01 - A dinâmica da Terra e seus ciclos

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A dinâmica da Terra e seus ciclos
Apresentação
As relações entre as diferentes camadas da Terra compõem o sistema terrestre. Esse sistema 
funciona a partir da interação entre os processos que ocorrem tanto no exterior quanto no interior 
do planeta. A dinâmica externa da Terra inclui os processos referentes aos ciclos climáticos e aos 
ciclos da água, envolvendo a atmosfera, a hidrosfera e a biosfera, enquanto a dinâmica interna se 
relaciona aos fenômenos que ocorrem devido às diferenças das propriedades físicas existentes 
entre as camadas mais profundas do planeta.
A geodinâmica externa e interna é responsável pela formação das paisagens, dos depósitos 
minerais e petrolíferos e dos reservatórios de água, pois resulta nos deslocamentos verticais e 
horizontais da crosta terrestre por meio dos movimentos relativos à busca pelo equilíbrio 
gravitacional dos compartimentos da crosta e dos movimentos realizados pelas placas tectônicas.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai conhecer os geossistemas do clima, da tectônica de 
placas e do geodínamo, suas principais características e importância para o funcionamento do 
planeta. Além disso, você aprenderá sobre as diferentes camadas da Terra e como elas interagem 
entre si, identificando a relação entre a movimentação das placas tectônicas e a formação e a 
destruição das rochas.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar os três sistemas da Terra.•
Identificar as camadas internas da Terra e suas propriedades.•
Relacionar os ambientes geotectônicos com o ciclo geológico das rochas. •
Desafio
As altas condições de temperatura e pressão existentes no interior da Terra não permitem o acesso 
direto às informações que auxiliariam na delimitação das suas camadas internas. No entanto, as 
características do interior do planeta podem ser estudadas a partir da análise das milhares de ondas 
sísmicas registradas na superfície.
O tempo de viagem dessas ondas depende da composição do material que elas estão atravessando. 
Dessa forma, é possível estabelecer uma relação entre as velocidades das ondas e as diferentes 
camadas terrestres, à medida que avança a profundidade.
Acerca desse assunto, leia o caso a seguir.
Neste Desafio, indique as descontinuidades que delimitam as diferentes estruturas internas da 
Terra que você identificou. Como você pode descrever o local onde elas se localizam no gráfico 
formado pelas curvas obtidas?
Infográfico
A estrutura interna da Terra é segmentada em camadas concêntricas que podem ser estudadas a 
partir do ponto de vista geoquímico, analisando as mudanças na composição química do interior do 
planeta, ou a partir da análise geodinâmica, que considera as propriedades físicas de cada camada.
Neste Infográfico, você vai conhecer as diferentes camadas internas da Terra e suas propriedades. 
Além disso, vai conferir uma comparação entre a estrutura interna da Terra e a da Lua.
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Conteúdo do livro
O planeta Terra é um sistema dinâmico que funciona a partir das interações entre as camadas, 
internas e externas, que compõem seus subsistemas. Essas relações ocorrem em razão das 
diferenças nas composições químicas e nas propriedades físicas de cada porção do planeta e 
resultam nas diversas feições geológicas e condições ambientais que você pode reconhecer na 
superfície.
No capítulo A dinâmica da Terra e seus ciclos, da obra Petrologia, base teórica desta Unidade de 
Aprendizagem, você conhecerá os três sistemas da Terra e suas interações, além de entender como 
o interior do planeta é dividido em diferentes camadas e como a tectônica de placas se relaciona 
com o ciclo das rochas.
Boa leitura.
PETROLOGIA
Nelize Lima dos Santos
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Diferenciar os três sistemas da Terra.
 > Identificar as camadas internas da Terra e suas propriedades.
 > Relacionar os ambientes geotectônicos com o ciclo geológico das rochas.
Introdução
A estrutura interna da Terra é composta por uma série de camadas que variam 
de acordo com suas propriedades químicas e físicas. Essas diferenças entre as 
camadas profundas do planeta provocam um fenômeno conhecido como correntes 
de convecção, responsável pela redistribuição do calor interno que, por sua vez, 
controla a dinâmica interna do planeta.
Neste capítulo, você conhecerá os principais sistemas da Terra e suas intera-
ções, identificando as diferentes camadas que constituem a estrutura interna do 
planeta. Também compreenderá como esses componentes relacionam-se com a 
tectônica de placas e, consequentemente, com o ciclo das rochas.
Sistemas da Terra
A principal característica da Terra é o seu conjunto de condições únicas e 
extraordinárias que favorecem a existência e a estabilidade de muitas formas 
de vida (TEIXEIRA et al., 2000). Isso ocorre devido à interatividade dos sistemas 
que compõem o planeta, ao longo do tempo geológico. A Terra apresenta um 
raio equatorial ligeiramente maior do que o polar (Figura 1), com a forma de 
um esferoide achatado nos polos — ou geoide. Essa característica fornece 
informações fundamentais para o conhecimento do interior do planeta e 
indica que, em profundidade, a Terra comporta-se como um fluido viscoso na 
A dinâmica da 
Terra e seus ciclos
escala de tempo geológico (milhões de anos). As fontes de calor no interior 
terrestre fornecem energia para as atividades de sua dinâmica interna, que 
condicionam as manifestações da tectônica global na superfície. Ao mesmo 
tempo, a reduzida temperatura na superfície e a presença de envoltórios 
fluidos recobrindo o planeta permitem a existência do conjunto de ecossis-
temas (TEIXEIRA et al., 2000).
Figura 1. Forma da Terra.
Fonte: Baseada em Teixeira et al. (2000).
