1. ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA.pdf

Prévia do material em texto

ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO 
DA TERRA
Estefan Monteiro da Fonseca DSc.
Conteúdo da Aula
• INTRODUÇÃO
• ESTRUTURA DO UNIVERSO
• COMO NASCEU O UNIVERSO
• FORMAÇÃO DO SOL
• FORMAÇÃO DOS PLANETAS
• O SISTEMA SOLAR
• PLANETA TERRA
• O SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS
Bibliografia
• Para Entender a Terra – PRESS, SIEVER, GROZINGER e JORDAN – 4ª Edição 
BOOKMAN
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Introdução
• cosmogonia – uma história de como o 
mundo começou e continua, de como os 
homens surgiram e do que os deuses 
esperam de nós. – Cada Civilização tem a 
sua;
• Essas explicações, por falta de outras 
formas de entendimento da questão, 
sempre tiveram fundamentos religiosos, 
mitológicos ou filosóficos.
Gravura de Flamarion (século XIX) ilustrando a cosmologia da Terra plana. Essa está centrada na
aldeia do observador, o que deriva da experiência cotidiana. À esquerda, vê-se um “curioso” que
procura romper a esfera das estrelas fixas com o objetivo de descobrir os mecanismos que produzem
o movimento do Sol, da Lua e dos planetas.
• Há cerca de 2.400 anos, os gregos: 
– sofisticados métodos geométricos e o pensamento filosófico;
– cosmologia mais sofisticada do que a idéia do universo plano: Um universo 
esférico, a Terra, circundado por objetos celestes que descreviam órbitas 
geométricas e previsíveis e também pelas estrelas fixas.
• Aristóteles (384-322 a.C.): 
– demonstrou que a Terra é esférica a partir da observação da sombra projetada 
durante um eclipse lunar.
• Aristarco de Samos (c.320 – c.250 a.C., matemático e astrônomo 
grego); 
– Propôs com base nas estimativas dos tamanhos e distâncias do Sol e da Lua que 
a Terra gira em torno do Sol e que as estrelas formariam uma esfera fixa, muito 
distante.
• Só recentemente a ciência pôde oferecer 
sua versão para os fatos.
• Como método científico experimental, 
podemos nos referir a Galileu Galilei 
(1564-1642, astrônomo, físico e 
matemático italiano) como um marco 
importante. 
• Figura 2 – Este desenho do manuscrito original de Copérnico 
colocou o Sol no centro do universo.
A descoberta da galáxia
• Uma das primeiras concepções consistentes sobre a
natureza da galáxia foi feita por Kant (Immanuel Kant,
1724-1804, filósofo alemão) que tomou contato com os
pensamentos de Newton e desenvolveu a idéia de que o
sistema solar teria se originado a partir da condensação
de um disco de gás.
O mapa-múndi do céu, obtido por montagem de grande número de fotografias de
todo o céu e montadas em um planisfério. Aqui aparece de forma muito nítida a
Via-Láctea. Essa faixa branca é a soma da luz de 100 bilhões de estrelas. As
manchas escuras não representam a ausência de estrelas, mas forte
concentração de gás e poeira que obscurece a visão das estrelas que estão por
trás. Essas nuvens tendem a se contrair formando berçários de novas estrelas.
Figura 4 – Nebulosa M16, obtida com o telescópio espacial Hubble 
(cortesia Nasa). Essa nebulosa nada mais é do que um berçário onde 
novas estrelas estão nascendo. A luz das novas estrelas ilumina o gás 
que as está formando.
A descoberta da galáxia
• Concebeu, também, a idéia de que o 
sistema solar faz parte de uma estrutura 
achatada, maior, à qual hoje chamamos 
de galáxia, e de que muitas das nebulosas 
então observadas como manchas difusas 
são sistemas semelhantes, às quais ele 
denominou universos-ilhas.
A descoberta da galáxia
• Estrelas se distribuem no espaço tanto de 
forma dispersa quanto, também, em 
grupos, chamados de aglomerados de 
estrelas. No estudo de tais aglomerados, 
percebeu-se que eles não se distribuem ao 
acaso no espaço, mas definem uma 
configuração à qual chamamos de galáxia, 
visível a olho nu, como a Via-Láctea.
