Um pequeno ponto azul no espaço
2010-11-05
Crédito: NASA Goddard Space Flight Center, Reto Stöckli & Robert Simmon; MODIS Land Group; MODIS Science Data Support Team; MODIS Atmosphere Group; MODIS Ocean Group: USGS EROS Data Center; USGS Terrestrial Remote Sensing Flagstaff Field Center, DMSP.
Todos os grandes feitos da Humanidade tiveram lugar aqui ou na sua imediata vizinhança. Tudo o que ocorreu, todos os que conhecemos, tudo concentrado num pequeno ponto azul no espaço. É a Terra, o nosso planeta, a nossa casa.
-Edgar Mitchell, USA
USP
Até onde se sabe o planeta em que vivemos é o único do nosso sistema solar em condições de abrigar vida da forma como a conhecemos. A Terra está à uma distância adequada do Sol, tem uma atmosfera rica em oxigênio e possui grandes quantidades de água. É o primeiro planeta, a partir do Sol, que tem um satélite natural, a Lua.
A princípio, é dispensável dar explicações sobre a Terra, pois é o planeta do Sistema Solar que mais conhecemos, mas por isso mesmo, ela serve como base para compararmos com os dados obtidos de outros planetas. Isso perrmite o estudo comparado dos planetas, ou formalmente, a Planetologia. Devido o maior conhecimento em relação aos outros planetas, faremos referências somente a dados pouco conhecidos sobre nosso planeta, tais como: campo magnético, atmosfera e estrutura interna do planeta.
Campo Magnético
O campo magnético terrestre é de origem interna e bem semelhante ao produzido por uma barra imantada, colocada no centro terrestre. O eixo desse campo tem uma inclinação de onze graus com o eixo de rotação terrestre. Nas altas temperaturas do interior da Terra não existem magnetos permanentes, e por isso, só as correntes elétricas, podem constituir uma fonte para o campo magnético global.
A intensidade desse campo vem diminuindo em cerca de 0,05% ao ano e, nesse rítmo, o campo estará anulado antes do ano 4.000. Durante a solidificação de certas rochas elas são magnetizadas segundo a intensidade e direção do campo existentes. Com isso fez-se o estudo do magnetismo fóssil de rochas antigas e a partir daí descobriu-se que o campo se anulou diversas vezes por períodos de até alguns milhares de anos e até inverteu sua direção, ficando o polo sul sendo o polo norte e vice-versa.
Existem hoje cronologias bem detalhadas, que narram as sucessões das inversões do campo magnético.
Idade da Terra
Os cálculos para determinação da Idade da Terra são feitos através de rochas radioativas, encontradas na crosta. De uma amostra de rocha contendo traços de elementos radioativos que se solidificou em certa época, basta conhecer as meias-vidas desses elementos para saber o intervalo de tempo decorrido. A amostra não pode ter sido contaminada com amostras estranhas de elementos radioativos.
As mais antigas encontradas até hoje datam de 3,8 bilhões de anos, encontradas na Groenlândia. Isso implica que a Terra se formou antes disso, pois nessa época a Terra já havia se solidificado. De análises de meteoritos, foi concluído que datam de 4,5 a 4,6 bilhões de anos.
Acredita-se ser a época em que se formaram os primeiros corpos sólidos do sistema solar
Estrutura Geológica
Até hoje não se conseguiu informações diretas sobre o que há no interior terrestre, pois a perfuração mais profunda, conseguida na década de 80 na então URSS, não chega a 13 km. É uma distância ínfima, em relação ao raio terrestre, que nem se quer atravessa a crosta. Os estudos sobre o interior terrestre são feitos de formas indiretas, pesquisando-se principalmente os abalos sísmicos (terremotos), que chegam a 300.000 por ano, dos quais não mais do que 100 são perceptíveis no mundo todo e pelas rochas trazidas pelas erupções vulcânicas. Mas foi pelo estudo da propagação das ondas sísmicas é que se concluiu quase todo o estudo estrutura geológica existente hoje. .
