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Profundezas da Terra: você sabe como as ondas sísmicas penetram nas rochas?
O estudo das ondas sísmicas remonta ao desenvolvimento da sismologia desde o século XIX, o que abriu a nossa compreensão da estrutura interna da Terra. O comportamento das ondas sísmicas, particularmente das ondas P e S, fornece informações profundas sobre a estrutura de velocidade da Terra. A estrutura da velocidade refere-se à distribuição da velocidade das ondas sísmicas transmitidas em diferentes níveis da Terra. As mudanças na velocidade refletem a composição, a densidade e o estado físico das rochas subterrâneas.
A velocidade de propagação das ondas sísmicas varia dependendo do tipo e estado do material (sólido, líquido ou gasoso), que por sua vez altera o caminho das ondas.
Como funcionam as ondas sísmicas
Na verdade, o comportamento das ondas P e S fornece aos cientistas a chave para desvendar os mistérios do interior da Terra. As ondas P podem passar por todos os materiais, enquanto as ondas S só podem passar por sólidos. À medida que estas ondas passam por diferentes meios, as mudanças na sua velocidade podem dar-nos informações valiosas sobre o interior da Terra.
Foi descoberto que a Terra tem um núcleo externo líquido, porque as ondas S não conseguem penetrar.
Camadas da estrutura de velocidade da Terra
A estrutura interna da Terra pode ser dividida em diferentes camadas, cada uma com suas próprias características únicas de velocidade das ondas sísmicas. A velocidade das ondas sísmicas muda em cada camada devido às diferenças de temperatura, pressão e materiais constituintes.
Crosta terrestre
A crosta terrestre tem diferentes espessuras e é dividida principalmente em crosta continental e crosta oceânica. As velocidades das ondas sísmicas dessas crostas variam de 6,0 a 7,0 km/s, dependendo da densidade da rocha e de sua composição.
Manto superior
No manto superior, a velocidade da onda P pode atingir 7,5 a 8,5 km/s, que aumenta com o aumento da pressão. O material desta camada é composto principalmente por peridotito, que promove o aumento da velocidade das ondas através de diferentes mudanças de fase.
Manto inferior
A velocidade do manto inferior é mais rápida, atingindo 10 a 13 km/s, e o aumento da densidade das rochas impulsionado pela pressão faz com que as ondas sísmicas se movam a uma velocidade mais rápida.
Núcleo externo e núcleo
O núcleo externo está em estado líquido, fazendo com que a velocidade da onda P seja significativamente reduzida, enquanto a onda S é completamente impenetrável. Em contrapartida, o núcleo interno é sólido e pode atingir velocidades de aproximadamente 11 km/s, apresentando um aumento na densidade interna.
A anisotropia do núcleo interno faz com que a velocidade das ondas sísmicas varie em diferentes direções, pois a rotação da Terra afeta o arranjo cristalino do núcleo interno.
Estrutura de velocidade dos planetas
Além da Terra, as estruturas de velocidade de planetas como a Lua e Marte também têm atraído a atenção dos cientistas. Das missões Apollo aos rovers de Marte, os dados sísmicos obtidos a partir destas detecções ajudam-nos a compreender a estrutura interna destes corpos celestes.
Lua
A crosta lunar consiste em cerca de 60 quilômetros de crosta gelada e rochas de silicato, com velocidades de ondas P na faixa de 5,1 a 6,8 km/s. Nos estágios iniciais da exploração lunar, os dados sísmicos mostraram que houve quatro tipos principais de terremotos. fonte.
Marte
A pesquisa sísmica em Marte baseia-se principalmente na missão InSight. Os dados recebidos revelaram a estrutura da crosta marciana. A velocidade das ondas P está entre 3,5 e 5 km/s e mostra que a velocidade aumentará com o aumento da profundidade.
Utilizando estes dados, os cientistas conseguiram obter informações sobre a estrutura da subsuperfície de Marte, particularmente sobre o papel do seu manto.
Possibilidades de exploração futura
No futuro, com o avanço da tecnologia, os cientistas esperam expandir a detecção de ondas sísmicas para outros planetas e luas, como Encélado, de Saturno, cuja estrutura interna precisa ser mais explorada e confirmada.
As ondas sísmicas desempenham um papel fundamental na revelação da estrutura interna da Terra e de outros planetas. Como os cientistas podem usar esse conhecimento para explorar ainda mais outros mistérios do universo?
