A Terra, até onde sabemos, é o único lugar onde existe vida. Um dos principais motivos para isso é que sua órbita se encontra na zona habitável, região do Sistema Solar onde é mais provável encontrar água em estado líquido. A presença de água líquida é indispensável para a existência da vida como a conhecemos. Além disso, se a Terra estivesse mais perto do Sol, seria muito quente; se estivesse mais longe, seria fria demais.
A Terra é um planeta rochoso, isto é, formado basicamente por materiais metálicos e rochosos. Obter informações sobre o interior do planeta por métodos diretos é muito difícil. A escavação mais profunda já feita alcançou pouco mais de 12 quilômetros de profundidade e tinha apenas cerca de 5 cm de diâmetro. Embora uma escavação de 12 quilômetros pareça muito profunda, ela mal arranhou a “casquinha” do planeta, pois a distância entre o centro da Terra e a superfície é de quase 6 400 quilômetros.
Apesar dessa dificuldade, os cientistas têm conseguido muitas informações sobre o interior do planeta por métodos indiretos. Um exemplo é o estudo de meteoritos, pois esses corpos celestes se formaram basicamente da mesma matéria que originou a Terra.
Além disso, os pesquisadores também obtêm informações sobre o interior do planeta por meio do estudo de terremotos e de amostras de lava coletadas em erupções vulcânicas, entre outros métodos.
O interior da Terra
Os diversos estudos sobre o interior da Terra revelaram que o planeta é formado por
camadas com composições e dinâmicas diferentes: a crosta, o manto e o núcleo.
A crosta terrestre é a camada mais externa do planeta. Ela é muito mais fina que as
outras camadas, com espessura variando aproximadamente entre 5 quilômetros, no leito dos
oceanos, e 50 quilômetros, nas cadeias de montanhas. Em comparação às camadas mais
internas, as temperaturas da crosta são amenas. A crosta é composta basicamente de rochas
e minerais em estado sólido. É sobre essa camada do planeta que habitam os seres vivos.
O manto fica logo abaixo da crosta. Essa camada tem espessura de aproximada
mente 2 900 quilômetros e é composta basicamente de material rochoso em estado
sólido. A temperatura no manto é muito elevada, podendo alcançar 3 000 °C. Em certas
regiões, essa temperatura elevada pode levar à formação de um material rochoso pastoso,
chamado magma.
O núcleo é a camada mais interna do planeta, podendo
chegar a 6 000 °C. Ele se inicia a 2 900 quilômetros de profundidade e vai até o centro da Terra, a quase 6 400 quilômetros
da superfície. É composto de metais, essencialmente ferro
e níquel. Na porção que reveste o núcleo, chamada núcleo
externo, esses metais se encontram em estado líquido; já a
porção mais central, chamada núcleo interno, é sólida.
Outras camadas
No estudo do nosso planeta também é comum dividirmos suas estruturas externas em
outras quatro camadas.
• Litosfera: nome de origem grega que significa “esfera de rocha”. Corresponde à crosta
terrestre e à camada mais superficial do manto.
• Hidrosfera: é a “esfera de água” do planeta. Corresponde a toda água presente no
planeta: oceanos, rios, mares, depósitos subterrâneos, nuvens e outros.
• Atmosfera: em grego, essa palavra significa “esfera de vapor”. Atualmente, é usada
para designar a camada de gases que envolve a Terra.
• Biosfera: é o conjunto de todas as regiões onde se encontra vida.
É importante ter em mente que a divisão do planeta em camadas é apenas uma maneira
de facilitar o estudo e a compreensão do assunto. Na realidade,
todas as camadas que estudaremos aqui estão
relacionadas e interligadas.
1. A LITOSFERA
A litosfera é formada pela crosta e pela parte superior do manto terrestre. Ela é
composta basicamente de rochas e solo. A litosfera não é uma camada contínua: ela é fragmentada em partes chamadas
placas litosféricas. Essas placas ficam sobre o manto e se movem muito lentamente,
alguns milímetros ou centímetros por ano.
2. A HIDROSFERA
A hidrosfera é o conjunto de toda a água que existe no
planeta. Ela pode ser encontrada no estado líquido em oceanos,
rios, lagos, reservas subterrâneas, nuvens e, também, nos seres
vivos. No estado sólido, em geleiras e icebergs. E no estado
gasoso, como o vapor de água presente na atmosfera.
