A Geologia e os Tesouros da Terra !!!

A Terra é um planeta do Sistema Solar, sendo o terceiro em ordem de afastamento do Sol e o quinto em diâmetro. É o maior dos quatro planetas telúricos. Entre os planetas do sistema, a Terra tem condições únicas: mantém grandes quantidades de água, tem placas tectónicas e um forte campo magnético. A atmosfera interage com os sistemas vivos. A ciência moderna coloca a Terra como único corpo planetário conhecido que possui vida da forma a qual conhecemos. Alguns cientistas como James Lovelock consideram que a Terra é um sistema vivo chamado Gaia.

O planeta Terra tem aproximadamente uma forma esférica, mas a sua rotação causa uma deformação para a forma elipsóidal (achatada aos pólos). A forma real da Terra é chamada de Geóide, apresenta forma muito irregular, ondulada, matematicamente complexa.

Características físicas

Estrutura da Terra

O interior da Terra, assim como o interior de outros planetas telúricos, é dividido por critérios químicos em uma camada externa (crosta) de silício, um manto altamente viscoso, e um núcleo que consiste de uma porção sólida envolvida por uma pequena camada líquida. Esta camada líquida dá origem a um campo magnético devido a convecção de seu material, eletricamente condutor.

O material do interior da Terra encontra frequentemente a possibilidade de chegar à superfície, através de erupções vulcânicas e fendas oceânicas. Muito da superfície terrestre é relativamente novo, tendo menos de 100 milhões de anos; as partes mais velhas da crosta terrestre têm até 4,4 mil milhões de anos.

Camadas terrestres, a partir da superfície:

• Litosfera (de 0 a 60,2km)
• Crosta (de 0 a 30/35 km)
• Manto (de 60 a 2900 km)
• Astenosfera (de 100 a 700 km)
• Núcleo externo (líquido - de 2900 a 5100 km)
• Núcleo interno (sólido - além de 5100 km)

Tomada por inteiro, a Terra possui aproximadamente seguinte composição em massa:

• 34,6% de Ferro
• 29,5% de Oxigênio
• 15,2% de Silício
• 12,7% de Magnésio
• 2,4% de Níquel
• 1,9% de Enxofre
• 0,05% de Titânio

O interior da Terra atinge temperaturas de 5.270 K. O calor interno do planeta foi gerado inicialmente durante sua formação, e calor adicional é constantemente gerado pelo decaimento de elementos radioativos como urânio, tório, e potássio. O fluxo de calor do interior para a superfície é pequeno se comparado à energia recebida pelo Sol (a razão é de 1/20k).

A massa específica média da Terra é de 5,515 toneladas por metro cúbico, fazendo dela o planeta mais denso no Sistema Solar. Uma vez que a massa específica do material superficial da Terra é apenas cerca de 3000 quilogramas por metro cúbico, deve-se concluir que materiais mais densos existem nas camadas internas da Terra (devem ter uma densidade de cerca de 8.000 quilogramas por metro cúbico). Em seus primeiros momentos de existência, há cerca de 4,5 bilhões de anos, a Terra era formada por materiais líquidos ou pastosos, e devido à ação da gravidade os objetos muito densos foram sendo empurrados para o interior do planeta (o processo é conhecido como diferenciação planetária), enquanto que materiais menos densos foram trazidos para a superfície. Como resultado, o núcleo é composto em grande parte por ferro (80%), e de alguma quantidade de níquel e silício. Outros elementos, como o chumbo e o urânio, são muitos raros para serem considerados, ou tendem a se ligar a elementos mais leves, permanecendo então na crosta.

O núcleo é dividido em duas partes: o núcleo sólido, interno e com raio de cerca de 1.250 km, e o núcleo líquido, que envolve o primeiro. O núcleo sólido é composto, segundo se acredita, primariamente por ferro e um pouco de níquel. Alguns argumentam que o núcleo interno pode estar na forma de um único cristal de ferro. Já o núcleo líquido deve ser composto de ferro líquido e níquel líquido (a combinação é chamada NiFe), com traços de outros elementos. Estima-se que realmente seja líquido, pois não tem capacidade de transmitir certas ondas sísmicas. A convecção desse núcleo líquido, associada a agitação causada pelo movimento de rotação da Terra, seria responsável por fazer aparecer o campo magnético terrestre, através de um processo conhecido como teoria do dínamo. O núcleo sólido tem temperaturas muito elevadas para manter um campo magnético (veja temperatura Curie), mas provavelmente estabiliza o campo magnético gerado pelo núcleo líquido.

