Nos trabalhos mineiros, nas perfurações de poços ou durante a realização de sondagens, o Homem defronta-se com um problema: o aumento da temperatura em profundidade.
Este aumento da temperatura resulta do facto de a Terra ter energia no seu interior, que se manifesta através da sua geodinâmica interna.
O estudo da formação e do desenvolvimento desta energia é do âmbito da Geotermia.
À variação de temperatura em profundidade dá-se o nome de gradiente geotérmico.
Verifica-se, contudo, que, até determinada profundade, a temperatura constante, para que a temperatura interna da geosfera aumente 1ºC, designa-se grau geotérmico.
Em, Potugal, a zona de temperatura constante tem cerca de 20m de profundidade, sendo a sua temperatura da ordem dos 18ºC; abaixo desta zona, o grau geotérmico é, sensivelmente, de 32 m, isto é, é necessário percorrer, em profundidade, 32 m para que a temperatura aumente 1ºC.
O grau geotérmico não é um valor fixo, sendo definido, para a geosfera, um valor médio da ordem dos 33 m.
Assim, e porque o interior da Terra está mais quente do que a superfície, gera-se uma transferência de calor do interior para o exterior, que se designa fluxo geotérmico.
Pensa-se que este calor interno se deve, essencialmente, às propriedades radioactivas de certos elementos que constituem as rochas terrestres, os quais, devido à sua designação atómica, libertam grandes quantidades de energia. Ex: Urânio, Tório e Potássio.
Este aumento de temperatura torna a geosfera, até agora, inacessível, a partir de uma certa profundidade
Métodos de estudo do interior da geosfera
Apesar de já termos explorado a superfície terrestre e de termos viajado até milhares de quilómetros de distância dela, vivemos ainda num planeta a cujo interior praticamente não acedemos. De facto, a profundidade máxima alcançada, até hoje, em Kola, é insignificante, tendo em conta que o centro do planeta se situa a, aproximadamente, 6371 km da superfície terrestre.
Não é de estranahr, portanto, que os invetigadores tenham necessidade de observar os restantes planetas do Sistema Solar e interpretar fenóomenos geológicos, para tentar construir modelos do interior da Terra, dada a impossibilidade de o observar directamente.
A Vulcanologia, a Sismologia, a Planetologia, o Geomagnetismo e a Gravimetria, entre outros, constituem importantes métodos de estudo da geosfera; isto é, funcionam como "janelas imaginárias" de observação do seu interior.
Constituem, por isso, importantes métodos de estudo das propriedades físicas da Terra, de que se ocupa a Geofísica.
Geomagnetismo
A Terra é cercada por um campo de forças magnéticas - a magnetosfera.
Por acção da magnetosfera, qualquer corpo magnético livre orienta-se segundo a direcção dos põlos magnéticos Norte-Sul. É o caso das agulhas das bússolas.
Gravimetria
A Terra, tal como os restantes planetas e outros astros, atrai e é atraída por todos os corpos do Universo. A esta força, que existe em todo o Universo, Newton chamou força de atracção gravítica e traduziu-a do seguinte modo - a força de atracção entre dois corpos é directamente proporcional ao quadrado da distância que separa os seus centros, isto é:
A gravidade, por sua vez, define-se como sendo a capacidade que um corpo tem de atrair o outro, devido à sua massa, isto é, a gravidade é a aceleração de uma corpo produz noutro, se este se puder mover livremente. A gravidade da Terra implica que, na sua proximidade, todos os corpos se precipitem em direcção a ela, em queda livre.
À variação de velocidade que os corpos em queda livre experimentam dá-se o nome de aceleração da gravidade (g) e, para a superfície da Terra.
A aceleração da gravidade depende do raio terrestre, na razão inversa. Tendo em conta que a geosfera nãp é uma esfera perfeita, mas sim achatada nos pólos, sendo o raio equatorial maior do que o raio polar, podemos dizer que o valor de g é máximo nos pólos e mínimo no equador. Assim o valor da aceleração da gravidade aumenta com a latitude e, à mesma diminui com a altitude.
Apesar de inacessível na sua quase totalidade, a estrutura da geosfera pode ser desvendada:
- de forma directa e até 10 km de profundidade, através de sondagens ultraprofundas;
- de forma indirecta, através de dados geomagnéticos e gravimétricos.
Admite-se que o geomagnetismo se deve ao contínuo movimento de rotação do material líquido constituinte do núcleo externo. Este movimento cria uma corrente eléctrica, a qual, por sua vez, origina o campo magnético terrestre.
Sendo que os materiais bons condutores de electricidade são os metais, admite-se, de forma indirecta, através dos dados geomagnéticos, que o núcleo da geosfera tem uma composição de natureza metálica.
Por sua vez, a gravimetria apoia, de modo indirecto, a hipótese de variação de densidade no interior da geosfera: se um dado corpo, de massa conhecida, apresenta diferentes valores de aceleração da gravidade, em diferentes pontos da Terra, à mesma latitude e altitude, é porque a densidade dos constituintes internos da geosfera é variavel.