Crosta: Pode ser crosta continental e oceânica. A crosta oceânica com expessura média de cinco quilômetros, é composta principalmente de rochas basálticas e ricas em silício, alumínio, ferro e magnésio. A continental com uma espessura que varia de 20 a 65 km, rica em granito e pobre em sílicio na parte superior, é separada pela descontinuidade de Conrad da parte inferior, que contém rochas ricas em silício.
A densidade na crosta é de 2,8 g/cm3 em média, chega a 3,3 no manto superior e aumenta com a profundidade até 5,7 g/cm3 antes da transição manto-núcleo, onde passa bruscamente a 9,7 g/cm3 , até chegar a 15 g/cm3 o centro da Terra. Lá a pressão é de 3,6 milhões de atmosferas e a temperatura é estimada em torno de 3500 K, no mínimo.
A densidade na crosta é de 2,8 g/cm3 em média, chega a 3,3 no manto superior e aumenta com a profundidade até 5,7 g/cm3 antes da transição manto-núcleo, onde passa bruscamente a 9,7 g/cm3 , até chegar a 15 g/cm3 o centro da Terra. Lá a pressão é de 3,6 milhões de atmosferas e a temperatura é estimada em torno de 3500 K, no mínimo.
Forma: É um elipsóide de revolução com achatamento de 1/300 do raio equatorial. Essa forma é uma aproximação bastante boa, porém na realidade a forma é bem mais complexa, devido a ação de várias forças: a gravidade e a força centrípeta, (devido a rotação) é que dão a forma de elipsóide e as outras forças que são bem menores provocam um desvio mínimo dessa forma.
Mantos: Tanto a crosta continental como a oceânica são separadas do manto pela descontinuidade de Mohorovic. O manto ocupa 80% do volume terrestre e é divídido em manto superior (com 1000 km de espessura) e o inferior (com 1900 km de espessura), totalizando 2900 km de espessura total.
Núcleo Externo: Com 2100 km de espessura é formado por uma liga líquida de ferro e níquel.
Núcleo Interno: com raio de 1370 km, é de composição idêntica ao núcleo externo, porém em estado sólido.
A sua existência não é totalmente comprovada, mas é uma teoria bem aceita na comunidade científica, principalmente por aqueles que estudam as origens do campo magnético da Terra e se baseiam na existência do núcleo metálico dessa forma, para explicarem suas teorias. Existe uma camada de transição entre os núcleo externos e internos que não chega a 100 km.
Atmosfera
Na troposfera (nome da camada atmosférica nos dez primeiros quilômetros a partir da superfície terrestre), é onde ocorrem os principais fenômenos meteorológicos e abriga 75% da massa total da atmosfera. A temperatura nesta camada cai com a altitude em cerca de 6,5oC por quilômetro
A tropopausa é a zona limite de transição entre a troposfera e a estratosfera, que é a segunda camada atmosférica. Nessa camada há uma queda de temperatura com a altitude, mas esse quadro se inverte, ou seja a temperatura se estabiliza e depois passa a aumentar chegando a assumir valores de superfície, com máximos de 0oC. Isso se deve às reações químicas envolvendo moléculas de Oxigênio (O2), átomos de Oxigênio (O) e radiação ultravioleta (UV) ao fomar a camada de Ozônio (O3), um filtro atmosférico, o qual barra a passagem da radiação ultravioleta. A reação química O2 + O -> O3 + CALOR (aquecimento dessa região) e a reação química O3 + UV -> O2 + O.
Após a estratopausa, outra zona limite de transição está a mesosfera, onde a temperatura volta cair bruscamente até (-80oC a cerca de 80 km de altitude). A partir daí a atmosfera restante não tem influência nos fenômenos meteorológicos. A camada superior (ionosfera), é carregada eletricamente devido a incidência elevada dos raios solares, e que por isso reflete ondas de rádio (como foi citada, na parte anterior, a respeito das explosões solares).
Nessa região onde as pressões são baixissimas e o ar bem rarefeito, é difícil determinar o limite da atmosfera. Ainda assim distinguiu-se outra camada a termosfera, a acima dela ainda temos a exosfera, na qual estão os satélites artificiais que sofre um decréssimo no raio de sua órbita devido aos choques com as partículas desses gases, e pouco a pouco tendem a cair sobre a Terra.