Evidências recentes sugerem que o núcleo interno da Terra pode girar mais rápido do que o restante do planeta, a cerca de 2 graus por ano.

Tanto entre a crosta e o manto como entre o manto e o núcleo existem zonas intermediárias de separação, as chamadas descontinuidades. Entre a crosta e o manto há a descontinuidade de Mohorovicic.

Manto

O manto estende-se desde cerca de 30 km e por uma profundidade de 2900 km. A pressão na parte inferior do mesmo é da ordem de 1,4 milhões de atmosferas. É composto por substâncias ricas em ferro e magnésio. Também apresenta características físicas diferentes da crosta. O material de que é composto o manto pode apresentar-se no estado sólido ou como uma pasta viscosa, em virtude das pressões elevadas. Porém, ao contrário do que se possa imaginar, a tendência em áreas de alta pressão é que as rochas mantenham-se sólidas, pois assim ocupam menos espaço físico do que os líquidos. Além disso, a constituição dos materiais de cada camada do manto tem seu papel na determinação do estado físico local. (O núcleo interno da Terra é sólido porque, apesar das imensas temperaturas, está sujeito a pressões tão elevadas que os átomos ficam compactados; as forças de repulsão entre os átomos são vencidas pela pressão externa, e a substância acaba se tornando sólida.)

A viscosidade no manto superior (astenosfera) varia entre 10²¹ a 10²⁴ pascal segundo, dependendo da profundidade. Portanto, o manto superior pode deslocar-se vagarosamente. As temperaturas do manto variam de 100 graus Celsius (na parte que faz interface com a crosta) até 3500 graus Celsius (na parte que faz interface com o núcleo).

Crosta

A crosta (que forma a maior parte da litosfera) tem uma extensão variável de acordo com a posição geográfica. Em alguns lugares chega a atingir 70 km, mas geralmente estende-se por aproximadamente 30 km de profundidade. É composta basicamente por silicatos de alumínio, sendo por isso também chamada de Sial.

Placas tectônicas da Terra^[5]

Mapa ilustrandos as maiores placas da Terra.	Nome da placa	Área 106 km²
	Placa Africana	61.3
	Placa antártica	60.9
	Placa australiana	47.2
	Placa euro-asiática	67.8
	Placa norte-americana	75.9
	Placa sul-americana	43.6
	Placa do pacífico	103.3

Existem doze tipos de crosta, sendo os dois principais a oceânica e a continental, sendo bastante diferentes em diversos aspectos. A crosta oceânica, devido ao processo de expansão do assoalho oceânico e da subducção de placas, é relativamente muito nova, sendo a crosta oceânica mais antiga datada de 160 Ma, no oeste do pacífico. É de composição basáltica e é cobertas por sedimentos pelágicos e possuem em média 7km de espessura.

A crosta continental é composta de rochas félsicas a ultramáficas, tendo composição média granodiorítica e espessura média entre 30 e 40km nas regiões tectonicamente estáveis (crátons), e entre 60 a 80km nas cadeias montanhosas como os Himalaias e os Andes. As rochas mais antigas possuem até 3,96 Ma e existem rochas novas ainda em formação.

A fronteira entre manto e crosta envolve dois eventos físicos distintos. O primeiro é a descontinuidade de Mohorovicic (ou Moho) que ocorre em virtude da diferença de composição entre camadas rochosas (a superior contendo feldspato triclínico e a inferior, sem o mesmo). O segundo evento é uma descontinuidade química que foi observada a partir da obdução de partes da crosta oceânica.

