O documento discute a estrutura interna dos corpos do Sistema Solar. Ele explica que as estruturas internas não podem ser observadas diretamente, mas podem ser estimadas com base em suposições sobre a composição, equações de estado dos materiais, e fontes e mecanismos de transferência de calor. Ele também fornece detalhes sobre a estrutura interna específica da Terra, incluindo suas camadas de núcleo interno, núcleo externo, manto e crosta.

1. Geologia Aplicada:
Prof. Belarmino Lira

2. Estrutura interna dos corpos do Sistema Solar
Interiores não podem ser observados (Terra e Lua, ondas sismicas)
Estimativa da estrutura interna requer:
• suposições quanto a composição
• equação de estado do material
• estrutura de T depende:
fontes de energia
mecanismos de transporte de calor modelo
mecanismos de perda de calor
observações

4. Estrutura da Terra
– Diametro de 12,756 km (7,972 mi).
– O interior da terra consiste de rocha e metal. ~E formada de 04 camadas:
– 1) A camada interna: a solid metal core formada de niquel e ferro (1200
km diametro)
– 2) Um segunda camada mais interna: Formada de niquel e ferro fundidos
iron
–
3) O manto: densa rocha sólida silicatica
– 4) A crosta: Fina rocha silicatica
– A temperatura no interior da terra é maior que a superfície do sol. Este
calor intenso causa movimentação dos materiais.
– O movimento do material na terra pode causar movimentação de grandes
placas tormando que a crosta e o manto se movam na superfície.
Também possibilita a geração de campos magnéticos, chamados de
magnetosferea

5. Tendo: massa, tamanho e forma pequenos: gelo / alta porosidade
ρ ~ 1 g cm-3
grandes: hélio e hidrogênio
densidade média composição ρ <= 3 g cm-3 objeto rochoso
ρ > 3 g cm-3 ferro
Tendo: tamanho, densidade, resistência do material e rotação
Forma depende de sua plasticidade + sua taxa de rotação
estado de
sem rotação forma esférica energia mínima
Todo corpo “tipo-fluido”
com rotação esferóide oblato
figura de equilíbrio do efeito
deformável em tempos geológicos combinado
( ~ milhões de anos) = plasticidade gravidade + força centrifuga

6. Equações do interior
R
 equilíbrio hidrostático:
P( r ) = − ∫ g p ( r ' ) ρ ( r ' )dr '
r
 determina-se P em qualquer ponto do planeta se ρ (r ) conhecido
3GM 3GM
≤ Pc ≤ 2
8π R 4
8π R 4
 fases dos materiais do interior, em função da T e P:
energia livre de Gibbs Gl (Tm , P ) = Gs (Tm , P )
A obtenção de valores empíricos é simples a baixas
pressões mas os interiores planetários tem pressões
e temperaturas muito altas difíceis de reproduzir
em laboratório

7.  Equação de estado: composição
P = P( ρ , T , f i )
equação de estado é obtida a T ambiente e modificada por medidas a T e P maiores
 Relação pressão-densidade:
baixas P: P → 0, n ≈ ∞
P = Kρ1+1 / n altas P: n = 3 / 2, P ∝ ρ 5 / 3
 Relação massa-raio:
M ∝ R3 planeta incompressível
1
M∝ 3 se a pressão interna aumenta ao ponto dos elétrons se
R tornarem degenerados o tamanho do planeta diminui a
medida que aumenta a massa  estrelas anãs brancas
abaixo  mais massa aumenta o raio
Existe limite: Júpiter está próximo do limite!
acima  mais massa diminui o raio

8. Sismologia fornece informações sobre interior
estudo da passagem de ondas plásticas no interior do planeta
terremotos
impactos de meteoritos
explosões vulcânicas
explosões não naturais (homem)
se propagam no interior, refletidas e transmitias nas interfaces onde ρ varia
Oscilações na direção Oscilações transversais
da propagação da onda à direção de propagação
Compressão e Stress e rotação
rarefação do material do material
ondas P, ou Primárias ondas S, ou Secundárias

9. Satélites

10. Superfícies
Vulcanismo
Crateras
Atividade
tectônica
Canais, montanhas

11. Morfologia superficial
Gravidade e rotação
Processos endogênicos Atividade tectônica
Superfícies modificadas Efeitos atmosfericos
Processos exognênicos
Colisões

12. Topografia medida em relação ao geóide
estrutura local (ex: montanha) sobrevive à gravitação
dependendo da densidade e coesão do material
corpos pequenos com pequena gravidade podem manter
uma forma não esférica
Movimentos de deslizamento (“downhill”) são induzidos
pela gravidade mas sua ocorrência depende da pendente
comparada com o “ângulo de repouso” do material
maior inclinação que
determinado material suporta
material
depende granulação
quantidade de ar e água
temperatura

13. Gravidade e rotação
corpo esférico corpo oblato geóide
Superfície equipotencial de
uma elipse em rotação em
torno do seu eixo menor
Mapa de gravidade (geóide) da Terra

14. • Over the course of time there are many things which can cause
the surface of a planet to change its appearance.
• winds, as shown in the example from the Martian surface
– Monument Valley on Earth is an example
• weather & water, which cause erosion
• volcanism, which pours out a new surface
– The Moon is an example.
• continental drift
• slow forces of deformation like those which cause mountains
to form.
• slumping of craters, mountains and volcanoes.

15. Rock and the Rock Cycle

16. Earth's Water Cycle
Water is always on the
move.
Rain falling where you
live may have been
water in the ocean
just days before. And
the water you see in
a river or stream
may have been snow
on a high
mountaintop.

