O Planeta Terra

A Terra é um planeta. (?)

Essa é uma afirmação que não é tão óbvia assim.

Por milhares de anos, planetas eram só luzes coloridas no céu, pontos unidimensionais que vagavam pelas estrelas fixas.

Como a Terra seria um deles?

Com a invenção do telescópio esses pontos se tornaram mundos, e com veículos espaciais, se tornaram lugares.

A Terra passou de nosso único lar no Universo pra um desses... bem, planetas.

A Terra é o maior dos planetas rochosos, os quatro mundos menores e mais densos que estão próximos ao Sol.

Ela tem uns 13 mil km de diâmetro, e uma única grande Lua, que aprenderemos mais a respeito no próximo artigo.

Ao contrário dos outros 3 planetas rochosos, a Terra tem algo muito importante: Água.

Ou, mais especificamente, água líquida em sua superfície, onde ela pode fluir por ai, evaporar, se tornar nuvens, chover e se misturar com outros elementos e fazer coisas interessantes e complexas - como permitir a vida.

A habilidade da Terra de manter vida depende dessa água.

Também depende da atmosfera da Terra, claro - respirar tem suas vantagens - e ambos, estranhamente, dependem da existência do campo magnético da Terra.

E isso, por sua vez, depende do que acontece bem no centro do nosso planeta.

Então, vamos dar uma olhada.

Camadas da Terra

Como o Sol, a Terra tem várias camadas.
Bem no centro está o núcleo, que na verdade tem duas camadas, o núcleo interno (inner core) e o núcleo externo (outer core).

O núcleo interno é sólido e feito quase todo de ferro e níquel.

Esses elementos são pesados e afundaram para o centro do planeta quando ele estava se formando, deixando elementos mais leves como oxigênio, silício e nitrogênio subirem para a superfície.

O núcleo interno sólido tem uns 1.200 km de raio, ou uns 10% do raio da Terra.

O núcleo externo também é quase todo de ferro e níquel, mas é líquido.

O material nele pode fluir. Tem uns 2.200 km de espessura.

A temperatura no centro da Terra é incrivelmente alta, alcançando 5.500° C.

A pressão é enorme também, como é de se esperar com o peso de um planeta inteiro bem em cima dele.

Você pode pensar que em uma temperatura alta assim o ferro se torna líquido, mas ele pode permanecer sólido se a pressão for alta o bastante.

No núcleo interno, a pressão é extremamente alta e apesar de ser quente, o ferro é sólido.

No núcleo externo, onde ainda é quente, mas a pressão é um pouco menor, o ferro é líquido.

Acima do núcleo está o manto. As vezes separo em manto superior (upper mantle) e manto inferior (lower mantle), ambos com cerca de 2.900 km de espessura.

A consistência do manto é estranha. A maioria acha que é como lava, mas na verdade é como um plástico quente bem grosso.

Ele se comporta mais ou menos como um sólido, mas dado longos períodos de tempo, períodos geológicos, ele pode fluir. Vamos voltar nisso em um segundo.

Acima do manto está a crosta (Crust), uma camada sólida de rocha.

A densidade média das rochas na crosta é menor do que a do manto, então de certo modo ela flutua no manto.

Há dois tipos de crosta na Terra.

  • Crosta oceânica, que tem uns 5 km de espessura
  • Crosta continental que é bem mais gordinha com uns 30~50 km. 

Ainda assim, a crosta é bem mais fina comparada com outras camadas.

Contudo, a crosta não é uma coisa só. Ela é partida em enormes placas, e essas podem se mover.

O que determina o movimento dessas placas é o fluxo de rocha no manto e isso, por sua vez, é movido pelo calor.

O núcleo da Terra aquece a parte inferior do manto.

Isso causa convecção. O material quente sobe.

Não é algo ultra rápido, contudo.

O ritmo do fluxo é de apenas alguns centímetros por ano, então leva cerca de 50 a 60 mil anos para uma gota se mover um único quilômetro.

O material quente sobe rumo à superfície, mas é bloqueado pela crosta.

