O documento discute métodos para estudar o interior da Terra. 1) Inclui métodos diretos como sondagens profundas e estudos de materiais expelidos por vulcões, e métodos indiretos como geofísica e astrogeologia. 2) A geofísica fornece dados sobre gradiente térmico, gravidade e campo magnético para modelar a estrutura interna. 3) Variações nesses dados indicam que a composição e densidade no interior variam, apoiando a hipótese de diferentes camadas.

1. Métodos para o estudo do interior da Terra

2. Como estudar o interior da geosfera ?

3. Métodos de Estudo

4. Métodos de Estudo

5. Métodos directos  sondagens ultraprofundas estes dados são escassos e as camadas perfuradas pouco ultrapassaram a dezena de quilómetros, o que é irrisório quando comparado com as dimensões do raio terrestre (cerca de 6400 km). Obstáculos de natureza tecnológica e financeira têm impedido que as sondagens atinjam valores de profundidade mais elevados. A partir das sondagens os geólogos podem estudar a natureza dos materiais, o seu estado de deformação, de fissuração, etc., e inferir das condições do interior do globo.

6. Observação e estudo directo da superfície visível Calçada do Gigante

7. Exploração de Jazigos Minerais em minas e escavações Minas de S. Domingos

8. Sondagem

9. Magmas e Xenólitos

10. E mais …

11.  estudo dos materiais expelidos pelos vulcões

12.  estudo dos fragmentos de crosta oceânica por razões de índole tectónica estes fragmentos podem aflorar à superfície terrestre

13. Métodos de Estudo

14. Métodos indirectos provêm essencialmente das Ciências . Geofísica . Astrogeologia  Contributos da Geofísica Abrangem dados de natureza diversa: . geotérmicos . de geomagnetismo . gravimétricos . de densidade . sismológicos Permitem elaborar modelos teóricos da estrutura interna da Terra

15. Geotermia a temperatura aumenta progressivamente para o interior da Terra , conforme tem sido mostrado aquando da abertura de túneis, poços, minas ou execução de sondagens. Esse aumento é variável entre diferentes regiões A taxa de aumento da temperatura no interior da Terra é o gradiente geotérmico O gradiente geotérmico relaciona o aumento da temperatura com a profundidade e é expresso em o C/m . Gradiente Geotérmico : taxa de variação da temperatura com a profundidade, ou seja, aumento da temperatura por km de profundidade.

16. O grau geotérmico , que é expresso em m / o C, é o número de metros que é necessário aprofundar para que haja um aumento de temperatura de 1 o C. Para profundidades para as quais tem sido possivel fazer determinações directas o valor médio do grau geotérmico é de cerca de 30 o C/ K m, ou, em média, furar cerca de 33 metros para que a temperatura se eleve de 1 o C O fluxo térmico ou o fluxo de calor é a quantidade de calor que flui à superfície ou, quantidade de calor libertada por unidade de superfície e por unidade de tempo ( transferência de calor do interior para o exterior da Terra). É, em média, da ordem de 50 cal. por centímetro quadrado, por ano. O fluxo térmico é um pouco mais elevado no eixo das dorsais oceânicas e mais baixo nos escudos .

17. Gradiente Geotérmico Variação da temperatura e da pressão até à profundidade de 400 km - Exercício 2 3 4 1 Qual o gradiente geotérmico para a litosfera continental, até à profundidade de 25 km, 50 km e 100 km ?