A descoberta da galáxia
• O Sol, a estrela mais próxima de nós, está 
a 159 milhões de quilômetros. É mais fácil 
dizer que ele está a oito minutos-luz. 
Afinal, a luz leva oito minutos para chegar 
do Astro-rei até a Terra.
A teoria do Big Bang
• Na década de 1920, o astrônomo 
americano Edwin Hubble procurou 
estabelecer uma relação entre a distância 
de uma galáxia e a velocidade com que 
ela se aproxima e se afasta de nós.
A teoria do Big Bang
• Após muito trabalho, ele descobriu uma 
correlação entre a distância e a velocidade 
das galáxias que ele estava estudando.
• Quanto maior a distância, com mais 
velocidade ela se afasta de nós. É a 
chamada Lei de Hubble.
A teoria do Big Bang
• Portanto, as galáxias próximas se afastam 
lentamente e as galáxias distantes se 
afastam rapidamente? Como explicar essa 
lei?
• Distanciamento = Expansão
As confirmações do Big Bang
• No final dos anos de 1940, o astrônomo George Gamow 
sugeriu que a explosão inicial poderia ter deixado 
resquícios observáveis até hoje.
• Ele pensou que um universo tão compacto e quente teria 
emitido muita luz.
• Segundo cálculos simples, hoje ela talvez pudesse ser 
observada na radiação de microondas, com uma 
temperatura de cerca de 5 graus Kelvin.
• Em 1965, dois engenheiros, Arno Penzias e Robert 
Wilson, procuravam a origem de um ruído 
eletromagnético que estava atrapalhando as 
radiopropagações de interesse para um sistema de 
telecomunicações. 
As confirmações do Big Bang
• Descobriram que a radiação vinha de todas as direções 
para as quais apontassem sua antena. Mediram a 
temperatura dessa radiação; eles encontraram um valor 
para a temperatura não muito diferente do previsto, de 
2,7 graus Kelvin (próximo ao zero absoluto). 
• Era a confirmação da teoria do Big Bang; Penzias e 
Wilson receberam o Prêmio Nobel de Física em 1978.
As confirmações do Big Bang
As confirmações do Big Bang
• Mas essa não foi a única confirmação da teoria. O Big
Bang também prevê que o elemento hélio se formou nos
primeiros três minutos após a explosão.
• Que cerca de um quarto da matéria do universo se
formou desse elemento, e três quartos sob forma de
hidrogênio. Quando se conseguiu medir essa abundância
primordial do hélio, o valor encontrado confirmou com
precisão o previsto.
• Existem outras evidências em suporte à teoria 
do Big Bang. Se o universo não fosse finito no 
tempo, o céu noturno não seria escuro. Além 
disso, galáxias evoluem com o tempo, tornando-
se mais velhas, com mais elementos químicos 
pesados. Isso é confirmado diretamente pelas 
observações. Quanto mais longe observamos no 
universo, mais jovens (menos evoluídas) são as 
galáxias.
Se não houve Big Bang...
• Como teoria rival do Big Bang, persistiu por muito tempo 
a teoria do estado estacionário. Essa teoria se baseia no 
Princípio Cosmológico Perfeito, segundo o qual o 
universo é homogêneo, isotrópico e constante no tempo.
• Esse modelo era bem-visto pelos físicos, principalmente 
porque eliminava os problemas de ter havido uma 
origem no tempo. Esse princípio é incompatível com as 
observações que mostram que o universo evolui com o 
tempo.
Se não houve Big Bang...
Qual é o futuro da expansão do universo? 
Isso depende da quantidade de massa contida 
nele. Se for muito grande, ela fará o universo 
desacelerar até que a velocidade se anule e depois 
se contrairá. É o chamado modelo de universo 
fechado. 
Se a massa for pequena, ela não será o suficiente 
para zerar a velocidade e o universo irá se 
expandir para sempre. Chamamos isso de universo 
aberto. 
Qual é o futuro da expansão do universo?
• Em 1998, no fechar do século e do milênio, descobriu-se
que a expansão do universo não está sendo
desacelerado, mas acelerado.