Origem da Atmosfera
A atmosfera de Vênus, Terra e Marte tem origem secundária, ou seja, não se formaram da nebulosa primitiva que deu origem ao sistema solar. Acredita-se que tenha se formado a partir dos gases que emanaram dos vulcões após o planeta já ter se formado. Essa atmosfera substituiu a anterior existente, que provavelmente foi resquícios da nebulosa planetária e constituida principalmente de hidrogênio e hélio e traços de metano, vapor d'água, amoníaco, nitrogênio e os gases nobres.
Essa atmosfera secundária que teve origem vulcânica, deve ter se formado nos primeiros 500 milhões de anos após a formação da Terra, numa fase de intensas atividades vulcânicas, e com a composição inicial sendo CO ou anidrido carbônico. Ainda hoje os vulcões emitem anidrido carbônico e em suas erupções grandes quantidades de CO2 e vapor d'agua.
A Terra vista da Lua
2010-12-18
Crédito: NASA.
- Lua
A Lua é um satélite que tem ¼ do diâmetro da Terra, e está apenas a 380 mil Km de distância da Terra. A superfície da Lua é rica em alumínio e titânio e seu interior é rochoso. Há possibilidades de existir na Lua em pequeníssima quantidade de uma atmosfera. A falta de água líquida e de atmosfera que forme ventos, impede qualquer erosão, por isso a Lua tem grande quantidade de crateras visíveis. Qualquer buraco formado na Lua não desmancha pois não há erosão.
A quantidade de meteoritos que caem na Terra é muito maior do que a quantidade que cai na Lua, só que na Terra a erosão causada pela chuva e vento desmancha as crateras produzida por eles.
Ela é um dos maiores satélites relativo ao seu planeta, com uma relação 1/81 da massa terrestre. Por isso o sistema Terra-Lua pode ser considerado um sistema planetário duplo. Por ser o objeto celeste mais próximo da Terra, foi possível, através de missões tripuladas, trazer para a Terra amostras de sua superfície.
Da análise dessas amostras, verificou-se que sua composição é muito semelhante à da Terra, contendo praticamente os mesmos minerais. Porém não foi encontrado nenhum traço de água nem erosão atmosférica, apesar das amostras trazidas serem mais antigas que as terretres. Concluiu-se que a Lua, no início de sua formação era recoberta por uma espessa camada de lava fundida, que se resfriou gradualmente formando a crosta uniforme e de rochas claras.
Essa crosta recém formada foi submetida a um intenso bombardeio de meteoritos que deu origem às crateras conhecidas. O choque de meteoritos com dimensões quilométricas provocaram as grandes depressões. A energia gerada e a contração provocada pelos impactos, fizeram com que o interior lunar ainda quente voltasse a se aquecer e fundir o magma. Esse magma fundido (de origem basáltica) aflorou à superfície nos locais enfraquecidos pelo impacto.
O magma espalhou e formou as regiões baixas, vista da Terra como manchas escuras, os mares lunares. Isso aconteceu até cerca de dois bilhões de anos depois de sua formação. Desta época até agora, a Lua tem estado praticamente inativa, ocorrendo poucos impactos de grande porte que terminaram por fragmentar as rochas superfíciais, fazendo com que toda a superfície ficasse recoberta por minúsculos grãos de poeira.
O magma espalhou e formou as regiões baixas, vista da Terra como manchas escuras, os mares lunares. Isso aconteceu até cerca de dois bilhões de anos depois de sua formação. Desta época até agora, a Lua tem estado praticamente inativa, ocorrendo poucos impactos de grande porte que terminaram por fragmentar as rochas superfíciais, fazendo com que toda a superfície ficasse recoberta por minúsculos grãos de poeira.
Devido à baixa gravidade lunar, (que permite maior espalhamento das partículas) os últimos impactos de grande porte fizeram com que toda essa poeira se misturasse tornando possível se colher num único local, amostras de diversas regiões da Lua. Como aconteceu com todos os planetas terrestres em sua formação, quando ainda estavam na fase líquida, os materiais mais densos vão para o centro e os menos densos ficam na crosta. Isso aconteceu na Lua também, porém foi modificado posteriormente pelo bombardeio de meteoros.