18. 1 - 500 °C/25 km = 20 °C/km 850°C/50 km = 17 °C/km 1150°C/100 km = 11,5 °C/km 2 - Ocorre aumento da temperatura com a profundidade, mas esse aumento tende a ser menor com o aumento da profundidade, isto é, próximo da superfície a temperatura aumenta mais rapidamente do que nas camadas mais internas da Terra. A análise do declive das linhas também permite chegar a esta conclusão. 3 - A afirmação está correcta, pois a temperatura na litosfera oceânica aumenta de uma forma mais intensa do que na litosfera continental. Para uma mesma profundidade, a temperatura é superior na litosfera oceânica, implicando um gradiente geotérmico maior. 4 - Entre os 200 e os 400 km de profundidade a temperatura passa dos 1350 para os 1500ºC. Assim,200 000 m/150ºC = 1333 m/°C. Resolução

19. Analisando o gráfico anterior pode verificar-se que a variação da temperatura com a profundidade não é linear isto é não é uma recta . Pode ver-se que com o aumento da profundidade a variação da temperatura é cada vez menor passando a partir dos 400 km a variar muito pouco. Se analisarmos a variação de temperatura entre os 200km de Profundidade e os 400 km podemos dizer que esta variou entre 1350 ºC e os 1500 ºC (150 ºC). Assim podemos calcular o grau geotérmico em função do gráfico anterior pela seguinte regra de três simples: 400 km -200 km --------------------- 1500ºC – 1350ºC X --------------------- 1ºC X=(200km x 1ºC)/150ºC=1,333 km/ºC=1333 m/ºC

21. Gravimetria Através do estudo de anomalias gravimétricas é possível detectar a localização, no Interior da Terra, de materiais de diferentes densidades. anomalia gravimétrica – é a diferença entre os valores da gravidade medidos com aparelhos específicos ( gravímetros) e os valores da gravidade teoricamente calculados para um mesmo ponto da Terra

22. Anomalias gravimétricas - desvios em relação aos valores médios calculados .. Podem ser: . positivas - se o valor for superior ao calculado . negativas - se o valor for inferior ao calculado

23. Exercício 1 - Relacione a variação da intensidade da força gravítica com a distância à área situada acima do doma de sal- - gema. A intensidade da força gravítica diminui com a proximidade à região onde se encontra o doma de sal-gema

24. 2 - Como interpreta a variação referida anteriormente? A densidade do doma salino é menor que a densidade das rochas encaixantes daí que a força gravítica exercida sobre um corpo à superfície da Terra seja menor

25. 3 - Faça corresponder as expressões anomalia gravimétrica positiva e anomalia gravimétrica negativa às situações consideradas Proximidade de um doma de sal-gema – anomalia gravimétrica negativa Proximidade de uma intrusão magmática - anomalia gravimétrica positiva

26. Proximidade de um doma de sal-gema Força gravítica diminui  Anomalia gravimétrica negativa. Rochas com baixa densidade têm baixa força gravítica. Método utilizado para saber onde há petróleo porque os domas salinos estão normalmente associados a jazigos de petróleo. Proximidade de uma intrusão magmática Força gravítica aumenta  Anomalia gravimétrica positiva. Materiais com elevada densidade têm elevada força gravítica. Método utilizado para localizar jazigos de minerais densos como o ferro.

27. Conclusão:  Nem todos os locais se encontram à mesma distância do centro da Terra  O interior da Terra não é homogéneo  Os materiais variam quer lateralmente quer em profundidade, na Terra

29. Nas cadeias montanhosas… As anomalias negativas são explicadas porque debaixo dessas montanhas existem raízes formadas por rochas pouco densas. Essas raízes são muito maiores do que a zona saliente e mergulham profundamente no manto mais denso.

30. Através do estudo de anomalias gravimétricas é possível detectar a localização de materiais de diferentes densidades, ainda que esses materiais se encontrem a certa profundidade. A gravimetria é o método utilizado na prospecção mineira e de petróleo. Ao nível das grandes cadeias montanhosas existem anomalias gravimétricas negativas, mesmo que se entre em consideração com factores de correcção correspondente à altitude.