Ao longo do tempo geológico, a Terra sofreu uma série de modificações 
em um processo de diferenciação em camadas concêntricas, cuja influência 
pode ser observada desde a configuração atual dos continentes até a forma-
ção da atmosfera e dos oceanos. Contudo, mesmo que o planeta já tenha se 
modificado significativamente desde a sua formação, ele continua mudando 
por meio de atividades geológicas, como terremotos, vulcões e glaciações 
(PRESS et al., 2006). O sistema Terra é constituído pela interação de todos 
os componentes formados ao longo de milhares de anos juntamente com o 
mecanismo externo controlado pela energia solar, que é responsável pelo 
clima e pelo tempo do planeta (Figura 2) (PRESS et al., 2006).
A dinâmica da Terra e seus ciclos2
Figura 2. Sistema Terra em interação com a energia solar.
Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 13).
Teoria Geral dos Sistemas
Os sistemas podem ser definidos como um conjunto de componentes 
que interagem entre si e funcionam de forma conjunta com o todo, apresentando 
relações de troca de matéria e energia. Podem ser classificados em: sistemas 
abertos, quando há troca de energia e matéria com o entorno; fechados, quando 
há troca de energia, mas não há troca de matéria; e isolados, quando não trocam 
matéria, nem energia. Devido à complexidade dos sistemas naturais, é comum 
o uso de modelos matemáticos para representá-los de forma simplificada, em 
que os resultados obtidos nas simulações são comparados com os encontrados 
na natureza.
Clima
O subsistema do clima inclui todas as propriedades e interações dos compo-
nentes do sistema Terra necessárias para determinar o clima em uma escala 
global e descobrir como ele muda com o tempo (PRESS et al., 2006), envol-
vendo as diversas esferas externas da Terra, litosfera, biosfera, hidrosfera e 
A dinâmica da Terra e seus ciclos 3
atmosfera. Esse subsistema é controlado pelo balanço entre a energia solar 
que chega até a Terra e a energia que irradia do planeta de volta para o espaço.O sistema climático é governado pelas variações do influxo de energia solar 
nos ciclos sazonais e diários, portanto, analisadas em termos das médias de 
temperatura e outras variáveis obtidas durante muitos anos de observação 
(PRESS et al., 2006). Outros fatores, além da energia solar e dos movimentos 
orbitais da Terra, influenciam esse sistema: distribuição de terras e mares, 
topografia terrestre e oceânica e composição da atmosfera e dos oceanos. 
A interação entre esses fatores intervém na configuração do clima, na distri-
buição de calor na superfície terrestre e nos movimentos de ar, determinando 
os diferentes tipos de clima do planeta. Para compreender os fluxos e ciclos 
de energia no sistema climático global, é necessário conhecer as esferas que 
interagem e influenciam o clima (PRESS et al., 2006).
Atmosfera —É a camada mais externa do planeta, formada pela mistura de 
diferentes gases e partículas em suspensão. Essa esfera é formada por nitrogê-
nio (78%), oxigênio (21%), argônio (0,93%), dióxido de carbono (0,035%) e gases 
menores, que incluem o vapor d’água e o ozônio, que tem papel importante 
na proteção da biosfera contra os raios ultravioletas. A atmosfera é a parte 
mais móvel do sistema climático, e suas células de circulação transportam 
ar frio e quente ao redor do globo em um curto período.
Hidrosfera — É a camada que inclui toda a água presente no planeta, envol-
vendo oceanos, rios, lagos, entre outros elementos, que correspondem a 70% 
da superfície do planeta, bem como águas subterrâneas (PRESS et al., 2006). 
A hidrosfera pode apresentar-se nos estados sólido (gelo e neve), líquido e 
gasoso. Apesar de grande parte da água líquida concentrar-se nos oceanos, 
a água subterrânea exerce um importante papel no sistema climático, como 
reservatórios de umidade continental, sistema de transporte para a precipi-
tação que retorna aos oceanos e fornecimento de sais e outros minerais. As 
correntes oceânicas formadas pelos ventos são eficientes transportadoras 
de energia do Equador para regiões polares responsáveis por influenciar o 
clima global. As águas em estado sólido, especialmente o gelo, influenciam o 
sistema climático por refletir a radiação solar recebida e estabilizar a trans-
ferência de energia na atmosfera.
Biosfera — É a camada que compreende toda a vida no planeta, podendo 
estar presente em ambientes terrestres, aquáticos e aéreos. Em ambientes 
terrestres, a presença de grandes florestas influencia o balanço de energia do 
sistema climático global e, em ambientes marinhos, os plânctons reduzem o 
fluxo de gases do efeito estufa na atmosfera (PRESS et al., 2006). Além disso, 
A dinâmica da Terra e seus ciclos4
vários estudos indicam os seres humanos como agentes ativos nas mudanças 
climáticas globais.
Litosfera — Essa camada é composta pelos solos, sedimentos e rochas. Trata-
-se de uma camada sólida que forma as crostas oceânicas e continentais, 
bem como a parte superior do manto terrestre, possuindo uma espessura 
que varia entre 50 e 200km (TOLEDO, 2014). A porção da litosfera que mais 
influencia o sistema climático é a superfície continental, que representa 30% 
da área total do planeta e afeta o modo como a energia solar é absorvida e 
refletida pela atmosfera (PRESS et al., 2006). O relevo dessas massas conti-
nentais também possui efeito direto no clima, pois influencia os ventos e a 
circulação atmosférica e, no fundo oceânico, interfere nas correntes marinhas. 