As rochas magmáticas empurram as placas, fazendo com que elas se movam bem devagar.

Suas unhas crescem na mesma velocidade que os continentes se movem.

Em milhões de anos, contudo, isso vai se adicionando, mudando a superfície geográfica da Terra - onde vemos continentes agora não é nem de perto onde eles estavam milhões de anos atrás.

Em alguns lugares, geralmente onde as placas se encontram, a crosta é mais fraca.

Magma consegue empurrar a crosta, irrompendo pela superfície, formando vulcões.

Outros vulcões, como o Havaí ou as Ilhas Canárias, são supostamente de um agrupamento de material quente penetrando direto pelo meio de uma placa continental.
Conforme a placa se move, o ponto quente forma uma cadeia linear de vulcões ao longo de milhões de anos.

Vulcões criam novas terras conforme o material se acumula, mas também bombeiam gás pra fora da Terra.

Uma boa parte da atmosfera terrestre foi produzida por vulcões!

O interior da Terra é quente. No seu núcleo, é quase tão quente quanto a superfície do Sol!

De onde vem todo esse calor?

A maior parte é resíduo da formação da Terra, mais de 4.5 bilhões de anos atrás.

Conforme rochas e outros detritos se acumularam para formar a proto-Terra, seus choques os aqueciam.

Conforme a Terra cresceu esse calor foi aumentando e é quentinho por dentro até hoje.

Além disso, conforme a Terra foi ganhando massa ela começou a se contrair sob sua própria gravidade, e essa pressão toda adicionou calor ao material.

Outra fonte são elementos como urânio bem no centro da Terra, que adiciona calor conforme os átomos decaem radioativamente.

E uma quarta fonte de calor é do material denso como ferro e níquel afundando ao centro da Terra, o que esquenta as coisas por fricção.

Tudo isso junto resulta em muito calor, e é por isso, mesmo depois de bilhões de anos, que a terra ainda tem um coração ardente.

O núcleo externo da Terra é metal líquido, que conduz eletricidade.

O líquido sofre convecção e esse movimento gera campos magnéticos, parecidos com os campos gerados pelo plasma no Sol.

A rotação da Terra ajuda a organizar esse movimento em enormes rolos cilíndricos que se alinham com o eixo da Terra.

O efeito geral cria um campo magnético parecido com um ímã em barra, com um polo norte e polo sul magnéticos, que ficam bem perto do eixo físico dos polos da Terra.

Os ciclos de magnetismo cercam a Terra, e tem um papel muito importante: eles desviam a maioria das partículas carregadas dos ventos solares, e eles aprisionam algumas, também.
Sem o campo geomagnético, o vento solar acertaria diretamente a atmosfera da Terra.

Ao longo de bilhões de anos, isso erodiria o ar da Terra, como um jato de areia tirando tinta de uma parede.

Marte, por exemplo, não tem um campo magnético forte, e achamos que é por isso que sua atmosfera não existe mais hoje em dia.

Mas nós temos uma atmosfera, e é bem mais que só ar soprando por ai.

A atmosfera da Terra é uma camada de gás acima da crosta.

Por não ser sólida, ela não termina, só meio que vai se extinguindo com a altura.

A definição aceita (e com isso quero dizer que não é realmente ciência, é mais algo do tipo "É, vamos fazer isso desse jeito") é a linha entre a atmosfera e o espaço é definida a 100 km.

É o que chamamos de Linha de Kármán, e se você passar dela, parabéns!

Você é um astronauta.

A atmosfera é, por volume, cerca de 78% nitrogênio, 21% oxigênio, 1% argônio por incrível que pareça, e então uma mistura de restos de gases.

Há vapor de água também, quase todo ele numa altura abaixo de 8 a 15 km.

Essa parte da atmosfera é mais quente embaixo, o que quer dizer que temos convecção no ar, criando correntes de ar crescente, que levam água com ele, formando nuvens, que por sua vez é o motivo de termos um clima.