31. Importância do geomagnetismo O geomagnetismo é importante porque: A existência do campo magnético terrestre apoia o modelo sobre a composição e as características físicas do núcleo terrestre; O paleomagnetismo fornece informações sobre o passado da Terra pois: Regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre; Apoia a hipótese da formação dos fundos oceânicos a partir do rifte;

32. Densidade ► a densidade global da Terra é de cerca de 5,5 g/cm 3 ► as rochas da superfície terrestre são muito menos densas -> densidade média de 2,8 g /cm 3 existirão materiais de densidade superior no interior do planeta Outros dados têm confirmado esta suposição permitindo: • calcular a densidade para diferentes zonas do interior da Terra • prever aumentos bruscos de densidade nas fronteiras de determinadas zonas

34. Como se justifica que a densidade da geosfera seja superior á das rochas da crosta? As rochas do interior da Terra ● estão sujeitas ao aumento progressivo da pressão litostática pressão exercida em profundidade pela massa rochosa suprajacente, a qual altera a estrutura e a mineralogia de uma rocha vão sendo comprimidas Rochas mais densas Diminuição do volume Gradiente geobárico – variação da pressão litostática com a profundidade

35. Conclusão: Apoia a hipótese de que a densidade no interior da geosfera é variável A gravimetria

36. Geomagnetismo magnetismo terrestre - é o resultado de toda a Terra se comportar como um enorme íman . O campo magnético existe ao redor da Terra. A sua existência manifesta-se pela orientação de uma agulha magnética. Origem do magnetismo terrestre - correntes eléctricas geradas no núcleo metálico do planeta.

37. ► A criação de um campo magnético dá-se através de correntes eléctricas. ► Os geólogos consideram: • que o núcleo externo deverá encontrar-se no estado fundido • que as elevadas temperaturas criam correntes de convecção • que estes movimentos de ferro líquido podem gerar correntes eléctricas e um campo magnético associado

38. ► Alguns minerais ( por exemplo a magnetite) quando se formam: • sofrem um processo de magnetização , de acordo com o campo magnético terrestre no momento da sua formação ► Certas rochas retêm a memória do campo magnético terrestre no momento da sua formação - paleomagnetismo

39. ► as posições dos pólos magnéticos não são constantes e mostram mudanças observáveis de ano para ano. ► a sua variabilidade indica que esse núcleo se encontra em movimento -> o metal fundido assume o papel de espirais condutoras -> criam campos magnéticos. ► A medida da intensidade do campo magnético é feita com instrumentos chamados magnetómetros : determinam a intensidade do campo e as intensidades em direcção horizontal e vertical. ► A intensidade do campo magnético da Terra varia nos diferentes pontos da superfície do planeta.

40. Linhas do campo magnético terrestre – saem do pólo norte magnético para o pólo sul

41. Os pólos magnéticos da Terra não coincidem com os pólos geográficos de seu eixo ( N / S ) Os pólos magnéticos da Terra passam por inversões: de vez em quando, o norte passa a ser sul, e o sul passa a ser norte isto porque

42. ► é extremamente importante para o planeta porque • protege-o de radiações ionizantes • de ventos solares Estes contêm partículas perigosas para os seres vivos e afectam o funcionamento de satélites e aparelhos de comunicação. Conclusão: A existência de um magnetismo terrestre faz supor, para a Terra, um núcleo externo metálico de material fundido Porque é importante para a Terra a existência de um campo magnético?

43. Como pode o magnetismo das rochas evidenciar que ocorreu expansão dos fundos oceânicos ?

44. Relativamente à importância do geomagnetismo pode considerar-se que: • a existência do campo magnético terrestre apoia o modelo sobre a composição e as características físicas do núcleo terrestre • o paleomagnetismo fornece muitas informações sobre o passado da Terra: • • regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre • • apoia a hipótese da formação dos fundos oceânicos a partir do rifte

45. Sismologia ► Se a Terra fosse homogénea ou seja se a composição e as propriedades físicas dos materiais fossem idênticas ● A velocidade das ondas sísmicas seria constante em qualquer direcção e ● A trajectória dos raios sísmicos seria rectilínea Tal não se verifica Conclusão: ♦ A Terra varia na sua composição interna ♦ as propriedades físicas dos seus materiais são diferentes