• Quanto mais o tempo passa, com maior velocidade as
galáxias se afastam umas das outras. Isso foi uma
descoberta extraordinária e desconcertante, pois sugere
que existe uma energia que atua no sentido contrário aoefeito de gravidade.
Qual é o futuro da expansão do universo?
• A essa energia se chamou de “energia 
escura”. Ela é totalmente distinta da 
matéria escura; a matéria escura possui 
gravidade; a energia escura, não. Ao 
contrário, provoca repulsão.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• Planeta Terra possui a mesma constituição 
dos demais planetas do sistema solar.
• A origem do planeta esta diretamente 
ligada com a origem do sistema solar, que 
por sua vez se formou de uma nuvem de 
gás e poeira interestelar.
Perguntas a serem respondidas:
• Como se formaram os elementos químicos?
• Como se formaram as estrelas?
• Como se formaram as estrelas do sistema solar?
• Qual a idade da Terra e dos planetas do sistema solar?
• Qual a idade do universo?
• Qual é o futuro do Sistema Solar e do próprio Universo?
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• Os elementos da tabela periódica têm sua origem no interior das 
estrelas e foram sintetizados por reações nucleares de fusão de 
átomos de H e He, em que núcleos mais leves resultam em núcleos 
mais pesados. 
• Essa é a Nucleossíntese Estelar.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• No interior do Sol, por exemplo, reações de fusão convertem 4 núcleos de H 
em um núcleo de He. 
• Essa reação libera energia na forma de luz e o calor que caracterizam as 
estrelas. 
• Outras reações nucleares também ocorrem nos interiores estelares, como a 
que funde 3 núcleos de He para formar um núcleo de Carbono (C), ou a 
que funde um núcleo de C com um de He para formar um núcleo de 
Oxigênio (O). E assim por diante.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ESTRUTURA DO UNIVERSO
• Estrelas se agrupam em galáxias cujas dimensões são da ordem de 100.000 
anos-luz (Distância percorrida á velocidade da luz, 300000km/s, durante um 
ano);
• As Galáxias podem apresentar formatos elípticos ou espirais (Hubble).
• A estrutura interna das galáxias pode conter mais de 100bilhões de estrelas de 
todas as dimensões, com incontáveis particularidades. (ex.: Quasars, Buracos 
Negros)
Uma galáxia espiral que lembra bastante a galáxia na qual vivemos. Cada galáxia 
dessas tem cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro e é composta por cerca de 100 
bilhões de estrelas. As manchas mais brilhantes que acompanham
os braços espirais são os berçários de formação estelar. As estrelas de maior 
massa são azuis e vivem pouco, ao passo que as de menor massa são vermelhas 
e são mais longevas.
• Com freqüência as galáxias se encontram em famílias, chamadas de 
aglomerados.
• O aglomerado de Virgo tem 800 galáxias; o de Coma, duas mil. 
• Em 1933, o astrônomo suíço Fritz Zwicky mediu a massa do 
aglomerado de galáxias de Coma e verificou que esse valor era de 
cerca de 400 vezes maior do que a soma das massas das suas 
galáxias individuais. Portanto, havia uma “matéria escura”, 
responsável por manter o aglomerado coeso. Por muitas décadas 
essa pesquisa não teve muito crédito. Na década de 1960, no 
entanto, medidas feitas em muitas outras galáxias mostraram que 
também aí havia uma misteriosa matéria escura.
• Na Via-Láctea ela corresponde a dez vezes 
a massa visível sob forma de estrelas ou 
gás. Para toda parte que se olha, essa 
misteriosa matéria parece estar presente.
• Mas o que é essa massa misteriosa? 
• Apenas sabemos que a natureza dela é 
diferente de toda a matéria que 
conhecemos.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Quasars:
• Um quasar (abreviação de quasi-stellar radio source, ou fonte de rádio 
quase-estelar) é um objeto astronômico distante e poderosamente 
energético com um núcleo galáctico ativo, de tamanho maior que o de 
uma estrela, porém menor do que o mínimo para ser considerado 
uma galáxia.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Buracos negros:
• uma região do espaço da qual nada, nem mesmo objetos que se movam 
na velocidade da luz, podem escapar. 