Formação do planeta Terra (ver a evolução da vida e formação de Terra)

O planeta teria se formado pela agregação de poeira cósmica em rotação, aquecendo-se depois, por meio de violentas reações químicas. O aumento da massa agregada e da gravidade catalisou impactos de corpos maiores. Essa mesma força gravitacional possibilitou a retenção de gases constituindo uma atmosfera primitiva. Os processos de formação do planeta Terra são a acreção, diferenciação e desintegração radioactiva.

O envoltório atmosférico primordial atuou como isolante térmico, criando o ambiente na qual se processou a fusão dos materiais terrestres. Os elementos mais densos e pesados, como o ferro e o níquel, migraram para o interior; os mais leves localizaram-se nas proximidades da superfície. Dessa forma, constituiu-se a estrutura interna do planeta^[6], com a distinção entre o núcleo, manto e crosta (litosfera). O conhecimento dessa estrutura deve-se à propagação de ondas sísmicas geradas pelos terremotos. Tais ondas, medidas por sismógrafos, variam de velocidade ao longo do seu percurso até a superfície, o que prova que o planeta possui estrutura interna heterogênea, ou seja, as camadas internas possuem densidade e temperatura distintas.

A partir do resfriamento superficial do magma, consolidaram-se as primeiras rochas, chamadas magmáticas ou ígneas, dando origem a estrutura geológica denominado escudos cristalinos ou maciços antigos. Formou-se, assim, a litosfera ou crosta terrestre. A liberação de gases decorrente da volatização da matéria sólida devido a altas temperaturas e também, posteriormente, devido ao resfriamento, originou a atmosfera, responsável pela ocorrência das primeiras chuvas e pela formação de lagos e mares nas áreas rebaixadas. Assim, iniciou-se o processo de intemperismo (decomposição das rochas) responsável pela formação dos solos e conseqüente início da erosão e da sedimentação.

As partículas minerais que compõem os solos, transportados pela água, dirigiram-se, ao longo do tempo, para as depressões que foram preenchidas com esses sedimentos, constituindo as primeiras bacias sedimentares (bacias sedimentares são depressões da crosta, de origem diversa, preenchidas, ou em fase de preenchimento, por material de natureza sedimentar), e, com a sedimentação (compactação), as rochas sedimentares. No decorrer desse processo, as elevações primitivas (pré-cambrianas) sofreram enorme desgaste pela ação dos agentes externos, sendo gradativamente rebaixadas. Hoje, apresentam altitudes modestas e formas arredondadas pela intensa erosão, constituindo as serras conhecidas no Brasil como serras do Mar, da Mantiqueira, do Espinhaço, e, em outros países, os Montes Apalaches (EUA), os Alpes Escandinavos (Suécia e Noruega), os Montes Urais (Rússia), etc. Os escudos cristalinos ou maciços antigos apresentam disponibilidade de minerais metálicos (ferro, manganês, cobre), sendo por isso, bastante explorados economicamente.

Nos dobramentos terciários podem haver qualquer tipo de minério. O carvão mineral e o petróleo são comumente encontrados nas bacias sedimentares. Já os dobramentos modernos são os grandes alinhamentos montanhosos que se formaram no contato entre as placas tectônicas em virtude do seu deslocamento a partir do período Terciário da era Cenozóica, como os Alpes (sistema de cordilheiras na Europa que ocupa parte da Áustria, Eslovênia, Itália, Suíça, Liechtenstein, Alemanha e França), os Andes (a oeste da América do Sul), o Himalaia (norte do subcontinente indiano), e as Montanhas Rochosas.

Biosfera (ver a pasta de Biosfera)

Planisfério evidenciando as regiões terrestres e marinhas de maior produtividade.

A Terra é o único local onde se sabe existir vida. O conjunto de sistemas vivos (compostos pelos seres e pelo ambiente) do planeta é por vezes chamado de biosfera. A biosfera provavelmente apareceu há 3,5 bilhões de anos. Divide-se em biomas, habitados por fauna e flora peculiares. Nas áreas continentais os biomas são separados primariamente pela latitude (e indiretamente, pelo clima). Os biomas localizados nas áreas do pólo norte e do pólo sul são pobres em plantas e animais, enquanto que na linha do Equador encontram-se os biomas mais ricos. O estado da biosfera é fundamentalmente o estudo do seres vivos e sua distribuição pela superfície terrestre. A biosfera contém inúmeros ecossistemas (conjunto formado pelos animais e vegetais em harmonia com os outros elementos naturais).

