Geologia_-_Aula_1

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Geologia
Docente:Docente:
Prof. Ricardo P. Borba
Estruturando o Planeta Estruturando o Planeta 
/Interior da /Interior da TerraTerra/Interior da /Interior da TerraTerra
Programa
Geologia?
Por que estudar Por que estudar 
geologia?
�O método Científico
�As teorias e as práticas da Geologia
�A origem de nosso sistema planetário
�A Terra Primitiva: formação de um 
planeta em camadasplaneta em camadas
�A Terra como um sistema de 
componentes interativos
�A Terra ao longo do tempo geológico
Entretanto, por causa da escala dos 
problemas tratados, tanto temporais 
como espaciais, os geólogos se 
A Geologia é uma ciência como a 
Física e a Química
como espaciais, os geólogos se 
defrontam com o desafio de não serem 
capazes de conduzir experimentos em 
laboratórios com arranjos 
tradicionais. 
O método O método 
CientíficoCientífico
Fig. 1.1
O O métodométodo científicocientífico
Colocação simples: sempre 
pergunte a si mesmo,
“Como eu saberei se estou “Como eu saberei se estou 
errado?”
Hipótese Hipótese ��������Teoria Teoria ��������LeiLei
• Uma hipotesehipotese é uma explicação 
initialmente oferecida para um 
conjunto de observações.
• Quando a hipótese é confirmada • Quando a hipótese é confirmada 
por vários testes pode ser 
chamada de teoriateoria.
• Uma teoria para a qual 
aparentemente não existem 
razões sensívies para mudanças é 
chamada de uma lei ou modelolei ou modelo.
Uma Boa Teoria é...Uma Boa Teoria é...
•• ParcimoniosaParcimoniosa
(é a explicação mais simples 
disponível)disponível)
•• ConciliadoraConciliadora
(explica uma ampla gama de 
fenômenos)
UniformitarismoUniformitarismo
“O presente é a chave para o 
passado”
—— James HuttonJames Hutton
As leis naturais não mudam, 
mas as taxas e as intensidades 
dos processos podem variar
Alguns eventos geológicos são lentosAlguns eventos geológicos são lentos
Levou mais de 250 
milhões de anos para 
a deposição desta 
sequencia de rochas.
O Gran Canyon O Gran Canyon -- EUAEUA
As rochas da base co 
canion possume 
cerca de 2 billhões de 
anos de idade.
Fig. 1.2
Alguns eventos geológicos são rápidosAlguns eventos geológicos são rápidos
Esta cratera (~2 
km diametro) foi 
formada em 
Cratéra de MeteoroCratéra de Meteoro
formada em 
menos de um 
minuto há 50.000 
anos atrás.
Algumas investigações geológicas são Algumas investigações geológicas são 
microscópicasmicroscópicas
1 mm
Feições com menos de 0.1 mm podem dar informações 
importantes sobre a história de muitas rochas.
1 mm
O início de tudo:O início de tudo:
o nascimento do sistema solaro nascimento do sistema solar
• A evolução do Sistema Solar foi 
influenciada pelo seu estágio inicial.
• Nós conhecemos o estado da Terra • Nós conhecemos o estado da Terra 
hoje relativamente bem. Assim, 
conhecendo o início nos ajudará a 
entender o intervalo de tempo entre 
o “nascimento” da Terra e o 
presente.
Origem do Sistema SolarOrigem do Sistema Solar
• A formação do Universo começou 
há cerca de 14 bilhões de anos 
atrás – Teoria do Big Bang
• Desde então, o universo tem se 
expandido para formar as galáxias, 
estrelas e planetas
A A hipótesehipótese dada nebulosanebulosa
• Uma grande nuvem de gás (nebula) 
começou a se condensar.
• A maior parte da massa esta no seu 
centro, existe turbulência nas partes 
externas.externas.
• Redemoinhos turbulentos coletaram 
matéria com diametros de metros. 
Pequenos pedaços crescem e colidem, 
eventualmente tornando-se grandes 
agregados de gás e pedaços sólidos. 
Fig. 1.3
Fig. 1.3
O SolO Sol
• Após o Sol alcançar massa e 
densidade suficiente, a temperatura 
cresceu para 1x106 °C; resultando 
em fusão termonuclear.
• H + H = He + energia
ProtoplanetasProtoplanetas
• Muito maiores que os planetas 
atuais, foram contraídos pela sua 
própria força gravitacional
• Os gases foram soprados para longe 
dos planetas interiores. Uma vez que 
os planetas exteriores estão muito 
longe do sol, eles mantiveram uma 
grande exterior gasoso.
Fig. 1.3
Fig. 1.3
Tamanho dos planetas
Fig. 1.4
Outros sistemas Solares?Outros sistemas Solares?
• Evidencias para duzias de 
“exoplanetas”
• Há longínquos planetas com luz 
muito fraca para serem observados muito fraca para serem observados 
diretamente com telescópios, mas 
eles são grandes o suficiente para 
afetar o movimento das estrelas que 
orbitam 
O aquecimento da TerraO aquecimento da Terra
1. Acreção de corpos com alguns metros 
tamanho 
Quatro fatores levaram ao aquecimento e 
fusões no início da história da Terra
tamanho 
2. Colisões 
3. Compressão 
4. Radioatividade de elementos (e.g. urânio, 
potássio, ou tório)
Transferência de energia 
cinética para calor
O NúcleoO Núcleo
• Após 200–100 millões de anos depois da 
acreção inicial, temperaturas em 
profundidades de 400–800 km abaixo da 
superfície alcançaram o ponto de fusão do 
ferro 
• O ferro fundido migrou para o centro do 
núcleo ( O núcleo possui 1/6 do volume da 
Terra, 1/3 da sua massa)
• Energia Gravitacional → calor
Formação da Lua
(cerca de 4.5 bilhões de anos atrás)
Diferenciação química global
(teve inicio cerca de 4,3 bilhões de anos atrás)
Composição Química da TerraComposição Química da Terra
Toda a Terra:
Fe+O+Si+Mg = 93% em peso
Crosta:
Si+O+Al = 82% em peso
Fig. 1.7
Toda a TerraToda a Terra
Fig. 1.7
Crosta da TerraCrosta da Terra
Fig. 1.7
Diferenciação QuímicaDiferenciação Química
ContinentesContinentes:: magma fundido e magma fundido e 
solidificado que flutuou sobre o solidificado que flutuou sobre o 
mantomanto..