• é o resultado da deformação do espaço-tempo, causada após o colapso gravitacional 
de uma estrela, por uma matéria astronomicamente maciça e compacta 
• logo depois, desaparecerá dando lugar ao que a Física chama de Singularidade, o 
coração de um buraco negro, onde o tempo pára e o espaço deixa de existir.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• Via Láctea é galáxia do tipo espiral, com o sol disposto em um de seus 
braços periféricos. 
• As galáxias se agrupam em aglomerados. O maior nível hierárquico do 
Universo é o de superaglomerados, compostos de até dezenas de 
milhares de galáxias.
• O universo encontra-se em expansão na medida em que os espaços 
intergalácticos está aumentando.
COMO NASCEU O UNIVERSO
• Origem no Big Bang: Implosão do universo sobre si mesmo. (15 bilhões de 
anos atrás).
• Com a expansão e a criação contínua do espaço, foram surgindo as quatro 
forças fundamentais da natureza que incluem a força eletromagnética, 
as forças nucleares forte e fraca (que só tem influência no interior do 
núcleo atômico), e a força da gravidade
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
HIPÓTESE DA NEBULOSA
Em 1755, o filósofo Immanuel Kant e e por Pierre-Simon Laplace em 1796: 
rotação de uma nuvem de poeira fina e gás.
• Foram registradas muitas nuvens sugeridas por Kant, sendo chamadas 
de nebulosas. 
• Os gases são predominantemente H e He, sendo que estes elementos 
compõem tudo, com exceção de uma pequena fração do sol.
• As partículas de pó são quimicamente similares aos materiais 
encontrados na Terra.
Um exemplo é a 
Nebulosa de Orion.
Cada um dos pontos 
brilhantes é uma 
protoestrela
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
HIPÓTESE DA NEBULOSA (continuação)
Nebulosa de Orion é
supostamente 
semelhante ao que 
teria sido a 
Nebulosa Solar.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Questão:
Como pôde o nosso sistema solar ficar do formato atual a partir de uma 
nuvem de poeira?
• Resposta: A nuvem difusa em rotação lenta se contraiu devido a 
força da gravidade. A contração por sua vez acelerou a velocidade da 
rotação (como dois patinadores que aceleram a rotação ao se 
puxarem), achatando todo o sistema.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
FORMAÇÃO DO SOL
• A atração da gravidade vez com que a matéria migrasse para o 
centro , formando uma proto estrela, precursora do nosso sol atual. 
• A compressão fez com que o calor aumentasse, gerando a fusão 
nuclear – Átomos de H se combinando formando He. Nesse 
processo parte da massa é transformada em energia 
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
FORMAÇÃO DOS PLANETAS
• Após a formação do sol, ainda restou um disco de gás e poeira, envolvendo-o -
A nebulosa solar. Este disco esfriou e muitos gases condensaram-se. 
• A poeira agregou por meio de colisões “pegajosas” em pequenos blocos ou 
planetesimais de 1km. Estes planetesimais, por sua vez colidiram e se 
agregaram , formando corpos maiores, como o tamanho da Lua. 
• Um estágio final estes corpos maiores, cuja atração gravitacional é maior como 
resultado de suas massas maiores gerando os nove planetas atuais 
FORMAÇÃO DOS PLANETAS (continuação)
• 99,8% da massa do sistema solar concentra-se o sol, com planetas 
girando ao seu redor em trajetórias elípticas.
• Os planetas podem ser classificados com internos (terrestres ou 
Telúricos) ou externos (ou Jovianos). 
• A Terra, não tinha forma regular, mas à proporção que atraiu maior 
quantidade de matéria, começou a tomar forma esférica.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA SOLAR
• O nosso solrepresenta uma estrela de média grandeza. 
• O mesmo produz He resultante da queima de H, a cerca de 4,6 
bilhões de anos. Após mais alguns bilhões de anos evoluirá para 
uma gigante vermelha, anã branca e finalmente uma anã negra.
• Os demais corpos presente o sistema solar se formaram 
paralelamente ao sol (planetas, satélites, asteróides, cometas além 
de poeira cósmica. 
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA SOLAR
• Os planetas internos têm massa pequena e densidade semelhantes a da Terra 
(5g/cm3), enquanto que os externos possuem massa grande e densidade média 
próxima a do sol.