As análises feitas revelam que os continentes (regiões claras) são formadas por um tipo de rocha a base de óxido de cálcio, alumínio e silício. Já os mares (regiões escuras) apresentam grande quantidade de ferro e titânio, que se afloraram das regiões bem escuras mais profundas.
Crateras lunares
As crateras lunares são bem diversificadas quanto ao tamanho, variando de algumas centenas de quilômetros até alguns micrometros. Estas últimas existem, porque não há erosão na superfície lunar e são encontradas tanto nas rochas como na própria superfície recoberta de poeira. As crateras podem ser classificadas como:
Primárias - dispostas geralmente de modo aleatório, havendo alguns alinhamentos determinados pela queda simultânea de um grupo de meteoros.
Secundárias - Localizadas em torno das primárias. São menores e pouco profundas. Geralmente caracterizadas pelas raias (formadas pela expulsão de matéria no momento do impacto e que fizeram sulcos no solo em forma de raios), pricipalmente as maiores. São superpostas sobre as primárias.
Vulcânicas - em número muito menor que as de impacto. O material que forma essas crateras e a região ao seu redor são particulas sólidas e finas.
Interior
Baseado nas análises feitas, elaborou-se uma teoria sobre o interior lunar, formado pela crosta composta de basaltos; mais abaixo o manto médio, que é formado pelo mesmo material da crosta, mas que sofre alterações devido ao aquecimento provocado pelos grandes impactos que deram origem aos mares; o manto inferior é composto de material no estado plástico; e o núcleo que é constituído basicamente de ferro, pouco níquel e talvez enxofre.
Das nossas viagens pelo espaço, temos aprendido muito sobre o nosso próprio planeta. O primeiro satélite Norte-americano, Explorer 1, descobriu uma intensa zona de radiação, agora chamada de cintura de radiação de Van Allen. Esta cintura é formada por uma camada de partículas carregadas que são capturadas pelo campo magnético da Terra numa região, de formato toroidal, em volta do equador. Outras descobertas feitas por satélites mostram que o campo magnético do nosso planeta é distorcido, tendo uma forma de gota, devido ao vento solar. Também sabemos agora que a nossa fina atmosfera superior, a qual se acreditava ser calma e sem incidentes, ferve de actividade -- expandindo-se de dia e contraindo-se à noite.
A atmosfera superior, afectada pelas mudanças na actividade solar, contribui para o clima e meteorologia na Terra.
Além de afectar a meteorologia da Terra, a actividade solar causa um dramático fenómeno visual na nossa atmosfera. Quando as partículas carregadas do vento solar são capturadas pelo campo magnético da Terra, colidem com as moléculas de ar da nossa atmosfera acima dos pólos magnéticos do planeta. Estas moléculas de ar tornam-se então incandescentes e são assim conhecidas como auroras ou luzes do norte e do sul.
| Estatísticas sobre a Terra | |
|---|---|
| Massa (kg) | 5,976e+24 |
| Massa (Terra = 1) | 1.0000e+00 |
| Raio equatorial (km) | 6.378,14 |
| Raio equatorial (Terra = 1) | 1,0000e+00 |
| Densidade média (g/cm^3) | 5,515 |
| Distância média do Sol (km) | 149.600.000 |
| Distância média do Sol (Terra = 1) | 1,0000 |
| Período de rotação (dias) | 0,99727 |
| Período de rotação (horas) | 23,9345 |
| Período Orbital (dias) | 365,256 |
| Velocidade orbital média (km/s) | 29,79 |
| Excentricidade orbital | 0,0167 |
| Inclinação do Eixo (graus) | 23,45 |
| Inclinação orbital (graus) | 0,000 |
| Velocidade de escape no equador (km/s) | 11,18 |
| Gravidade à superfície no equador (m/s^2) | 9,78 |
| Albedo visual geométrico | 0,37 |
| Temperatura média à superfície | 15°C |
| Pressão atmosférica (bar) | 1,013 |
| Composição atmosférica | |
O conjunto de imagens que se segue mostra algumas das maravilhas do nosso planeta, a Terra.