Oceanos e AtmosferaOceanos e Atmosfera:: Camada fluida Camada fluida 
externa derivada da transferência de externa derivada da transferência de 
gases do interior da Terra e também gases do interior da Terra e também 
de cometasde cometas
Transferência de VoláteisTransferência de Voláteis
Fig. 1.8
Diversidade dos PlanetasDiversidade dos Planetas
Mercúrio:Mercúrio: pequeno planeta rochoso pequeno planeta rochoso 
praticamente sem atmosferapraticamente sem atmosfera
VenusVenus: aproximadamente do mesmo 
tamanho da Terra, com uma atmosfera 
muito densa e quentemuito densa e quente
MarteMarte: atualmente inativo mas mostra 
evidência de atividade primitiva de água
Planetas ExterioresPlanetas Exteriores: enormes bolas de gás
PlutãoPlutão: Mistura de rocha e gelo (planeta 
anão)
Tamanho e relevo deTamanho e relevo de
Venus, Terra, MarteVenus, Terra, Marte
Fig. 1.9
Bombardeamento do EspaçoBombardeamento do Espaço
• Colisões com asteroides médios a 
grandes foram comuns na história 
inicial do sistema solar
• Alguns impactos impotrantes tem • Alguns impactos impotrantes tem 
ocorrido através da história da Terra 
incluindo um há 65 milhões de anos 
atrás que causou uma extinção em 
massa da vida da Terra, incluindo os 
dinossauros
A Terra é um sistema abertoA Terra é um sistema aberto
A energia é adicionada pelo Sol e perdida pelo interior 
da Terra. A magnitude destes fluxos não é igual.
Fig. 1.10
Principais componentes do Principais componentes do 
Sistema TerraSistema Terra
Sistema Terra:Sistema Terra:
componentes dirigidos pela energia Solarcomponentes dirigidos pela energia Solar
AtmosferaAtmosfera: envelope gasoso que se extende
da superfície até 1000 km
Hidrosfera:Hidrosfera: água em todos os rios, lagos, água em todos os rios, lagos, Hidrosfera:Hidrosfera: água em todos os rios, lagos, água em todos os rios, lagos, 
oceanos, atmosfera e água subterrâneaoceanos, atmosfera e água subterrânea
BiosferaBiosfera: matéria orgânica relacionada
com 
a vida próxima à superfície da Terra
Sistema Terra: componentes dirigidos pelaSistema Terra: componentes dirigidos pela
energia interior da Terraenergia interior da Terra
Litosfera:Litosfera: forte, dura, casca externa da Terra sólida 
incluindo toda a crosta e a parte superior do manto até 
uma profundidade de ~100 km (forma as placas tectônicas)
AstenosferaAstenosfera:: frágil, dúctil camada do manto abaixo da frágil, dúctil camada do manto abaixo da 
litosfera, se deforma para acomodar os movimentos das litosfera, se deforma para acomodar os movimentos das 
placas que a recobremplacas que a recobremplacas que a recobremplacas que a recobrem
Manto Inferior:Manto Inferior: manto abaixo da astenosfera (~400 to 2900 
km em profundidade)
Núcleo Externo:Núcleo Externo: camada liquida composta principalmente 
por ferro fundido
Núcleo Interno:Núcleo Interno: parte central da esfera terrestre composta 
primariamente por ferro sólido
Sistema TerraSistema Terra
Transferência integrada de massa 
e energia ambas dentro e entre os 
sistemas incluindo:
••Sistema ClimaSistema Clima••Sistema ClimaSistema Clima
••Sistema de Placas TectônicasSistema de Placas Tectônicas
• Sistema Geodínamo
ConvecçãoConvecção
No fogão No manto
TempoTempo
•A maior diferença entre a geologia e outras 
ciências: TEMPO (geologicamente falando, 
pouca coisa acontece no tempo de vida 
humano)
•Taxas dos processos geológicos: µm/ano a •Taxas dos processos geológicos: µm/ano a 
cm/ano
•Grandes terremotos podem deslocar o 
chão por muitos metros em poucos 
segundos, mas somente aproximadamente 
a cada 500 anos
TempoTempo
As taxas dos processos 
geológicos são quase sempre 
que as taxas dos efeitos 
humanos no ambiente.
Tempo GeológicoTempo Geológico
Evolução da Vida na TerraEvolução da Vida na Terra
• Atmosfera e hidrosfera formadas há 4 
bilhões de anos atrás.
• Fossieis são encontrados em rochas 
co idades de até 3,5 bilhões de anos.co idades de até 3,5 bilhões de anos.
• Oxigênio (da fotossíntese) foi um 
importante componente da atmosfera 
pelo menos há 2,5 bilhões de anos 
atrás.
Organismos extintosOrganismos extintos
do registro geológicodo registro geológico
Fig. 1.13