• Os incontáveis corpos presentes no cinturão de asteróides possuem 
características semelhantes aos planetas internos.
• Os planetas internos possuem poucos satélites e atmosferas finas. Já os externos 
possuem mais satélites e suas atmosferas são muito espessas e de composição 
muito parecida a do sol, com predominância de H e He.
• Os planetas internos são constituídos de material mais denso, enquanto que os 
externos são gigantes gasosos, com constituição química semelhante a do sol.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA 
• 3º planeta do sistema solar;
• Raio equatorial de 6x378,2km e volume 1,083 x 1012km3;
• Massa aproximada de 6x1029g e densidade de 5,52g/cm3;
• Perdeu seus elementos voláteis na fase de acresção solar;
• Possui uma atmosfera secundária formada pela emanação gasosa 
durante toda história do planeta, constituída principalmente de N, O e 
Ar;
• Temperatura de superfície suficientemente baixa para a existência de 
água no estado líquido.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA (continuação)
• A existência de vapor de água permitiu um efeito estufa regulador 
resultando na vida;
• Apresenta importantes fontes de calor internas que geram a 
característica dinâmica geológica (Tectônica de Placas);
• Já na superfície o calor do sol resulta nos ciclos atmosféricos, 
gerando modificações constantes na crosta terrestre.
• A Lua representa 1,25% do volume da Terra, sendo o maior satélite 
do sistema solar.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA(continuação)
• As áreas mais altas da lua são formadas de rochas claras, pouco 
comuns na terra, e que se constituem de plagioclásios (silicatos de 
Na e Ca).
• Nas áreas mais baixas foram encontrados materiais de origem 
vulcânica, de idades mais recentes que as rochas claras 
supracitadas (3.200 milhões de anos).
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA (continuação)
• Segundo as marcas exibidas pela Lua, a mesma foi submetida ao 
bombardeio de planetésimos e asteróides de todos os tamanhos desde 
sua fase embrionária.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
•Muitos acreditam que a Lua foi resultado do choque de um corpo com a terra, 
já na fase final de acresção, já quando havia acontecido a diferenciação de 
camadas.
ORIGEM, IDADE E 
CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Esta idéia ocorreu após análises das rochas lunares trazidas no Projeto Apollo. Isso 
explica o fato de as proporções dos isótopos do oxigênio O16, O17 e O18 serem 
idênticas na Terra e na Lua.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
MERCÚRIO
• Planeta mais interno do sistema solar;
• Massa representa apenas 5,5% da massa da Terra;
• Densidade semelhante a da Terra, comprovando que o núcleo é muito 
maior proporcionalmente se comparado ao da Terra;
• Tornou-se geologicamente inativo logo após a sua formação;
• Não possui atmosfera, sendo assim sua superfície não apresentou 
mudanças significativas;
• Superfície árida;
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
VÊNUS
• É o planeta que apresenta maior semelhança com a Terra, em 
termos de tamanho, peso, composição.
• Densa atmosfera que esconde sua topografia;
• Relevo mais homogêneo que o da Terra.
• Atmosfera formada basicamente de CO2 e quantidades menores de 
N, SO2 e outros gases, apresentando um efeito estufa que eleva a 
temperatura a 500oC;
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
VÊNUS (Continuação)
• Não existem evidências claras de uma tectônica de placas;
• A elevada temperatura superficial do planeta sugere que a litosfera 
seria menos espessa e mais flutuante, impedindo processos de 
subducção para o manto interior do planeta, como os que 
acontecem na Terra.
• As grandes quantidades de vulcões podem sugerir uma dinâmica 
superficial de dissipação do calor interno do planeta.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
MARTE
• 11% da massa da Terra;
• Atmosfera estreita, com predomínio de CO2, além de quantidades diminutas de N e 
Ar.
• Os processos geológicos superficiais são dominados pelos ventos, sendo observados 
enormes campos de dunas;
• Marte apresenta calotas polares além de gelo seco.
• Grande diferença entre os hemisférios: meridional com relevo mais elevado; 
setentrional com relevo mais plano, pontilhada por vulcões, entre os quais o Monte 
Olimpus, com 26km de altura representa o mais alto vulcão conhecido do sistema 
solar.