A atividade vulcânica pode afetar o controle do balanço de energia, porque 
essas erupções lançam aerossóis e outros materiais particulados que atuam 
bloqueando a radiação solar e diminuindo a temperatura da atmosfera.
Tectônica de placas
A tectônica de placas pode ser descrita como a movimentação de placas 
rígidas, compostas por crosta oceânica e/ou continental e compartimentadas 
por falhas e fraturas profundas, na superfície terrestre (Figura 3). Essas placas 
movimentam-se sobre as camadas mais profundas do planeta influenciadas 
pelas diferenças de calor interno da Terra que formam correntes de convecção 
no manto, constituindo o sistema de tectônica de placas.
O alto fluxo de calor que ascende do manto, ao atingir as zonas mais 
superficiais do interior da Terra, perde calor e movimenta-se lateralmente, 
afastando as placas tectônicas sobrejacentes e formando uma zona de re-
baixamento na superfície cada vez mais baixa com relação ao nível do mar. A 
continuidade desse processo resulta no afogamento dessa área que tende a 
evoluir para um ambiente oceânico. Na medida em que essas áreas se afastam, 
são formadas as dorsais meso-oceânicas, em um processo conhecido como 
expansão do assoalho oceânico com geração de nova crosta (TEIXEIRA et al., 
2000). No lado oposto, regiões das trincheiras oceânicas, as placas podem 
sofrer um processo de subducção, voltando para o interior da Terra ou, caso 
apresentem características físicas como densidade, similares às placas, 
colidem, formando grandes cadeias de montanhas ou arcos de ilhas.
As feições geológicas que serão formadas dependem dos tipos de placas 
tectônicas que estão interagindo entres si, pois cada uma delas apresenta 
características químicas e físicas distintas. A crosta continental é composta 
A dinâmica da Terra e seus ciclos 5
por rochas que variam de ácidas a ultrabásicas, formadas por minerais menos 
densos, com espessura média variando entre 25 e 50km (PRESS et al., 2006). A 
crosta oceânica possui composição litológica mais homogênea, formada por 
rochas básicas a ultrabásicas, portanto, mais densas, apresentando espessura 
média que varia entre 5 e 10km, por ser mais nova do que a crosta continental.
Figura 3. Relação entre as crostas oceânica e continental.
Fonte: Adaptada de van der Pluijm e Marshak (2004).
Assim como no sistema do clima, que envolve uma ampla variedade de 
processos convectivos na atmosfera e nos oceanos, os cientistas estudam as 
placas tectônicas usando simulações computadorizadas para representar o 
que pensam ser os mais importantes componentes e interações.
Geodínamo
O sistema geodínamo é resultado do campo magnético da Terra que, se-
gundo experimentos de Gauss em 1838, origina-se 95% em seu interior, e 
somente uma parte provém de fontes externas (TEIXEIRA et al., 2000), fica 
registrado nas rochas da superfície e ultrapassa os limites do planeta. No 
interior terrestre, os campos magnéticos são gerados no núcleo externo, que 
é composto, principalmente, por ferro e apresenta movimentos convectivos, 
que induzem correntes elétricas um milhão de vezes mais rápido do que no 
manto sólido (PRESS et al., 2006).
Um campo magnético pode ser visualizado como linhas de força que 
apontam para fora do solo no polo norte magnético e para dentro no polo sul 
magnético (PRESS et al., 2006). Podemos imaginar a Terra como uma esfera 
A dinâmica da Terra e seus ciclos6
cujo centro apresenta um dipolo (dois polos) com eixo magnético inclinado 
cerca de 11° com relação ao eixo de rotação da Terra (eixo geográfico) (Figura 
4). Esses polos magnéticos migram a uma velocidade de cerca de 0,2° por 
ano ao redor do eixo geográfico, descrevendo uma trajetória irregular, mas, 
em geral, sem se afastar mais do que 30° do eixo (TEIXEIRA et al., 2000). A 
migração dos polos magnéticos faz com que o campo magnético inverta a 
sua direção ao longo do tempo (milhões de anos) trocando o polo norte pelo 
sul e vice-versa.
Figura 4. Campo magnético terrestre.
Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 17).
Cerca de 5% do campo magnético terrestre é não dipolar e comporta-se 
de maneira diferente para cada região da superfície. Por isso, a conjunção 
desses dois campos provoca desvios em todas as linhas de força do campo 
magnético, resultando em uma distribuição de intensidades diferente daquela 
esperada para um campo dipolar: menor próximo ao Equador e maior em 
direção aos polos — 60.000nT no polo magnético norte e 70.000nT no polo 
magnético sul (TEIXEIRA et al., 2000). 
A intensidade do campo geomagnéticovaria com períodos muito lentos, 
por isso o conjunto dessas variações recebe o nome de variação secular. 
Essa variação é utilizada para entender a convecção no núcleo externo. Com 
a ajuda de computadores de alta capacidade, os cientistas têm conseguido 
simular movimentos convectivos complexos e interações eletromagnéticas 
no núcleo externo que o geodínamo deve estar criando (PRESS et al., 2006).
A dinâmica da Terra e seus ciclos 7
No artigo “O registro da variação secular geomagnética em um es-
peleotema do centro-oeste do Brasil: resultados preliminares”, de 
Jaqueto et al., é possível observar como o uso de registros contínuos de direção 
(declinação e inclinação) e intensidade de estruturas geológicas pode fornecer 
dados de alta resolução temporal e espacial sobre o comportamento do campo 
magnético terrestre.
