Estrutura Interna da Terra

04 maio 2015
Pércio de Moraes Branco

Sabe-se que a Terra, uma esfera ligeiramente achatada, não é homogênea. O furo de sondagem mais profundo que já se fez na crosta terrestre atingiu 12 km de profundidade, um valor insignificante para um planeta que tem mais de 6.000 km de raio. Mas, dispomos de informações obtidas por medições indiretas, através do estudo de ondas sísmicas, medidas na superfície. Elas mostram que nosso planeta é formado por três camadas de composição e propriedades diferentes, a crosta, o manto e o núcleo. Essas camadas, por sua vez, possuem algumas variações e são, por isso, subdivididas em outras, como mostra a figura 1.

 

 

A crosta terrestre

A crosta é porção externa da Terra, a mais delgada de suas camadas e a que conhecemos melhor. Ela é tão fina em relação ao restante do planeta que pode ser comparada à casca de uma maçã em relação à maçã inteira.

Embora seja composta de material rochoso, portanto sólido e aparentemente de grande resistência, é, na verdade, muito frágil.

Sua espessura é variável, sendo maior onde há grandes montanhas e menor nas fossas oceânicas. Sob os oceanos, a crosta costuma ter cerca de 7 km de espessura; sob os continentes, ela chega a 40 km em média. As espessuras extremas estão em 5 e 70 quilômetros.

Está dividida em crosta continental e crosta oceânica, com composições diversas e espessuras diferentes.

A crosta continental é formada essencialmente de silicatos aluminosos (por isso era antigamente chamada de sial) e tem uma composição global semelhante à do granito. Mede 25 a 50 km de espessura e as ondas sísmicas primárias nela propagam-se a 5,5 km/s.

A crosta oceânica é composta essencialmente de basalto, formada por silicatos magnesianos (por isso antigamente chamada de sima). Tem 5 a 10 km de espessura e é mais densa que a crosta continental por conter mais ferro. As ondas sísmicas têm nela velocidade de 7 km/s.

Quase metade (47%) deste envoltório da Terra é composta de oxigênio. A crosta é formada basicamente de óxidos de silício, alumínio, ferro, cálcio, magnésio, potássio e sódio. A sílica (óxido de silício) é o principal componente, e o quartzo, o mineral mais comum nela.

A crosta está dividida em muitos fragmentos, as placas tectônicas (Fig. 2). Há 250 milhões de anos, todos os continentes estavam unidos, formando uma só massa continental, a Pangea. Essa massa começou a se fragmentar e ao longo de algumas centenas de milhões de anos deu origem aos continentes e oceanos atuais. As placas flutuam sobre o manto, mais precisamente sobre a astenosfera, uma camada plástica situada abaixo da crosta. Movimentam-se continuamente, alguns centímetros por ano. Em algumas regiões do globo, duas placas se afastam uma de outra e em outros, elas se chocam.

 

 

Logo abaixo da crosta, está o manto, que é a camada mais espessa da Terra. Ele possui uma espessura de 2.950 quilômetros e formou-se há 3,8 bilhões de anos.

Na passagem da crosta para o manto, a velocidade das ondas sísmicas primárias sofre brusca elevação. Essa característica é usada para marcar o limite entre uma camada e a outra, e a zona onde ocorre a mudança é chamada de Descontinuidade de Mohorovicic (ou simplesmente Moho), em homenagem ao cientista que a descobriu, em 1910.

O manto divide-se em manto superior e manto inferior. O superior tem, logo abaixo da crosta, uma temperatura relativamente baixa (100 °C) e uma consistência similar à da camada acima, com velocidade de ondas sísmicas de 8,0 km/s. No manto inferior, porém, esta velocidade aumenta para 13,5 km/s, com temperatura bem mais alta, chegando a 2.200 °C (3.500 °C segundo outros autores)perto do núcleo.

Essa diferença na velocidade sísmica traduz uma mudança na composição química das rochas. De fato, os minerais que compõem o manto são muito ricos em ferro e magnésio, destacando-se os piroxênios e as olivinas. As rochas dessa porção da Terra são principalmente peridotitos, dunitos e eclogitos, pobres em silício e alumínio quando comparadas com as rochas da crosta.

