1-Formação da Terra - Geociências - Universidade Federal do ...
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UFRB - Universi<strong>da</strong>de <strong>Federal</strong> <strong>do</strong> Recôncavo <strong>da</strong> Bahia<br />
Centro de Ciências Exatas, Biológicas e Ambientais<br />
Disciplina:<br />
GEOLOGIA GERAL<br />
Professores:<br />
Thomas Vincent Gloaguen – tgloaguen@gmail.com
PLANETOLOGIA<br />
Origem <strong>do</strong> planeta <strong>Terra</strong>
Criação e História <strong>do</strong> Universo<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Para<strong>do</strong>xe de Olbers<br />
História <strong>do</strong> Universo<br />
PORQUE O CEÚ É ESCURO A NOITE?<br />
Até o início <strong>do</strong> século XX<br />
A história e constituição <strong>do</strong> universo eram desconheci<strong>do</strong>s.<br />
Considerava-se por razão mais esprituais que científicas que o<br />
universo estava estático, eternal, homogêneo e infinito<br />
Para<strong>do</strong>xo: se tiver uma infini<strong>da</strong>de de estrelas, deveria-se enxergar<br />
uma estrela em qualquer direção que olhar<br />
EXPLICAÇÕES?<br />
Absorção <strong>da</strong> energia luminosa <strong>da</strong>s estrelas pela interstelar.<br />
PROBLEMA: conservação <strong>da</strong> energia <br />
Autor – Thomas Gloaguen
História <strong>do</strong> Universo<br />
Cálculo <strong>da</strong> i<strong>da</strong>de <strong>do</strong> universo numa escala MACRO<br />
1924<br />
• Hubble e Humason observam as estrelas e concluem, após cálculo<br />
<strong>da</strong> veloci<strong>da</strong>de de deslocamento <strong>da</strong>s galáxias, que as galaxias se<br />
afastam <strong>do</strong> nosso ponto de observação, em to<strong>da</strong>s as direções.....<br />
Observou-se também que quanto maior a distância,<br />
maior a veloci<strong>da</strong>de de afastamento<br />
Significa que numa época passa<strong>da</strong>, elas se situavam<br />
num ponto único, o tempo 0<br />
12 > IDADE UNIVERSO > 15 bilhões anos<br />
Autor – Thomas Gloaguen
História <strong>do</strong> Universo<br />
Cálculo <strong>da</strong> i<strong>da</strong>de <strong>do</strong> universo numa escala MICRO<br />
A desintegração radioativo natural de alguns elementos é extremamente<br />
longa<br />
Ex: 232 Th 208 Pb Perió<strong>do</strong> de 14 bilhões de anos<br />
Medições <strong>da</strong> proporção Th/Pb<br />
10 > IDADE UNIVERSO > 17 bilhões anos<br />
(confirmação)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
História <strong>do</strong> Universo<br />
I<strong>da</strong>de finito confirma<strong>da</strong>: 13,7.10 9 anos<br />
Isso resolve o para<strong>do</strong>xe de Olbers: não podemos observar<br />
objetos situa<strong>do</strong>s a uma distância maior <strong>do</strong> que 13,7.10 9<br />
anos-luz (a luz ain<strong>da</strong> não teve tempo de chegar até nós) !<br />
No passa<strong>do</strong>?<br />
Consideran<strong>do</strong> o efeito inverso <strong>da</strong> expansão <strong>do</strong><br />
universo, chegamos no conclusão que 13,7.10 9 anos<br />
atrás, chegamos a um limite no qual to<strong>do</strong> o universo se<br />
concentrava num ponto/instante único, chama<strong>do</strong> Big-<br />
Bang<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Tempo = 0 ??<br />
Espaço = 0 ??<br />
História <strong>do</strong> Universo<br />
10 -43 s = parede de Planck*<br />
Antes deste momento, as nossas teorias físicas se<br />
desmoronam (absolutamente na<strong>da</strong> se sabe, e nem se<br />
imagina..!!! entre o tempo 0 e 10 -43 s)<br />
