Introdução à Oceanografia

Na seção anterior nós aprendemos que os materiais existentes na Terra primitiva foram classificadas através do processo de diferenciação, com mais densa materiais como o ferro e o níquel afundando para o centro, e os materiais mais leves (oxigênio, silício, magnésio, mantendo-se perto da superfície. Como resultado, a terra é composta por camadas de composição diferente e densidade crescente à medida que você se move da superfície para o centro (figura 3.2.1).

A visão tradicional baseada na composição química reconhece quatro camadas distintas:

O núcleo situa-se no centro da Terra, e é de cerca de 1200 km de espessura. É composto principalmente de ligas de ferro e níquel, com cerca de 10% composto de oxigênio, enxofre ou hidrogênio. A temperatura no núcleo interno é de cerca de 6000 oC (10.800 de), que é aproximadamente a temperatura da superfície do sol (seção 3.1 explica as fontes deste calor intenso)., Apesar da alta temperatura que deve derreter estes metais, a pressão extrema (literalmente do peso do mundo) mantém o núcleo interno na fase sólida. Os metais sólidos também tornam o núcleo interno muito denso, a cerca de 17 g/cm3, dando ao núcleo interno cerca de um terço da massa total da Terra.

O núcleo exterior fica fora do núcleo interno. Tem a mesma composição que o núcleo interno, mas existe como um fluido, ao invés de um sólido. A temperatura é de 4000-6000 oC, e os metais permanecem no estado líquido porque a pressão não é tão grande como no núcleo interno., É o movimento do Ferro fluido no núcleo exterior que cria o campo magnético da Terra (ver secção 4.2). O núcleo exterior tem 2300 km de espessura, e tem uma densidade de 12 g/cm3.

O manto estende-se do núcleo exterior para um pouco abaixo da superfície da Terra. Tem 2900 km de espessura, e contém cerca de 80% do volume da Terra. O manto é composto por silicatos de ferro e magnésio e óxidos de magnésio, por isso é mais semelhante às rochas da superfície da terra do que aos materiais no núcleo. O manto tem uma densidade de 4,5 g / cm3, e temperaturas na faixa de 1000-1500 oC., A camada superior do manto é mais rígida, enquanto as regiões mais profundas são fluidas, e é o movimento dos materiais fluidos no manto que é responsável pela tectónica de placas (ver secção 4.3). Magma que se eleva à superfície através de vulcões se origina no manto.a camada mais externa é a crosta, que forma a superfície sólida e rochosa da Terra. A crosta tem em média 15-20 km de espessura, mas em alguns lugares, como sob montanhas, a crosta pode alcançar espessuras de até 100 km. Há dois tipos principais de crosta; crosta continental e crosta oceânica que diferem em uma série de maneiras., A crosta Continental é mais espessa que a crosta oceânica, com uma espessura média de 20-70 km, em comparação com 5-10 km para a crosta oceânica. A crosta Continental é menos densa que a crosta oceânica (2,7 g/cm3 vs. 3 g/cm3), e é muito mais antiga. As rochas mais antigas da crosta continental têm cerca de 4,4 bilhões de anos, enquanto a crosta oceânica mais antiga tem apenas cerca de 180 milhões de anos. Finalmente, os dois tipos de crosta diferem em sua composição. A crosta Continental é feita em grande parte de granito., Isso ocorre porque magmas subterrâneos ou de superfície podem arrefecer lentamente, o que permite que as estruturas de cristal se formem antes das rochas solidificarem, o que leva ao granito. A crosta oceânica é composta principalmente de basaltos. Os basaltos também se formam a partir de magmas de resfriamento, mas eles arrefecem na presença de água, o que os torna resfriados muito mais rápido e não permite que os cristais se formem.com base nas características físicas, também podemos dividir as camadas mais exteriores da terra em litosfera e astenosfera. A litosfera consiste na crosta e no frio, rígido, exterior de 80-100 km do manto., A crosta e o manto exterior se movem juntos como uma unidade, então eles são combinados juntos para a litosfera. A astenosfera fica abaixo da litosfera, de cerca de 100-200 km a cerca de 670 km de profundidade. Ele inclui a região mais” plástica ” mais suave do manto, onde movimentos de fluidos podem ocorrer. A litosfera sólida está, portanto, flutuando na astenosfera fluida.

Isostasy

Para ajudar a explicar como a litosfera está flutuando sobre a astenosfera, precisamos examinar o conceito de isostasy. Isostasy refere-se à forma como um sólido flutua num fluido., A relação entre a crosta e o manto é ilustrada na figura 3.2.2. À direita está um exemplo de uma relação não isostática entre uma jangada e concreto sólido. É possível carregar a jangada com muita gente, e mesmo assim não vai afundar no cimento. À esquerda, a relação é isostática entre duas jangadas diferentes e uma piscina cheia de manteiga de amendoim. Com apenas uma pessoa a bordo, a jangada flutua alto na manteiga de amendoim, mas com três pessoas, afunda perigosamente baixo., Estamos a usar manteiga de amendoim aqui, em vez de água, porque a sua viscosidade representa mais de perto a relação entre a crosta e o manto. Embora tenha aproximadamente a mesma densidade que a água, a manteiga de amendoim é muito mais viscosa (rígida), e assim, embora a jangada de três pessoas vai afundar na manteiga de amendoim, ele vai fazê-lo muito lentamente.

A relação da crosta da Terra, o manto é semelhante à relação dos salva-vidas para a manteiga de amendoim. A jangada com uma pessoa flutua confortavelmente alto. Mesmo com três pessoas nela, a jangada é menos densa que a manteiga de amendoim, por isso flutua, mas flutua desconfortavelmente baixo para essas três pessoas. A crosta, com uma densidade média de cerca de 2,6 gramas por centímetro cúbico (g/cm3), é menos densa que o manto (densidade média de aproximadamente 3.,4 g / cm3 perto da superfície, mas mais do que a profundidade), e assim está flutuando sobre o manto “plástico”. Quando mais peso é adicionado à crosta, através do processo de construção da montanha, ela lentamente afunda-se no manto e o material do manto que estava lá é colocado de lado (figura 3.2.3, à esquerda). Quando esse peso é removido pela erosão ao longo de dezenas de milhões de anos, a crosta ressoa e a rocha do manto flui para trás (figura 3.2.3, à direita).

a crosta e O manto responder de uma forma semelhante à glaciação. Acumulações espessas de gelo glacial adicionam peso à crosta, e à medida que o manto abaixo é espremido para os lados, a crosta diminui. Quando o gelo derrete, a crosta e o manto recuperam lentamente, mas o ressalto total provavelmente levará mais de 10.000 anos., Grandes partes do Canadá ainda estão se recuperando como resultado da perda de gelo glacial nos últimos 12.000 anos, e como mostrado na figura 3.2.4, outras partes do mundo também estão experimentando recuperação isostática. A maior taxa de elevação está dentro de uma grande área a oeste da Baía de Hudson, que é onde o manto de gelo Laurentide era o mais espesso (mais de 3.000 m). O gelo finalmente deixou esta região há cerca de 8.000 anos, e a crosta está atualmente se recuperando a uma taxa de quase 2 cm/ano.