2. Métodos Directos:
♠Estudo dos
materiais que
afloram;
♠Perfurações na
crosta;
♠Materiais
emitidos durante a
actividade
vulcânica.
♠Exploração
Mineira
Métodos Indirectos:
♠Planetologia e
astrogeologia;
♠Gravimetria;
♠Densidade;
♠Gradiente
geobárico
♠Geomagnetismo
♠Sismologia;
♠Geotermismo
Ilustração 1 - Métodos de estudo do interior da Terra
4. Métodos Directos
Para desvendar e compreender o nosso planeta, pode-se proceder a investigações que
envolvem o estudo directo, ou seja, um contacto/observação de diferentes materiais e processos
geológicos
ESTUDO DA SUPERFÍCIE
VISÍVEL
Consiste no estudo dos materiais que assomam à superfície, permitindo um estudo mais ou menos
completo das rochas e de outros materiais que afloram ou que é possível ver directamente através de
actividades de origem antropogénica (cortes de estradas, túneis, etc).
Tem uma grande limitação pois, embora esse estudo possa ser completado em laboratório, restringe-
se a uma área muto superficial da Terra.
Ilustração 2 – Túnel onde se pode verificar um grande alforamento
rochoso
5. Exploração de jazigos mineiros
Os jazigos minerais são acumulações ou
concentrações locais de rochas e minerais úteis ao
Homem que podem ser exploradas com lucros.
Minério é qualquer mineral explorado para um fim
utilitário.
Esta exploração e extracção mineira fornece
dados directos até profundidades que oscilam entre
os 3 a 4 km.
Ilustração 3 – Extracção mineira
6. Sondagens
As sondagens correspondem a grandes perfurações da
crosta, onde são utilizados equipamentos (sondas [ilustração
7])com pontos de fusão muito elevados, com o intuito de
perfurar o máximo possível de metros, pois uma vez que o
gradiente geotérmico aumenta com a profundidade é essencial
que os materiais das sondas tenham um ponto de fusão
elevado, para puderem perfurar cada vez mais fundo e, desse
modo, recolher amostras de rocha (carotes [ilustração 6]) que
compreendam períodos cada vez mais antigos da história da
Terra.
Ilustração 6– Carotes retirados através de uma
sondagem
Ilustração 7 - Sonda
7. Ilustração 8 – Estrutura histórica na Península de Kola, onde está guardado o equipamento e a broca com que se procedeu ao furo
8. Devido à actividade interna do nosso planeta, existem manifestações, como as erupções vulcânicas, em que
matéria rochosa fundida e materiais no estado gasoso (ou seja, magma) são expelidos por fissuras na crusta
oceânica e continental. Esse magma provém de profundidades entre os 100 e 200km.
Vulcan
ismo
Ilustração 4 – Modelo esquemático representativo da origem e ocorrência dos vulcões à superfície da Terra.
9. Embora a composição do magma que ascende não seja exactamente igual à do manto que o originou, é
sempre possível conhecer, ainda de que forma limitada, certas condições em que este foi gerado e, dessa
forma, determinar as condições de temperatura e pressão vigentes no manto assim como a composição deste.
Por outro lado, às erupções vulcânicas estão associados produtos de natureza gasosa, líquida e sólida,
pois o magma, ao se movimentar no interior da Terra incorpora e transporta consigo fragmentos, denominados
por xenólitos ou encraves (ilustração 5). Os xenólitos podem vir de profundidades de mais de 200 km, podendo
constituir importantes dados geológicos, uma vez que fornecem informações importantes sobre a composição
do manto, doutra forma inacessível..
Ilustração 5 – Xenólito de cor clara incorporado numa rocha magmática
10. Métodos Indirectos
Planetologia e Astrogeologia
Métodos Geofísicos
O conhecimento directo da Terra é bastante limitador, pois restringe-se a uma fina película,
relativamente às dimensões do planeta. O estudo através de métodos indirectos baseia-se no
fornecimento de dados das zonas de impossível acesso directo; esses dados advém do uso de
tecnologias diversas que os recolhem, podendo necessitar de uma abordagem interdisciplinar ou
da utilização de cálculos matemáticos.