Distância = neste instante, o universo tinha somente 10 -33<br />
cm = 10 milhões de bilhões de vezes menor <strong>do</strong> que o<br />
menor átomo (H).<br />
Temperatura = 10 32 o K<br />
Densi<strong>da</strong>de = 10 94 vezes a densi<strong>da</strong>de <strong>da</strong> água<br />
*Max Planck foi o fun<strong>da</strong><strong>do</strong>r <strong>da</strong> teoria quântica<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Fóton<br />
Partícula virtual<br />
Neutrino<br />
Elétron<br />
Quark<br />
Próton<br />
Neutron<br />
Criação <strong>do</strong>s elementos - Nucleosíntese<br />
10 -42 s<br />
10 32 K<br />
“SOPA ORIGINAL”<br />
10 -32 s<br />
10 26 K<br />
10 -6 s<br />
10 -4 s<br />
10 12 K<br />
1 s<br />
10 10 K<br />
Quark U Quark D<br />
Neutro<br />
Autor – Thomas Gloaguen<br />
Próton
Criação <strong>da</strong>s atomos, moléculas e corpos celestes<br />
1 s<br />
10 10 K<br />
1 min<br />
10 9 K<br />
3 min<br />
3 bilhões anos 10 bilhões anos<br />
10 6 K 10 K 2,7 K<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Estrutura interna de uma<br />
estrela<br />
Reações em série que<br />
cria progressivamente<br />
to<strong>do</strong>s os atomos, <strong>do</strong>s<br />
mais leves (H, He) até<br />
os mais pesa<strong>do</strong>s<br />
(Fe, Ni, U)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Proporção<br />
<strong>do</strong>s<br />
elementos<br />
químicos no<br />
universo<br />
Hidrogênio<br />
Hélio<br />
Oxigênio<br />
Carbono<br />
Neônio<br />
Nitrogênio<br />
Magnésio<br />
Silício<br />
Ferro<br />
Enxofre<br />
Argônio<br />
Alumínio<br />
Sódio<br />
Cálcio<br />
Níquel<br />
H<br />
He<br />
O<br />
C<br />
Ne<br />
N<br />
Mg<br />
Si<br />
Fe<br />
S<br />
Ar<br />
Al<br />
Na<br />
Ca<br />
Ni<br />
N o de átomos por milhão<br />
de átomos de H<br />
1.000.000<br />
68.000<br />
690<br />
420<br />
98<br />
87<br />
40<br />
38<br />
34<br />
19<br />
Autor – Thomas Gloaguen<br />
4<br />
3<br />
2<br />
2<br />
2
O Sistema Solar<br />
Autor – Thomas Gloaguen
O Sistema Solar<br />
• <strong>Formação</strong> <strong>do</strong> nosso sistema<br />
1) Disco de poeira<br />
Condensação <strong>do</strong>s metais (início <strong>da</strong><br />
diferenciação)<br />
Condensação <strong>do</strong>s grãos de rochas<br />
2) Começo <strong>do</strong> fenômeno de acreção<br />
3) Aparição de perturbações gravitacionais e<br />
formação de protoplanetas<br />
4) Fortes tempestades solares (vento solar),<br />
eliminação <strong>do</strong>s “rabos” de acreção<br />
5) Início <strong>da</strong> diferenciação interna <strong>do</strong>s planetas<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Autor – Thomas Gloaguen
Autor – Thomas Gloaguen
O Sistema Solar<br />
• O sistema solar é composto de uma estrela de dimensão<br />
média, o SOL, forma<strong>do</strong> há 4,56 Ga (metade <strong>da</strong> vi<strong>da</strong>)<br />
• SOL = 99,8% <strong>da</strong> massa <strong>do</strong> sistema solar<br />
Composição:<br />
75% H ; 25% He (massa)<br />
92,1% H ; 7,8% He (mol=n o partículas)<br />
ENERGIA na forma de radiações solares pela<br />
transformação : H He<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Outros corpos celestes?<br />
Sol<br />
Planetas:<br />
Júpiter<br />
Outros planetas<br />
Satélites<br />
Asteróides<br />
Cometas<br />
Além de poeira e gás<br />
O Sistema Solar<br />
99,8%<br />
0,1%<br />
0,1%<br />
Autor – Thomas Gloaguen
•Quantos planetas?<br />
O Sistema Solar<br />
Mercúrio, Vênus, <strong>Terra</strong>, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, Plutão...........<br />
