Contributos da sismologia
Para os primeiros estudos da estrutura interna da Terra contribuíram os grandes sismos, que permitiram estabelecer, entre 1906 e 1936, um modelo em camadas concêntricas - crusta, manto e núcleo.
Estudos de 1906 - Oldham
Oldham avançou com a hipótese de que "as ondas, penetrando a grande profundidade, atravessam um núcleo central composto por uma matéria diferente que as transmite com menor velocidade".
Modelo de Gutenberg
- onda directa - é a onda inicial, com origem no foco sísmico e que não interage com nenhuma superfície de descontinuidade, não sofrendo, por isso, reflexões nem refracções;
- onda reflectida - é uma nova onda que se propaga, a partir de uma superfície de descontinuidade, em sentido contrário e no mesmo meio em que a onda inicial se estava a propagar;
- onda refractada - é a onda transmitida, por uma superfície de descontinuidade, para o segundo meio.
Nesta zona, onde não se propagam ondas P e S directas, a actividade sísmica é mínima. Mas, como explicar, para cada sismo, a existência de uma zona de sombra? A análise comparada de séries de sismogramas de diferentes estações sismográficas permitiu a Gutenberg calcular a profundidade desta descontinuidade - à época, 2900 km; contudo, este valor já sofreu alterações localizando-se, actualmente, nos 2891 km de profundidade. Por este facto, a esta fronteira que assinala o início do núcleo dá-se o nome de descontinuidade de Gutenberg . Zona de sombra e descontinuidade de Gutenberg. Numa superfície de descontinuidade, que assinala a separação entre dois meios com propriedades elásticas distintas - rigidez, densidade e incompres-sibilidade -, as refracções e reflexões das ondas que nela incidem ocorrem segundo ângulos determinados, originando zonas de sombra sísmica. Assim, a existência de uma zona de sombra para cada sismo é consequência das propriedades elásticas dos materiais que constituem o núcleo, bem como da sua dimensão.
Descontinuidade de Lehmann
Em 1936, a dinamarquesa Inge Lehmann deu mais um contributo para o conhecimento do núcleo. Analisando registos sismográficos, Lehmann concluiu que as ondas P chocam contra "qualquer coisa dura" a 5150 km, uma vez que se verifica um aumento da velocidade de propagação destas ondas. Tendo em conta que a velocidade das ondas P é maior em meios sólidos do que em meios líquidos, é de supor a existência de um núcleo interno no estado sólido. À fronteira entre o núcleo externo fluido e o núcleo interno sólido dá-se o nome de descontinuidade de Lehmann.
Conhecida a estrutura do núcleo, falta agora identificar a sua composição.
Baseados na hipótese do núcleo ser constituído predominantemente por ferro - como a existência da magnetosfera o indicia -, estudos realizados em laboratório permitiram estabelecer uma relação entre a velocidade de propagação das ondas sísmicas e a densidade de diferentes metais.
Assim, foi possível inferir para o centro da Terra uma composição, essencialmente, de ferro e níquel, dado serem os elementos metálicos que apresentam densidades mais próximas das avaliadas sismologicamente.
Os dados da sismologia e a existência da crusta e do manto
Descontinuidade de Moho
A esta separação, crusta-manto, dá-se o nome de descontinuidade de Mohorovicic ou, abreviadamente, Moho.
Para o conhecimento da composição da crusta contribuíram, para além dos dados sísmicos indirectos, a observação de rochas da superfície terrestre, os estudos realizados em explorações mineiras, bem como a realização de sondagens com recolha de amostras de rochas.
A constatação de que existe uma diferença entre a velocidade de propagação das ondas P nos oceanos (em média, 7 km/s) e nos continentes (em média, 6 km/s) permite considerar a crusta subdividida em dois tipos - crusta continental e crusta oceânica. Esta variação da velocidade ao longo da crusta deve-se à variação da sua composição - a crusta continental é constituída, essencialmente, por rochas graníticas (ricas em silício e alumínio), enquanto que a oceânica é constituída, essencialmente, por rochas basálticas (ricas em silício e em magnésio).
Assim, com base num critério composicional, inferido pela análise de dados da sismologia, surgiu um modelo para a estrutura interna da geosfera, que a subdivide em:
- crusta (oceânica e continental);
- manto;
- núcleo externo;
- núcleo interno.
Os dados da sismologia e a estrutura do manto
À semelhança do ferrador que, para fazer uma ferradura, precisa de submeter uma barra de ferro ao rubro, também no interior da Terra, devido à combinação pressão-temperatura, as rochas podem ser moldadas e deformadas no estado sólido, devido a uma diminuição da sua rigidez e, eventualmente, a uma incipiente fusão.
Esta faixa de baixa velocidade das ondas sísmicas internas designa-se astenosfera e corresponde a uma variação das propriedades das rochas que constituem esta zona e não a uma variação da sua composição; as rochas da astenosfera têm menor rigidez do que as rochas que se situam por cima e abaixo dela.
A existência da astenosfera, dotada de alguma mobilidade devido à sua fluidez parcial, permite considerar o conjunto de rochas suprajacentes, isto é, as rochas da
crusta e de parte do manto superior, como uma unidade rígida a que se dá o nome de
As placas tectónicas são também designadas placas litosféricas, dado serem, efectivamente, fragmentos da litosfera.
Assim, e complementarmente ao modelo que subdivide a geosfera em crusta, manto e núcleo, existe um modelo físico que subdivide a geosfera em quatro camadas, com base na rigidez dos seus materiais:
a astenosfera, de baixa rigidez e de comportamento plástico, isto é, moldável/deformável;
As alterações na trajectória e na velocidade de propagação das ondas P e S sugerem urna heterogeneidade na composição do interior da geosfera, com variações ao nível da rigidez, da incompressibilidade e da densidade dos materiais que a constituem. Por sua vez, variações bruscas na velocidade das ondas P e S permitem inferir a existência de descontinuidades, isto é, de mudança nas propriedades e na composição dos materiais que constituem o interior da geosfera. |
Modelo Químico da Estrutura da Terra
Modelo Físico da Estrutura da Terra