Métodos diretos e indiretos de estudo do interior da Terra

Modelos diretos

O estudo do interior da Terra pode ser realizado através da observação e análise direta de rochas encontradas à superfície do planeta ou a pequenas profundidades através dos denominados métodos diretos.

Análise de afloramentos rochosos	A atividade sísmica e os processos de meteorização expõem camadas mais internas de rocha
Exploração mineira	Minas permitem o estudo de rochas a pequenas profundidades
Sondagens	Perfurações na crosta terrestre para remoção de tarolos
Vulcanologia	Os materiais expelidos por vulcões permitem ter uma ideia da composição do interior do planeta

Modelos Indiretos

Baseiam-se na interpretação de dados obtidos através da geofísica, nomeadamente, os obtidos pelo estudo dos sismos, geomagnetismo e geotermia.

Sismologia

A propagação das ondas sísmicas varia em velocidade e trajetória consoante a profundidade, rigidez, densidade e incompressibilidade dos materiais que atravessam. O estudo dos registos sísmicos permitiu concluir que o interior da Terra não é homogéneo.

Ondas P	Propagam-se em todos os meios, sofrendo diminuição de velocidade na passagem de meios mais rígidos e menos densos para meios menos rígidos e mais densos
Ondas S	Propagam-se apenas em meios sólidos, tendo menor velocidade que as ondas P

O estudo da propagação de ondas sísmicas permitiu definir 3 descontinuidades, isto é, zonas onde a composição dos materiais é rapidamente alterada. influenciando a velocidade das ondas:

Descontinuidade de Mohorovicic (ou Moho)	Entre a crosta e o manto
Descontinuidade de Gutenberg	Entre o manto e o núcleo externo
Descontinuidade de Lehmann	Entre o núcleo externo e o núcleo interno

A determinação da velocidade das ondas S permitiu, ainda, a delimitação de uma zona de baixa velocidade designada astenosfera, entre os 100 km e os 250 km de profundidade. A diminuição abrupta da velocidade nesta zona deve-se às temperaturas elevadas que resultam na fusão parcial de minerais constituintes do peridotito, levando a uma diminuição da rigidez e a um comportamento dúctil.

Dos 410 km até aos 660 km verifica-se uma zona de transição, onde os materiais sofrem alterações na sua estrutura cristalina, resultando no aumento da velocidade das ondas P e S.

Com o aumento da profundidade, a pressão também aumenta, sendo superior à temperatura, pelo que os materiais encontram-se no estado sólido, exceto no núcleo externo, como evidenciado pela propagação de ondas P e a ausência de ondas S.

(PIC Relação entre as camadas da Terra no modelo físico e químico com a velocidade de propagação das ondas P e S)

Geomagnetismo

O campo magnético terrestre tem origem no núcleo externo, composto por ferro e níquel no estado líquido. A manutenção deste campo é feita pelo calor interno da Terra, que gera correntes de convecção no núcleo e no manto.

Nota: Pensa-se que só as correntes de convecção do núcleo é que geram magnetismo, pois são mais rápidas e o ferro é um ótimo condutor elétrico.

O campo magnético terrestre é dipolar, ou seja, apresenta dois polos opostos. Atualmente, gera forças magnéticas que se deslocam do polo sul magnético para o polo norte magnético, pelo que se designa como tendo polaridade normal.

Estudos de paleomagnetismo de minerais metálicos revelam que o campo magnético tem sofrido alterações na sua direção, apresentando polaridade inversa em certos períodos do tempo.

O facto das rochas apresentarem magnetismo leva à formação de anomalias no campo magnético do local onde se encontram.

Anomalia magnética negativa	Rochas apresentam polaridade inversa, com uma intensidade do campo magnético menor do que o teoricamente esperado
Anomalia magnética positiva	Rochas com polaridade normal, com intensidade do campo magnético superior ao valor previsto

O estudo das rochas do fundo do oceano Atlântico revelou a existência de um padrão simétrico com origem no rifte, verificando-se a alternância de rochas com polaridade normal e inversa, reforçando a ideia de que o campo magnético terrestre sofreu alterações ao longo do tempo.

Geotermia

O calor interno da Terra resulta tanto da energia térmica acumulada durante a formação do planeta, como do decaimento de elementos radioativos.

O aumento da temperatura dá-se com o aumento da profundidade, mas de forma irregular.

Gradiente geotérmico	Variação da temperatura por cada quilómetro de profundidade, diminuindo com o aumento da profundidade
Grau geotérmico	Número de metros necessário percorrer em profundidade para que a temperatura aumente 1 ºC

Exemplo

Em zonas de rifte o gradiente geotérmico é elevado, mas o grau geotérmico é muito pequeno, pois não é necessário percorrer muitos metros para a temperatura aumentar 1 ºC.

Nota: Podemos considerar o gradiente e grau geotérmicos como variáveis opostas, ou seja, quando um aumenta, o outro diminui.

Ao chegar à superfície, parte do calor interno da Terra é dissipado. À quantidade de energia térmica libertada por unidade de superfície e de tempo chamamos fluxo térmico.