quarta-feira, 21 de novembro de 2007

A Terra - acreção e diferenciação


Introdução:

O que é a acreção? O que é a diferenciação? Como surgiram as camadas do nosso planeta? Que importância têm os asteróides e os meteoritos para o estudo da Terra? Planetas, quantos existem no nosso sistema solar? Ceres, Xena e Caronte o que são?


Objectivos:
  • Mostrar como surgiram os protoplanetas devido ao aquecimento e acreção.
  • Mostrar a diferenciação em camadas desses protoplanetas.
  • Quais são os tipos de agrupamento de planetas que existem.
  • Mostrar as variações de densidades desses planetas.
  • Propostas e ideias apresentadas sobre a definição de planeta.

Desenvolvimen
to:

Segundo Thomas Burnet, a Terra foi formada por uma série de camadas, houve várias fases e uma delas foi, o cobrimento do planeta por águas diluvianas. Quando essas águas retrocederam, deram origem à Terra tal como é conhecida hoje. Num futuro distante a Terra vai ser consumida pelo fogo e após as cinzas resultantes, regressará à forma inicial. Por último, quando a Terra não for necessária para o Homem, transformar-se-á numa estrela.


Esta teoria foi escrita no século XVII por Thomas Burnet, e embora não tena sido uma teoria consistente, foi uma das primeiras a descrever o início da formação dos planetas.



Acreção

A acreção foi um dos processos que deu origem à Terra e a outros planetas no nosso sistema solar. Esse processo deve-se ao facto de terem havido colisões de materiais que andavam dispersos pelo espaço, materiais esses provenientes da nébula solar. A colisão de materiais provocou uma acumulação de poeiras e gases, determinando uma capacidade de atrair matéria devido ao aumento da sua massa e da força gravitacional, dando origem ao crescimento de protoplanetas e de pequenos corpos do sistema solar.


Figura 1 - Nébula solar com partículas de gelo e pó envolvidos em gases.














Figura a) Acreção de partículas na escala de cm
Figura b) Colisão na escala de km
Figura c) Acreção gravitacional na escala de 10-100 km
Figura d) Formação de um protoplaneta devido ao aquecimento.



In: Formação da Terra




O crescimento de protoplanetas

Os protoplanetas foram formados a partir da acumulação de matéria, e, durante essa acumulação, houve um aquecimento interno resultante de: Bombardeamentos meteoríticos, contracção gavitacional e desintegração radioactiva; levando, à diferenciação dos planetas em camadas.










Figura 2 - Bombardeamento meteorítico










Figura 3 - Compressão do planeta








Figura 4 - Desintegração de materiais radioactivos


In: Protoplanetas

Os protoplanetas durante o seu crescimento, tinham baixa densidade, resultado da sua composição essencialmente gasosa, à base de hidrogénio e hélio. Estes gases foram retidos pelos protoplanetas mais distantes do Sol (chamados de planetas gigantes), enquanto nas zonas interiores da nébula solar as temperaturas muito elevadas os teriam afastado, dando origem à concentração de elementos mais densos (chamados de planetas telúricos).



Figura 5 (imagem da esquerda) - Formação de um planeta gigante
Figura 6 (imagem da direita) - Formação de um planeta telúrico

In: Planeta gigante
In: Planeta telúrico



Video demonstrativo (áudio em Inglês) sobre a nébula solar e o aparecimento dos protoplanetas.

video


In:
Nébula Solar inicial




Diferenciação

É o resultado da diferença e variação de densidades após a fusão e aquecimento dos materiais, esse fenómeno deu origem ás várias camadas que o nosso planeta tem, essas camadas estão dispostas da periferia para o interior, de acordo com densidades crescentes. Nas imagens seguintes podemos ver as várias etapas desse processo.

Figura 7 - Migração de elementos densos, como o ferro, para o interior da Terra, após a fusão.
In: Ferreira, Jorge e Ferreira, Manuela - Planeta com vida Geologia 10º ano, vol 1 (2007). Santillana. Constância.

Os planetas telúricos continuam a ser planetas com elevadas temperaturas internas, isso poderá explicar-se pela sua dimensão. Ao contrário dos planetas gigantes, que são formados à base de gases e de materiais menos densos e se encontram distantes do Sol, os planetas telúricos são formados por materiais mais densos tais como: o ferro, e estão a uma proximidade considerável do Sol. Com o passar de milhares de milhões de anos, os planetas gigantes foram perdendo o seu calor interno devido à inexistência de materiais mais densos, ao contrário dos planetas telúricos. A Terra é o único planeta do nosso sistema solar que reúne as condições fundamentais para a vida, tem uma característica única que os restantes planetas telúricos não têm... a água no seu estado líquido. A existência de água líquida no nosso planeta deve-se ao facto de a Terra se encontrar a uma perfeita distância do Sol, se se estivesse muito longe deste, as temperaturas iriam ser muito baixas o que levaria a água a congelar, por outro lado se a Terra estivesse muito perto do Sol, a água à superfície terrestre iria-se evaporar por completo.













