A bola de pedra chamada Terra

Explicar porque existem o dia e a noite.
O dia e a noite

A bola de pedra chamada Terra é um planeta, que gira no céu, ao redor do Sol, na galáxia chamada Via Láctea. Como ela é um planeta, não tem luz nem calor próprios, ela os recebe do Sol.

Ela já foi uma bola de fogo, mas como era pequena resfriou mais rápido que outras bolas de fogo, como o Sol por exemplo.

Esta bola de pedra ainda não endureceu de todo, no centro dela ainda é muito quente, tão quente que as coisas que estão lá dentro estão sempre fervendo.

O centro da Terra é como um caldeirão de feijão, fervendo o tempo todo, com um calor intenso, mas por fora, a Terra já está endurecida, formada de rochas, terra e água.

Ela é o chão onde nós pisamos, a água onde nadamos, o ar que respiramos. É onde vivemos.

Simulação do interior e do exterior da Terra

A Terra está em constante movimento, girando ao redor do Sol e ao redor de si mesma.

Esta é a teoria que diz que o Sol é o centro do Universo, com os planetas e satélites girando ao redor dele, e que é chamada de teoria heliocêntrica, na qual o Sol é o centro do sistema planetário.

Antigamente pensava-se que a Terra fosse o centro do universo (teoria geocêntrica), mas no século XVI, Nicolau Copérnico e Galileu Galilei formularam a teoria heliocêntrica.

Ambos diziam que o centro do Universo era o Sol, em torno do qual giravam a Terra e os outros planetas.

Galileu Galilei continuou os estudos que Copérnico havia iniciado quase um século antes e foi, por isto, condenado a morrer queimado na fogueira, tendo, para se salvar, que desdizer esta ideia.

Hoje se sabe com certeza que a Terra gira ao redor do Sol, fazendo os movimentos de translação e rotação.

O giro que a Terra faz ao redor do Sol se chama movimento de translação e para completar a volta ao Sol, ela leva 365 dias e 6 horas.

Este tempo se chama ano, portanto ano é o tempo que a Terra leva para dar a volta ao redor do Sol.

                                 Vemos na figura abaixo a simulação do movimento de translação.

Movimento de translação da Terra

Observe que cada ano tem 365 dias e 6 horas, estas 6 horas precisam ser completadas para dar 1 dia, porque estas 6 horas dão uma diferença entre o tempo solar e o tempo do calendário, o tempo civil.

Júlio César, imperador romano que viveu no primeiro século da era cristã, desenvolveu um mecanismo para completar este dia incompleto, a cada quatro anos acrescentava um dia no calendário juliano. Este ano, com 366 dias, foi chamado de ano bissexto. A escolha do mês de fevereiro para acrescentar este dia foi feita porque era o mês com menos dias e isto aconteceu quando foi feito o calendário gregoriano.

A translação define as estações do ano, os equinócios e os solstícios, porque o caminho da Terra quando faz este movimento é elíptico e não circular.

Mas, o que são equinócio e solstício?

Equinócio

Equinócio quer dizer noites e dias iguais. Devido ao movimento de translação que faz a elíptica da Terra, há dois momentos no ano em que os dias e as noites são iguais, é quando a Terra está mais próxima do Sol, no ponto que se chama periélio. Isto acontece nos meses de março e setembro. Neste momento os raios solares incidem diretamente sobre a linha do equador, fazendo com que nos dois hemisférios, Norte e Sul, chegue a mesma quantidade de luz e calor, por isso os dias e as noites têm a mesma duração, 12 horas cada um.

Solstício

Solstício quer dizer noites e dias diferentes. É o mesmo que acontece no equinócio, devido ao movimento de translação que faz a elíptica da Terra, há dois momentos no ano em que os dias e as noites são diferentes, é quando a Terra está mais distante do Sol, no ponto que se chama afélio. Isto acontece nos meses de junho e dezembro. Neste momento os raios solares incidem diretamente sobre os trópicos, fazendo com que a quantidade de luz e calor atinja mais um hemisfério, Leste e Oeste, do que o outro, por isso os dias e as noites têm duração diferente, as noites são mais longas que os dias e vice-versa.

Veja, no quadro abaixo:

Equinócios e solstícios

Ao mesmo tempo em que a Terra gira ao redor do Sol, gira sobre si mesma, em um movimento que se chama rotação.