América do Sul
Esta imagem a cores da Terra foi obtida pela Galileo às 6:10 a.m., hora standard do Pacífico, em 11 de Dezembro de 1990, quando a nave estava a cerca de 1,3 milhões de milhas do planeta. A Galileo estava a fazer o primeiro de dois voos sobre a Terra, a caminho de Júpiter.A América do Sul está próxima do centro da foto, e o continente Antárctico, branco, iluminado pela luz solar, está logo abaixo. Pitorescas frentes meteorológicas são visíveis no Atlântico Sul, em baixo à direita. (Cortesia NASA/JPL)
África
A tripulação da Apollo 17 tirou esta fotografia da Terra em Dezembro de 1972 enquanto a nave viajava entre a Terra e a Lua. Os desertos laranja-avermelhados da África e da Arábia Saudita estão em forte contraste com o azul profundo dos oceanos e com o branco das nuvens e da neve cobrindo a Antárctida. (Cortesia NASA/JPL) 
Imagem da Terra em Infravermelho, colorida
Esta imagem em infravermelho da Terra foi tirada pelo satélite GOES 6 em 21 de Setembro de 1986. Utilizou-se um limiar de temperatura para isolar as nuvens. A terra e o mar foram separados, e depois as nuvens, terra e mar foram coloridos separadamente e recombinados para produzir esta imagem. (Cortesia Rick Kohrs) Uma imagem semelhante em GIF de 900x900 pixel, mostrando o continente Africano, pode ser encontrada AQUI. (Cortesia Rick Kohrs)
A Terra ; A Lua
Oito dias após o seu encontro com a Terra, a nave Galileo foi capaz de olhar para trás e capturar esta visão da Lua orbitando a Terra, tirada a uma distância de cerca de 6,2 milhões de quilómetros (3,9 milhões de milhas), em 16 de Dezembro de 1990. A Lua está em primeiro plano, movendo-se da esquerda para a direita.A Terra, brilhante e colorida, contrasta fortemente com a Lua, que reflecte apenas cerca de um terço da luz solar em relação à Terra. O contraste e a cor de ambos os objectos foram realçados por computador para melhorar a visibilidade. A Antárctida é visível através das nuvens (embaixo). O 'lado oculto' da Lua é visto; a zona sombreada no final do alvorecer é o Polo Sul/Bacia Aitken, uma das maiores e mais antigas formações de impacto lunares. (Cortesia NASA/JPL)
Vista da Terra ; Lua, da Mariner 10
A Terra e a Lua foram fotografadas pela Mariner 10 a 2,6 milhões de quilómetros, quando completava o primeiríssimo encontro Terra-Lua por uma nave capaz de enviar dados de imagens coloridas digitais de alta resolução. Estas imagens foram combinadas abaixo para ilustrar o tamanho relativo dos dois corpos. Deste particular ponto de vista, a Terra parece ser um planeta aquático! (Cortesia USGS/NASA) 
A Terra - A Lua
Durante o seu voo, a nave Galileo enviou imagens da Terra e da Lua. Imagens separadas da Terra e da Lua foram combinadas para formar esta imagem. A nave Galileo tirou as fotografias em 1992, a caminho para explorar o sistema de Júpiter, em 1995-97. A imagem mostra uma vista parcial da Terra, centralizada no Oceano Pacífico, aproximadamente à latitude de 20 graus sul.
