Estrutura e Composição do Sol e da Terra

Core: O Sol é a área onde a fusão nuclear ocorre devido à alta temperatura, ou seja, o gerador de energia do Sol.

Zona Radiativa: Partículas que carregam energia (fótons) tentam escapar para o exterior em uma viagem que pode durar 100.000 anos, porque esses fótons são continuamente absorvidos e reemitidos em um endereço separado para o qual foram.

Zona de Convecção: Esta zona é o fenômeno de convecção, ou seja, colunas de elevação de gás quente para a superfície, que esfriam e descem novamente.

Fotosfera: É uma camada fina, cerca de 300 km, que é parte do Sol que nós vemos na superfície. A luz aqui irradia calor para o espaço. A temperatura é de cerca de 5.000 °C. Na fotosfera aparecem manchas escuras e brilhantes chamadas faculae, que são as regiões em torno dos pontos, com uma temperatura maior que o normal da fotosfera e estão relacionadas aos campos magnéticos do Sol.

Cromosfera: Ela só pode ser vista na totalidade de um eclipse solar. É de muito baixa densidade e alta temperatura, cerca de meio milhão de graus. Este é composto de gases rarefeitos e nela existem campos magnéticos muito fortes.

Corona: Uma camada de grande área, altas temperaturas e baixa densidade. É composta de gases rarefeitos e gigantescos campos magnéticos que variam na forma de hora a hora. Esta camada é deslumbrante vista da totalidade durante um eclipse solar.

Manchas Solares: As manchas solares são conhecidas como sombras escuras centrais rodeadas por uma região mais clara chamada de penumbra. Essas manchas são escuras porque são mais frias que a fotosfera circundante.

Os pontos são a localização de campos magnéticos fortes. A razão pela qual as manchas solares são mais frias não é ainda totalmente conhecida, mas uma possibilidade é que o campo magnético nos pontos permite a convecção abaixo deles.

As manchas solares costumam crescer e durar de alguns dias a vários meses. As observações das manchas solares revelaram em primeiro lugar que o Sol gira em um período de 27 dias (como visto da Terra).

O número de manchas solares no Sol não é constante e as alterações ocorrem durante um período de 11 anos, conhecido como o ciclo solar. A atividade solar está diretamente relacionada a este ciclo.

Destaques Solares: As proeminências solares são enormes jatos de gás quente expelidos da superfície do Sol, estendendo-se a muitos milhares de quilômetros. As maiores crises podem durar vários meses.

O campo magnético do Sol desvia alguns dos nódulos que se formam em um arco gigante. Ocorrem na cromosfera e têm cerca de 100.000 graus.

As colisões são fenômenos espetaculares. Eles aparecem na parte do Sol e enormes nuvens na atmosfera de alta temperatura e consistem em nuvens de material em uma temperatura menor e maior densidade do seu entorno.

As temperaturas na parte central são de cerca de um centésimo do que a temperatura da coroa, enquanto a sua densidade é aproximadamente 100 vezes maior do que a da coroa ambiente. Portanto, a pressão do gás dentro de uma colisão é aproximadamente igual à de seu entorno.

Vento Solar: O vento solar é um fluxo de partículas carregadas, principalmente prótons e elétrons, escapando da atmosfera exterior do Sol à alta velocidade e penetrando no sistema solar.

Algumas dessas partículas carregadas, atraídas pelo campo magnético da Terra, se movem em espiral ao longo das linhas de força de um pólo magnético a outro. As luzes do norte e do sul são o resultado da interação dessas partículas com as moléculas de ar.

A velocidade do vento solar é cerca de 400 quilômetros por segundo perto da órbita da Terra. O ponto onde o vento solar se origina de outras estrelas é denominado heliopausa, e é o limite teórico do Sistema Solar, localizado cerca de 100 UA do Sol. O espaço dentro do limite da heliopausa, contendo o Sol e o sistema solar, é chamado de heliosfera.

A Terra foi formada há cerca de 4.650 milhões de anos, junto com o sistema solar inteiro. Embora as rochas mais antigas na Terra tenham mais de 4.000 milhões de anos, os meteoritos, que correspondem geologicamente ao núcleo da Terra, fornecem datas de cerca de 4.500 milhões de anos, e a cristalização do núcleo e os corpos precursor de meteoritos acredita-se que ocorreram ao mesmo tempo, cerca de 150 milhões de anos depois da formação da Terra e do Sistema Solar.

Depois de condensar poeira cósmica e gás por atração gravitacional, a Terra foi quase homogênea e bastante fria. Mas a contração contínua dos materiais e a radioatividade de alguns dos elementos mais pesados fez com que ela se aquecesse.

