Métodos indiretos de estudo do interior da Terra
A sondagem mais funda alguma vez feita chegou a cerca de $12\ \text{km}$ de profundidade. Parece muito, mas a Terra tem um raio de cerca de $6\,370\ \text{km}$. Então, como sabemos que existe um núcleo líquido, a milhares de quilómetros de profundidade, se nunca lá chegámos? É esta pergunta que vamos responder.
Métodos diretos e indiretos
Um método direto permite observar ou recolher o próprio material do interior da Terra. Um método indireto não chega lá: mede uma grandeza à superfície (ou perto dela) e, a partir dela, infere-se como é o interior.
| Tipo | Exemplos | O que se obtém |
|---|---|---|
| Direto | Sondagens, minas, rochas trazidas por vulcões (xenólitos) | Amostras reais, mas só da parte mais superficial |
| Indireto | Métodos sísmico, gravimétrico, geotérmico e geomagnético | Informação sobre todo o planeta, mas por dedução |
As sondagens e as minas só «arranham» a superfície. Os xenólitos (fragmentos de rocha do manto arrastados por alguns magmas) trazem amostras de algumas dezenas de quilómetros, mas não vão além disso.
As sondagens mais profundas já realizadas atingiram apenas cerca de $12\ \text{km}$, enquanto o raio da Terra mede, aproximadamente, $6\,370\ \text{km}$. a) Calcula a…
As sondagens mais profundas já realizadas atingiram apenas cerca de $12\ \text{km}$, enquanto o raio da Terra mede, aproximadamente, $6\,370\ \text{km}$.
- a) Calcula a percentagem do raio terrestre que representa a profundidade máxima atingida pelas sondagens. Apresenta o resultado com duas casas decimais.
- b) Com base no resultado que obtiveste, explica por que razão o conhecimento do interior da Terra depende quase exclusivamente de métodos indiretos.
- c) Uma equipa do LNEG quer estudar o subsolo de uma zona de atividade vulcânica dos Açores, desde os primeiros quilómetros da crosta até grandes profundidades. Escolhe dois métodos indiretos — de entre o sísmico, o gravimétrico, o geotérmico e o geomagnético — e justifica cada escolha, indicando a informação que cada um permitiria obter.
O que mede cada método indireto
Cada método mede uma grandeza diferente e responde a perguntas diferentes.
No método sísmico, um sismo gera ondas P (longitudinais, que se propagam em sólidos e líquidos) e ondas S (transversais, que não atravessam líquidos). A sua velocidade muda quando mudam as propriedades do meio, e as mudanças bruscas marcam as descontinuidades: Mohorovicic (crosta/manto), Gutenberg (manto/núcleo) e Lehmann (núcleo externo/interno).
-
Método sísmico: mede o tempo de propagação das ondas sísmicas através do planeta. A velocidade das ondas muda com a densidade e o estado físico dos materiais, e as ondas S não atravessam líquidos. Assim, descobrem-se as descontinuidades e a existência de um núcleo externo líquido.
-
Método gravimétrico: mede pequenas variações do valor da gravidade à superfície. Rochas mais densas no subsolo aumentam ligeiramente a gravidade, e rochas menos densas diminuem-na. Permite detetar corpos densos ou leves sob a crosta.
-
Método geotérmico: mede a temperatura em furos de sondagem e minas. Mostra que a temperatura aumenta com a profundidade (grau e gradiente geotérmicos) e permite estimar o fluxo de calor.
-
Método geomagnético: mede pequenas variações do campo magnético terrestre. Deteta minerais magnéticos nas rochas (anomalias) e permite relacionar o campo com o núcleo externo, onde ele se gera.
| Método | Grandeza medida | Informação fornecida |
|---|---|---|
| Sísmico | Tempo de propagação das ondas sísmicas | Descontinuidades, estado físico das camadas |
| Gravimétrico | Variações da gravidade | Distribuição de massas (densidade) |
| Geotérmico | Temperatura em profundidade | Calor interno, gradiente |
| Geomagnético | Variações do campo magnético | Materiais magnéticos, origem do campo |
Para além das sondagens (método direto), os geólogos dispõem de vários métodos indiretos para estudar o interior da Terra. Nos quadros seguintes, a grandeza medida e a…
Para além das sondagens (método direto), os geólogos dispõem de vários métodos indiretos para estudar o interior da Terra. Nos quadros seguintes, a grandeza medida e a informação fornecida por cada método estão desordenadas.
| N.º | Método indireto |
|---|---|
| 1 | Sísmico |
| 2 | Gravimétrico |
| 3 | Geotérmico |
| 4 | Geomagnético |
| Letra | Grandeza medida |
|---|---|
| A | Temperatura em furos de sondagem e em minas |
| B | Pequenas variações do valor da gravidade à superfície |
| C | Tempo de propagação das ondas de um sismo através do planeta |
| D | Pequenas variações do campo magnético à superfície |
| Algarismo | Informação fornecida |
|---|---|
| I | Variações de densidade das rochas do subsolo |
| II | Gradiente geotérmico e fluxo térmico da região |
| III | Localização de descontinuidades internas e natureza das camadas do planeta |
| IV | Presença de rochas com minerais magnéticos no subsolo |
- a) Faz a correspondência correta para cada método indireto: número → letra → algarismo romano.
- b) Indica qual dos quatro métodos foi decisivo para conhecer a estrutura interna da Terra em camadas (crosta, manto e núcleo) e justifica a tua escolha.
Potencialidades e limitações
Nenhum método é perfeito. Daí que se combinem vários.
| Método | Potencialidade | Limitação |
|---|---|---|
| Direto (sondagens) | Dá amostras reais | Só chega a cerca de $12\ \text{km}$; é caro |
| Sísmico | Cobre todo o interior da Terra | Exige interpretar dados e construir modelos |
| Gravimétrico | Deteta variações de densidade perto da superfície | Dá resultados ambíguos: massas diferentes podem dar o mesmo sinal |
| Geotérmico | Mostra o aumento da temperatura | Só se mede nos primeiros quilómetros; o gradiente não é constante |
| Geomagnético | Ligado à origem do campo e ao núcleo | Depende de interpretações; o campo varia no tempo |
De volta ao início: sabemos que há um núcleo líquido sem lá termos chegado porque os métodos indiretos, sobretudo o sísmico, medem os seus efeitos à superfície.