É por causa da rotação que nós temos o dia e a noite, porque durante o tempo em que ela gira sobre seu eixo uma parte do planeta está voltada para o Sol, recebendo seus raios solares, é o dia; enquanto a outra parte está oposta ao Sol, não recebendo seus raios solares, é a noite. Ela demora 24 horas para dar esta volta completa sobre seu eixo, isto é, para completar um movimento de rotação. Este tempo se chama dia (dia e noite).

O dia e a noite

Ao girar sobre si mesma, A Terra o faz inclinada em relação ao seu eixo. Eixo é o ponto em volta do qual se realiza o movimento de um corpo.

Quando dizemos que a Terra está inclinada é porque a linha reta imaginária do eixo está inclinada, como na figura abaixo.

Movimento de rotação

Além destes dois movimentos, que acontecem diuturnamente, ela tem outros dois movimentos, que acontecem periodicamente. São os movimentos, de precessão e o de nutação.

O movimento de precessão está ligado à inclinação do eixo de rotação, que a cada ano sofre uma modificação de 1 grau na sua esfera eclíptica (notar que eclíptica não é o mesmo que elíptica). Seu efeito é a antecipação dos equinócios o que altera, astronômica e astrologicamente, a posição dos astros em referência à Terra.  

Atualmente, os equinócios ocorrem com o sol posicionado sobre a constelação de Peixes, mas no “grande dia” anterior, a constelação era a de Áries. Grande dia é o momento em que se completa o movimento de precessão, um movimento muito lento que leva 25.770 anos para se completar. O próximo grande dia será no ano 2150, quando o Sol estará posicionado em Aquário. Se o fim do atual movimento de precessão acontecerá em 2.150 é porque o último movimento terminou no Paleolítico, em 23.620 a.C.

O movimento de nutação ocorre a cada 18,6 anos e consiste, também, numa variação periódica no eixo de rotação da Terra, devido a influência da gravidade da Lua, sem consequências relevantes.

Como já vimos, a Terra está na Via Láctea e faz parte do Sistema Solar, onde ocupa a terceira posição mais próxima do Sol. Anterior a ela estão Mercúrio e Vênus, e posterior a ela estão Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Distância entre a Terra e o Sol

O planeta possui um satélite natural, a Lua, possivelmente formada devido à colisão entre o planeta e um outro corpo celeste. A rotação do satélite é sincronizada com a do planeta, e sua existência está associada às marés (alterações do nível do mar).

A Terra, como Mercúrio, Vênus e Marte, são planetas telúricos, isto é, planetas sólidos, formados de rocha. Os outros quatro, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são planetas gasosos.

A Terra é o quinto maior e mais denso planeta do Sistema Solar, o maior entre os planetas telúricos.

Tem um diâmetro de 12 756,2 Km na linha do equador, e de 12.713,2 nos polos, pois pelo fato da Terra ser redonda, nos polos é 43 Km menor.

Tem uma área de 510 072 000 Km2, volume de 1,08321×1012 Km3 e peso de 5,98×1924 Kg.

Apesar de imensamente grande a Terra é 1.400.000 vezes menor que o Sol.

Se comparássemos o tamanho do Sol com o tamanho da Terra, a comparação seria mais ou menos como na figura a seguir.

Comparação do tamanho do Sol com a Terra

Nosso planeta está a 150 milhões de quilômetros de distância média do Sol e esta distância se tornou a unidade de medida atômica, pois as distâncias no Universo são enormes. Então 1 UA (unidade atômica) mede 150 milhões de quilômetros.

150 milhões de quilômetros é uma medida média, porque como o caminho da Terra ao redor do Sol é uma elíptica há momentos em que ela está mais próxima ou mais distante do Sol.

Quando a distância é maior o fenômeno se chama afélio, que quer dizer longínquo e quando a distância é menor o fenômeno se chama periélio que quer dizer próximo.

Mas porque acontece este fenômeno?

No afélio a Terra está distante 152,1 milhões de quilômetros, mais que a média que é 150 milhões e no periélio está 147,1 milhões de quilômetros, menos que a média.

Isto mexe com a velocidade da Terra, pois quando ela fica mais próxima do Sol ela anda mais rápido e conforme vai se afastando sua velocidade diminui.

