também de... Matéria densa (silicatos e metais) PLANETAS TERRESTRES
16 Gigantes; Área mais fria; externa; Júpiter, Saturno, Urano e Netuno; Gravidade; Gasosos? Possuem núcleo? PLANETAS EXTERIORES
17 Origem da Terra Violento: agregac ̧ ão e colisão (conglomerados cada vez maiores). Em apenas 100 milhões de anos (tempo geologicamente curto), a Lua se formou e o núcleo da Terra se separou do manto. Evidência (meteoritos): geólogos; Terra e os outros planetas do sistema solar se formaram há cerca de 4,56 bilhões de anos; rápida condensac ̧ ão de uma nuvem de poeira que circulava em torno do jovem Sol.
18 Origem da Terra As rochas mais antigas: 4,3 bilhões de anos. Rochas com idade de 3,8 bilhões de anos (evidências de erosão pela água), existência da hidrosfera. Há 2,5 B.a: reuniu-se crosta suficiente de baixa densidade na superfície terrestre (massas continentais). Os mesmos processos ocorrem ainda hoje?... placas tectônicas.
19 FIM
20 Qual é a forma da Terra? Forma geral da Terra: uma esfera com raio médio de 6.370 km, que é levemente abaulada no equador e um pouco achatada nos polos, devido à rotac ̧ ão do planeta. Sua topografia varia em cerca de 20 km do ponto mais alto ao mais baixo da superfície.
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22 Quais são as principais camadas da Terra? O interior da Terra é dividido em camadas concêntricas de diferentes composic ̧ ões, separadas por limites nítidos, quase esféricos. A camada externa: a crosta, composta principalmente de rocha silicática; espessura variando entre 40 km na crosta continental até cerca de 7 km na crosta oceânica. Abaixo da crosta: o manto, uma casca espessa de rocha silicática mais densa que se estende até o limite núcleo-manto, a uma profundidade de aproximadamente 2.890 km. O núcleo, basicamente de ferro e níquel, é dividido em duas camadas: um núcleo externo líquido e um núcleo interno sólido, separados por um limite a uma profundidade de 5.150 km (figura 4).
23 Figura 4. Terra: A diferenciac ̧ ão gravitacional da Terra primordial resultou em um planeta com três camadas principais.
24 CROSTA DA TERRA Outros materiais (líquidos e menos densos) que o ferro e o níquel: flutuaram em direc ̧ ão à superfície do oceano de magma; Resfriaram e formaram a crosta sólida da Terra. Curiosidade – O mineral zircão (4,4 bilhões de anos); o mais antigo material terrestre já descoberto. Análises químicas indicam que ele foi formado próximo à superfície, na presenc ̧ a de água, sob condic ̧ ões relativamente frias.
25 MANTO DA TERRA Entre o núcleo e a crosta encontra-se o manto: região que forma a maior parte da Terra sólida. O manto é o material deixado na zona intermediária depois que grande quantidade da matéria mais densa afundou e a matéria menos densa emergiu. O manto tem aproximadamente 2.850 km de espessura. Núcleo externo: 30 % da massa da Terra Núcleo interno: 1,7 % da massa da Terra
26 NÚCLEO DA TERRA O ferro (+ denso que a maioria dos outros elementos), correspondia cerca de 1/3 do material do planeta primitivo. O ferro e outros elementos pesados, como o níquel, mergulharam (formando o núcleo), com início a uma profundidade de cerca de 2.890 km. Sondagem com ondas sísmicas: descobriu-se que o núcleo é líquido na parte externa, mas sólido em uma região chamada de núcleo interno. Por que o núcleo interno é sólido?
27 A formac ̧ ão dos oceanos e da atmosfera da Terra Os planetesimais que se agregaram para formar nosso planeta tinham gelo, água e outros voláteis, como N e C, ligados nos minerais. A Terra se aqueceu e seus materiais fundiram-se parcialmente; Vapor d’água e outros gases foram liberados e levados para a superfície...como? Pelos magmas, sendo lanc ̧ ados na atmosfera pela atividade vulcânica.
28 A formac ̧ ão dos oceanos e da atmosfera da Terra Os gases emitidos pelos vulcões há cerca de 4 bilhões de anos consistiam, provavelmente, nas mesmas substâncias que são expelidas dos vulcões atuais: A princípio H, CO 2, N, vapor d’água e alguns outros gases (Figura 5). Quase todo H escapou para o espac ̧ o exterior, enquanto os gases pesados envolveram o planeta. Parte do ar e da água: pode ter vindo de corpos do sistema solar externo ricos em voláteis, como cometas, que atingiram o planeta após sua formac ̧ ão.
29 Essa atmosfera primitiva era destituída de oxige ̂ nio, elemento que constitui 21% da atmosfera atual. O oxige ̂ nio não fazia parte da atmosfera até que organismos fotossintéticos evoluíssem. Figura 5. A atividade vulca ̂ nica primitiva contribuiu com o lanc ̧ amento, para a atmosfera e os oceanos, de grandes quantidades de vapor d’água, CO 2 e nitrogênio. O hidrogênio, devido à sua leveza, escapou para o espac ̧ o exterior.
30 Boa semana!