11. Ilustração 10 – Condrito
Ilustração 9- Côndrulos
Planetologia e Astrogeologia
Rochas terrestres a astrogeologia encontra-se extremamente ligada à geologia terrestre.
A astrogeologia incorpora a Terra num plano mais vasto, o Sistema Solar no seu todo.
Um dos primeiros objectivos ao estudar meteoritos é determinar a história e origem dos corpos que
lhes deram origem.
A datação radiométrica dos condritos localizou-os com a idade de 4.55 biliões de anos, que é a idade
aproximada do Sistema Solar.
Têm uma composição semelhante à das rochas terrestres.
12. GRAVIMETRIA
Na litosfera, a distribuição de massas
rochosas que a compõem é muito irregular e
com diferentes densidades. Assim, a
intensidade da gravidade local atinge o máximo
em regiões de excesso de massa e o mínimo
sobre as zonas com carência de massa.
Ilustração 12- As superfícies de nível curvam
para cima, sobre as zonas de excesso de
massa.
Ilustração 13- As superfíces de nível curvam-se
segundo concavidades, sobre as zonas com
insuficiência de massa.
13. Instrumentos para a determinação da força gravítica
Ilustração 16 – Pêndulo.
Ilustração 17 – Balança de torção de Coulomb e
balança de torção de Cavendish
Ilustração 18 – Gravímetro e esquema de funcionamento.
14. Uma anomalia gravimétrica é a diferença entre os valores da gravidade de um corpo
As anomalias gravimétricas são positivas ou negativas
Anomalia Gravimétrica
Ilustração 14 - A variação deste campo gravitacional: um mesmo corpo (massa constante)
mostrará pesos diferentes para diferentes locais, se as rochas subjacentes tiverem
densidades diferentes, o que normalmente acontecerá.
15. O estudo das anomalias gravimétricas permitiu elaborar hipóteses acerca da constituição
dos fundos oceânicos, da distribuição das massas no interior do planeta e como essa distribuição
afecta a distribuição dessas massas à superfície.
Verificou-se que o interior da Terra não é homogéneo como se pensava e os materiais
variam.
Ilustração 15 – Anomalias gravimétricas positivas e negativas.
Anomalia Positiva: O material é mais denso do que as rochas
encaixantes.
Anomalia Negativa: O material tem baixa densidade o que afecta a força
gravítica e esta diminui nessa região.
16. DENSIDADE E MASSA VOLÚMICA
Os cálculos de densidade
do nosso planeta só foram
possíveis por aplicação da Lei da
Lei da gravitação Universal de
Newton
Através de fórmulas
pode se determinar a
densidade total terrestre e
verifica-se que esta
corresponde a 5.5g/cm e
também se sabe que as
rochas da superfície
correspondem a apenas a
2.8g/cm
Ilustração 19 – Variação da densidade com
a profundidade
17. GEOMAGNETISMO
O campo magnético interno da Terra inverte-se, em média, a cada 300,000 a 1 milhão de
anos. Um longo intervalo de uma polaridade pode ser seguido por um curto intervalo
de polaridade oposta.
O campo magnético estende-se por vários milhares de quilómetros pelo espaço.
A localização dos pólos magnéticos não é estática mas vagueia várias milhas por
ano.
Ilustração 20 – Deslocamento dos campo magnético
terrestre e consequentemente, dos pólos.
18. Inversões do campo magnético
O campo magnético da Terra inverte-se a intervalos de tempo que vão de dezenas
de milhar até muitos milhões de anos.
As inversões de campo do passado são registadas nos domínios magnéticos
"congelados" nas lavas solidificadas que se espalharam ao longo do chão dos oceanos.
Influências do Campo Magnético na compreensão do interior da Geosfera
O paleomagnetismo é a ciência que estuda o campo paleomagnético das rochas
para avaliar as mudanças do campo magnético terrestre em épocas remotas e estudar a
movimentação dos continentes no tempo geológico.