Camadas internas da Terra
A estrutura interna da Terra consiste em camadas concêntricas heterogêneas 
que diferenciam-se em razão de suas composições químicas e mineralógi-
cas, bem como de suas características físicas, como densidade, espessura, 
temperatura, pressão e estado físico (Figura 5). Os estudos sobre o interior 
terrestre são realizados de maneira indireta, por meio da análise de dados 
sísmicos obtidos pelo registro dos diversos terremotos ocorridos ao longo 
dos anos, o que possibilitou a construção de curvas de tempo-distância 
das ondas refletidas e refratadas, permitindo estimar as densidades, os 
parâmetros elásticos ou a composição mineralógica e química das rochas 
no interior do planeta (TEIXEIRA et al., 2000).
A dinâmica da Terra e seus ciclos8
Figura 5. Variação nas velocidades sísmicas, densidade, pressão e temperatura entre as 
camadas internas da Terra.
Fonte: Toledo (2014, p. 53).
Alguns modelos foram estabelecidos para decifrar a estrutura interna 
da Terra a partir da integração dos dados sísmicos obtidos e estimados. Os 
principais modelos baseiam-se nas características químicas e físicas das 
camadas profundas do planeta. O modelo fundamentado na composição 
geoquímica subdivide o interior da Terra em crosta, manto e núcleo, enquanto 
o modelo com base nas propriedades físicas (geodinâmicas) compartimenta 
o planeta nas camadas litosfera, astenosfera, mesosfera e endosfera (DIAS 
et al., 2013) (Figura 6).
A dinâmica da Terra e seus ciclos 9
Figura 6. Divisão geoquímica e geodinâmica da Terra.
Fonte: Toledo (2014, p. 54).
A camada mais profunda da Terra – portanto, a mais densa – é o núcleo, 
composto por uma liga metálica de ferro e níquel, embora alguns estudos 
indiquem que a sua composição inclua misturas de elementos mais leves. O 
núcleo terrestre é compartimentado em núcleo interno e externo. Estima-
-se que o núcleo interno (densidade de 11 g/cm3 e temperatura acima de 
3000°C) seja sólido devido às altas condições de pressão, ocorra abaixo da 
profundidade de 5.155km (PRESS et al., 2006) e movimente-se a velocidades 
ligeiramente mais altas do que o resto do planeta (TEIXEIRA et al., 2000), já 
que o núcleo externo (densidade de 10 g/cm3 e temperatura acima de 5250°C) 
que o envolve, entre as profundidade de 2.885 e 5.155km (PRESS et al., 2006), 
apresenta-se em um estado líquido capaz de gerar correntes de convecção. 
O manto é a camada que envolve o núcleo, abrangendo as profundidades 
e podendo começar a partir de 5km até 2.885km (PRESS et al., 2006). Essa 
camada é subdividida em outras três: manto inferior, manto intermediário e 
manto superior, ocupando a maior parte da Terra. As rochas que compõem 
o manto apresentam densidade intermediária e são formadas por magnésio, 
ferro e silício combinados com oxigênio. Apesar de sólidas, apresentam um 
comportamento viscoso que permite a geração de correntes de convecção.
Nas zonas mais internas, o manto inferior, que ocorre entre 1.050 e 
2.885km de profundidade, apresenta densidade que varia entre 5,4 e 4,6g/
A dinâmica da Terra e seus ciclos10
cm3, e temperaturas em torno de 2.800–1.800°C (TOLEDO, 2014). Nas zonas 
intermediárias, o manto apresenta composição menos densa (4,6 a 3,38g/cm3) 
devido à diminuição da temperatura (1.800–1.300°C) e pressão. Essa região 
é vista como uma zona de transição e vai de 400 a 1.050km de profundidade 
(TOLEDO, 2014). Acima dessas profundidades, encontra-se o manto superior, 
cujo limite mais superficial depende da espessura da crosta, camada que 
o sobrepõe. Essa porção do manto apresenta densidade que varia de 3,2 a 
3,7g/cm3 (TEIXEIRA et al., 2000).
Os materiais que ocupam a superfície da Terra resfriaram-se, formando 
uma fina camada sólida conhecida como crosta terrestre, que corresponde a 
0,7% da massa do planeta (PRESS et al., 2006). Essa camada é constituída por 
materiais relativamente leves com temperaturas de fusão baixas, composta 
por silício, alumínio, cálcio, magnésio, sódio, potássio e ferro combinados com 
oxigênio. É compartimentada em duas subcamadas: crosta oceânica e crosta 
continental. Essas subcamadas diferem-se entre si quanto a composição, 
densidade, idade, gênese e evolução. 
Diferenciação das camadas internas da Terra
A Terra evoluiu de um massa rochosa não segregada para um planeta 
com diferentes camadas concêntricas devido ao processo de diferenciação 
química e física. Durante os primeiros anos da sua história, como resultado de um 
grande impacto com outros corpos celestes, o planeta adquiriu calor suficiente 
para se fundir, dando início à formação das camadas internas da Terra. Nesse 
processo, os materiais mais densos migraram para as regiões mais profundas 
formando o núcleo, enquanto os materiais menos densos migraram para as 
regiões mais superficiais formando a crosta (PRESS et al., 2006).
Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 229).
A dinâmica da Terra e seus ciclos 11
A crosta continental apresenta espessura muito variável, de 30 a 40km 
nas regiões sismicamente estáveis (mais antigas), conhecidas como crátons, 
até 60/80km nas cadeias de montanhas típicas de ambientes com alta ati-
vidade sísmica (TEIXEIRA et al., 2000). Essa porção da crosta possui cerca de 
2,5g/cm3 de densidade e composição mineralógica granítica (mais de 66% de 
SiO2) (PRESS et al., 2006). A crosta continental vem se formando ao longo da 
história do planeta e, por ser preservada em sua superfície, apresenta idade 
de 4,5 bilhões de anos.
