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A TERRA – ACREÇÃO E
   DIFERENCIAÇÃO
                 Liliane Morgado
                       2011/2012
A Terra – acreção e diferenciação


      A Terra, tal como os outros corpos do
Sistema Solar, teve origem a partir da acreção de
materiais da nébula solar por ação da força
gravítica, seguido de um processo de
diferenciação.
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação

      Embora se tenha começado a formar há
 cerca de 4600 M.a., continuou a crescer durante
 cerca de 120 a 150 M.a., até atingir as
 dimensões atuais.

      As rochas magmáticas mais antigas
 encontram-se na bacia de Hudson, Canadá.
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação

       Mas em 2007, um
 conjunto de pequenos
 diamantes em forma de
 agulhas, incrustados em
 cristais de zircão, foi
 datado de cerca de 4400
 M.a., uma idade muito
 próxima do que se crê ter
 sido o início da formação
 do planeta Terra.
A Terra – acreção e diferenciação
       Inicialmente a Terra teria uma estrutura
 homogénea, com uma distribuição regular do
 ferro, do Níquel, dos silicatos e da matéria
 menos densa.
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação
 A    estrutura     da  Terra   em      camadas
 concêntricas, com um núcleo central muito
 denso rodeado por um manto, e este pela
 crosta, menos densos, a existência de uma
 atmosfera e de uma hidrosfera levaram a
 procurar uma explicação para essa diferenciação
 estrutural e química.
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação

      Que fontes de energia estariam envolvidas
 no processo de diferenciação?

     Impactos dos planetesimais

     Compressão

     Desintegração radioactiva
A Terra – acreção e diferenciação

           Impacto dos planetesimais

 Energia cinética era convertida em calor, grande parte
 irradiava para o espaço, mas uma parcela era retida no
 planeta.
A Terra – acreção e diferenciação

      Na actualidade, a acreção ainda decorre
 no nosso planeta, com registos recentes de
 impactos de meteoritos.
A Terra – acreção e diferenciação
                      Compressão
As zonas internas do planeta eram comprimidas sob o peso
crescente da acumulação de novos materiais. Como resultado o
calor acumulava-se (baixa condutividade térmica das rochas) e a
temperatura aumentava no interior da Terra.
A Terra – acreção e diferenciação

          Desintegração radioactiva

   • Os átomos dos elementos pesados, Úranio, Tório e
     Potássio       (por       ex.)      desintegram-se
     espontaneamente, emitindo energia e transformando-
     se noutros elementos mais estáveis.

   • Esse calor flui com dificuldade devido à fraca
     condutividade térmica dos materiais sendo
     armazenado no interior da Terra.
A Terra – acreção e diferenciação
A Terra – acreção e diferenciação

 Diferenciação

   • Os materiais sofreram fusão.
   • Sendo o ferro mais denso deslocou-se na direção
     do centro do planeta (2000ºC) e os materiais
     menos densos para a periferia, que ao
     arrefecerem originaram a crosta primitiva.
   • Na crosta recém-formada os fenómenos de
     vulcanismo seriam generalizados, com libertação
     de gases.
A Terra – acreção e diferenciação

 A superfície da terra foi
 arrefecendo, de modo
 que os materiais que se
 encontravam             à
 superfície
 solidificaram, formando
 uma capa muito fina e
 quebradiça – a crosta
 primitiva.
A Terra – acreção e diferenciação
Esta crusta primitiva, ao ser bombardeada por
meteoritos, era quebrada e perfurada, permitindo
que o material que se encontrava por baixo, ainda
em estado fluido -magma primitivo-subisse até à
superfície, espalhando-se em vastos lençóis.
A Terra – acreção e diferenciação

 Forma-se a primeira verdadeira crusta
 continental, que se movia e flutuava sobre o
 material mais denso que se encontrava por
 baixo.
Origem e evolução da atmosfera

Juntamente com o derrame de lava seriam
libertadas grandes quantidades de gases que
permitiram o aparecimento da atmosfera.
Origem e evolução da atmosfera

Existem dois modelos clássicos que explicam a
origem e evolução da atmosfera:

Hipótese da desgasificação;

Hipótese da dissociação química.
Origem e evolução da atmosfera

Hipótese da desgasificação

Esta relacionada com os processos de vulcanismo
primitivo e com o processo de diferenciação da Terra por
densidades.

Os gases tiveram origem no interior da Terra, uns
libertaram-se para o espaço (H e He) e outros ficaram
retidos pela ação gravítica da Terra.

O aparecimento do O2 é explicado com o aparecimento
de seres fotossintéticos.
Origem e evolução da atmosfera
Hipótese da dissociação química

A atmosfera primitiva da Terra era semelhante à de
Júpiter, existindo Hidrogénio - H2 , Metano - CH4, Amoníaco -
NH3 e alguma H2O – vapor de água.

As ligações químicas destes gases, devido à ação de fortes
ventos solares rompiam-se e originavam elementos ou
radicais livres que se recombinavam de forma variada.