Este fenómeno tem como base a orientação dos minerais de ferro (a magnetite);
isto é, os cristais funcionam como ímanes, com uma polaridade paralela à do campo
magnético terrestre vigente na altura da sua formação, pelo que a rocha fica com uma
polaridade idêntica. Ainda que, posteriormente, o campo magnético da Terra se altere,
os cristais ferromagnéticos da rocha preservam a sua polaridade.
19. Ilustração 23 - Modelo teórico da
formação da banda de anomalias
magnéticas. A nova crosta oceânica
que resulta da consolidação do
magma que ascende da crista
médio-oceânica, arrefece torna-se
cada vez mais antiga enquanto se
move devido às correntes de
Ilustração 24 – Idade da crusta
oceânica atlântica
20. GEOTERMISMO
Energia geotérmica é a energia obtida a partir do calor
proveniente da Terra
Foi desenvolvido um modo de aproveitar esse calor
para a geração de electricidade.
Ilustração25 - Princípio do uso da energia
geotérmica
Geotermia
O termo geotermia refere-se à energia calorífica do
interior da Terra.
O estudo da energia geotérmica é feito, sobretudo, à
custa das medições do fluxo térmico.
O fluxo térmico, que é contínuo mas não uniforme,
varia desde os altos valores verificados nos riftes aos valores
mínimos verificados no interior das grandes placas
continentais (Americana e Euro-Asiática).
21. O gradiente geotérmico é o aumento da temperatura por km de profundidade.
Diminui com a profundidade pois o aumento da temperatura faz-se de um modo mais lento.
No manto o gradiente geotérmico diminui cerca de 0,5ºC por km. Na base do manto a
temperatura aumenta mais rapidamente.
Gradiente geotérmico
Ultrapassados alguns metros em que não se verifica qualquer variação da
temperatura, começa a notar-se uma subida dos valores de temperatura com a
profundidade.
Ilustração 26 - Variação da temperatura com a profundidade
22. SISMOLOGIA
Uma onda sísmica é uma onda que se propaga através
da Terra, geralmente como consequência de um sismo, ou devido
a uma explosão.
Estas ondas são estudadas pelos sismólogos, e
registadas por sismógrafos, sismómetros ou geofones.
Ilustração 27 – Geofones
Os registos efectuados por estes aparelhos são os
sismogramas, cuja interpretação, reservada a especialistas, consiste
no reconhecimento e na leitura dos tempos de chegada das ondas
sísmicas, permitindo calcular a que distância se encontra o epicentro
de um determinado sismo, a chamada distância epicentral.
23. Ilustração 28 – Sismógrafo e sismograma
Ilustração 29 – O sismómetro corresponde ao sensor que detecta as
vibrações sísmicas, mas não as regista
24. TIPO DE ONDAS
SÍSMICAS: Ondas de corpo ou volume
- Ondas P
As ondas P ou primárias são as primeiras a chegar, pois têm uma velocidade de propagação maior. São ondas
longitudinais que fazem a rocha vibrar paralelamente à direcção da onda, tal como um elástico em contracção.
Ilustração 31 - Ondas P são ondas de compressão semelhantes às ondas sonoras e propagam-se em todos os
estados da matéria. As partículas afectadas deslocam-se na direcção de propagação da onda, com velocidades que
oscilam entre 6 e 13,6 Km/s.
25. - As ondas S
As ondas S ou secundárias são ondas transversais, o que significa que o solo é deslocado
perpendicularmente à direcção de propagação, como num chicote. No caso de ondas S polarizadas
horizontalmente, o solo move-se alternadamente para um e outro lado. São mais lentas que as P.
Ilustração 32 - Ondas S produzem nas partículas afectadas movimentos perpendiculares à direcção de
propagação da onda, com velocidades de propagação entre 3,7 e 7,2 Km/s. Não se propagam em meios
fluídos.
26. Ondas de superfície
- Ondas R
As ondas de Rayleigh (R) são ondas de superfície que se propagam como as ondas na superfície
da água. São mais lentas que as ondas de corpo. Essas ondas são o resultado da interferência de ondas P e
S.
Ilustração 34 - Ondas R são de período longo e produzem nas partículas afectadas movimentos
elípticos sobre planos verticais e em sentido oposto à direcção de propagação. São semelhantes
a vagas.