No cotidiano, é comum dizermos que as nuvens ou a “fumacinha” que sai de uma panela
com água fervente são feitas de vapor. Na verdade, o vapor de água é invisível. Quando o
vapor começa a se condensar na atmosfera, ele forma gotas minúsculas, líquidas, que têm
esse aspecto branco parecido com fumaça. São essas gotículas que formam as nuvens.
Embora a hidrosfera cubra mais de dois terços da superfície
terrestre, ela não forma uma camada contínua. Cerca de 97%
da água em nosso planeta é salgada e se encontra nos mares e
oceanos. A água de geleiras, rios, lagos e lençóis subterrâneos –
conhecida como água doce – constitui os demais 3% do volume
total da água que forma a hidrosfera terrestre. Como comparação, se toda a água do planeta estivesse em uma garrafa de
1 litro, a água doce corresponderia a 3 colheres de sopa apenas.
A maior parte da água da hidrosfera está presente em mares e oceanos, em uma mistura
chamada água salgada. Ela recebe esse nome porque tem alta concentração de sais, que varia
de 30 a 35 gramas por litro de água.
Os sais minerais que se desprendem de rochas nos leitos dos rios
são carregados pela água e lançados nos mares. Ao longo de bilhões de anos, esse processo
resultou em um grande acúmulo de sais minerais dissolvidos, em especial o cloreto de sódio,
também conhecido como sal de cozinha. A água salgada não é apropriada para o consumo
humano, nem pode ser utilizada diretamente na pecuária ou na agricultura.
Em regiões de estuários e manguezais, a correnteza dos
rios e o movimento das marés promovem a mistura da água
doce com a água salgada. Por isso, nesses locais, a água apresenta quantidades variáveis de sais minerais e é chamada de
água salobra.
O sabor e o cheiro da água salobra dependem dos sais minerais e dos sedimentos que ela contém. Em geral, a água salobra
não é própria para o consumo humano.
A água presente nos continentes, conhecida como água doce, encontra-se principalmente em reservas subterrâneas, em lagos ou na forma de gelo. Ela contém poucos sais dissolvidos, em geral, menos de 0,5 grama por
litro. A água doce é usada para o consumo humano, na agricultura e na criação de animais.
A quantidade de sais
minerais na água doce é muito menor do que na água dos oceanos.
Embora a água seja abundante na superfície terrestre, ela é um recurso escasso. A maior
parte da água no planeta, cerca de 97,5%, é salgada. Do pouco que resta de água doce,
apenas uma pequena fração está disponível para o consumo humano. Por esse motivo,
é importante adotar medidas para o uso racional da água, sem desperdiçar.
As águas continentais, especialmente de rios, lagos e reservas subterrâneas, são a principal
fonte para uso humano. No entanto, a distribuição de rios e lagos na superfície do planeta é
muito variável, e diversas regiões do mundo são carentes desses recursos. Em alguns casos,
é possível perfurar poços para acessar a água presente em reservas subterrâneas.
Mudanças no estado físico da água
A água chega à atmosfera pela evaporação vinda, em grande
parte, de oceanos, mares, rios, lagos e lagoas, embora existam diversas
outras fontes. A água presente em roupas que secam no varal, poças e
solos úmidos, por exemplo, também evapora e passa para a atmosfera.
Os seres vivos contribuem para esse processo de várias formas.
Por exemplo: parte da água que as plantas retiram do solo, por
meio das raízes, é lançada no ar pela transpiração. Diversos
animais também transpiram, além de liberarem água no ambiente
por meio de urina e fezes. Expostos ao ambiente, esses resíduos
perdem água para a atmosfera por evaporação.
Na atmosfera, especialmente nas regiões mais altas e frias,
o vapor de água pode se condensar e dar origem a pequenas
gotas (gotículas). De tão pequenas, essas gotículas permanecem
em suspensão no ar, formando nuvens.
Em determinadas circunstâncias, essas gotículas se aglutinam
em gotas maiores, que se precipitam na forma de chuva. Quando
isso ocorre em camadas muito frias da atmosfera, com temperatura
abaixo de 0 ºC, a água congela dentro da nuvem e pode cair na
forma de neve ou de granizo.