Na figura abaixo a Terra está caminhando para o afélio, a parte mais distante do Sol, portanto ela está andando mais devagar.

Afélio e periélio

Só falta vermos a cara de nosso planeta, como ela é por fora e a sua estrutura, como ela é por dentro.

A cara da Terra é a sua parte externa, que está dividida em:

Litosfera: composta de rochas e minerais.

Hidrosfera: formada pelas águas do planeta.

Atmosfera: composta dos gases presentes no planeta (principalmente, nitrogênio, hidrogênio e oxigênio).

Biosfera: local onde vivem os seres vivos.

A litosfera é o divisor de águas entre as camadas externas e internas da Terra.

Dela faz parte a crosta terrestre, aliás, com ela pode ser confundida, pois o que as diferencia é, apenas, a sua composição, a crosta terrestre é o solo, onde podemos plantar e viver e a litosfera é constituída de rochas. Encontra-se sobre o manto e tem uma espessura entre 5 e 15 km sob os oceanos e entre 20 km e 70 km sob os continentes. É formada por minerais, como ferro, magnésio e alumínio, e também por rochas. Antigamente acreditava-se que a litosfera era um bloco rochosos inteiriço, teoria essa derrubada pela Teoria da Tectônica de Placas. Ela está dividida em crosta continental e crosta oceânica.

A crosta continental é onde podemos viver, são o solo e as rochas e sua espessura varia entre 20 e 70 km.

A crosta oceânica é a que é coberta pelos oceanos e sua espessura varia entre 5 e 15 km.

Litosfera

A hidrosfera, que fica na litosfera, sobre a crosta oceânica, é a camada da Terra que compreende toda a parte líquida, sólida e gasosa, como oceanos, mares, águas continentais (rios, lagos e reservas subterrâneas), geleiras e nuvens. Essa camada é de extrema importância para a manutenção da vida, pois não somos capazes de sobreviver sem água. Aliás, vale aqui, dizer que a Terra é o único planeta em que a água existe em todos os seus estados, liquido, sólido e gasoso.

A biosfera é definida como o conjunto de todos os ecossistemas da Terra. Ela é formada por toda a parte da vida presente no planeta Terra, tanto animal, quanto vegetal. É nela que existe o solo, o ar, a luz, os alimentos, os seres vivos e todos os elementos importantes para a existência da vida, considerando não só os seres vivos, mas também todo o ambiente habitado por eles. É uma das camadas de maior complexidade, por resultar de diversos fenômenos de ordem biológica, química e física.

A atmosfera é a camada gasosa que envolve a Terra. Os principais gases presentes nessa camada são o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico. Suas principais funções são: manter a temperatura média da Terra e evitar que fragmentos rochosos vindos do espaço alcancem sua superfície.

Camadas externas da Terra

A estrutura da Terra é a sua parte interna, que está dividida em manto e núcleo.

Se pudéssemos cortar a Terra como se corta uma fatia de bolo veríamos que ela é formada de várias camadas. Por fora existe uma camada sólida, a litosfera, que como já dissemos é um divisor de águas, mas que faz parte da camada externa onde vivemos.

Em seguida viria o manto, dividido em manto superior e manto inferior.

Finalmente aparece o núcleo, um caldeirão super fervendo, também subdividido em 2 camadas, o núcleo externo, dentro do qual está o núcleo interno, em ebulição.

Entre as camadas existem duas fronteiras que levam o nome dos sismólogos que as descobriram. Estas descontinuidades apresentam características diferentes entre as duas camadas que ela separa. Essas fronteiras são chamadas Descontinuidade  de Mohovicic (entre o Manto e a Crosta) e Descontinuidade de Gutemberg (entre o Núcleo e o Manto).

Pesquisas realizadas comprovam que quanto mais se aprofunda no centro da Terra mais aumenta a temperatura e a pressão atmosférica. A temperatura do núcleo da Terra deve ultrapassar os 5500 °C e a pressão aproximada é de 1,3 milhões de atmosferas.

A vida no interior da Terra é improvável, os organismos vivos não suportariam tão elevadas temperaturas.

Camadas internas da Terra

Após a litosfera vem a Descontinuidade de Mohovici e após ela, o Manto.

