Como é possível descobrir o que há no interior de nosso planeta?

Um jovem e seu tio resolvem viajar ao centro da Terra. Dirigem-se, então, à cratera de um vulcão na Islândia, que acreditam ser a porta de entrada para o interior do planeta. Na incrível aventura, encontram um mundo subterrâneo repleto de surpresas que vão de oceanos a dinossauros. Parece fantástico? E é, mas trata-se apenas de uma história de ficção. O livroViagem ao centro da Terra, do francês Julio Verne, não se aproxima nem um pouco da realidade.

Até hoje, quase 150 anos depois do lançamento do livro, enveredar-se pelo interior do planeta é impossível para o homem e, ainda que a viagem se tornasse real, o que encontraríamos seria bem diferente.

A Terra é dividida em três partes principais: núcleo, manto e crosta. O núcleo é formado por ferro e níquel, metais que aparecem em estado sólido na parte mais interior e líquido na camada externa. Ao todo, o núcleo tem cerca de 7 mil quilômetros de diâmetro e corresponde a um terço da massa total do planeta.

“A segunda camada, que fica entre o núcleo e a crosta, é chamada de manto. Ela tem 2,9 mil quilômetros de espessura e é composta principalmente de silicato de magnésio e ferro”, conta o geólogo Roberto Cunha, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Ao contrário do que muita gente pensa, o manto é sólido, e não líquido. “Em alguns locais, quando ocorre uma diminuição da pressão ou um aumento de temperatura – durante um terremoto, por exemplo –, uma pequena porção do manto pode se fundir, dando origem à lava dos vulcões”, explica o pesquisador.

A Terra tem, no total, 12,7 mil quilômetros de diâmetro. Sua estrutura está dividida em crosta (a parte mais externa), manto e núcleo (Imagem cedida pelo pesquisador)

Por fim, a última camada é a crosta terrestre, onde nós vivemos. Roberto explica que a espessura da crosta varia entre cinco quilômetros, no fundo dos oceanos, até mais de 80 quilômetros, nos continentes. É nessa camada que se encontram rochas como granito e basalto.

Investigação subterrânea

Você deve estar se perguntando: como podemos saber o que realmente há em todas essas camadas do planeta, se é impossível chegar até o interior da Terra?

Alguns aparelhos especiais tentam perfurar a crosta terrestre para alcançar camadas mais profundas e retirar amostras para análise. “A perfuração mais profunda foi feita na Península de Kola, na antiga União Soviética, nos anos 1970, e atingiu cerca de 12 quilômetros, mas o projeto foi encerrado”, conta Roberto. “Hoje, o navio japonês Chikyu está perfurando o fundo do Oceano Pacífico, perto da Nova Zelândia”.

O navio Chikyu (que quer dizer “Terra”, em japonês) tem como objetivo alcançar cerca de 7,5 quilômetros de profundidade, tentando atingir o manto da Terra. O projeto deve se estender até março de 2013 (Foto: Wikimedia Commons)

Perfurar a crosta terrestre é um projeto caro e trabalhoso, mas existem outras formas de descobrir os materiais que formam a Terra. “Quando ocorre um terremoto, as ondas de choque – também chamadas ondas sísmicas – atravessam todo o planeta, sendo detectadas por uma rede de sismógrafos espalhadas pelo mundo”, explica Roberto (saiba como funciona o sismógrafo na CHC 183). “A velocidade dessas ondas varia com o tipo de material que elas atravessam. Então, o atraso na velocidade de cada onda dá pistas sobre o material que foi atravessado”.

Além de ficar de olho nos terremotos, os cientistas usam simulações em computador para investigar o centro da Terra. “As simulações são importantes porque tentam representar as condições do interior do planeta, que são inacessíveis para nós”, ressalta o pesquisador. “Para fazer essas simulações, usamos dados das ondas sísmicas, do calor que emana da Terra e das lavas que são trazidas até a superfície pelos vulcões, entre outras informações”.

Fonte da Informação: Texto de Catarina Chagas, no site: http://chc.cienciahoje.uol.com.br/

O que são os vulcões?

Sempre que ocorre uma grande erupção vulcânica, jornais e noticiários cobrem o acontecimento enfatizando uma série de palavras: violento, enorme, impressionante. Diante de um vulcão em erupção, as pessoas compartilham sentimentos como o medo diante do poder de destruição da natureza.

Embora os cientistas tenham desvendado muitos mistérios a respeito dos vulcões, o conhecimento sobre eles não os tornou menos fascinantes. Neste artigo, veremos as poderosas e violentas forças que criam as erupções e analisaremos como elas constroem estruturas vulcânicas como as ilhas.

Quando as pessoas pensam em vulcões, a primeira imagem que vem à cabeça é provavelmente uma montanha alta com lava alaranjada sendo expelida. Certamente há vários tipos de vulcões assim. Mas o termo vulcão descreve, na verdade, uma gama de fenômenos geológicos muito mais ampla.

Em geral, um vulcão é qualquer lugar onde uma certa quantidade de material é expelida de dentro do planeta para a superfície terrestre.

Foto cortesia da USGS Lava pahoehoe (encordoada) escorrendo de um vulcão no Havaí

A primeira pergunta é: o que é exatamente esse material expelido? No nosso planeta é o magma ou rocha fundida. Para entender da onde ele vem, precisamos examinar a estrutura do planeta Terra.

Gráfico cortesia da USGS

A Terra é composta de várias camadas, divididas em três mega-camadas: onúcleo, o manto e a crosta.