A crosta oceânica também apresenta grande variação na espessura. Em 
regiões onde localizam-se os processos de geração de crosta (cadeias meso-
ceânicas), ela pode apresentar-se mais fina do que a média (TOLEDO, 2014). 
Essa porção da crosta possui cerca de 3,0g/cm3 de densidade e composição 
mineralógica basáltica entre 45 e 52% de SiO2 (PRESS et al., 2006), em razão 
da constante geração e destruição desse tipo de crosta. Sua idade é de cerca 
de 180 milhões de anos.
Quadro 1. Diferenças entre a crosta oceânica e a continental
Composição A crosta continental tem uma composição média menos 
máfica (basáltica) que a da crosta oceânica.
Modo de 
formação
A crosta continental é um amálgama de rocha que 
se formou em arcos vulcânicos ou hot spots e, 
posteriormente, passou pelo ciclo de rocha. A construção 
de montanhas, a erosão, a sedimentação e o vulcanismo 
contínuo aumentam ou alteram a crosta continental. 
Toda crosta oceânica se forma nas dorsais mesoceânicas 
pelo processo de expansão do fundo do mar.
Espessura A crosta continental possui entre 25 e 70km de 
espessura; já a maior parte da crosta oceânica tem entre 
6 e 10km de espessura. Assim, a crosta continental é mais 
espessa que a crosta oceânica.
Heterogeneidade A crosta oceânica pode ser subdividida nas mesmas 
camadas distintas em todo o mundo. A crosta continental 
é muito heterogênea, refletindo sua história complexa e 
o fato de que diferentes regiões da crosta continental se 
formaram de maneiras diferentes.
(Continua)
A dinâmica da Terra e seus ciclos12
Idade A crosta continental é flutuante em relação ao manto 
superior, portanto, não pode ser subduzida. Assim, 
porções da crosta continental são muitoantigas (a 
crosta mais antiga conhecida tem cerca de 4Ga). A maior 
parte da crosta oceânica é carregada de volta para o 
manto durante a subducção, dessa forma, não há crosta 
oceânica na Terra com mais de 200Ma, com exceção da 
crosta oceânica em ofiolitos que foram colocados e 
preservados nos continentes.
Descontinuidade 
(Moho)
A Moho na base da crosta oceânica é muito acentuada, 
sugerindo que a fronteira entre a crosta e o manto é 
nítida. A Moho continental tende a ser menos nítida.
Fonte: Adaptado de van der Pluijm e Marshak (2004).
Os limites entre as camadas na divisão geoquímica são chamados de des-
continuidades e caracterizam mudanças relativamente bruscas de composição 
química que resultam em modificações no estado físico do material submetido 
a pressões e temperaturas crescentes no interior da Terra (TOLEDO, 2014). 
A descontinuidade que separa a crosta do manto apresenta profundidade 
variável a depender da espessura da crosta continental e oceânica, chamada 
de Mohorovicic. O limite manto/núcleo exterior é marcado pela desconti-
nuidade de Gutenberg a 2.885km de profundidade, indicando que o manto 
forma 83% do volume da Terra (TEIXEIRA et al., 2000). Entre o núcleo externo 
e interno, existe a descontinuidade de Lehman, que marca a mudança no 
estado físico dos núcleos a 5.155km de profundidade.
O interior da Terra também costuma ser analisado com base em sua di-
visão geodinâmica (Figura 6), enfatizando a diferença do comportamento 
mecânico e dos compartimentos internos, útil para os estudos da tectônica 
global. Nesse modelo, a litosfera corresponde a uma espessa camada rígida 
que compreende tanto a crosta quanto a porção mais superior do manto, 
formando as placas tectônicas cuja profundidade média tem cerca de 100km 
(PRESS et al., 2006). A astenosfera equivale a uma fina camada imediatamente 
abaixo da litosfera, responsável pela movimentação lateral e horizontal das 
placas tectônicas, pois apresenta comportamento dúctil. Sob essa camada, 
está a mesosfera, que estende-se até o limite com o núcleo externo, líquido 
e denso, seguido do núcleo interno sólido (TEIXEIRA et al., 2000).
(Continuação)
A dinâmica da Terra e seus ciclos 13
Tectônica de placas e ciclo geológico
De acordo com a Teoria da Tectônica de Placas, a litosfera consiste em cerca 
de vinte placas distintas que se movem lentamente uma em relação à outra 
(VAN DER PLUIJM; MARSHAK, 2004), existindo três tipos de limites de placas 
tectônicas. Nos limites divergentes, é formada nova crosta e, em razão da 
continuidade do afastamento das placas, essas regiões podem formar as 
dorsais mesoceânicas. Nos limites transcorrentes, não há geração nem con-
sume de crosta, pois as placas deslizam lateralmente entre si.
Nos limites convergentes, ocorre a colisão das placas, podendo ser oce-
ânica-oceânica, com a formação de arcos de ilhas, oceânica-continental, 
quando a placa oceânica entra em subducção com relação à placa continental, 
e continental-continental, formando as grandes cordilheiras de montanhas. 
As forças internas que permitem a movimentação das placas resultam da 
capacidade de fluir do manto. Essa característica gera transferência de calor, 
que transporta o material aquecido pelo núcleo para regiões mais superficiais 
do interior da Terra, fazendo com que o material mais frio afunde. 