O Manto terrestre é a primeira camada da estrutura interna, logo após a litosfera, sendo, reconhecidamente, a maior camada da Terra, tendo maior volume, massa e extensão que as outras. É composto por rochas em estado pastoso ou fluido.

É dividido em duas partes: Manto Superior, mais próximo à superfície e Manto Inferior, mais próximo ao núcleo.

Manto superior

A diferença básica entre eles encontra-se na temperatura e na composição física, pois o manto superior não é tão quente quanto o manto inferior, por isso as substâncias que estão em ebulição não ficam liquefeitas, ficam pastosas, em forma de magma; enquanto que no manto inferior, que é mais quente as substâncias ficam mais liquefeitas.

No manto superior, logo após a litosfera, está a astenosfera, que é uma camada menos rígida sobre a qual estão assentadas as placas tectônicas.

O manto superior atinge uma profundidade de 400 km.

Manto Inferior

No Manto Inferior, embora a temperatura seja mais elevada, as rochas se encontram em estado sólido, devido à alta pressão atmosférica sobre elas.

A temperatura nas áreas mais profundas do Manto Inferior atinge cerca de 3000 °C e ele chega a tingir 1000 km de profundidade.

Há, ainda, poucas informações precisas sobre essa camada, como a forma em que se movimenta e as transformações químicas ou físicas específicas realizadas.

Após o manto inferior vem a Descontinuidade de Gutemberg e após ela, o Núcleo.

Núcleo

O Núcleo é a parte mais interna da estrutura da Terra, bem como a camada mais quente.  Também é chamado de NIFE por ser composto de Níquel e Ferro.

Assim como o Manto, o Núcleo é subdividido em duas partes: Núcleo Externo (líquido) e Núcleo Interno (sólido).

As temperaturas podem alcançar os 6.000º C no núcleo interno e cerca de 4.000º C no núcleo externo.

Núcleo Externo

A parte exterior do Núcleo terrestre é composta de Níquel e Ferro em estado líquido e tem aproximadamente cerca de 2200 km de espessura.

A temperatura do Núcleo Externo varia entre 4000 °C e 5000 °C.

Núcleo Interno

O Núcleo Interno, que é a parte mais profunda da estrutura interna da Terra, possui um raio de 1200 km o que a coloca à cerca de 5500 km de profundidade em relação à superfície.

A temperatura no interior do Núcleo é próxima dos 6000 °C, temperatura muito parecida com a do Sol.

Seu interior é composto basicamente de Ferro, não tem níquel, como o núcleo externo. O Ferro, no Núcleo Interno, está em estado sólido, devido à pressão atmosférica, 1 milhão de vezes maior que ao nível do mar. embora a temperatura seja altíssima, Estudos mostram que o Núcleo Interno gira em uma velocidade superior ao movimento de rotação da Terra. Isso só é possível por estar imerso em um meio líquido.

Hoje, sabemos com certeza que a Terra é redonda, mas durante muito tempo se pensou que a Terra fosse plana e que quando se chegasse na beira, caia-se no espaço. Esta ideia foi mudada com as provas de que ela é redonda, mas até que isso fosse comprovado passou-se milhares de anos, em que a ideia de que a Terra fosse redonda era muito falada. Só em 1521, quando Fernão de Magalhães saiu do oceano Atlântico e chegou ao oceano Pacífico sem cair no buraco.

Existem outras provas que mais tarde foram confirmadas pelos astronautas, quando viram a Terra do espaço sideral.

Provas da esfericidade da Terra

Chegada das caravelas nos portos

Esta era a prova que os antigos tinham para afirmar que a Terra era redonda.

Quem estivesse no porto e visse a chegada de uma caravela, notaria primeiro o mastro da caravela e com a proximidade veria as outras partes do navio e finalmente o casco.

Isto provava que a Terra é redonda porque na linha do horizonte a Terra já é mais baixa do que na proximidade do porto.

Prova da esfericidade da Terra: chegada de caravela ao porto

Eclipses

Durante um eclipse da Lua a Terra projeta sua sombra sobre ela e a sombra que ela projeta é redonda. Antigamente está era a única prova física da esfericidade da Terra.

Na figura abaixo vemos a imagem da Terra, redonda, refletida sobre a Lua.