• Presume-se que a litosfera de Marte apresente até 200km de espessura;
PLANETAS EXTERNOS
• Júpiter, Saturno, Urano e Netuno dos demais planetas, apresentando 
enormes esferas de gás comprimido, de baixa densidade. Júpiter e 
Saturno são gigantes gasosos compostos principalmente de He e H, 
enquanto que Urano e Netuno possuem 10 a 20% destes elementos.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A TERRA PRIMITIVA
• Pergunta primordial: Como a partir de uma massa rochosa a Terra evoluiu 
até um planeta vivo, com continentes, oceanos e uma atmosfera? 
A resposta reside em uma diferenciação: A transformação de blocos 
aleatórios de matéria primordial, num corpo cujo interior é dividido em 
camadas concêntricas, que diferem uma das outras tanto física como 
quimicamente. A diferenciação ocorreu nos primeiros momentos da 
historia da Terra, quando o planeta adquiriu calor suficiente para se fundir.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
AQUECIMENTO E FUSÃO DA TERRA PRIMORDIAL
• Resposta ao choque de diversos planetesimais do tamanho 
aproximado de Marte. O aumento do calor resultante da energia 
cinética fundiu o material formador de nosso planeta. A poeira 
resultante gerou a lua. 
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• OBS.: Planetesimais são objetos sólidos que se estima que existam 
nos discos protoplanetários. Os planetesimais tinham cerca de 1 km de 
diâmetro. Foram os planetesimais que formaram os planetas, que hoje 
conhecemos, chocando-se entre si. Pensa-se que os asteróides, que se 
localizam na cintura de asteroides, são esses planetesimais,que nunca 
chegaram a formar um planeta, devido à forte força gravitacional de 
Júpiter.
• Esse choque mudou o eixo da Terra em 23º. Tudo isso a cerca de 
4,5bilhões de anos, entre o período de acresção da Terra e das Rochas mais 
antigas da Lua.
• Outra fonte de calor responsável pela liquefação da terra foi o decaimento 
dos elementos radioativos. Estes elementos ainda são responsáveis pelo 
calor do interior da Terra.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E 
CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
COMEÇA A DIFERENCIAÇÃO 
• No início a Terra era uma mistura não segregada de planetesimais e outros 
remanescentes da nebulosa. 
• Após o choque estima-se que uma camada liquefeita de 30 a 65% do volumese fundiram, em uma camada externa de centenas de km de espessura, 
chamada de oceano de lava. 
• Desta forma a parte mais profunda se aqueceu até um estado mais leve 
(menos denso) permitindo a migração de seus componentes. 
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
SEGREGAÇÃO QUÍMICA
No inicio da historia do 
planeta:
– Parte dos elementos 
mais pesados
Como ferro e niquel 
afundaram.
– Materiais mais leves 
(silicatos) flutuaram.
• Divide-se em crosta, 
manto e núcleo
Núcleo da Terra: 
• Fe e Ni, devido ao seu caráter mais denso migraram para o núcleo, o qual 
começa a uma profundidade de 2.900km. 
• O núcleo externo é acreditado como líquido. 
• Já a 5.200km ele passa a ser sólido e chamado de núcleo interno. 
• O núcleo interno é sólido por conta da pressão muito grande que mantém a 
coesão dos átomos.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Crosta da Terra:
• Os materiais mais leves migraram para a superfície da terra. Resfriando-se estes 
formaram a crosta Terrestre. Uma fina camada de 40km de espessura. 
• Entre os matérias que estão presentes na crosta estão: Silício, alumínio, ferro, 
cálcio, magnésio, sódio, e potássio combinados com Oxigênio. Recentemente um 
fragmento de mineral encontrado na Austrália foi sugerido como a rocha mais 
antiga do mundo, com idade entre 4,3 e 4,4 milhões de anos.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Manto da Terra: 
• Localizado entre o Núcleo e a crosta localiza-se o manto. Consiste 
em rochas de densidades intermediárias, em sua maioria formada 
de compostos de oxigênio com Fe e Mg, Fe e Si. 8 elementos 
formam 99% da massa da Terra. 4 compõem cerca de 90%.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A FORMAÇÃO DOS CONTINENTES, DOS OCEANOS E DA 
ATMOSFERA DA TERRA:
• A fusão primitiva permitiu a diferenciação das camadas da terra, 
fazendo com que os elementos mais leves migrassem para a 
superfície, formando a crosta e com ela os continentes. Da mesma 
forma os gases foram liberados formando a atmosfera e os oceanos.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
CONTINENTES
• A constante dinâmica de fusão e solidificação do magma em 
advecção permitiu a segregação dos elementos, permitindo a 
formação da crosta. 