Quando cai sobre solo permeável, a água pode se infiltrar
pelo solo e por poros e fraturas das rochas, compondo as águas
subterrâneas. Parte dessa água desce até atingir uma camada
menos permeável, formada por rocha. Essa água que fica retida
no subsolo forma reservas subterrâneas, também conhecidas como
lençóis freáticos.
Quando não se infiltra imediatamente no solo, a água das
chuvas escorre para as regiões mais baixas da superfície, onde pode
contribuir para a formação de córregos e rios. Esse escoamento, em
geral, tem como destino os oceanos.
ÁGUA NA ATMOSFERA
O ar atmosférico contém água
em estado gasoso. Nesse estado físico, a água não é visível. É
um erro comum pensar que a névoa, a neblina, a cerração ou as
nuvens sejam formadas por vapor. Na verdade, elas são constituídas de gotas de água líquida de tamanho muito pequeno.
Quando essas gotículas se juntam, formando gotas maiores
e mais pesadas, elas caem em forma de chuva.
CORPOS DE ÁGUA
Um corpo de água ou corpo hídrico é qualquer grande acúmulo de água doce, salobra ou salgada. Os corpos de água, em
seu conjunto, constituem um dos principais e mais importantes
recursos naturais.
Oceanos
Os oceanos, constituídos totalmente de água salgada, são os
maiores corpos de água. Embora formem uma superfície contínua, eles estão divididos em quatro grandes oceanos: Ártico,
Atlântico, Índico e Pacífico.
Lagos
Os lagos são corpos de água isolados no interior dos continentes, sem comunicação com os oceanos. Eles podem ser de
água doce ou salgada e podem receber água dos rios, das chuvas, do derretimento de geleiras ou ter nascentes internas. Um
lago também pode se formar do represamento de um rio, como
o lago de Itaipu, no Paraná.
Rios
Os rios podem se originar de nascentes, locais onde a água subterrânea aflora na superfície, ou se formar pelo derretimento de geleiras.
Eles podem desaguar no oceano, em lagos ou
em outros rios.
O Amazonas, no Brasil, é o rio de maior volume no mundo, concentrando um quinto de
toda a água doce líquida do planeta. Ele despeja no oceano Atlântico mais de 200 milhões de
litros de água por segundo.
Geleiras
Grande parte da água doce do planeta está
armazenada nas geleiras, extensas massas de
água congelada encontradas em diversos locais do planeta, em especial nas regiões dos
polos.
As geleiras são formadas pelo acúmulo
de neve que precipita e não derrete graças às
baixas temperaturas onde elas se localizam.
Águas subterrâneas
As águas superficiais, como as dos rios e da
chuva, infiltram-se no solo. Mas, em determinados locais da crosta terrestre, as rochas impedem que a água continue se infiltrando.
Essa água, que fica acumulada no subsolo e
forma reservatórios subterrâneos, é chamada
de água subterrânea.
As rochas que provocam o armazenamento
subterrâneo de água formam os aquíferos. No
Brasil, existem dois sistemas aquíferos muito
importantes: o Sistema Aquífero Grande Amazônia e o Sistema Aquífero Guarani.
Os aquíferos são importantes reservas de
água para consumo dos seres vivos, pois as
águas podem aflorar à superfície dando origem
a rios e lagos. Por isso, é muito importante evitar a contaminação dessas reservas por poluentes gerados por atividades humanas.
Mananciais
Os mananciais (do latim manans = o que brota ou emana) são
as fontes de onde vem a água usada para consumo humano e
para as atividades econômicas. Rios, lagos, lençóis subterrâneos
e até represas podem ser considerados mananciais.
Eles são abastecidos pela água das chuvas, que penetra no
solo e corre por entre as rochas até atingir um aquífero. A água
também pode vir de geleiras que derretem e terminam por penetrar no solo da mesma forma. O contato com as rochas do
solo dissolve minerais, e isso dá às águas de diferentes regiões
propriedades de sabor, composição química e odor diversos.
O desmatamento para ocupação urbana desordenada e expansão da agropecuária, com uso intensivo de agrotóxicos, o
lançamento de esgotos industriais e domésticos e o despejo de
lixo contaminam a água, comprometendo o equilíbrio ecológico
em áreas de mananciais e colocam em risco o abastecimento de
água para populações humanas.