(Céres), (Sedna), (Eris), (Xena)...??<br />
Plutão?<br />
Planeta a mais afasta<strong>da</strong> e desconheci<strong>da</strong>: O último planeta a ser descorberta<br />
(1930). O primeiro sobrevôo será realiza<strong>do</strong> somente em 2015 após uma viagem<br />
<strong>da</strong> son<strong>da</strong> New Horizons de 6,4 bilhões de km.<br />
Planeta atípica: um satélite cujo baricentro <strong>da</strong> sua órbita não se situa no interior<br />
de Plutão, e diferença de massa planeta/satélite a menor de to<strong>do</strong> o sistema solar,<br />
e grande inclinação <strong>do</strong> órbito<br />
Em fevereiro de 2006: 150 objetos celestes similares a<br />
Plutão já eram identifica<strong>do</strong>s (chama<strong>do</strong>s plutinos). Eris,<br />
objeto de diâmetro maior <strong>do</strong> que o de Plutão, chegou a<br />
ser considera<strong>do</strong> o décima planeta<br />
Autor – Thomas Gloaguen
O Sistema Solar<br />
Em Agosto de 2006, o sistema solar perdeu uma planeta!!<br />
A União Astronômica Internacional decidiu por um voto oficial de <strong>da</strong>r uma<br />
definição “definitiva” <strong>do</strong> termo planeta, definição que exclue plutão<br />
• Definição de um planeta? Três critérios<br />
1) Deve ser em órbita ao re<strong>do</strong>r <strong>do</strong> sol<br />
2) Deve ter uma massa e uma gravi<strong>da</strong>de suficiente para ser esférica<br />
3) Deve ser uma massa bem superior à massa <strong>do</strong>s outros corpos ten<strong>do</strong> órbitas<br />
vizinhas, e <strong>do</strong>minar gravitaramente esta zona <strong>do</strong> sistema solar.<br />
OITO planetas satisfazem estas condições: o sistema “perde” um planeta!<br />
Procura <strong>da</strong> estabili<strong>da</strong>de: com o que a gente sabe sobre o sistema solar, é quase<br />
impossível descobrir um outro corpo que possa ser qualifica<strong>da</strong> de planeta<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Descorberta <strong>do</strong> sistema solar<br />
• Voyager 1 e 2: son<strong>da</strong>s espaciais<br />
lança<strong>da</strong>s em 1977, concebi<strong>da</strong>s para<br />
fotografar Júpiter e Saturno.<br />
• Os engenheiros, por precaução, incluir<br />
Urano e Netuno no rota.<br />
Atinge Júpiter em 1979<br />
Atinge Urano em 1986<br />
Atinge Netuno em 1989<br />
14 dezembro de 2004: 1 º objeto concebi<strong>do</strong> pelo homem a sair <strong>da</strong> heliosfera<br />
(limite <strong>da</strong> influência <strong>do</strong> sol)<br />
15 agosto de 2006: atinge a distância gigantesca de 100 uni<strong>da</strong>des<br />
atronômicas (UA) = 15 bilhões de km<br />
Autor – Thomas Gloaguen
FOTO TIRADA POR<br />
VOYAGER 1 EM 1991<br />
A UMA DISTÂNCIA DA<br />
TERRA DE 6,4 bilhões de km<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Órbitas elípticas de pequena excentrici<strong>da</strong>de<br />
Plano básico chama<strong>do</strong> eclíptica<br />
4 planetas telúricos - as mais próximos ao sol<br />
4 planetas jovianos - as mais distantes <strong>do</strong> sol<br />
Autor – Thomas Gloaguen
O Sistema Solar<br />
Características físicas <strong>do</strong>s planetas: relação com a <strong>Terra</strong><br />
Densi<strong>da</strong>de<br />
Planetas externos ou jovianos: diâmetro grande (> 45 000 km)<br />
densi<strong>da</strong>de ≈ densi<strong>da</strong>de <strong>do</strong> Sol<br />
Planetas internos ou telúricos: diâmetro pequeno (< 12 756 km)<br />
UA = 150 milhões de km<br />