Esse fenômeno ocorre quando um foco de calor localizado começa a atuar, 
produzindo diferenças de densidade entre o material aquecido e mais leve 
e o material circundante mais frio e denso (TEIXEIRA et al., 2000). As formas 
como ocorrem essas correntes de convecção ainda não são consenso den-
tro da comunidade científica, alguns cientistas acreditam que as correntes 
atuam apenas na astenosfera, enquanto outros afirmam que elas ocorrem 
abrangendo todo o manto (Figura 7).
O artigo “A história recente das Ciências da Terra como estratégia de 
ensino para confrontar representações epistemológicas ingênuas”, 
de Leonor Bonan, apresenta de forma simplificada a evolução das pesquisas 
sobre convecção do manto e explora a controvérsia entre os diferentes modelos. 
A dinâmica da Terra e seus ciclos14
Figura 7. Correntes de convecção: (a) modelo onde as correntes de convecção ocorrem so-
mente na astenosfera; (b) modelo onde as correntes de convecção envolvem todo o manto.
Fonte: Adaptada de Teixeira et al. (2000).
Nos pontos de insurgência das fontes de calor, são desenvolvidas as mar-
gens continentais passivas durante a formação de novas bacias oceânicas, 
que ocorrem em razão da fragmentação de continentes, em um processo 
conhecido como rifteamento (TEIXEIRA et al., 2000). Esse processo provoca o 
soerguimento da crosta continental, na medida em que ocorre o movimento 
distensivo, acontece o estreitamento da crosta até que ocorra a ruptura e o 
desenvolvimento de uma crosta oceânica. Com a continuidade do processo 
distensivo uma nova crosta oceânica é formada, constituindo as dorsais 
mesoceânicas e empurrando a crosta oceânica em um processo conhecido 
como expansão do assoalho oceânico.
O uso de sonares para o mapeamento do fundo do mar permitiu a des-
coberta das dorsais oceânicas e, juntamente com a determinação da idade 
verdadeira das rochas oceânicas e do reconhecimento das variações mag-
néticas no fundo do oceano, foram utilizados para confirmar a expansão 
do assoalho oceânico e indicar que a crosta oceânica torna-se mais velha à 
medida que se distancia das cadeias nos limites divergentes. A formação de 
nova crosta oceânica força a placa tectônica a se movimentar e empurrar o 
limite oposto da placa contra as placas adjacentes, dando início ao processo 
de subducção da parte mais distante da dorsal mesoceânica e, portanto, mais 
fria e densa. Esse processo resulta na quebra da crosta e, consequentemente, 
no mergulho da placa mais densa sobre a menos densa. 
Quando placas oceânicas colidem, a placa mais densa, mais antiga, mais 
fria e mais espessa mergulha sob a outra placa em direção ao manto, onde 
irá se fundir (TEIXEIRA et al., 2000). Contudo, se a colisão for entre um placa 
oceânica e uma continental, ocorrerá o processo de subducção da placa 
A dinâmica da Terra e seus ciclos 15
oceânica, desenvolvendo uma margem continental ativa identificada através 
do arco magmático formado na borda do continente.
A continuidade do processo de subducção poderá provocar a colisão entre 
duas placas continentais. Nessa condição, a placa mais densa mergulha sob 
a outra, porém são formadas grandes cordilheiras de montanhas, visto que 
as duas placas apresentam altos valores de densidade, portanto, tendem a 
competir. O ciclo da tectônica de placas é completo quando a crosta que é 
consumida na zona de subducção é reciclada no manto e, por fim, retorna à 
superfície na medida em que a nova crosta é criada ao longo dos centros de 
expansão das dorsais mesoceânicas (PRESS et al., 2006).
Isostasia e soerguimento
A isostasia é a condição de busca do equilíbrio das massas litosféricas sobre 
a astenosfera, refletindo-se em movimentos verticais da superfície da crosta 
terrestre e seu relevo para o alto ou para baixo até a estabilização isostática 
(FERREIRA, 1980). As compensações isostáticas da crosta terrestre controlam 
tanto os processos de soerguimento associados às cadeias de montanhas 
denominadas orogênese quanto a subsidência e geração de depressões 
e bacias sedimentares pela atuação de falhas (tafrogênese) (FAUSTINONI; 
CARNEIRO, 2015). Assim, uma região está em equilíbrio isostático quando 
não há movimentos verticais, subsidência (rebaixamento) ou soerguimento 
(elevação) causados, respectivamente, por ganho ou perda de massa na 
superfície (TOLEDO, 2014).
Os dois modelos mais conhecidos que explicam o equilíbrio das massas 
litosféricas sobre a astenosfera são os modelos de Airy e de Pratt. No modelo 
de Airy (Figura 8a), os blocos possuem a mesma densidade, porém apresentam 
alturas diferentes, por isso os blocos mais altos são também mais profundos. 
No modelo de Pratt (Figura8b), os blocos possuem densidades e alturas dife-
rentes, apresentando constante o produto da altura pela densidade, assim, 
as bases de todos os blocos ficam na mesma profundidade (DUARTE, 2003).
A dinâmica da Terra e seus ciclos16
Figura 8. Isostasia: (a) modelo de Ayri; (b) modelo de Pratt.
Fonte: Adaptada de Toledo (2014).
A topografia resultante das diferenças de densidade na crosta é variável 
devido a mudanças de espessura dos pacotes litosféricos. O acúmulo de 
material gera sobrepeso e, consequentemente, ocorre afundamento da região, 
enquanto o alívio de peso pode induzir emergência do terreno (FAUSTINONI; 
CARNEIRO, 2015).