Então, ela começou a derreter sob o efeito da gravidade, fazendo com que a diferenciação entre a crosta, manto e núcleo ocorresse, com os silicatos mais leves se movendo para cima para formar a crosta e manto, e os elementos mais pesados, especialmente ferro e níquel, caindo em direção ao centro da Terra para formar o núcleo.

Ao mesmo tempo, a erupção de vulcões provocou a saída de gases e vapores voláteis e leves. Alguns foram capturados pela gravidade da Terra e formaram a atmosfera primitiva, enquanto o vapor de água condensado formou os primeiros oceanos.

Magnetismo Terrestre: O magnetismo terrestre significa que a Terra se comporta como um ímã enorme. O físico inglês William Gilbert foi o primeiro a afirmar isso em 1600, embora os efeitos do magnetismo terrestre tenham sido utilizados muito mais cedo em bússolas primitivas.

A Terra é cercada por um campo magnético forte, como se o planeta tivesse um ímã enorme dentro do Pólo Sul, que fica perto do Pólo Norte, e vice-versa. Em paralelo com os pólos geográficos, os pólos magnéticos da Terra são chamados Pólo Norte magnético e Pólo Sul magnético, apesar de seu magnetismo real ser oposto àquele indicado por seus nomes.

O Pólo Norte magnético está agora perto da costa oeste da Ilha de Bathurst, nos Territórios do Noroeste, no Canadá. O Pólo Sul magnético está no fim do continente antártico, na Terra de Adélia.

As posições dos pólos magnéticos não são constantes e mostram mudanças notáveis de ano para ano. Variações no campo magnético da Terra incluem uma mudança na direção do campo causada pelo deslocamento dos pólos. Esta é uma variação periódica que se repete a cada 960 anos. Há também uma menor variação anual.

Estrutura da Terra: De fora para dentro, a Terra pode ser dividida em cinco partes:

Atmosfera: O envelope gasoso em torno do corpo sólido do planeta. Ele tem uma espessura de mais de 1.100 km, mas metade de sua massa está concentrada nos primeiros 5,6 km.

Hidrosfera: Consiste principalmente dos oceanos, mas em sentido estrito, inclui todas as superfícies de água no mundo, incluindo os mares interiores, lagos, rios e águas subterrâneas. A profundidade média dos oceanos é 3.794 m, mais de cinco vezes a altura média dos continentes.

Litosfera: Composta principalmente pela crosta terrestre, se estende a 100 km de profundidade. As rochas da litosfera têm uma densidade média de 2,7 vezes a da água e são compostas quase inteiramente por 11 elementos, que juntos compõem 99,5% de sua massa. O oxigênio é o mais abundante, seguido pelo silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio, magnésio, titânio, hidrogênio e fósforo. Além disso, há outros 11 itens em menos de 0,1, como carbono, manganês, enxofre, bário, cloro, cromo, flúor, zircônio, níquel, estrôncio e vanádio. Os elementos estão presentes na litosfera quase inteiramente na forma de compostos em seu estado livre.

A litosfera compreende duas camadas, a crosta e o manto superior, que estão divididas em cerca de uma dezena de placas rígidas. O manto superior é separado da crosta por uma descontinuidade sísmica, a descontinuidade de Mohorovicic, e o manto inferior por uma área fraca conhecida como astenosfera. O material plástico e rochas parcialmente fundidas na astenosfera, a 100 km de espessura, permitem que os continentes se movam ao redor da superfície da Terra e que os oceanos abram e fechem.

Manto: Estende-se a partir da base da crosta até uma profundidade de aproximadamente 2.900 km. Exceto na área conhecida como astenosfera, é sólida e sua densidade, que aumenta com a profundidade, varia de 3,3 a 6. O manto superior é composto de ferro e silicatos de magnésio, como olivina, e o inferior de um óxido misto de ferro, magnésio e silício.

Núcleo: Contém uma camada externa de cerca de 2.225 km de espessura, com uma densidade relativa média de 10. Esta camada é provavelmente uma superfície rígida exterior com depressões e picos. Em contrapartida, o núcleo interno, cujo raio é cerca de 1.275 km, é sólido. Ambas as camadas do núcleo são compostas de ferro com uma pequena porcentagem de níquel e outros elementos. As temperaturas do núcleo interno podem chegar a 6.650 °C e sua densidade média é de 13.

