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Terra: Fogo, Água e Ar
Curso para a Terceira Idade IAG/USP – 2016
Professoras Leila Soares Marques
e Márcia Ernesto
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A Terra é azul!
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Camadas da Atmosfera
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Hidrogênio, oxigênio, água
Sulfato de amônia
íons
Estrutura e composição da atmosfera atual
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O que são ions?
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Ionosfera – camada ionizada
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Atmosfera primordial – primeira fase
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Atmosfera primordial – segunda fase
Depois de perder a maior parte de seu H e He, a
atmosfera primordial se formou dos gases liberados pelos
magmas:
• principalmente H2O (água) e CO2 (dióxido de carbono)
• pequenas quantidades de N2 e sulfatos e outros gases
• H e He devem ter sido eliminados pelos raios cósmicos
e/ou dispersados pela baixa gravidade da Terra
metano
amônia
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Evolução da atmosfera terrestre
% da atmosfera
vapor de água
Tempo em bilhões de anos
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A atmosfera primordial tinha ~1000 vezes mais CO2 do que tem agora
para onde foi?
• CO2 dissolveu nos oceanos e precipitou como carbonatos
Carbonato de cálcio
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Calcário (do latim calx (gen. calicis) ou calcariu, "cal")
• é uma rocha sedimentar que contém minerais com quantidades acima de 30%
de carbonato de cálcio (aragonita ou calcita).
• quando o mineral predominante é a dolomita (CaMg{CO3}2 ou CaCO3•MgCO3) a rocha calcária é denominada calcário dolomítico.
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Estalactites da Gruta Rei do Mato Sete Lagoas-MG
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De onde veio o oxigênio?
• O2 é atualmente o segundo maior constituinte da atmosfera, mas não existia na atmosfera primordial
• O conteúdo de O2 na atmosfera cresceu de 1% a 21% nos últimos 600 milhões de anos.
• Moléculas de oxigênio vieram da fotossíntese das algas e plantas
Cianobactérias ou algas azuis
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Mas a atmosfera para se estabilizar precisava de proteção
• Ozônio (O3) forma-se na estratosfera a partir da interação do O2 com a radiação solar.
• Bloqueia os fótons UV para que não atinjam a superfície.
• Isso permitiu o desenvolvimento da vida, porque a radiação UV é prejudicial à vida.
• A presença de O2 e O3 na atmosfera é um sinal de vida (fotossíntese).
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Raios cósmicos
• Raios cósmicos são partículas de alta
energia, extremamente penetrantes, que se
deslocam a velocidades próximas à da luz no
espaço.
• Portanto, raios cósmicos não são raios, mas
partículas.
• Essas partículas, ao chegarem à Terra, colidem
com os núcleos dos átomos da atmosfera e dão
origem a outras partículas.
• Forma-se uma “chuva” de partículas com
menos energia, os chamados raios cósmicos
secundários.
• O número de partículas que chegam ao nível do
mar, em média, é de uma partícula por segundo
em cada centímetro quadrado.
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Mas a Terra criou uma proteção – Campo magnético!
Magnetosfera – invólucro magnético da Terra
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Núcleo externo e o magnetismo da Terra
Núcleo interno
manto
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Ação do Sol sobre a magnetosfera
• Vento solar
• São principalmente eletrons e protons, além de sub-partículas como os neutrinos.
• Próximo da Terra, a velocidade das partículas pode variar entre 400 e 800 km/s, com densidades próximas de 10 partículas por centímetro cúbico.
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Manchas solares e atividade solar
• Ciclo solar= 11 anos
• Atividade mais intensa
• Manchas solares associadas com fluxo de partículas ionizadas provenientes da coroa solar (vento solar)
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A magnetosfera não é simétrica em relação à Terra por causa do vento solar
No lado noite da Terra a influência do campo magnético se estica e chega até a
Lua
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Cinturões de radiação (Van Allen) – a proteção da Terra contra a radiação
cósmica e vento solar
Uma partícula com carga elétrica (íon) em movimento é aprisionada pelo campo magnético e ela passa a ter um movimento helicoidal (gira em torno das ‘linhas’ de campo), até perder energia e ser aprisionada em níveis mais internos da magnetosfera
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O choque de partículas pode arrancar um eletron ou só transferir energia
Ao retornar ao seu estado fundamental, o elétron emite o excesso de energia na forma
de radiação luminosa
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Auroras – o grande espetáculo da terra
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Auroras – são mais visíveis no hemisfério norte
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Auroras resultam da interação do campo geomagnético e o vento solar
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As cores dependem dos elementos químicos afetados (bombardeados) pela vento solar
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Aurora com meteoro na Noruega
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Aurora Austral vista do espaço
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Aurora austral
satélite IMAGE em 11 de setembro de 2005
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Regiões de ocorrência de auroras no hemisfério norte
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Vostok registro das variações da composição e
temperatura da atmosfera em testemunhos de gelo
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Lago Vostok
Cobertura de gelo
rios rocha da base
Água congelada
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Temperatura e concentração de CO2 na atmosfera nos últimos 400 mil anos
-62°C
-51°C
registos de temperatura, mostrando o evento designado Dryas recente há cerca de 11 000 anos.