A costa oeste da América do Sul pode ser observada, assim como as Caraíbas; formações brancas de nuvens rodopiantes indicam tempestades no Pacífico sudoeste. A distinta cratera de raios na parte debaixo da Lua é a bacia de impacto Tycho. As áreas lunares escuras são bacias de impacto preenchidas por lava solidificada. Esta foto contém as imagens da Terra e Lua com a mesma escala e cor relativa/albedo. (Cortesia JPL/NASA)
A costa oeste da América do Sul pode ser observada, assim como as Caraíbas; formações brancas de nuvens rodopiantes indicam tempestades no Pacífico sudoeste. A distinta cratera de raios na parte debaixo da Lua é a bacia de impacto Tycho. As áreas lunares escuras são bacias de impacto preenchidas por lava solidificada. Esta foto contém as imagens da Terra e Lua com a mesma escala e cor relativa/albedo. (Cortesia JPL/NASA)
Nordeste da África e Península Arábica
Esta imagem do nordeste da África e da Península Arábica foi tirada de uma altitude de cerca de 500.000 quilómetros (300,000 milhas) pela nave Galileo, em 9 de Dezembro de 1992, quando ela deixava a Terra na sua rota para Júpiter.Estão visíveis a maior parte do Egipto (à esquerda no centro), incluindo o Vale do Nilo; o Mar Vermelho (ligeiramente acima do centro); Israel; Jordânia e a Península Arábica. No centro, abaixo de nuvens costeiras, está Cartum, na confluência do Nilo Azul e do Nilo Branco. A Somália (abaixo à direita) está parcialmente encoberta pelas nuvens. (Cortesia NASA/JPL)
Antárctida
Esta imagem da Antárctida foi tirada pela Galileo várias horas após voar próximo da Terra, em 8 de Dezembro de 1990. Esta é a primeira imagem de todo o continente Antárctico tirada do espaço. A Galileo estava a cerca de 200,000 quilómetros (125.000 milhas) da Terra quando a fotografia foi feita. O continente gelado está cercado pelo escuro azul de três oceanos: o Pacífico à direita, o Índico no topo e uma parte do Atlântico, do lado inferior esquerdo. Quase todo o continente estava iluminado pelo Sol nessa época do ano, apenas duas semanas antes do solstício de Verão do sul. O arco de pontos escuros estendendo-se desde próximo do Polo Sul (próximo do centro) até à parte superior direita é a Cadeia de Montanhas Transantártidas.
À direita das montanhas está o vasto Recife de Gelo Ross e a fronteira aguda do recife com as águas escuras do Mar de Ross. A fina linha azul ao longo do limbo da Terra define a atmosfera do nosso planeta. (Cortesia Calvin J. Hamilton)
Missão Clementina
Esta imagem em cor falsa foi tirada durante a missão Clementina. Ela mostra o ar brilhante da atmosfera superior como uma fina linha azul. O ponto brilhante abaixo é uma área urbana. (Cortesia Naval Research Laboratory) 
Mapa projectado da imagem da Terra (AVHRR)
Esta imagem é uma projecção Homolosine da Terra preparada com dados de imagens do Radiómetro Avançado de Alta Resolução (Advanced Very High Resolution Radiometer - AVHRR). (Cortesia ESA/NASA/NOAA/USGS/CSIRO) 
América
Este mapa das Américas do Norte e do Sul usa altimetria por radar para mostrar a topografia abaixo dos oceanos e dos continentes. 
EUA
Esta imagem é um mosaico dos Estados Unidos preparada com 16 imagens de sensores do Radiómetro Avançado de Alta Resolução nos satélites meteorológicos NOAA-8 e NOAA-9. As imagens foram tiradas entre 24 de Maio de 1984 e 14 de Maio de 1986.Em mosaicos de infravermelho em cor falsa, a vegetação aparece em tons de vermelho, não de verde.
O "vermelhão" indica a densidade de vegetação, o seu tipo e se cresce em terra seca ou num pântano (uma mistura de vegetação avermelhada e superfície de água azul escura produz tons escuros). Pradarias aparecem em vermelho claro, árvores caducas e plantações aparecem em vermelho, e florestas de coníferas aparecem em vermelho escuro ou castanho. Áreas desérticas aparecem brancas, e áreas urbanas (pavimentos e edificações) aparecem em verde azulado.
Lagos, rios e oceanos aparecem em vários tons de azul, águas profundas em azul-escuro e águas rasas ou turvas em azul claro. Leitos de rochas expostas aparecem geralmente em tom verde-azulado escuro ou outro tom escuro. (Cortesia USGS)
Lagos, rios e oceanos aparecem em vários tons de azul, águas profundas em azul-escuro e águas rasas ou turvas em azul claro. Leitos de rochas expostas aparecem geralmente em tom verde-azulado escuro ou outro tom escuro. (Cortesia USGS)
Fontes:
Portal do Astrônomo - Portugal
CDA-CDCC USP/SC
http://cdcc.sc.usp.br/cda/aprendendo-basico/sistema-solar/terra.html
http://www.if.ufrgs.br/ast/solar/portug/earth.htm