17. Litosfera - Estratosfera

19. Notice that the magnetic field is much larger than the planet!
Windows Original

20. The Force of Magnetism
The force of magnetism is directed from one pole to another. A pole can be
described as the point where lines of magnetic force come together. Most simple
magnets have two poles (that makes them "di-poles"), as shown in this picture. The
magnetic field "lines" illustrate where the force of magnetism is, and whether it is
stronger (red) or weaker (blue).
For simple magnets, the force of
magnetism works in the following way:
When two magnets are brought together,
the force will attract the two magnets
together if the poles are opposite, that is
if the pole of the first magnet is positive
and the pole of the second magnet is
negative. If that condition is true, the two
magnets will be "forced" to stick together.
This is an illustration of how magnetism works.

21. The Invisible World of Magnetic Fields
• A bar magnet is a seemingly ordinary piece of metal from which invisible
magnetic field lines originate. These magnetic field lines effect any magnetic
material in the vicinity of the magnet. Magnets have a north pole where, by
convention, magnetic lines of force point outward and a south pole where
they point inward. Opposite poles attract each other; while similar poles
repel each other. A toy bar magnet has a magnetic field (~1000 Oersted)
thousands of times larger than the Earth's surface magnetic field(~1/4
Oersted) and about the strength of the field found in sunspots on the solar
surface.
• All magnetic fields are the result of moving electric charges. In the case of
solid materials, the moving charges are the individual electrons rotating
about the atomic nuclei. However, that would not be sufficient to produce a
magnetic field because the orbiting electrons are randomly oriented and
their individual magnetic fields cancel out. In a permanent magnet, the fields
of the individual atoms are all lined up so that they add rather than cancel
each other out

22. Earth with its magnetic field
The Earth is a good example of a planetary dipole, where the lines
of force point in a direction out of the South (magnetic) Pole and
into the North (magnetic) Pole. Planets can also show evidence of
quadrupoles (4 poles) and octupoles (8-poles).
The source of this material is Windows to the Universe, at
http://www.windows.ucar.edu/ at the University Corporation for
Atmospheric Research (UCAR

23. Generating a Magnetic Field
• there are two essential ingredients for generating a magnetic field.
Those two ingredients are:
magnetic material
currents
It is believed a planet, or a star, can
generate a magnetic field if it has both
of the two ingredients above. It must
have enough magnetic material, and it
must have currents moving inside the
magnetic material. If a planet does not
have enough of either of these two
ingredients, it will not have a magnetic
field. Planets which do not have
magnetic fields include Venus (moves
very slowly), and Mars (most the iron is
on the surface, and not molten). This figure shows a model of the Earth's magnetic
field being generated within the Earth.

24. If two magnets of the same polarity are brought together, the force of
magnetism will repel the two magnets from each other, and they cannot be
made to stick together.

25. Plate Tectonics
What causes a Planet's surface to change its appearance?

26. Placas tectônicas
200Myr atrás só tinha um continente:
Pangaea
Desde então os continentes tem se separado
e afastado:continental drift
induzido pela tectônica de
placas
litosfera (crosta) consiste de ~10 grandes placas flutuando em cima da atenosfera
Placas se movem uma em
relação as outras ~ 20cm p/ano

27. movimento das placas causado por convecção no manto  estrutura global de
circulação com as placas se movendo em cima
não se conhece a força que gera a conveçcão no manto
1. placas se afastam na cordilheira oceânica
 magma sobe  nova crosta
2. placas colidem ou deslizam uma contra a outra gerando terremotos
3. quando uma placa oceânica e uma
continental colidem a placa oceânica
(mais
pesada) vai para baixo aonde é
novamente
aquecida  novas rochas metamórficas
são formadas
derretimento da crosta ocorre em um meio rico em água 
a solidificação deste novo magma resulta em rochas graníticas

28. ciclo no fundo dos oceanos ocorre numa escala de tempo de 10 8 anos
Crosta oceânica
– formada: limites divergentes 
cordilheiras
- destruída: limites convergentes
crosta derretida ~= crosta
formada
~60.000km cordilheiras ativas + taxa separação ~ 4cm/ano
=
2 km2/ano crosta nova
Tectonismo de placas é observado apenas na Terra
Mercúrio, Marte e Lua por serem pequenos, resfriaram
muito rapidamente criando uma espessa litosfera
Vênus parece mostrar algum indício de movimento
lateral tectônico mas não associado a placas

29. Vulcanismo
alguns corpos mostram indícios de
vulcanismo passado
 hoje: apenas Terra e Io
Explosões vulcânicas modificam:
- superfície - recobrindo velhas
estruturas e criando novas
- atmosfera e clima
Requisito para a atividade vulcânica:
presença de um material quente e líquido, magma, abaixo da crosta
Possíveis fontes de calor para criar o magma:
(i) calor gerado durante a formação do planeta (ex: Terra) e através da
continua diferenciação de material (ex: Saturno)
(ii) interação de maré entre diversos corpos sólidos (ex: Io)
(iii) nuclideos radiativos (fonte importante em todos os planetas terrestres)

30. atividade vulcânica é encontrada na
borda entre duas placas tectônicas
acima de “plumes” termais quentes
do manto
emissão de gás e vapor sem a erupção de
lava ou material piroclástico marca os
últimos estágios de atividade vulcânica

31. Efeitos atmosféricos
Deslizamentos com velocidade
dependendo: viscosidade do
fluído, terreno e gravidade
Movimento de poeira dependendo:
Água, fluídos densidade, viscosidade,
Ventos temperatura, composição e
Reações químicas rugosidade do solo
Interação entre atmosfera e superfície
levando a processos de “weathering”
(intemperismo) dependendo da
composição da atmosfera e das rochas