Atmosfera (ver a pasta de atmosfera)

Atmosfera terrestre vista do espaço.

A Terra tem uma atmosfera relativamente fina, composta por 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de argônio, mais traços de outros gases incluindo dióxido de carbono e água. A atmosfera age como uma zona intermediária entre o espaço e a Terra. Suas camadas, troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera, têm dimensões variáveis ao redor do planeta e de acordo com a estação do ano.

Geografia

• A área total da Terra é de aproximadamente 510 milhões de km², dos quais 149 milhões são de terras firmes e 361 milhões são de água.
• As linhas costeiras (litorais) da Terra somam cerca de 356 milhões de km.

Hidrosfera (ver a pasta de hidrosfera)

Histograma de elevação da superfície da terra — cerca de 71 % da superfície da Terra é coberta por água.

A Terra é o único planeta do Sistema Solar que contém uma superfície com água. A água cobre 71% da Terra (sendo que disso 97% é água do mar e 3% é água doce mas grande parte destes 3% encontram-se nos calotes polares e nos lençóis freáticos). A água proporciona, através de 5 oceanos, a divisão dos 7 continentes. Fatores que combinaram-se para fazer da Terra um planeta líquido são: órbita solar, vulcanismo, gravidade, efeito estufa, campo magnético e a presença de uma atmosfera rica em oxigênio.

A Terra no Sistema Solar

O movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo dura 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos, o que equivale a um dia sideral. Nesse período a Terra completa uma volta em torno de um eixo que une o Pólo Sul ao Pólo Norte. Já o movimento de translação da Terra, efetuado ao redor do Sol, leva 365 dias e 6 horas solares médios - o que equivale a um ano sideral. A Terra tem um satélite natural, a Lua, que completa uma volta em torno do planeta a cada 27,3 dias.

Movimento de rotação da Terra

O plano de órbita da Terra e seu plano axial não são necessariamente alinhados: o eixo do planeta é inclinado por cerca de 23 graus e 30 minutos em relação ao um plano perpendicular à linha Terra-Sol. Essa inclinação é responsável pelas estações do ano. Já o plano Terra-Lua é inclinado por cerca de 5 graus em relação ao plano Terra-Sol - se não fosse, haveria um eclipse a cada mês.

A esfera de influência gravitational (esfera da Hill) da Terra tem raio de aproximadamente 1,5 Gm, dentro do qual a Lua orbita confortavelmente.

Note que, como uma rotação da Terra em torno de seu eixo dura menos que um dia médio solar (23h 56m 4,09 s= 0,99727*24h), o movimento de translação da Terra, efetuado ao redor do Sol, corresponde a 366,2564 rotações (365,2564/0,99727). Ou seja, embora um ano tenha aproximadamente 365 dias, a Terra efectua 366 rotações num ano, por causa dos graus extra que tem que fazer cada dia, entre dois «meio-dia solares».

Órbita da Terra (animação). Note que a excentricidade da órbita, que é quase circular, está muito exagerada, por razões de ordem estética e para frisar essa mesma excentricidade.

Como a Terra está em movimento em volta do Sol, não basta uma rotação completa para o Sol voltar a ficar no zénite. Como a Terra mudou de posição e «avançou» uns 2500 milhares de quilómetros o planeta ainda tem que rodar alguns graus extra para que o Sol apareça de novo na mesma posição.

Como a velocidade da Terra é maior quando ela está mais próxima do Sol (periélio) e menor quando ela está mais distante (afélio), o número de graus extra necessários é maior no Inverno (Hemisfério Norte) do que no Verão (Hemisfério Norte). Ou seja, os dias solares são mais compridos no Inverno (do Hemisfério Norte, Verão, no Hemisfério Sul). No Inverno, o dia solar é superior a 24 horas (o dia médio solar) e, no verão, inferior a 24 horas.

As datas em que ocorrem o periélio e o afélio mudam de ano para ano, e uma tabela com as datas deste evento entre 2000 e 2010 pode ser conferida aqui.