Ciclo das rochas
O caráter dinâmico da litosfera terrestre resulta em uma série de transfor-
mações nas rochas que afloram na superfície do planeta. Essas mudanças 
refletem em sua composição mineralógica e em suas características estru-
turais, dando origem a três grupos de rochas: sedimentares, magmáticas e 
metamórficas. O magma, material que compõe o interior da Terra, quando 
ascende e é exposto a condições de temperatura e pressão mais baixas, 
solidifica-se, formando as rochas magmáticas, também chamadas de ígneas. 
As rochas magmáticas são classificadas em extrusivas, quando a solidifica-
ção acontece de maneira rápida na superfície devido à expulsão do magma 
causada pelas erupções vulcânicas, ou intrusivas, quando o resfriamento do 
magma ocorre lentamente ainda no interior do planeta, porém em porções 
mais superficiais da crosta.
Essas rochas, quando submetidas aos agentes intempéricos da superfície 
terrestre, são desgastadas química e fisicamente, seus fragmentos são trans-
portados pela ação da água, vento e/ou gelo e depositados em uma bacia 
sedimentar. Devido à compactação e/ou cimentação, esses fragmentos sofrem 
um processo que os une, conhecido como diagênese ou litificação. Tanto as 
A dinâmica da Terra e seus ciclos 17
rochas magmáticas quanto as sedimentares podem retornar ao interior da 
Terra nas zonas de subducção e sofrer transformações químicas e físicas 
chamadas de metamorfismo, que ocorrem devido ao aumento de temperatura 
e pressão, mas sem que seja atingido o ponto de fusão das rochas. As rochas 
metamórficas podem soerguer à superfície terrestre, ficando sujeitas aos 
processos de formação das rochas sedimentares. A Figura 9 demonstra como 
ocorre o ciclo das rochas.
Figura 9. Ciclo das rochas.
Fonte: Adaptada de Press et al. (2006).
A distribuição litológica da crosta continental indica que 95% do seu 
volume total corresponde a rochas cristalinas (magmáticas e metamórficas), 
e apenas 5%, a rochas sedimentares, indicando que as rochas sedimentares 
representam uma fina lâmina rochosa que se dispõe sobre as magmáticas e 
A dinâmica da Terra e seus ciclos18
metamórficas, consideradas principais na constituição da crosta continental 
(TEIXEIRA et al., 2000).
Referências
DIAS, A. J. G. et al. Endosfera. Revista de Ciência Elementar, v. 1, n. 1, p. 57, 2013.
DUARTE, O. O. Dicionário enciclopédico inglês-português de geofísica e geologia. 2. ed. 
Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Geofísica, 2003.
FAUSTINONI, J. M.; CARNEIRO, C. D. R. Movimentos da crosta e relações entre tectônica 
e dinâmica atmosférica. Terræ Didatica, v. 11, n. 3, p. 173–181, 2015.
FERREIRA, J. B. Dicionário de geociências. Ouro Preto: Fundação Gorceix, 1980.
GROTZINGER, J.; JORDAN, T. Para entender a terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
PRESS, F. et al. Para entender a terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 
TEIXEIRA, W. et al. Decifrando a terra. São Paulo: Oficina de Texto, 2000.
TOLEDO, M. C. M. Estrutura interna da Terra. In: TOLEDO, M. C. M.; TEIXEIRA, W.; BOUROTTE, 
C. L. M. Geologia. São Paulo: USP/Univesp/EDUSP, 2014. v 1, cap. 3. (Licenciatura em 
ciências. Módulo 2: Ambiente da Terra).
VAN DER PLUIJM, B. A.; MARSHAK, S. Earth structure: an introduction to structural 
geology and tectonics. 2nd ed. New York: W. W. Norton, 2004.
Leituras recomendadas
BONAN, L. A história recente das ciências da terra como estratégia de ensino para 
confrontar representações epistêmicas ingênuas. Terræ Didatica, v. 5, n. 1, p. 4–9, 2009.
JAQUETO, P. et al. O registro da variação secular geomagnética em um espeleotema do 
centro-oeste do Brasil: resultados preliminares. Latinmag Letters, v. 3, 2013. Special 
Issue.
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A dinâmica da Terra e seus ciclos 19
Dica do professor
A Terra tem a capacidade de gerar um campo magnético natural, cuja origem está atribuída a 
fenômenos eletromecânicos associados ao deslocamento do núcleo exterior. Esse campo cerca o 
planeta e é detectado pela força que exerce sobre materiais magnéticos e cargas elétricas em 
movimento, tornando-se importante para o funcionamento da Terra e para a existência da vida 
terrestre.
Nesta Dica do Professor, você verá como o campo magnético terrestre influencia no 
funcionamento do planeta Terra e nas atividades humanas.
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Exercícios
1) O sistema Terra corresponde aos processos, aos elementos e às atividades que possibilitam 
o funcionamento do planeta e pode ser subdividido em três subsistemas.
Em relação ao sistema Terra, assinale a alternativa correta:
A) Os geossistemas funcionam como sistemas fechados, sem interação uns com os outros.
B) As crostas oceânicas e continental fazem parte do sistema da tectônica de placas.
C) O sistema clima, que atua na superfície da Terra, é estático ao longo do tempo geológico.
D) O manto inferior compõe o sistema do geodínamo devido à sua característica plástica.
E) A parte da hidrosfera relacionada à crosta oceânica compõe o sistema da tectônica de placas.
2) O campo magnético terrestre é formado pelas interações do núcleo e extrapola até o 
espaço, deixando marcas no registro geológico da superfície da Terra. 
A seguir, marque o item que apresenta informações corretas sobre a Teoria do Geodínamo.
