Convecção do Manto

Definição de Convecção do manto

A convecção do manto é uma convecção térmica nos mantos planetários terrestres, a camada rochosa entre a crosta e o núcleo, na qual o material quente sobe, o material frio afunda e o fluxo induzido governa a atividade tectônica e vulcânica da placa, bem como a segregação química e o resfriamento de todo o planeta.

A convecção é o tipo mais eficiente de mecanismo de transporte de calor. É comumente observada em muitos ambientes naturais e é provavelmente a forma como o calor é transportado do interior da Terra.

Embora a superfície da Terra seja sólida, seu interior é macio e flui como um fluido muito viscoso. Este fluxo, chamado de convecção do manto, é um importante método de transporte de calor dentro da Terra.

A convecção do manto é o mecanismo que impulsiona as placas tectônicas, que é o processo responsável pela produção de terremotos, cadeias de montanhas e vulcões na Terra.

É uma força que há muito tempo é considerada um dos mecanismos mais significativos por trás do movimento das placas é a convecção do manto.

Há muito se sabe que por todo o manto circulam correntes de convecção, causadas pela diferença de temperatura no interior e na superfície terrestre.

O material quente do núcleo externo da Terra sobe muito lentamente (ao longo de milhões de anos) por todo o manto. Este material quente eventualmente esfria o suficiente para afundar de volta para o núcleo.

Foi proposto que essas correntes de convecção atuem como uma espécie de cinturão convergente, carregando as placas litosféricas acima dele. No entanto, a convecção do manto não é considerada tão significativa como antes como força motriz.

O manto é a maior parte sólida do interior da Terra. O manto fica entre o núcleo denso e superaquecido da Terra e sua fina camada externa, a crosta. O manto tem cerca de 2.900 quilômetros de espessura e representa 84% do volume total da Terra.

O que é convecção do manto?

A convecção do manto é o processo pelo qual o calor do núcleo da Terra é transferido para cima, para a superfície.

Pensa-se que o aquecimento do manto pelo núcleo cria células de convecção nas quais o material do manto quente sobe, arrefecendo à medida que avança, em direção à crosta até atingir um material menos denso, ponto em que se espalha e desce. Processos semelhantes podem ser observados em qualquer fluido acima de uma superfície quente ou quente – por exemplo, a atmosfera.

A convecção do manto é considerada responsável pela tectônica de placas e pela deriva continental, bem como pelo vulcanismo.

Quando a crosta oceânica desliza sob uma crosta continental, uma zona de subducção é criada

A Terra consiste em três camadas principais: o núcleo, o manto e a crosta.

Acredita-se que o núcleo seja composto principalmente de ferro e níquel, mas com uma alta proporção de elementos radioativos; a decadência desses elementos, junto com o calor que sobra da formação da Terra, mantém o núcleo em alta temperatura – considerada entre 3.000 e 6.000 °C.

Acima do núcleo fica o manto, uma camada de material de silicato de metal quente com 1.800 milhas (2.900 km) de espessura, considerado essencialmente líquido em sua parte superior, mas possivelmente sólido na parte inferior.

A camada superior é a crosta, uma camada sólida de material menos denso que flutua no manto.

Esta consiste em crosta oceânica – o fundo do oceano – com 6-11 km de espessura e crosta continental com 30 km de espessura.

A crosta é dividida em placas continentais que, ao longo da história geológica, se moveram lentamente em relação umas às outras, se dividiram e se juntaram, presumivelmente sob a influência de processos de convecção no manto. Pensa-se que onde um material do manto ascendente se aproxima da crosta, o movimento de expansão para fora faz com que as seções da crosta em cada lado se separem. Pensa-se que o Oceano Atlântico se formou desta forma e o processo continua até hoje, com a nova crosta oceânica sendo formada por material do manto ao longo da Dorsal Mesoatlântica. Há também uma série de “pontos quentes” onde o material do manto está formando novas terras na superfície – por exemplo, Islândia e Havaí. Em algumas áreas – como a costa oeste da América do Sul – seções da crosta oceânica podem deslizar sob a crosta continental e descer profundamente no manto; estas são conhecidas como zonas de subducção.

Embora o movimento das placas tectônicas seja bem estabelecido e apoiado por evidências observáveis, os processos que acontecem dentro do manto da Terra que conduzem a tectônica não podem ser investigados diretamente. Parece altamente provável que processos de convecção estejam em ação lá, mas sua natureza exata permanece obscura. As investigações sobre a convecção do manto devem usar métodos indiretos, como o comportamento das ondas sísmicas e a análise química do material do manto que foi extrudado na superfície por meio de atividade vulcânica.

Amostras de material do manto retiradas de locais diferentes mostraram diferir quimicamente umas das outras.

Isso parece entrar em conflito com os modelos teóricos onde a convecção ocorre em toda a profundidade do manto, pois isso deve levar a uma mistura completa do material, resultando em um magma quimicamente homogêneo.

Uma teoria da convecção do manto deve explicar a composição química variável do material do manto, concordando com outras observações e restrições físicas, quanto à estrutura do manto. Em alguns modelos, existem camadas distintas, com a convecção ocorrendo na camada superior e plumas de material subindo da camada inferior. Outros envolvem “bolhas” de material antigo e profundo flutuando no manto superior.