ÁGUA POTÁVEL
A água potável é própria para beber. Para ser considerada potável, a água precisa estar livre de substâncias tóxicas e apresentar quantidades de partículas e organismos consideradas seguras
para seu consumo, para o preparo de alimentos, entre outros. Algumas populações são obrigadas a consumir
água contaminada e acabam contraindo doenças. No Brasil, existem cerca de 35 milhões de pessoas sem acesso a água potável.
Ciclo da água
A água da hidrosfera existe na Terra há muito tempo. Ela
passa constantemente por várias mudanças de estado físico:
condensação, evaporação e solidificação. Esse movimento constante da água no planeta é chamado ciclo da água.
Ao evaporar dos oceanos, rios e lagos, por exemplo, a água
sobe para a atmosfera, onde se condensa e forma nuvens.
Ao precipitar como chuva ou neve, ela penetra no solo e reabastece os corpos de água.
No nosso cotidiano, é fácil perceber que a água circula na natureza. Depois de uma chuva, por exemplo, notamos que a água é
absorvida pelo solo ou fica empoçada e, depois, evapora.
Ao cuidar
de uma planta, precisamos regar o solo para evitar que ele seque.
Essas dinâmicas fazem parte do ciclo da água ou ciclo hidrológico,
que tem importância central no clima do planeta.
3. A ATMOSFERA
Atmosfera é a camada de gases que envolve o planeta. Ela é composta
de uma mistura de gases, o ar. Os principais constituintes do ar são o gás nitrogênio e o gás oxigênio. Além deles, estão presentes, em pequena quantidade,
gás argônio, gás carbônico e outros gases.
A atmosfera (do grego atmós = vapor, e sphaira = esfera)
é composta de uma mistura de gases como o gás nitrogênio,
o gás oxigênio e o gás carbônico. Essa mistura, também conhecida como ar, envolve a Terra. Alguns desses gases, como o gás
oxigênio e o gás carbônico, são utilizados pelos seres vivos em
seus processos vitais, como a respiração e a fotossíntese.
Não existe uma separação exata entre a atmosfera e o espaço sideral. Por
convenção, a Federação Astronáutica Internacional (IAF) considera que o espaço
sideral se inicia a 100 quilômetros de altitude. Acima dessa altitude, embora
ainda exista ar, ele é rarefeito demais para permitir o trânsito de aeronaves.
No estudo da atmosfera, ela é dividida em cinco camadas de acordo com
suas propriedades: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.
Camadas da atmosfera terrestre
TROPOSFERA - nível do mar
A troposfera se inicia na superfície do planeta e vai até cerca de 12 quilômetros de altitude. Apesar de ser a camada mais estreita, concentra 75% de todo o ar atmosférico. A maioria dos seres vivos está nessa camada, onde também ocorrem nuvens, ventos, chuvas e outros fenômenos climáticos.
ESTRATOSFERA – Começa no final da troposfera e se estende até uma
altitude de cerca de 50 km. É onde se encontra a camada de gás ozônio,
que bloqueia a maior parte da radiação solar ultravioleta prejudicial
aos seres vivos. Perto do limite superior da estratosfera, a temperatura
chega a 0 °C. É na estratosfera que os aviões a jato costumam voar.
A estratosfera vai até 50 quilômetros de altitude e
contém uma região onde o ar é rico em gás ozônio.
Chamada camada de ozônio, ela absorve cerca de
98% da radiação ultravioleta que chega ao planeta
emitida pelo Sol. Essa ação é fundamental para a
vida, pois a radiação ultravioleta é prejudicial ao
material genético das células.
MESOSFERA – Estende-se por uma faixa
entre 50 km e 80 km de altitude. Apresenta
temperaturas muito baixas, inferiores a 2100 °C.
A mesosfera vai até 80 quilômetros de altitude, com
temperaturas baixíssimas, próximas a 100 °C negativos.
É nessa camada que ocorrem os meteoros, rastros luminosos
que se formam na atmosfera pela passagem de meteoroides
em alta velocidade.
TERMOSFERA – Começa a cerca de 80 km da superfície terrestre e atinge
500 km de altitude. Nessa camada, o ar é tão rarefeito que a radiação
solar é facilmente absorvida, e as temperaturas podem ultrapassar os
1 000 °C. Alguns cientistas descrevem uma região dentro da termosfera
chamada ionosfera, na qual gases são modificados pela radiação solar
e produzem o fenômeno da aurora polar. É na ionosfera que ocorre a
reflexão de certas ondas eletromagnéticas usadas em comunicação a
longa distância feita por satélites, como as ondas de rádio e de televisão.