27. - Ondas L
As ondas Love (L) são ondas de superfície que produzem cisalhamento horizontal do solo e
a sua energia é obrigada a permanecer nas camadas superiores da Terra por ocorrer por reflexão interna
total. Essas ondas são o resultado da interferência de duas ondas S. São ligeiramente mais rápidas que
as ondas de Rayleigh. São ondas cisalhantes altamente destrutivas.
Ilustração 35 - Ondas L são ondas superficiais, propagam-se pela superfície terrestre e as partículas deslocam-se
segundo um plano horizontal. Imprimem ao solo movimentos de vibração lateral. Nos sismos com focos pouco profundos,
são as que transportam mais energia e as que têm efeitos mais destruidores.
28. A IMPORTÂNCIA DAS ONDAS SÍSMICAS PARA O CONHECIMENTO DO
INTERIOR DA TERRA
Para o estudo do interior do planeta faz-se uso das ondas P e S produzidas pelos simos, uma vez
que estas se deslocam de forma diferente nos vários tipos de material.
Ilustração 36 - A estrutura interna da Terra segundo diferentes conceitos, de acordo com as diferentes
características físicas consideradas.
29. A Terra é constituída, basicamente, por três camadas:
Crosta - Camada superficial sólida que circunda a Terra;
Manto - Camada logo abaixo da
crosta; é formada por vários tipos de rochas
que, devido às altas temperaturas, encontram-
se no estado líquido/fluído e recebem o nome
de magma;
Núcleo - Compreende a parte
central do planeta e acredita-se que seja
formado por metais como ferro e níquel em
altíssimas temperaturas. Ilustração 38 – Estrutura Interna da Terra
30. Camadas da Geosfera (Modelo Químico)
Crosta (até 40/70 km)
Manto (até 2900 km)
Núcleo externo (líquido - de 2900 a 5150 km)
Núcleo interno (sólido - Até 6371 km)
33. A Terra é um planeta geologicamente activo, e essa
mesma actividade interna é crucial para detalhar todos os
pormenores que compõe o seu interior.
Um modelo químico e outro físico são os que, actualmente,
vigoram. O primeiro divide o interior do globo em 3 camadas:
crusta (oceânica e continental), manto (superior, intermédio e
inferior) e núcleo (interno e externo); o segundo procede à
seguinte diferenciação: litosfera, astenosfera, mesosfera e
endosfera.
Temos o privilégio de habitar num planeta bastante
complexo e com muito para descobrir, cujas dimensões albergam
quantidades enormes de informação e conhecimento. A
compreensão do Mundo que nos rodeia passa muito por um olhar
mais atento ao interior desta nossa Terra; compreender os
mecanismos de funcionamento pode despertar nos Homens uma
certa cautela quando estes provocam distúrbios no sistema Terra.
34. Livros
GOUVEIA, João; SOUSA, Lídia; MACHADO, M.; Ciências da Terra e da Vida; 10ºano; Areal Editores; ed. 1; 1996.
SILVA, Amparo Dias da; Terra, Universo de Vida – Geologia 10º ano; Porto Editora; ed. 1; 2007
Geografia Universal; Atlas da Terra; Grande Atlas do Século XXI; Volume 16, 2005, pp 12 a 14.
Enciclopédia Ilustrada da Família; Circulo Leitores; V volume, 1997, pag.859.
Internet
http://www.exames.org/apontamentos/biogeo/biogeo_geoano1_metodos_indirectos_estudo_interior_geosfera_hedonist.pdf
http://pt.wikipedia.org/wiki/Planetologia
http://images.google.pt/imgres?
imgurl=http://astro.if.ufrgs.br/planetas/planetas.gif&imgrefurl=http://astro.if.ufrgs.br/planetas/planetas
http://www.portaldoastronomo.org/noticia.php?id=181
http://www.cgul.ul.pt/documents/geomag_04.pdf
35. Métodos Geofísicos
Geofísica é uma ciência direccionada para a compreensão da estrutura, composição e dinâmica do
planeta Terra, sob o ponto de vista da Física.
