A TERRA: ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO

TERRA: ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO 

 

Sismicidade: o que é um terremoto 

 

O planeta Terra é dinâmico. Seu interior está a todo tempo em movimento. Uma das mais indubitáveis provas são os terremotos. Ao longo de muitos anos os registros dos terremotos vêm sendo plotados no mapa do globo terrestre. Para surpresa de quem observa, há uma concentração dos terremotos. Eles definem, claramente, zonas de preferências que constituem regiões de encontro de placas tectônicas.  

 

Mas o que é um terremoto? Com o movimento lento das placas tectônicas da ordem de alguns centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas. As tensões acumuladas podem ser compressivas ou distensivas, dependendo da direção de movimentação relativa entre as placas. Aí, quando estas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre, então, uma ruptura (o plano de ruptura forma a falha geológica); o movimento repentino entre os blocos de cada lado da ruptura, geram vibrações que se propagam em todas as direções. O ponto onde se inicia a ruptura é chamado de hipocentro ou foco. Sua projeção na superfície é o epicentro. A distância do foco ao epicentro é chamada de profundidade focal.

 

Ondas sísmicas

 

As vibrações sísmicas geradas no terremoto ou abalo sísmico se propagam em todas direções na forma de ondas. São estas ondas que causam danos (e que deformam o meio) e podem ser registradas por sismógrafos em todo o mundo.

 

Há dois tipos de vibrações sísmicas em um meio sólido que se propagam em todas as direções: vibrações longitudinais (ondas P – deformações de compressão e dilatação), onde as partículas do meio vibram paralelamente à direção de propagação e as transversais (ondas S – deformações de cisalhamento), em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda.

 

As ondas P são mais rápidas que as ondas S e por isso são as primeiras a serem registradas no sismógrafo. São da mesma natureza das ondas do som que se propagam no ar. As ondas S não se propagam no meio líquido ou gasoso.

 

As vibrações P e S são ondas internas (propagam-se em todas direções). Entretanto, além delas, há uma maneira especial de propagação de vibrações junto a superfície da Terra: são as ondas superficiais Love, ou superposições de ondas S com vibrações horizontais concentradas nas camadas mais externas da Terra  e Rayleigh que é uma combinação de vibrações P e S contidas no plano vertical.

 

A velocidade de propagação das ondas P e S dependem, essencialmente, do meio por onde elas passam (em geral densidade maior, velocidade maior). Então, exatamente baseado nesta propriedade é que é possível utilizar as ondas sísmicas para obter informações sobre a estrutura e a composição da Terra. Também, o método sísmico é utilizado como uma ferramenta de prospecção (petróleo, água, etc).

Estrutura Interna da Terra 

 

Impossível o acesso ao interior da Terra por limitações tecnológicas. Furo mais profundo atingiu apenas 12 Km, uma fração insignificante comparado com o raio da Terra de 6.370 Km. Então, o estudo só poderá ser feito de maneira indireta por meio do estudo da propagação das ondas sísmicas pelo interior do planeta.

 

Lei de Snell

 

A direção de propagação das ondas sísmicas muda (refração e reflexão) ao passar de um meio com uma determinada velocidade para outro com velocidade diferente.

 

Quando o meio, então, é constituído de várias camadas horizontais, a lei de Snell define a variação da direção do raio sísmico. No caso em que a velocidade aumenta gradualmente com a profundidade, equivale a uma sucessão de infinitas camadas extremamente finas e as ondas percorrem uma trajetória curva.

 

Composição da Terra: as principais camadas da Terra 

 

A análise de vários terremotos permitiu construir curvas tempo-distância de todas as ondas refratadas e refletidas no interior da Terra. Então a partir destas análises foi possível desvendar a composição do interior da Terra. Assim, o globo terrestre foi divido em crosta continental e oceânica, manto superior, transacional e inferior e núcleo externo e interno. Também permitiu caracterizar duas descontinuidades denominadas de descontinuidade de Moho e descontinuidade de Gutenberg.

 

Litosfera e crosta 

 

A crosta é divida em crosta continental e crosta oceânica. Sua espessura varia de 30 a 40 Km nos continentes para rochas mais antigas (cratóns) até 60-80 Km para cadeias de montanhas como os Andes e são constituídas com alto teor de Na, K, Al e Si e são conhecidas como rochas félsicas (SIAL). A crosta oceânica tem espessura que varia de 5 a 10 Km e é constituída principalmente de Mg e Fe conhecidas como rochas máficas (SIMA).

 

A grande diferença entre as velocidades sísmicas da crosta e do manto indica uma mudança na composição química das rochas (descontinuidade de Moho). A crosta junto com uma parte do manto acima da zona de baixa velocidade forma uma camada mais rígida: litosfera (as placas tectônicas são pedaços da litosfera). A zona imediatamente abaixo é a astenosfera composta por rochas mais maleáveis.

 

Manto 

 

O manto superior situa-se abaixo da descontinuidade de Moho. Tem cerca de 400Km de profundidade e é constituído principalmente por rochas ultramáficas (ricas em olivina e piroxênios – Mg; Ca e Mg respectivamente) e sua densidade é de cerca de 3,2 g/cm³ próximo ao topo e 3,6 g/cm³ próximo à base.

 

No intervalo de 400 a 650 Km ocorre a zona de transição. Há algumas descontinuidades, caracterizadas por pequenos aumentos de densidade, provavelmente causados por mudanças na composição química do manto, onde há predomínio de um ou outro elemento químico de maior peso atômico como, por exemplo, o Fe no lugar de Mg. Além disso, pode haver mudança de estrutura cristalina menos densa para mais densa em resposta ao aumento de pressões (polimorfos).