• Elementos externos como a atmosfera, água erodiram as rochas. 
Assim gradativamente os ciclos geológicos de menor escala forma 
se estabelecendo através de fatores exógenos formando as praias e 
todos os demais habitats atuais.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
OCEANOS E ATMOSFERA
Existem diversas teorias para a formação dos oceanos:
• Introdução de água e gases através de cometas;
• Planetesimais já possuíam estes elementos;
• Vulcões;
DIVERSIDADE DOS PLANETAS
• Informações advindas das sondas enviadas aos outros planetas terrestres 
sugerem que os mesmos também apresentaram uma história de 
diferenciação, com caminhos diferentes ao da Terra. 
• No caso de Mercúrio, o mesmo não apresenta atmosfera que permita a 
suavização de sua crosta, gerando uma superfície muito semelhante a da 
Lua. Predominantemente crateriforme e coberta por uma camada de 
detritos. Como não possui uma atmosfera para atenuar seu clima, 
apresenta uma mudança de temperatura drástica.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O BOMBARDEAMENTO VINDO DO ESPAÇO
• As superfícies salpicadas por crateras da Lua, Marte, Mercúrio e 
outros planetas são evidências de um importante intervalo da 
história primordial do sistema solar: O Período de 
Bombardeamento Pesado.
• Durou desde a época da formação dos planetas até 600 milhões de 
anos depois.
• A dinâmica endógena e exógena da Terra atenuou os efeitos deste 
bombardeamento.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O BOMBARDEAMENTO VINDO DO ESPAÇO (continuação)
• Dependendo do tamanho dos blocos que adentraram a nossa atmosfera, os 
mesmos não teriam nem a capacidade de atingir a crosta uma vez que seriam 
deteriorados pelo desgaste do contato com a atmosfera.
• Atualmente cerca de 40 mil toneladas atinge a superfície da Terra.
• Telescópios da NASA prevêem a colisão de um asteróide de 1km de diâmetro 
(1/300 de chance) em 2880.
• A 65 milhões de anos ocorreu um choque de um bólido que extinguiu metade 
das espécies na Terra, incluindo todos os dinossauros. 
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA COMO UM SISTEMA DE COMPONENTES INTERATIVOS
• Dinâmica da Terra, apesar de mais lenta continua acontecendo e por meio de 
atividades geológicas como terremotos, vulcões e glaciações. 
• Os mecanismos que movimentam a terra tem origem interna e externa.
• Interna: Energia acumulada durante a origem cataclísmica do planeta e gerada pela 
radioatividade movimentando o manto e o núcleo, fundindo rochas, movendo 
continentes e soerguendo montanhas.
• Externo: Energia acumulada do calor do sol – Fatores exógenos, atmosféricos
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA COMO UM SISTEMA DE COMPONENTES INTERATIVOS 
(continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
TERRA COMO UM SISTEMA DE COMPONENTES INTERATIVOS (continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O sol controla o 
mecanismo externo 
da Terra
A energia solar é 
responsável pela 
dinâmica climática
A dinâmica interna 
da Terra é 
governada pelo 
calor aprisionado e 
pela radioatividade
Meteoritos 
transportam massa 
do cosmos pra Terra
O calor irradiado pela 
Terra equilibra o calor 
interno e aquele 
recebido pelo Sol
TERRA COMO UM SISTEMA DE COMPONENTES INTERATIVOS (continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DO CLIMA
• Tempo/clima: Se traduz em componentes como temperatura, 
precipitação, nebulosidade e os ventos observados num ponto da 
superfície terrestre - extremamente variável.
• Devido a complexidade atmosférica, existem muitas incertezas com 
relação às previsões climáticas mais imediatas.