A mistura incompleta da crosta oceânica subduzida com o material do manto também pode desempenhar um papel. A convecção de manto é uma área de pesquisa ativa e não há, a partir de 2011, consenso sobre os detalhes do processo.

Qual é o manto da Terra?

O manto da Terra é uma casca de rocha comprimida e aquecida com aproximadamente 2.900 km de espessura, começando abaixo da crosta terrestre (litosfera), que se estende 5 km abaixo do fundo do oceano e 30 a 50 km abaixo dos continentes. Representa 70% do volume da Terra, em comparação com a crosta terrestre, que representa menos de 1% do total.

Na verdade, a crosta é apenas uma fina camada de rocha congelada protegendo o manto do espaço sideral.

As duas camadas são separadas por uma área de transição chamada de descontinuidade de Mohorovicic (o “Moho”), onde um certo tipo de onda sísmica acelera rapidamente ao transitar.

Como a crosta, o manto é amplamente composto de compostos de óxidos como olivina, piroxênios, espinélio, granada, peridotita e eclogita. Essa camada difere em suas proporções químicas da crosta, no entanto.

É composto de aproximadamente 45% de oxigênio, 23% de magnésio, 22% de silício, 6% de ferro, 2% de alumínio, 2% de cálcio, com vestígios de sódio, potássio e outros elementos.

Como a crosta, o manto pode ser amplamente considerado como silicato.

Abaixo estão o núcleo externo e o núcleo interno da Terra, perfazendo cerca de 29% do volume da Terra e composto principalmente de ferro fundido (núcleo externo) ou sólido (núcleo interno) e níquel.

Camadas da Terra
O manto é a camada intermediária da Terra entre a crosta e no núcleo interno

O manto superior (estenosfera) tem baixa densidade em relação ao resto desta camada e flui com fluidez, como um plástico. As condições ficam mais quentes e mais densas à medida que desce, até que a rocha derrete inteiramente onde termina a parte inferior e começa o núcleo interno. Convecção no manto superior causa deriva continental. O principal impulsionador dessa convecção é a litosfera sobrejacente afundando de volta no manto por meio de zonas de subducção das margens dos oceanos. Submetendo a crosta através das bordas do oceano e regenerando-a em áreas de fronteira divergentes (onde as placas se separam), como a crosta mesoatlântica, toda a crosta oceânica é reciclada a cada 100 milhões de anos ou mais. Em comparação, partes da crosta continental têm bilhões de anos.

Qual é a estrutura da Terra?

A estrutura da Terra é em camadas e comumente dividida em quatro partes: a crosta de silicato, o manto viscoso, o núcleo externo de ferro-níquel líquido e o núcleo interno de ferro-níquel sólido.

Ocasionalmente, o manto é subdividido em manto interno e externo, com base nas diferenças no tipo de rocha, temperatura, densidade e viscosidade. A crosta, que é a única parte da Terra que é relativamente fria e completamente sólida, representa menos de 1% do seu volume total.

A primeira parte da estrutura da Terra, a crosta, consiste em rocha resfriada flutuando no topo do manto viscoso.

A espessura da crosta varia principalmente dependendo se ela é oceânica (5 km a 10 km) de espessura) ou continental (30 km a 50 km de espessura).

A crosta oceânica é composta por rochas densas como gabro, basalto e diabásio, enquanto a crosta continental é composta por rochas um pouco mais leves, como o granito.

O buraco mais profundo já cavado por humanos na crosta tem 11,26 km, cerca de um terço do caminho até o manto.

Abaixo da crosta está o manto, a parte mais rasa do qual é composta de rochas como olivina, piroxênios, espinélio e granada, enquanto as partes mais profundas são feitas de minerais polimórficos de alta pressão com composição elementar semelhante à rocha acima. O manto é um sólido plástico que flui lentamente ao longo dos milênios, criando correntes de convecção semelhantes às observadas quando a massa é colocada em água fervente, apenas a uma velocidade muito mais lenta.

Essas correntes de convecção podem criar pontos quentes vulcânicos e causar a deriva continental. O manto é a parte mais espessa da estrutura da Terra, com cerca de ~ 2.890 km de espessura, e constitui 70% do volume da Terra. Os cientistas aprenderam muito sobre o manto estudando a maneira como ele afeta as ondas sísmicas que passam por ele.

As partes centrais da estrutura da Terra são o manto externo e interno. O núcleo externo é feito de ferro fundido e níquel. Nessa profundidade, a temperatura é suficiente para derreter o ferro e o níquel, mas a pressão não é suficiente para forçá-lo a solidificar. O núcleo externo contém a grande maioria do ferro e níquel do planeta, que afundou até o núcleo quando a Terra estava em processo de formação, cerca de 4,6 bilhões de anos atrás. Acredita-se que as correntes parasitas no núcleo externo gerem o campo magnético da Terra. O núcleo interno tem uma composição semelhante ao núcleo interno, mas a pressão é suficiente para torná-lo um sólido. As temperaturas no núcleo interno podem exceder as da superfície do sol.

Fonte: people.earth.yale.edu/www.lpi.usra.edu/www.nationalgeographic.org/www.mantleplumes.org/www.wisegeek.org/www.ocean.washington.edu/www.geophysik.uni-muenchen.de/geol105.sitehost.iu.edu