Figura 8
- Estrutura da Terra após o arrefecimento a solidificação, dando origem ao núcleo, manto e à crosta terrestre.

In: Formação da Terra


Porque se chamam planetas gigantes ou planetas gasosos?
  • São chamados assim, p orque reflectem a sua dimensão superior e uma constituição essencialmente gas osa.
  • Júpiter, o maior planeta do sistema solar, diâmetro 142893 km.
  • Saturno, diâmetro 120.000 km.Úrano, diâmetro 50.800 km.
  • Neptuno, diâmetro 48.600 km.









Figura 9 - Modelo da estrutura de Júpiter (planeta gigante constituído por camadas gasosas)

In: Júpiter


Porque se chamam planetas telúricos ou planetas terrestres?
  • São chamados assim porque, se assemelham à Terra na sua natureza rochosa.
  • Densidade elevada.
  • Reduzida dimensão.
  • Por estarem próximos do Sol, também têm a designação de planetas inferiores.
  • Mercúrio, diâmetro 4878 km.
  • Vénus, diâmetro12.104km.
  • Terra, diâmetro 12.756 km.
  • Marte, diâmetro 6788 km.









Figura 10 - Modelo actual do interior da Terra por camadas (núcleo, manto e crosta terrestre).


In: Space Science Reviews. The Accretion, Composition and Early Differentiation of Mars, vol 96 (2004). Springer Netherlands. Netherland



Que importância têm os asteróides e os meteoritos para o estudo da Terra?

Como nunca ninguém conseguiu ir até ao centro da Terra, os geólogos tiveram de arranjar uma maneira de estudar a estrutura da Terra, quantas camadas têm, que tipo de materiais existe no seu interior, que diâmetro terá o seu núcleo etc. Os estudos feitos sobre o interior da Terra tiveram como base a semelhança da diferenciação com os asteróides, que estarão na origem dos meteoritos. Por isso, os meteoritos são utilizados no estudo do interior da Terra, pois poderão corresponder a amostras internas de corpos do tipo planetário com uma evolução idêntica à do nosso planeta.

Figura 11 - Em a, meteorito de ferro (ALH-762) com uma parte erodida por fricção e outra parcialmente coberta pela crosta de fusão .Em b, o mesmo meteorito com a superfície cortada e polida, revelando o aspecto metálico devido à presença de ferro-níquel.

In: Meteoritos

O valor cientifico dos meteoritos prende-se também com o aparecimento da vida, pois pensa-se que alguns meteoritos tenham trazido para a Terra substâncias que permitiram a formação das primeiras células.

Figura 12 - Em a, lâmina fina polida de um meteorito do tipo condrinto (LL3) observado ao microscópio óptico. As partes em coloração diferenciadas são diferentes minerais presentes no meteorito, sendo que as formas arredondadas correspondem aos côndrulos. Em b, dois fragmentos de um meteorito tipo condrito H3. Em c, condrito L6 parcialmente coberto pela crosta de fusão.

In: Meteoritos


Planetas solares, quantos existem no nosso sistema solar?

A reposta continua a ser a mesma: nove. Existem planos há vários anos para Plutão ser despromovido e deixar de ser um planeta, por este, ser o mais pequeno de todos. Mas se Plutão deixar de ser um planeta, o que acontecerá aos restantes corpos do tipo planetário descobertos recentemente? Serão estes planetas? Serão asteróides? Vejamos mais abaixo uma breve descrição desses corpos.
  • Xena: É um apelido que os astrónomos derem a 2003UB313, que se encontra a seguir a Plutão e tem 3000 kms de diâmetro. é um objecto gelado bastante parecido com Plutão, e que também se encontra na cintura de Kuiper, a seguir a Neptuno.
  • Ceres: É o maior asteróide entre Marte e Júpiter.
  • Caronte: É considerado um satélite de Plutão.


Propostas apresentadas pela União Astronómica Internacional (IAU) em 2006.

O número de planetas que constituem o nosso sistema solar, é o tema principal de uma das propostas que se encontra sobre a mesa na IAU. Uma da propostas apresentadas, será incluir Ceres, Caronte e Xena na lista de planetas que giram em torno do Sol, passando a ser doze no seu total. Na proposta apresentada, existe duas opções em relação a Plutão por este ser o planeta mais pequeno do sistema solar, com cerca de 2360 Kms de diâmetro, e estas são:
  • Opção A - Despromover Plutão.
  • Opção B - Considerar outros objectos como planetas.
Na opção A, a despromoção de Plutão deve-se ao facto de terem descobertos outros objectos de maiores dimensões. Plutão tem apenas 2360 kms de diâmetro (a Terra tem 12756 kms).