Prova da esfericidade da Terra: eclipse total da Lua

Viagem de circunavegação de Fernão de Magalhães

Fernão de Magalhães, navegador português, foi o primeiro homem a dar a volta à Terra.  

Sua teoria era que, se seguisse sempre para o oeste voltaria ao ponto de partida, pois a Terra é redonda, como ficou provado pelo sucesso da viagem.

Prova da esfericidade da Terra: viagem de circunavegação de Fernão de Magalhães

Foto da Terra feita pelos astronautas 

Prova da esfericidade da Terra: retrata da Terra tirado do espaço

Esta é a prova definitiva da esfericidade da Terra, documentada por fotos e depoimentos.

Quando o astronauta Yuri Gagarin foi ao espaço e viu a Terra pela primeira vez, constatou que ela era redonda e azul e, exclamou: “A Terra é redonda e azul!”

A Terra é azul, porque quase na totalidade, sua superfície é coberta de água e a água reflete a luz da atmosfera, que é azul.

A Terra tem condições únicas entre os planetas do sistema solar. É a única que mantém grandes quantidades de água em estado líquido, que tem um forte campo magnético e uma atmosfera que interage com a biosfera, o que mantém os sistemas vivos. 

A ciência moderna coloca a Terra como único corpo planetário conhecido que possui vida da forma que conhecemos.

A Terra em relance

Denominações: Terra, mundo, planeta água ou planeta azul

Localização: Sistema Solar na Via Láctea

Movimentos: Translação – Rotação – Precessão – Nutação

Período de translação: 365 dias 5 horas e 48 minutos

Período de rotação: 23 horas 56 minutos e 4 segundos

Período de precessão: 25.770 anos

Período de nutação: 18,6 anos

Diâmetro: entre 12.756,2 km (equador) e 12.713,2 (polos)

Área da superfície: aproximadamente 510.072.000 km2

Volume de 1,08321×1012 Km3

Peso ou massa: 5,9736 x 1024 kg

Distância do Sol: média de 150 milhões de Km

Satélite natural: Lua

Temperatura média: 14 ºC        

População terrestre: aproximadamente 7.722.522.000 habitantes

Curiosidades sobre a Terra

A circunferência da Terra foi calculada, pela primeira vez, por Eratóstenes há mais de dois mil anos. Eratóstenes foi um geógrafo, matemático, gramático, poeta e astrônomo da Grécia Antiga.

O movimento de rotação da Terra tem diminuindo, aproximadamente, 17 milissegundos a cada 100 anos. Apesar de praticamente imperceptível, a longo prazo, essa diminuição acarretará no aumento da duração do dia. Como a rotação da Terra encontra-se em desaceleração, é possível que em 140 milhões de anos o dia passe a ter 25 horas.

Segundo a força aérea americana, cerca de 2.783 satélites orbitam a Terra atualmente.

O buraco mais profundo da Terra está na Rússia, medindo 12,2 km de profundidade.

O planeta Terra possui a temperatura média de 14ºC, mas a temperatura mais alta já registrada foi de 56,7ºC, em Death Valley, na Califórnia, Estados Unidos. Já a temperatura mais baixa foi -89,20 C, na Estação Vostok, na Antártida.

A Baía de Hudson, no Canadá possui uma anomalia que faz com que a gravidade seja menor que no resto do planeta. Lá, você pesaria um pouco menos.

A Terra, de acordo com cinco raciocínios diferentes, possui cinco pontos mais altos.

  1. Maior altitude em relação ao nível do mar: Everest, com 8.848 m.
  2. Maior altura oceânica em relação ao nível do mar: Mauna Kea, com 10.103 m. Como este vulcão está no leito oceânico, a sua base está 1.255 m abaixo do nível do mar.
  3. Maior altura continental em relação ao nível do mar: Dhaulagin, com 8.167.
  4. Maior altura em relação à menor distância do espaço sideral: Chimborazo, ponto mais próximo do espaço.
  5. Maior altura em relação à maior distância do centro da Terra: Chimborazo, ponto mais distante do centro da Terra.

Daqui a cerca de 5 bilhões de anos, o Sol se transformará em uma estrela gigante vermelha, expandirá, engolirá Mercúrio, Vênus e a Terra e morrerá.