Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra

1. 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

2. 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

3. 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

4. Paleozóico570 a 350 Ma Arqueano ao Proterozóico3,5 Ga a 570 Ma Evolução da Vida na Terra

5. Escala do Tempo Geológico Tectônica de Placas

6. 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

7. Origem de Cadeias de Montanhas National Geographic Magazine, out 2000 Tectônica de Placas

8. 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

9. O nascimento de uma hipótese... Antonio Spider Pelegrini, 1856 Alfred Wegener Tectônica de Placas

10. Distribuição de Fósseis

11. 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

12. Deriva dos pólos magnéticos da Terra Tectônica de Placas

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. Atuação simultânea das variações de espessura e densidade Compensação isostática • Crosta mais espessa sob grandes cadeias de montanhas Tectônica de Placas

20. 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

21. Vulcanismo Terra Io Tectônica de Placas

22. Ondas sísmicas Tectônica de Placas

23. Tipos de ondas sísmicas Tectônica de Placas

24. 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

25. Origem das zonas de sombra 103o Zona de sombra Manto 142o Núcleo externo Núcleo interno Foco

26. 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)

27. Tomografia Sísmica da Terra Tectônica de Placas

28. Dimensões, em escala e fora de escala Tectônica de Placas

29. 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)

30. 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

31. Meteoritos: Fontes de dados sobre o Interior da Terra Condritos – Terra inteira Meteoritos FerrososSimilares ao Núcleo Tectônica de Placas

32. 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

33. Modelo do campo magnético Tectônica de Placas

34. Campo magnético Tectônica de Placas

35. 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

36. 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 Continentes Oceanos Profundidade 30 a 50 km (até 80) 10 a 12 km Precisão do limite 0,5 a 1 km 0,1 km Temperaturas 500 a 700oC 150 a 200oC

37. Hipóteses sobre convecção no Manto: uma ou duas camadas? Tectônica de Placas

38. 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