Na opção B, a ("IAU propõe uma definição de planeta e uma nova categoria a que se chama plutões, ou planetas do tipo plutónico, onde se inserem Caronte. Desta forma não só Plutão continua a ser planeta como dá o nome a uma nova categoria de planetas. Há ainda o caso de Ceres, sendo a principal surpresa da proposta, que terá tomado em conta a sua forma esférica - uma condição essencial na nova definição de planeta").

In: Ferreira, Jorge e Ferreira, Manuela - Planeta com vida Geologia vol 1 (2007). Santillana. Constância



Plutão perde categoria de planeta do Sistema Solar

Actualmente em 2007 Plutão deixou de ser um planeta e passa a ser um "planeta-anão" ("...Contas feitas e, segundo o veredicto final da UIA, o nosso sistema solar tem apenas oito planetas - Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno - e é constituído por uma nova classe de objectos apelidados de "planetas-anões". Os primeiros membros são Ceres, Plutão e 2003 UB313. Os restantes serão anunciados nos próximos meses ou anos. Plutão é considerado como um importante protótipo da nova classe de corpos denominados "Transneptunianos"").

In: Publicação



Conclusão

  • A Terra foi formada a partir da acreção de materiais provenientes da nébula solar há milhões de anos e continuou a crescer durante mais alguns milhões de anos.
  • Só os planetas mais próximos do Sol, é que tiveram uma acumulação de materiais mais densos para o seu interior, chamados de planetas telúricos. Os planetas mais distantes do Sol, são formados essencialmente por gases, chamados de planetas gigantes.
  • Os planetas telúricos são formados por várias camadas dispostas da periferia para o interior, de acordo com densidades crescentes, daí se dar o nome de "diferenciação por camadas".
  • A Terra é o único planeta que reúne as condições ideais para a vida, encontra-se a uma distância perfeita do Sol possibilitando a existência de água líquida no nosso planeta.
  • Os asteróides têm uma enorme importância para o estudo da Terra devido à sua estrutura interna por camadas ser idêntico ás do nosso planeta. Os meteoritos por sua vez também representam uma enorme importância para o estudo da Terra, porque os geólogos pensam que estes tenham trazido algumas substâncias que, possibilitaram a formação das primeiras células.
  • A descoberta de novos corpos do tipo planetário levaram os astrónomos a dar uma nova definição de planeta, isto porque; durante anos, se meteu a dúvida de Plutão enquanto planeta, devido ao seu reduzido tamanho comparado com outros planetas do nosso sistema solar.
  • No final de 2006 perante várias propostas, Plutão deixou de pertencer à categoria de planeta para ser integrado numa categoria chamada: "planeta-anão", Plutão é ainda um protótipo de uma nova classe de corpos denominada "Transneptunianos".

Bibliografia


Internet

http://www.lpi.usra.edu/education/timeline/gallery/images/03.jpg
http://www.lpi.usra.edu/education/timeline/gallery/images/04.jpg
http://www.lpi.usra.edu/education/timeline/gallery/images/05.jpg
http://www1.ci.uc.pt/iguc/atlas/atlas_images/11003.jpg
http://zebu.uoregon.edu/ph121/images/acret1.gif
http://zebu.uoregon.edu/ph121/images/acret2.gif
http://zebu.uoregon.edu/ph121/images/acret3.gif
http://zebu.uoregon.edu/2002/ph123/images/earthstruc.gif
http://www.jcmorais.com/documentos/Tema2_A.pdf
http://www1.ci.uc.pt/cienterra/ect/II-A%20Terra%20p1-32.pdf
http://www.springerlink.com/index/P76MM52637475759.pdf
http://library.thinkquest.org/26872/por/zonnestelsel/feiten.htm
http://portal.cbpf.br/protected/Pages/divulgacao/pdfs/Meteoritica.pdf
http://www.mundopt.com/n-plutao-perde-categoria-de-planeta-do-sistema-solar-9565.html


Livros

Ferreira, Jorge e Ferreira, Manuela - Planeta com vida Geologia 10º ano, vol 1 (2007). Santillana. Constância

Space Science Reviews. The Accretion, Composition and Early Differentiation of Mars, vol 96 (2004). Springer Netherlands. Netherland

2 comentários:

Beatriz* disse...

Olá
Estamos a realizar um trabalho no âmbito da disciplina de Biologia e Geologia, sobre a origem do sistema solar e a acreção e diferenciação da Terra.
Solicitamos, o envio do video sobre a origem do sistema solar que se encontra neste post.

Os alunos,
Beatriz, Bernardo, Daniela, Diogo.
Escola E.B 2,3 /S de Baião

joseadal disse...

Bela Loca - uma beleza mais advinhada do que vista - visitei teu blog a procura de mais informação sobre acreção e gostei. Sou de Volta Redonda (sei q é um pleonasmo e vc pode contar como piada de brasileiro), cidade siderúrgica no estado do Rio de Janeiro. Já esteve no Brasil? Um abraço fraterno e, se vc permitir, apertado.