Abaixo de 100 km de profundidade, o manto mostra sensível redução na velocidade das ondas sísmicas. Como não há grande variação na composição química das rochas, essa redução da velocidade significa que abaixo de 100 km as rochas estão parcialmente fundidas, o que diminui bastante sua rigidez.

A crosta, juntamente com a porção rígida do manto, é chamada de litosfera (esfera rochosa). Já a parte do manto de baixa velocidade e bem mais quente (até 870º C) é chamada de astenosfera (esfera sem força). É ela quem permite às placas tectônicas se movimentarem. Essas placas são, portanto, pedaços de litosfera, não de crosta apenas.

Ao contrário do contato crosta/manto, que é bem definido, o contato litosfera/astenosfera e gradual e não tem limites muito exatos.

A astenosfera é a responsável pelo equilíbrio isostático, que leva os blocos da crosta que recebem mais material na superfície a afundarem e os que, ao contrário, são erodidos a subirem. Sua densidade varia de 3,2 (perto da litosfera) a 3,7 (a 400 km de profundidade).

Há, no manto terrestre, alguns pontos mais quentes que o restante, chamados de hot spots (pontos quentes). Nesses locais, o material do manto tende sempre a subir e atravessar a crosta. Quando ele consegue isso, forma-se na superfície da Terra um vulcão. Como a crosta é formada de placas em movimento, esse vulcão, com o tempo, sai de cima do ponto quente e, ao ocorrer nova erupção, forma-se outro vulcão. Isso pode repetir-se várias vezes, e o resultado é uma fileira de vulcões, dos quais só o último (e mais jovem) está em atividade. Isso se verifica de modo muito claro no Havaí, onde a placa tectônica do Pacífico se desloca para Noroeste. Há um alinhamento de vulcões de direção NW-SE, dos quais apenas os do extremo Sudeste, como o Kilauea, estão em atividade. E um novo vulcão está em formação no fundo do mar, sem ter ainda atingido sua superfície.
 

O Núcleo

Esta é a mais profunda e menos conhecida das camadas que compõem o globo terrestre. Assim como o manto e a crosta estão separados pela Descontinuidade de Mohorovicic, o manto e o núcleo estão separados por outra, a Descontinuidade de Gutenberg, que fica a 2.700-2.890 km de profundidade.

Acredita-se que o núcleo terrestre seja formado de duas porções, uma externa, de consistência líquida e outra interna, sólida e muito densa, composta principalmente de ferro (80%) e níquel (por isso, era antigamente chamada de nife).

O núcleo externo tem 2.200 quilômetros de espessura e velocidade sísmica um pouco menor que o núcleo interno. Deve estar no estado líquido, porque nele não se propagam as ondas S, e as ondas P têm velocidade bem menor que no manto sólido.

O núcleo interno deve ter a mesma composição que o externo, mas, devido à altíssima pressão, deve ser sólido, embora com uma temperatura de até 5.000 °C (um pouco inferior à temperatura da superfície do Sol). Tem 1.250 km de espessura.

O núcleo da Terra gira, como todo o planeta, e os cientistas acreditam que isso gere uma corrente elétrica. Como uma corrente elétrica gera sempre um campo magnético, estaria aí a explicação para o magnetismo terrestre, que faz nosso planeta comportar-se como um gigantesco ímã. Estudos recentes mostram que o núcleo interno gira um pouco mais depressa que o resto do planeta.

Fontes
ASSUMPÇÃO, Marcelo & DIAS NETO, Coriolano M. Sismicidade e estrutura interna da Terra. In: TEIXEIRA, Wilson et al. org. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568p. il. p. 47-50.
BAUMAN, Ammy. Núcleo e crosta terrestres. Trad. Carolina Caíres Coelho. Barueri (SP): Girassol, 2008. 29 p. il. (Planeta Terra)
DICIONÁRIO Livre de Geociências. www.dicionario.pro.br. Acessado em 29.07.2009
WIKIPÉDIA em português. Acessada em 29.07.2009.