• Quando o foco são as estações do ano, estas previsões já se tornam 
maios simples, uma vez que a média climatológica é o resultado da 
incidência solar.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DO CLIMA (continuação)
• O clima então é a média das observações de um determinado 
período.
• O clima não é apenas o comportamento da atmosfera sozinha. É 
sensível a muitos outros processos envolvendo hidrosfera, a biosfera 
e a Terra sólida.
• Assim modelos numéricos são criados para o entendimento e 
previsão do comportamento atmosférico.
• Previsões incorretas servem para munir os pesquisadores de sinais 
das falhas do modelo já criado.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS
• Os eventos geológicos como erupções vulcânicas e terremotos 
também são resultado de interações dentro do sistema Terra. Estes 
processos são resultado da emissão de calor do núcleo terrestre que 
aquece o manto criando células de convecção.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS (Continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS (Continuação)
• Como resultado da diferenciação ou estratificação, a Terra é zoneada pela reologia.
• A litosfera se comporta como uma bola de cera quente, onde a camada superficial 
em contato com a atmosfera se solidifica. A litosfera envolve a crosta e a parte 
superior do manto (até uma profundidade média de 100km). É “quebrada” em 12 
placas que se movem na superfície terrestre em taxas de alguns cm por ano. Em 
zonas mais recentes as placas são mais finas. Em áreas mais antigas, ao contrário, 
podem atingir até 200km.
• Estas se movimentam em função do fluxo da convecção do manto aquecidopela 
energia emitida pelo núcleo. Com o aquecimento, se torna menos densa ascendendo. 
Ao atingir zonas menos profundas de menos pressão, passa a se solidificar, 
aumentando sua densidade e por conseqüência seu peso, começando a mergulhar 
novamente.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
O SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS (Continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A TERRA AO LONGO DO TEMPO GEOLÓGICO
• Primeiros 500milhões de anos – acrescimento planetário e diferenciação 
(chamado também de período das trevas, pois muitos poucos registros 
sobreviveram ao período do Bombardeamento Pesado. As rochas mais 
antigas apresentam uma idade de cerca de 4bilhões de anos.
• As rochas com 3,8bilhões de anos já apresentam evidências de erosão, 
sugerindo a existência de água.
• Há 2,5 bilhões de anos formaram-se os continentes, sendo que os 
processos subseqüentes já se assemelham aos atuais. Também começam a 
surgir os registros fósseis.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A EVOLUÇÃO DA TERRA
• Biosfera – organismos vivos reunidos em um só sistema. A evolução da vida 
evolveu interações entre biosfera, atmosfera, hidrosfera e litosfera.
• O início da vida: 
• A pouco mais de 4 bilhões de anos a atmosfera e a hidrosfera já tinham se 
formado. Gases mais leves como hidrogênio escaparam para o espaço, 
permanecendo apenas os mais pesados, como vapor d’água, dióxido de 
carbono e dióxido de enxofre.
• Essa atmosfera permitiu que quase todo espectro da luz solar atingisse a 
superfície terrestre (inclusive o UV, danosos a vida).
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A EVOLUÇÃO DA TERRA (Continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• Primeiros fósseis a 3,5bilhões de anos. Acredita-se, porém, que 500milhões de anos antes. O 
primeiro degrau para a formação das bactérias primitivas seria a união de moléculas de metano e 
amônia, por exemplo.
• A próxima fase crítica foi a formação de uma molécula verdadeiramente autoreplicável, o RNA, 
assim como seu primo de duas cadeias o DNA.
• Existem teorias que os cometas trouxeram a vida para o planeta.
• Com a ocorrência de Fe oxidado em rochas de 2 bilhões acredita-se na existência deste gás nesta 
época.
• Quando as concentrações de O2 a atmosfera, aumentaram formou-se a camada de Ozônio que 
blindou a atmosfera contra os raios UV, permitindo o florescimento da vida na Terra.
A EVOLUÇÃO DA TERRA (Continuação)
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
A EVOLUÇÃO DA TERRA (Continuação)
• O Big Bang biológico: Entre 1 e 2 bilhões de anos os seres passaram 
de uni para pluricelulares.
• A 600milhões de anos os primeiros animais apareceram na Terra.
ORIGEM, IDADE E CONSTITUIÇÃO DA TERRA