A) O eixo magnético norte apresenta inclinação de cerca de 45° com relação ao eixo de rotação 
da Terra (geográfico).
B) O campo magnético terrestre fica registrado nas rochas depois que elas retornam ao interior 
da Terra pelo processo de subducção.
C) Os polos magnéticos da Terra migram com relação ao eixo geográfico, dando origem a um 
fenômeno chamado de inversão magnética.
D) O campo magnético terrestre funciona atraindo as radiações solares que passam a atuar de 
forma mais intensa na superfície.
E) As linhas do campo magnético terrestre têm caráter multipolar e são distribuídas ao redor do 
globo de maneira uniforme.
As camadas internas da Terra puderam ser diferenciadas a partir da análise de um conjunto 
de dados sísmicos obtidos ao redor do globo. 
3) 
Carlos Henrique
Realce
Carlos Henrique
Realce
Sobre esse tema, é correto afirmar que:
A) abaixo da crosta, existe uma camada menos rígida que, devido à troca de calor no interior da 
Terra, permite a movimentação lateral da crosta.
B) o manto está no estado sólido, característica que permite o fluxo de calor ascendente vindo 
do núcleo em direção à crosta.
C) a descontinuidade de Moho, abaixo da crosta oceânica, aparece a profundidades mais altas 
com relação à crosta continental.
D) a descontinuidade de Gutemberg limita o manto inferior e é observada devido ao aumento 
nas velocidades sísmicas ao atingir o núcleo.
E) o núcleo interno, diferentemente do núcleo externo, tem comportamento líquido devido às 
altas condições de temperatura epressão.
4) Algumas manifestações geológicas na superfície terrestre, como as atividades vulcânicas, os 
terremotos e a formação de grandes cadeias de montanhas, estão relacionadas aos 
movimentos internos da Terra.
Sobre o mecanismo que possibilita a movimentação do material interno do planeta, são 
apresentadas as seguintes afirmações:
I - As densidades das camadas no interior da Terra são iguais; essa característica impulsiona 
correntes de convecção que resultam na movimentação das placas tectônicas.
II - O calor do núcleo terrestre movimenta-se em direção à superfície, entrando em contato 
com camadas mais frias, que fazem com que esse fluxo retorne às camadas mais profundas.
III - As correntes de convecção no manto são geradas em razão do caráter viscoso dessa 
camada, que permite que o calor se movimente de forma fluida.
Marque o item correto sobre a veracidade das informações apresentadas:
A) A afirmação I é verdadeira.
B) A afirmação II é verdadeira.
C) As afirmações I e II são verdadeiras.
D) As afirmações II e III são verdadeiras.
E) As afirmações I, II e III são verdadeiras.
Carlos Henrique
Realce
Carlos Henrique
Realce
5) As placas tectônicas movimentam-se lateralmente uma em relação à outra, como resultado 
das correntes de convecção internas, e formam três tipos de limites de placas.
Sobre as feições geológicas formadas nas superfícies originadas da movimentação das 
placas, é correto afirmar que:
A) as zonas onde ocorre a geração de crosta oceânica dão origem à expansão do assoalho 
oceânico e às dorsais meso-oceânicas.
B) as zonas de encontro de crosta oceânica-crosta oceânica originam zonas de subducção que 
formam grandes cadeias de montanhas.
C) no encontro de duas crostas oceânicas convergentes, a placa oceânica menos densa tende a 
entrar em subducção.
D) duas crostas continentais convergentes, ao se encontrarem, formam feições geológicas 
conhecidas como arcos de ilhas.
E) em limites divergentes, as duas crostas oceânicas deslizam lateralmente entre si sem que 
ocorra geração de nova crosta.
Carlos Henrique
Realce
Na prática
A divisão da Terra em placas tectônicas, juntamente com a ação de correntes de convecção no 
manto, permite a movimentação dessas placas, que podem ser formadas por crosta oceânica e/ou 
continental.
A interação entre os limites dessas placas promove intensas atividades geológicas (movimentos 
convergentes, divergentes ou transcorrentes), formando, na superfície, feições geológicas de 
grandes proporções típicas de cada limite. Por isso, compreender a dinâmica de interação entre as 
placas é fundamental para o gerenciamento de riscos aos desastres naturais relacionados a essas 
atividades.
Confira, Na Prática, como identificar os tipos de limites de placas tectônicas a partir dos tipos de 
feições formados pela movimentação das placas nessas regiões.
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Placa tectônica terrestre está se partindo
Os movimentos que ocorrem no interior da Terra implicam tanto a movimentação quanto a 
transformação das placas tectônicas. Acerca disso, assista ao vídeo a seguir sobre o processo de 
ruptura da placa indo-australiana.
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Movimentos da crosta e relações entre tectônica e dinâmica 
atmosférica
A isostasia é o equilíbrio vertical da crosta terrestre sobre o substrato mantélico, controlado pela 
diferença de densidade das rochas que compõem a crosta e o manto. Neste artigo, você verá uma 
proposta de análise da interação entre as compensações isostáticas da crosta terrestre e a dinâmica 
atmosférica.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Um estudo dos modelos de geração interna do campo 
geomagnético
O campo geomagnético é de extrema importância para a sustentação da vida na Terra, pois nos 
protege das partículas de alta energia emanadas do Sol. Neste artigo, você vai conhecer 
informações básicas sobre como funcionam os modelos de geodínamo. Boa leitura.
https://www.youtube.com/embed/kR1vOLmxs2s
https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v11_3/PDF11-3/Td-113-148-5F.pdf
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https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v12_3/PDF12_3/Td-123-3.pdf