Nós vivemos na crosta rígida que possui de 5 a 10 km de espessura sob os oceanos e de 32 a 70 km sob a terra. Isso pode parecer muito, mas, comparada ao resto do planeta, ela é bem fina como a casca de uma maçã.

Logo abaixo da crosta encontra-se o manto, a maior camada da Terra. Embora o manto seja extremamente quente, ele é primordialmente sólido, pois a pressão interna do planeta é tão grande que o material não derrete. Em circunstâncias especiais, contudo, o material derrete formando o magma que transborda pela crosta.

Em 1960, cientistas desenvolveram uma teoria revolucionária chamadaTeoria das placas tectônicas. Ela sustenta que a litosfera, camada de material rígido composta pela crosta e pela parte superior do manto, é dividida em sete grandes placas e algumas outras placas menores. Essas placas se movimentam vagarosamente sobre o manto, que está lubrificado por uma leve camada chamada astenosfera. A atividade nos limites entre algumas dessas placas é o catalisador básico para a produção do magma.

Gráfico cortesia da NASA As linhas azuis demarcam os limites das placas, os triângulos vermelhos demarcam a atividade vulcânica e os pontos amarelos apontam os terremotos recentes.

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  Onde diferentes placas se encontram, há uma interação. O modo como elas se deslocam umas em relação às outras estão associados diferentes tipos de fenômenos de superfície.
  Se as placas se afastam umas das outras, uma cordilheira oceânica ou cordilheira continental é formada, dependendo de como elas se encontram (se no oceano ou na terra). À medida que as placas se separam, a parte sólida do manto, que se encontra na astenosfera, corre para esse vazio provocado por elas. Como a pressão não é elevada a esse nível, as rochas do manto se derretem, formando o magma. Conforme o magma sobe, ele se resfria formando uma nova crosta que preenche a lacuna deixada pela divergência das placas. Esse tipo de produção do magma é chamado vulcanismo central.
  Quando duas placas colidem, uma pode ser empurrada para baixo da outra de modo a afundar no manto. Esse processo é chamado de subducção, que forma uma vala, um canal muito profundo geralmente no solo oceânico. À medida que a litosfera rígida faz força em direção ao manto quente e sob alta pressão, há um super aquecimento. Muitos cientistas acreditam que a camada da litosfera que afunda não pode derreter a essa profundidade, mas que o aquecimento e a pressão forçam a água (água da superfície e dos minerais hidratados) para fora das placas em direção à camada do manto que está acima. O acúmulo de água reduz o ponto de fusão das rochas provocando o derretimento das rochas dentro do magma. Esse tipo de produção do magma é chamadovulcanismo da zona de subducção.
  Se as placas colidem e nenhuma delas fica embaixo da outra, a crosta irá apenas "enrugar", formando montanhas. Esse processo não dá origem a vulcões. As margens das placas desse tipo podem mais tarde se transformar em zonas de subducção.
  Algumas placas se movimentam umas contra as outras ao invés de empurrá-las ou colidirem. Essas margens de placas dificilmente produzem atividade vulcânica.

Foto cortesia da USGS Erupção do Monte Santa Helena no estado de Washington, em 1980

O magma também pode fazer força debaixo de uma placa da litosfera, embora isso seja menos comum que a produção de magma ao redor das margens das placas. Essa atividade vulcânica intraplaca é causada por um material atípico do manto quente que é formado na parte inferior do manto e levado para a sua parte superior. O material, que adquire a forma de uma pluma de 500 a 1.000 km de largura, emerge para criar um ponto quentedebaixo de um determinado lugar da Terra. Devido ao aquecimento incomum desse material, ele se funde formando magma logo abaixo da crosta terrestre. O ponto quente é estacionário, mas à medida que as placas continentais deslizam, o magma cria uma cadeia de vulcões que desaparece assim que as placas passam do ponto quente. Os vulcões do Havaí foram criados por um desses pontos quentes que aparentam ter pelo menos 70 milhões de anos.

Então o que acontece com o magma formado por esses processos? Vimos que o magma produzido na cordilheira oceânica apenas forma um novo material crustoso, logo, não há produção de vulcões terrestres em erupção. Há poucas áreas de cordilheira continental onde o magma transborda pela terra, mas a maioria dos vulcões terrestres são produzidos pelo vulcanismo da zona de subducção e dos pontos quentes.

Quando uma rocha sólida se transforma em um material mais líquido, ela se torna menos densa que as rochas sólidas ao seu redor. Devido a essa diferença de densidade, o magma sobe com muita força (pela mesma razão que o hélio em um balão atravessa o ar mais denso que o cerca e o óleo fica suspenso na água). À medida que vai subindo, o intenso calor funde mais algumas rochas, acrescentando-as à mistura magmática.

O magma continua se movendo pela crosta, a menos que a pressão para subir seja excedida pela pressão exercida pelas rochas sólidas ao redor para descer. Neste ponto, o magma se acumula em câmaras magmáticasabaixo da superfície da Terra. Se a pressão do magma se eleva a um determinado nível ou uma cratera se abre na crosta, as rochas fundidas são extruídas e derramadas pela superfície terrestre.

Foto cortesia da USGS Derramamento de lava do vulcão Kilauea, no Havaí

Se isso acontecer, o magma derretido (agora chamado de lava) forma um vulcão. A estrutura de um vulcão e a intensidade de sua erupção dependem de uma série de fatores, principalmente da composição do magma. Na próxima seção, analisaremos os diferentes tipos de magma e veremos como eles entram em erupção.

Fonte:http://ciencia.hsw.uol.com.br