A uma altura de cerca de 25 km, na média, temos uma camada de ozônio, uma molécula do oxigênio que é boa em absorver luz solar ultravioleta.

Esse tipo de luz consegue quebrar moléculas biológicas, então a camada de ozônio é crítica para nossa proteção.

A propósito, o campo magnético da Terra faz mais do que só aprisionar partículas do vento solar.

Ele também canaliza parte delas para a atmosfera, onde elas se chocam com moléculas de ar cerca de 150 km acima.

Isso energiza as moléculas, que respondem emitindo luz em cores diferentes.

Nitrogênio brilha vermelho e azul, oxigênio, vermelho e verde.

Chamamos esse brilho de aurora, e isso acontece próximo dos polos geomagnéticos - bem no norte e no sul.

As luzes podem tomar formas espetaculares, dependendo da forma do campo magnético.

Eu nunca vi uma aurora pessoalmente. Quem sabe um dia.

Você pode não notar a atmosfera a não ser que sopre um vento, mas ela está lá.

Ela aplica uma pressão na superfície da Terra de cerca de um kg por cm². Quase dez toneladas por m³!

Há aproximadamente uma tonelada de ar te esmagando agora!

Você não sente isso porque ele está empurrando em todas as direções na verdade - pra baixo, pros lados, até pra cima - e nossos corpos tem pressão interna que equilibra isso tudo.

A Terra também tem água líquida em sua superfície, algo único entre os planetas.

A crosta continental é mais alta que a oceânica, então a água flui e enche essas enormes bacias.

Cerca de 70% da superfície é coberta por água.

Muito provavelmente, parte dessa água se formou durante a própria formação da Terra, e outra parte pode ter vindo em impactos de cometas e asteroides bilhões de anos atrás.

A proporção exata entre água criada aqui e vinda de fora do planeta ainda é um tópico em discussão pelos cientistas.

Antes, eu mencionei restos de moléculas gases na atmosfera.

Uma delas é dióxido de carbono, que constitui cerca de 0,04% da atmosfera baixa. Mas ele é crítico.

A luz do sol aquece o solo, que emite luz infravermelha.

Se essa luz infravermelha fosse radiada de volta ao espaço, a Terra esfriaria.

Mas o dióxido de carbono aprisiona esse tipo de luz, e a Terra não esfria tanto.

Esse chamado efeito-estufa aquece a Terra.

Sem ele, a temperatura média na Terra seria abaixo do ponto de congelamento da água. Estaríamos numa bola de gelo!

Por isso cientistas são tão preocupados com o dióxido de carbono.

Um pouco dele é bom, mas em excesso ele pode ser bem perigoso.

Desde a Revolução Industrial, temos adicionado um monte de gases à nossa atmosfera, aprisionando mais calor.

Por todas medidas disponíveis, o calor contido na Terra tem aumentado, afetando o equilíbrio.

Tem derretido geleiras na Antártida e Groelândia, e gelo marinho no polo norte.

O nível dos oceanos tem subido, e o CO2 excessivo no ar é absorvido pelos oceanos, os tornando ácidos.

Claro, isso tudo pode ser mera coincidência de estarmos em um ciclo de aquecimento global, assim como temos periodicamente um ciclo de resfriamento e "era do gelo".

Terraformação

Há um conceito antigo na ficção científica chamado terraformação:
Ir a um planeta alienígena inabitado e modificá-lo para ser mais parecido com a Terra.

Não sei como o processo inverso seria chamado, mas é o que temos feito com a Terra atualmente.

A Terra é o único planeta habitável no sistema solar. E quer saber?

Nós temos que mantê-lo assim.

Resumindo

Hoje você aprendeu que a Terra é um planeta, com um núcleo quente, uma camada grossa de rocha derretida chamada manto, e uma crosta fina.

O núcleo externo gera um poderoso campo magnético, que protege a atmosfera do massacre do vento solar.

Movimentos no manto geram vulcões, e a superfície é quase toda coberta de água.

A atmosfera da Terra é quase toda nitrogênio, e está ficando cada vez mais quente.

Continuação:

A nossa Lua

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