densi<strong>da</strong>de ≈ densi<strong>da</strong>de <strong>da</strong> <strong>Terra</strong><br />
5,4<br />
5,3<br />
5,5<br />
3,9<br />
1,3<br />
0,7<br />
1,2<br />
1,6<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Densi<strong>da</strong>de ≈ 5 kg.dm -3<br />
Composição <strong>da</strong>s planetas telúricas é<br />
aproxima<strong>da</strong>mente igual<br />
Rochas: silicatos (66%)<br />
Metais: ferro e níquel (33%)<br />
Muito O e pouco H<br />
Diferenciação <strong>do</strong> planeta em cama<strong>da</strong>s concêntricas com<br />
uma crosta e um manto ricos em sílica e um núcleo rico em<br />
Fe-Ni<br />
Atmosfera fina e rarefeitas<br />
Poucos satélites<br />
Planeta telúrico<br />
Autor – Thomas Gloaguen
SILICATOS<br />
FERRO<br />
NÌQUEL<br />
Planeta telúrico<br />
Ex: a <strong>Terra</strong><br />
crosta<br />
manto<br />
Núcleo externo<br />
Núcleo interno<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Planeta mais primitivo<br />
Densi<strong>da</strong>de ≈ 1/2 kg.dm -3<br />
Composição : basicamente H e He<br />
Esta<strong>do</strong> gasoso sem diferenciação interna aparente.<br />
Gigante gasoso<br />
Atmosfera muito espessa<br />
Planeta externo<br />
Muitos satélites pela massa eleva<strong>da</strong> <strong>do</strong> planeta<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Planeta joviano<br />
Ex: Júpiter<br />
Hidrogenio gazoso<br />
Hidrogênio molecular líqui<strong>do</strong><br />
Núcleo rochoso<br />
e metalico<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Mercúrio<br />
Crosta<br />
(silicatos)<br />
Manto<br />
(silicatos)<br />
Núcleo<br />
(Fe-Ni)<br />
Crosta (silicatos)<br />
Manto<br />
(silicatos)<br />
Núcleo<br />
(Fe-Ni líqui<strong>do</strong>s)<br />
Núcleo<br />
(Fe-Ni sóli<strong>do</strong>s)<br />
Núcleo<br />
(Fe-Ni)<br />
Vênus<br />
Crosta<br />
(silicatos)<br />
Núcleo<br />
(Fe-Ni)<br />
<strong>Terra</strong> Marte<br />
Manto<br />
(silicatos)<br />
Crosta (silicatos)<br />
Manto<br />
(silicatos)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Júpiter Saturno<br />
Hidrogeno molecular<br />
Hidrogeno<br />
metálico<br />
Núcleo<br />
(Rochas-Gelo)<br />
Hidrogeno, hélio, metano<br />
Manto<br />
(gelo)<br />
Hidrogeno molecular<br />
Hidrogeno<br />
metálico<br />
Núcleo<br />
(Rochas-Gelo)<br />
Hidrogeno, hélio, metano<br />
Núcleo<br />
(Rochas-Gelo)<br />
Manto (gelo)<br />
Urano Netuno<br />
Núcleo<br />
(Rochas-Gelo)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
Autor – Thomas Gloaguen<br />
O inferno na <strong>Terra</strong>
A diferenciação interna <strong>do</strong>s<br />
planetas telúricas<br />
A partir de uma matéria inicialmente<br />
fundi<strong>da</strong>, formação <strong>do</strong> núcleo e<br />
solidificação de um oceano magmático<br />
Autor – Thomas Gloaguen
I<strong>da</strong>de <strong>da</strong> solidificação<br />
Os minerais os mais antigos: zircônio de Jack<br />
Hills, oeste <strong>da</strong> Australia (4400 milhões de anos)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
O primeiro<br />
mineral<br />
• Um zircônio ZrSiO 4<br />
forma<strong>do</strong> num granito<br />
velho de 4,40 bilhões de<br />
anos atesta <strong>da</strong> rápi<strong>da</strong><br />
formação <strong>da</strong> crosta<br />
terrestre<br />
Cama<strong>da</strong> isolante (crosta)<br />
que permitiu preservar o<br />
calor interno–<br />
Wilde et al. (2001) Autor<br />
Thomas Gloaguen
O terreno estável o mais velho:<br />
Isua, Groenland (3,85 bilhões de anos)<br />
Autor – Thomas Gloaguen
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