O núcleo interno irradia calor intenso continuamente para fora através das várias camadas concêntricas que formam a parte sólida do planeta. A fonte desse calor é a energia liberada pela desintegração do urânio e outros elementos radioativos. As correntes de convecção dentro do manto movem a maior parte da energia térmica da Terra para a superfície.

Atmosfera Primitiva: A mistura de gases que formam a corrente de ar se desenvolveu há mais de 4.500 milhões de anos. A atmosfera primitiva deve ser composta exclusivamente de emissões vulcânicas, ou seja, vapor de água, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e nitrogênio, sem um traço de oxigênio.

Para conseguir a transformação, eles tiveram que desenvolver uma série de processos. Uma delas foi a condensação. Após o resfriamento, a maior parte do vapor de água condensado vulcânico levou à formação dos oceanos antigos. Houve também reações químicas. Parte do dióxido de carbono reagiu com rochas da crosta terrestre para formar carbonatos, alguns dos quais se dissolveram nos novos oceanos.

Mais tarde, quando a vida primitiva evoluiu e se tornou capaz de realizar fotossíntese, começou a produzir oxigênio. Faz cerca de 570 milhões de anos, o índice de oxigênio da atmosfera e dos oceanos aumentou o suficiente para permitir a existência de vida marinha. Mais tarde, cerca de 400 milhões de anos atrás, a atmosfera continha oxigênio suficiente para permitir a evolução dos animais terrestres capazes de respirar ar.

Estrutura da Atmosfera: A atmosfera é dividida em várias camadas:

A troposfera atinge a tropopausa, localizada a 9 km de altura nos pólos e 18 km no Equador. Ela produz movimentos verticais e horizontais significativos de massas de ar (ventos) e há relativa abundância de água. É a área de nuvens e clima: chuva, vento, mudanças de temperatura, ... e a camada de maior interesse para a ecologia. A temperatura diminui à medida que você sobe, até -70 °C no seu limite máximo.

A estratosfera se inicia na tropopausa e atinge um limite superior (estratopausa) a 50 km de altitude. A tendência de mudança de temperatura é de cerca de 0 °C na estratopausa. Quase nenhum movimento de ar no sentido vertical, mas os ventos horizontais frequentemente atingem até 200 km/h, tornando fácil para qualquer substância que atinge a estratosfera se disseminar rapidamente em todo o mundo. Por exemplo, este é o caso do CFC, que destrói o ozônio. Nesta parte da atmosfera, entre 30 e 50 km, o ozônio é importante, pois absorve a radiação de ondas curtas nocivas.

A mesosfera, que se estende entre 50 e 80 km de altura, contém apenas cerca de 0,1% da massa total do ar. É importante para as reações de ionização e químicas que ocorrem nele. A diminuição da temperatura, combinada com a baixa densidade do ar na mesosfera, determina a formação de turbulência e ondas atmosféricas operando em escalas espaciais e temporais muito grandes. A mesosfera é a região onde as naves que voltam à Terra começam a sentir a resistência do ar.

A ionosfera se estende de uma altitude de 80 km acima da superfície da Terra até 640 km ou mais. Nessas distâncias, o ar é rarefeito ao extremo. Quando as partículas na atmosfera sofrem ionização por radiação ultravioleta, tendem a permanecer ionizadas devido às mínimas colisões que ocorrem entre os íons. A ionosfera tem uma grande influência na propagação de sinais de rádio. Uma parte da energia irradiada por um transmissor para a ionosfera é absorvida pelo ar ionizado e a outra é refratada, ou desviada de volta para a superfície da Terra. O último efeito permite a recepção de sinais de rádio a distâncias muito maiores do que seria possível com ondas que viajam através da superfície da Terra.

A região que está além da ionosfera é chamada de exosfera e se estende até 9.600 km, que é o limite exterior da atmosfera. Se estende para além da magnetosfera, o espaço ao redor da Terra, onde o campo magnético do planeta domina o campo magnético interplanetário.

Origem do Sal do Mar: Das correntes vulcânicas localizadas no fundo do mar emergem lavas com muitos dos componentes da água do mar, como cloro, sódio, bromo, iodo, carbono e nitrogênio, que estão se transformando gradualmente em sais. Além disso, os rios carregam os sais e minerais encontrados em seu caminho através dos continentes. Nos oceanos, a forte radiação do sol evapora a água, provocando o acúmulo de sais ao longo do tempo. Na água do mar, juntamente com um grande número de elementos químicos, estão dissolvidos gases e nutrientes para a vida oceânica.

A salinidade global dos oceanos é de 35 partes por mil (35/000). Isso significa que em 1.000 gramas (1 quilo) de água do mar, 35 gramas correspondem a sais.