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1. 2.3 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA

2. Estrutura e dinâmica da geosfera
ESTRUTURA E DINÂMICA DA GEOSFERA
― 2.1 Vulcanismo
― 2.2 Sismologia
― 2.3 Estrutura interna da Terra

3. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos de estudo do interior da Terra
― Um dos objetivos da geologia é conhecer a estrutura interna da Terra. Contudo, este objetivo é difícil de
concretizar devido às dimensões do planeta.
― Os geólogos recorrem a métodos diretos e métodos indiretos.
Fig. 1 – Diâmetros polar e equatorial da Terra.
Movimento de rotação da Terra
Diâmetro polar
(12 714 km)
Diâmetro
equatorial
(12 756 km)

4. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos de estudo do interior da Terra – métodos diretos
― Os métodos diretos incluem aqueles que permitem a observação e estudo das rochas de forma direta.
Estudo de afloramento Estudo de explorações mineiras
Fig. 2 – Vista parcial do afloramento rochoso
da serra de Sintra (Santuário da Peninha).
Fig. 3 – Mina Rio Tinto, na
Andaluzia, Espanha.

5. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos de estudo do interior da Terra – métodos diretos
― Os métodos diretos incluem aqueles que permitem a observação e estudo das rochas de forma direta.
Estudo de sondagens Vulcanologia
Fig. 4 – Realização de uma
sondagem Fig. 5 – Vulcanólogo a recolher informações num vulcão.

6. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos de estudo do interior da Terra – métodos indiretos
― Os métodos diretos baseiam-se nos dados fornecidos pela geofísica, nomeadamente a sismologia,
geomagnetismo e geotermia.
Sismologia
― As características da propagação das ondas sísmicas variam consoante a rigidez, densidade e incompressibilidade
dos materiais que atravessam.
Fig. 6 – Trajetórias de propagação das ondas sísmicas na Terra:
A – de acordo com a realidade; B – se a Terra fosse homogénea.
B
Hipocentro
Propagação apenas
das ondas P
Propagação das
ondas P e S
Zona de sombra
das ondas P
Propagação apenas
das ondas P
A

7. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos - sismologia
― A velocidade das ondas P varia em conformidade com a densidade,
rigidez e incompressibilidade das rochas.
― A densidade aumenta com a profundidade mas não de modo
constante.
Fig. 7 – A – Variação da densidade e da velocidade das ondas sísmicas com a profundidade. B – Variação da densidade com a profundidade.

8. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos - sismologia
― A variação da densidade com a profundidade resulta, principalmente, da diferente composição química dos
materiais.
― O estudo das ondas sísmicas permitiu identificar as diferentes descontinuidades:
― Descontinuidade de Mohorovicic (ou Moho) - entre a crosta e o manto;
― Descontinuidade de Gutenberg – entre o manto e o núcleo externo;
― Descontinuidade de Lehmann – entre o núcleo externo e o núcleo interno.
Fig. 8 – Composição química das várias camadas da Terra (% em volume).

9. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos - sismologia
― A determinação da velocidade das ondas S permitiu delimitar a litosfera mas também uma zona de baixa
velocidade, entre os 100 km e os 250 km, correspondente à astenosfera.
― Esta diminuição de velocidade, para as ondas S, mas também para as ondas P, resulta do facto de nesta região a
temperatura ser suficientemente elevada para que exista a fusão de alguns minerais do peridotito – fusão
parcial.
Fig. 9 – Variação da velocidade das ondas S na litosfera e na astenosfera (linha verde).

10. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos - sismologia
― A partir da astenosfera o aumento da pressão é muito maior
que o aumento da temperatura, tornado os materiais sólidos.
― A exceção é o núcleo externo que é liquido.
― Deste modo é possível concluir que a ação conjugada da
pressão e da temperatura influencia o estado físico e a rigidez
dos materiais.
Fig. 10 – Influência da temperatura no estado físico dos materiais do interior da Terra.

11. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos – estudo do geomagnetismo
― O estudo do geomagnetismo é o estudo do campo
magnético da Terra.
― O campo magnético terrestre tem origem no núcleo
externo e estende-se até ao espaço.
― O principal responsável pela criação e manutenção do
campo magnético terrestre é o calor interno da Terra, que
gera correntes de convecção.
Fig. 11 – Caracterização do campo magnético terrestre atual (com polaridade normal)
e mecanismo responsável pela sua formação – correntes de convecção.

12. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos – estudo do geomagnetismo
― O campo magnético terrestre é dipolar e gera, atualmente, forças magnéticas que se deslocam do polo sul
magnético para o polo norte magnético, estando este próximo do polo norte geográfico – polaridade normal.
― No entanto isto nem sempre se verificou ao longo da história da Terra.
Fig. 12 – Sedimentos recém-formados podem ficar magnetizados na direção
do campo magnético na altura da sua deposição.
― Minerais de ferro como a magnetite registam o
campo magnético existente na altura em que se
formam – paleomagnetismo.
― Em certas rochas a direção do campo magnético
registada indica uma inversão dos polos
magnéticos em relação ao campo atual –
polaridade inversa.
As partículas minerais magnéticas são
transportadas com outros sedimentos para os
oceanos e alinham-se com o campo magnético
terrestre existente no momento da sua deposição.
Esta orientação é preservada nos
sedimentos litificados, registando
o campo magnético vigente no
momento da sua deposição

13. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos – estudo do geomagnetismo
― O facto de certas rochas se apresentarem magnetizadas faz com que o valor da intensidade magnética seja
diferente do previsto.
― Quando esta intensidade é menor do que o esperado – anomalia magnética negativa – as rochas apresentam
polaridade magnética inversa.
Fig. 13 – Registo de episódios de diferente polaridade do campo magnético
terrestre desde a atualidade até há 5 Ma.
― Quando a polaridade é normal e o valor do
campo magnético é superior ao previsto temos
uma anomalia magnética positiva.
― O estudo do oceano Atlântico revelou um padrão
simétrico em torno do rifte reforçando a ideia de
que ocorrem inversões no campo magnético
terrestre.

14. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos – estudo da geotermia
― O calor interno da Terra resulta de dois fatores:
― Energia térmica acumulada durante a formação do planeta.
― Decaimento de elementos radioativos do interior do planeta.
― O gradiente geotérmico é a medida da variação da temperatura por quilómetro de profundidade (⁰C /km)
― O grau geotérmico corresponde ao número de metros que é necessário percorrer em profundidade para que a
temperatura aumente 1 ⁰C.
― Gradiente e grau geotérmico são variáveis opostas.

15. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Métodos indiretos – estudo da geotermia
― Parte do calor interno da Terra é dissipada à superfície.
― O fluxo térmico é a quantidade de energia térmica libertada por unidade de superfície e de tempo.
Fig. 14 – Valores do fluxo térmico da Terra.

16. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Modelos de estrutura interna da Terra – modelo geoquímico
― Baseado na composição química dos materiais.
― Três camadas: crosta, manto e núcleo.
Crosta: camada menos espessa,
subdividida em crosta
continental, granítica, rica em
sílica e alumínio e crosta
oceânica, basáltica e rica em
silício e magnésio.
Manto: formado por silicatos de
ferro e magnésio. Representa
67,1% da massa da Terra.
Núcleo: formado por liga
metálica de ferro e níquel e por
isso é muito denso.
Crosta
Manto
Núcleo
Descontinuidade
de Moho
Descontinuidade
de Gutenberg
2890 km 6371 km
Fig. 15 – Modelo geoquímico
da estrutura interna da Terra.

17. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Modelos de estrutura interna da Terra – modelo geofísico
― Baseado no estado físico e na rigidez dos materiais
Litosfera: camada rígida com cerca de 100 km de
espessura.
Astenosfera: região de comportamento plástico e
de menor rigidez. Há fusão parcial dos materiais.
Limite inferior até aos 250 km.
Mesosfera: região sólida e rígida. Limite inferior até
aos 2890 km.
Núcleo externo: situa-se entre os 2890 km e os
5150 km. Os materiais encontram-se no estado
liquido. É responsável pela criação do campo
magnético terrestre.
Núcleo interno: camada constituída por materiais
sólidos e rígidos. Situa-se entre os 5150 km e os
6371 km.
Fig. 16 – Modelo geofísico da
estrutura interna da Terra.
Mesosfera
Astenosfera
Litosfera
Descontinuidade
de Lehmann
Núcleo externo
Núcleo interno
2890 km 5150 km

18. Estrutura e dinâmica da geosfera
Estrutura interna da Terra
Astenosfera e a dinâmica da litosfera
― O facto de a astenosfera possuir materiais parcialmente fundidos permite a movimentação na horizontal e na
vertical da litosfera.
― A teoria da tectónica de placas explica os movimentos horizontais.
― Os movimentos na vertical são explicados pela isostasia.
Fig. 17 – Representação de um bloco
de madeira a flutuar em água. Fig. 18 – Espessura das regiões montanhosas.