Estrutura Interna da Terra: Camadas e Descontinuidades

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A velocidade de propagação das ondas sísmicas no interior da Terra passa por mudanças graduais; às vezes, ocorrem mudanças abruptas. A essas mudanças repentinas, chamamos de descontinuidades.

A velocidade com que viajam as ondas sísmicas depende de dois fatores: a composição dos materiais por que se espalham e o estado físico destes materiais.

As descontinuidades são utilizadas para dividir as camadas que ficam dentro da Terra.

Quebra Principal e sua Interpretação

• Descontinuidade de Mohorovicic (Moho): Foi a primeira descontinuidade significativa descrita. Situa-se a uma profundidade média de 25 km nos continentes (podendo chegar a 70 km) e nos oceanos entre 5 e 10 km. Esta descontinuidade é usada para diferenciar a fina camada superficial, chamada crosta, da camada que está sob ela, o manto.
• Descontinuidade de Gutenberg: Descoberta por Beno Gutenberg, está a 2.900 km de profundidade. Esta descontinuidade separa o manto do núcleo da Terra. Como as ondas S se propagam através de sólidos, mas não de líquidos, concluiu-se que a 2.900 km de profundidade inicia-se uma camada contínua de material derretido.

As descontinuidades de Mohorovicic e Gutenberg permitem estabelecer as três camadas tradicionalmente distintas dentro da Terra: crosta, manto e núcleo.

Outras Descontinuidades

Inge Lehmann descobriu que nem todo o núcleo era líquido. A uma profundidade de 5.150 km, há um aumento acentuado na velocidade da onda P. Este salto é interpretado como o resultado de uma mudança física dos materiais, passando do núcleo líquido para o estado sólido. Isto é conhecido como descontinuidade de Lehmann, que diferencia o núcleo externo (derretido) do núcleo interno (sólido).

Entre 100 e 800 km de profundidade, a velocidade das ondas P e S apresenta oscilações, com quedas e aumentos rápidos. A maior variação ocorre aos 670 km e é usada para diferenciar o manto superior.

Outras Evidências Indiretas

Temperatura do Interior da Terra

O valor do gradiente geotérmico diminui com a profundidade. Atualmente, considera-se que o aumento de temperatura no manto é de cerca de 0,5 ºC/km. Na base da crosta, a temperatura deve ser próxima a 700 ºC. Na fronteira entre o manto superior e inferior, estima-se que tenha subido para 2.000 ºC.

A temperatura central deve ser suficiente para que os materiais constituintes, principalmente ferro e níquel, sejam encontrados derretidos no núcleo externo e solidificados no interior. Na parte mais externa do núcleo, a temperatura deve estar acima de 3.800 ºC e, provavelmente, não excede 5.000 graus em qualquer área do interior da Terra.

Magnetismo Terrestre

A Terra possui um campo magnético, e sua existência apoia a ideia de que nosso planeta tem um núcleo metálico em constante agitação. A Terra se comporta como um dínamo autoinduzido. Sob essa teoria, o ferro fundido circula no núcleo externo devido à rotação da Terra e às correntes de convecção geradas pelo calor interno. Esse movimento de metal líquido gera uma corrente elétrica que, por sua vez, produz um campo magnético, funcionando como um alternador autoalimentado.

Meteoritos

São pequenos corpos planetários que cruzam a órbita da Terra e pousam em sua superfície. A maioria vem do cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. Com idade de 4.500 Ma (mesma da Terra), derivam do material de que o sistema solar foi formado.

Existem três tipos de meteoritos:

• Condritos: Compostos por uma mistura de minerais semelhantes aos encontrados nos peridotitos, representando 86% do total.
• Acondritos: Têm composição semelhante ao basalto e representam 9% do total.
• Sideritos: Constituídos por ferro e níquel, representando 4% dos meteoritos conhecidos.

Uma Terra em Camadas

A Terra é um planeta em camadas, que podem ser distinguidas de acordo com dois critérios:

• Unidades Geoquímicas: O critério utilizado é a composição química dos materiais. Neste caso, as áreas são crosta, manto e núcleo.
• Unidades Dinâmicas: O critério é o comportamento mecânico de cada zona. Distinguem-se: litosfera, manto superior sublitosférico, manto inferior, núcleo externo e núcleo interno.

Unidades Geoquímicas

• Crosta: Camada mais fina, da superfície até a descontinuidade de Mohorovicic. Elementos abundantes: O, Si, Al, Fe e Ca.
• Crosta Continental: De 25 a 70 km de espessura. É heterogênea, formada por rochas compostas essencialmente de feldspato, mica e quartzo. Na metade inferior, dominam rochas metamórficas (gnaisses e xistos). Na superfície, abundam sedimentos e rochas sedimentares.
• Crosta Oceânica: Mais fina (5 a 10 km). Estratificada em três níveis: sedimentos superficiais, basalto e gabro (feldspato e piroxênio). Suas rochas são mais jovens que as da crosta continental.
• Manto: Entre as descontinuidades de Mohorovicic e Gutenberg (até 2.900 km). Elementos abundantes: O, Si, Mg e Fe. Composto de peridotito (semelhante aos condritos), rico em olivina e piroxênio.
• Núcleo: Área central abaixo da descontinuidade de Gutenberg. Sua alta densidade e comportamento sísmico sugerem uma composição de ferro com 6% de níquel (similar aos sideritos).

Unidades Dinâmicas

Definidas em função das características físicas dos materiais, como comportamento mecânico ou estado físico.

• Litosfera: Camada rígida que inclui a crosta e parte do manto superior. A litosfera oceânica tem de 50 a 100 km de espessura, enquanto a continental tem de 100 a 200 km.
• Manto Superior Sublitosférico: Situado abaixo da litosfera até os 670 km. É composto por peridotito em estado sólido. Devido às altas pressões e temperaturas, seu comportamento é rígido em curtos períodos, mas plástico e deformável (fluido de alta viscosidade) em longos períodos, permitindo correntes de convecção. Tradicionalmente, a parte sob a litosfera era chamada de astenosfera.
• Manto Inferior: Entre 670 e 2.900 km. Suas rochas também estão sujeitas a correntes de convecção. Na base (fronteira com o núcleo), situa-se a camada D'', uma zona irregular composta por resíduos mais densos do manto.
• Núcleo Externo: Até 5.150 km de profundidade. É líquido, agitado por correntes de convecção e fundamental para a criação do campo magnético.
• Núcleo Interno: À medida que o calor é evacuado, o ferro cristaliza e se acumula no fundo, formando o núcleo interno sólido.