A termosfera envolve a mesosfera. Nessa camada, a temperatura
do ar aumenta com a altitude, que chega a 500 quilômetros.
É nela que se formam as auroras, fenômeno atmosférico de
luzes e cores.
EXOSFERA – Chega a 800 km de
altitude e é considerada o limite com
o espaço sideral. Parte dos gases da
exosfera escapa para o espaço sideral.
Os satélites artificiais, em geral, se
encontram nessa camada da atmosfera.
A exosfera é a camada mais externa da atmosfera, estendendo-se
por centenas de quilômetros. É nela que se encontram os satélites
e outros equipamentos em órbita.
Há mais de 4 bilhões de anos, a Terra estava em formação. A
crosta estava se solidificando, e o planeta liberava diversos gases, que passaram a fazer parte da atmosfera da Terra primitiva.
Com o passar do tempo, ocorreram transformações ambientais na Terra, algumas delas provocadas pelo desenvolvimento da
vida no planeta. O gás oxigênio, por exemplo, passou a fazer parte
da atmosfera após o surgimento de microrganismos que realizam
fotossíntese. Por causa dessas transformações, a proporção de gases da atmosfera foi se alterando, até chegar à composição atual.
O
gás carbônico, por exemplo, diminuiu, graças à absorção realizada
pela fotossíntese.
A ação humana, como a emissão de poluentes por veículos
e os incêndios criminosos, também provoca modificações na atmosfera todos os dias.
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA TERRESTRE
A atmosfera terrestre é composta principalmente de gás nitrogênio e gás oxigênio. Também compõem a atmosfera, mas
em pequenas quantidades, o dióxido de carbono (gás carbônico),
o argônio, o hidrogênio, entre outros gases.
Além de gases, a atmosfera contém água, nos estados líquido
e sólido nas nuvens, e material particulado, como fuligem, pólen,
esporos e outros microrganismos.
A ÁGUA NA ATMOSFERA
A atmosfera contém água no estado gasoso, conhecida como
vapor de água. A quantidade de vapor de água na atmosfera em
um determinado local muda no decorrer do ano em virtude das
chuvas, dos ventos e das alterações climáticas.
A umidade relativa do ar é a medida da quantidade de vapor
de água no ar, e é expressa na forma de porcentagem. Em média,
existe entre 1% e 4% de vapor de água na atmosfera terrestre, e a
maior parte está nos 4 mil metros próximos à superfície.
Há regiões na Terra onde o ar é bem seco, como no deserto
de Atacama, e outras regiões onde o ar é muito úmido, como na
floresta Amazônica.
ATMOSFERA E ALTITUDE
A atmosfera sofre influência de muitos fatores, entre eles
a radiação solar, os fenômenos climáticos, as atividades dos
seres vivos e a altitude. A altitude é a distância vertical em
que um determinado ponto se encontra em relação ao nível
do mar.
Quanto maior a altitude, mais rarefeito fica o ar. No esquema, isso é
mostrado pela intensidade da cor azul, que representa os gases da
atmosfera.
Medições realizadas por cientistas mostraram que, conforme a altitude aumenta, a quantidade de gases no ar atmosférico
diminui. Nesse caso, dizemos que o ar se torna cada vez mais
rarefeito, ou seja, com menos gases.
Em grandes altitudes há menos gás oxigênio disponível. Para as pessoas que não estão
habituadas a essas condições, isso afeta o
funcionamento do organismo humano. Acima de 2 mil metros, por exemplo, começam
a aparecer sintomas como náusea, aumento
do ritmo cardíaco e dores de cabeça. Esses
sintomas podem levar várias semanas para
desaparecer, até que o corpo se ajuste à nova
altitude.
A temperatura do ar também diminui à medida que há aumento da altitude. Na troposfera,
a cada 1 000 metros de altitude, a temperatura
diminui em média 6 °C.
Em outras camadas da atmosfera, a variação de temperatura segue outros padrões. A
termosfera, por exemplo, tem temperaturas
maiores que a mesosfera, camada que se encontra abaixo da termosfera.
Devido à sua altitude, que alcança 2 652 m, o vulcão
Osorno, localizado no Chile, apresenta temperaturas muito
baixas e o pico sempre coberto por neve. Foto de 2018.
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