Algum do oxigénio livre era explicado com a fotodissociação
química da água, mas a quantidade significativa deste gás só
ocorreu com o aparecimento de seres fotossintéticos.
Origem e evolução da atmosfera


Estas duas hipóteses consideram que devido a
uma elevada quantidade de vapor de água
existente na atmosfera primitiva, que devido à
sua condensação provocada pelo arrefecimento
da Terra, originaram chuvas que se acumularam
formando o oceano primitivo.
Exploração de software para
   estudo do sistema solar
                       Liliane Morgado
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  • 2. A Terra – acreção e diferenciação A Terra, tal como os outros corpos do Sistema Solar, teve origem a partir da acreção de materiais da nébula solar por ação da força gravítica, seguido de um processo de diferenciação.
  • 3. A Terra – acreção e diferenciação
  • 4. A Terra – acreção e diferenciação
  • 5. A Terra – acreção e diferenciação Embora se tenha começado a formar há cerca de 4600 M.a., continuou a crescer durante cerca de 120 a 150 M.a., até atingir as dimensões atuais. As rochas magmáticas mais antigas encontram-se na bacia de Hudson, Canadá.
  • 6. A Terra – acreção e diferenciação
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  • 8. A Terra – acreção e diferenciação Mas em 2007, um conjunto de pequenos diamantes em forma de agulhas, incrustados em cristais de zircão, foi datado de cerca de 4400 M.a., uma idade muito próxima do que se crê ter sido o início da formação do planeta Terra.
  • 9. A Terra – acreção e diferenciação Inicialmente a Terra teria uma estrutura homogénea, com uma distribuição regular do ferro, do Níquel, dos silicatos e da matéria menos densa.
  • 10. A Terra – acreção e diferenciação
  • 11. A Terra – acreção e diferenciação A estrutura da Terra em camadas concêntricas, com um núcleo central muito denso rodeado por um manto, e este pela crosta, menos densos, a existência de uma atmosfera e de uma hidrosfera levaram a procurar uma explicação para essa diferenciação estrutural e química.
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  • 13. A Terra – acreção e diferenciação
  • 14. A Terra – acreção e diferenciação
  • 15. A Terra – acreção e diferenciação Que fontes de energia estariam envolvidas no processo de diferenciação? Impactos dos planetesimais Compressão Desintegração radioactiva
  • 16. A Terra – acreção e diferenciação Impacto dos planetesimais Energia cinética era convertida em calor, grande parte irradiava para o espaço, mas uma parcela era retida no planeta.
  • 17. A Terra – acreção e diferenciação Na actualidade, a acreção ainda decorre no nosso planeta, com registos recentes de impactos de meteoritos.
  • 18. A Terra – acreção e diferenciação Compressão As zonas internas do planeta eram comprimidas sob o peso crescente da acumulação de novos materiais. Como resultado o calor acumulava-se (baixa condutividade térmica das rochas) e a temperatura aumentava no interior da Terra.
  • 19. A Terra – acreção e diferenciação Desintegração radioactiva • Os átomos dos elementos pesados, Úranio, Tório e Potássio (por ex.) desintegram-se espontaneamente, emitindo energia e transformando- se noutros elementos mais estáveis. • Esse calor flui com dificuldade devido à fraca condutividade térmica dos materiais sendo armazenado no interior da Terra.
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  • 21. A Terra – acreção e diferenciação
  • 22. A Terra – acreção e diferenciação Diferenciação • Os materiais sofreram fusão. • Sendo o ferro mais denso deslocou-se na direção do centro do planeta (2000ºC) e os materiais menos densos para a periferia, que ao arrefecerem originaram a crosta primitiva. • Na crosta recém-formada os fenómenos de vulcanismo seriam generalizados, com libertação de gases.
  • 23. A Terra – acreção e diferenciação A superfície da terra foi arrefecendo, de modo que os materiais que se encontravam à superfície solidificaram, formando uma capa muito fina e quebradiça – a crosta primitiva.
  • 24. A Terra – acreção e diferenciação Esta crusta primitiva, ao ser bombardeada por meteoritos, era quebrada e perfurada, permitindo que o material que se encontrava por baixo, ainda em estado fluido -magma primitivo-subisse até à superfície, espalhando-se em vastos lençóis.
  • 25. A Terra – acreção e diferenciação Forma-se a primeira verdadeira crusta continental, que se movia e flutuava sobre o material mais denso que se encontrava por baixo.
  • 26. Origem e evolução da atmosfera Juntamente com o derrame de lava seriam libertadas grandes quantidades de gases que permitiram o aparecimento da atmosfera.
  • 27. Origem e evolução da atmosfera Existem dois modelos clássicos que explicam a origem e evolução da atmosfera: Hipótese da desgasificação; Hipótese da dissociação química.
  • 28. Origem e evolução da atmosfera Hipótese da desgasificação Esta relacionada com os processos de vulcanismo primitivo e com o processo de diferenciação da Terra por densidades. Os gases tiveram origem no interior da Terra, uns libertaram-se para o espaço (H e He) e outros ficaram retidos pela ação gravítica da Terra. O aparecimento do O2 é explicado com o aparecimento de seres fotossintéticos.
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  • 30. Origem e evolução da atmosfera Hipótese da dissociação química A atmosfera primitiva da Terra era semelhante à de Júpiter, existindo Hidrogénio - H2 , Metano - CH4, Amoníaco - NH3 e alguma H2O – vapor de água. As ligações químicas destes gases, devido à ação de fortes ventos solares rompiam-se e originavam elementos ou radicais livres que se recombinavam de forma variada. Algum do oxigénio livre era explicado com a fotodissociação química da água, mas a quantidade significativa deste gás só ocorreu com o aparecimento de seres fotossintéticos.
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  • 32. Origem e evolução da atmosfera Estas duas hipóteses consideram que devido a uma elevada quantidade de vapor de água existente na atmosfera primitiva, que devido à sua condensação provocada pelo arrefecimento da Terra, originaram chuvas que se acumularam formando o oceano primitivo.
  • 33. Exploração de software para estudo do sistema solar Liliane Morgado 2011/2012