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8.E: A Terra como planeta (exercícios)

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    Para uma exploração mais aprofundada

    Artigos

    Terra

    Collins, W., et al. “A ciência física por trás das mudanças climáticas”. Scientific American (agosto de 2007): 64. Por que os cientistas agora estão confiantes de que as atividades humanas estão mudando o clima do nosso planeta.

    Glatzmaier, G., & Olson, P. “Sondando o Geodinamo”. Scientific American (abril de 2005): 50. Experimentos e modelagem que nos falam sobre a origem e as reversões do campo magnético da Terra.

    Gurnis, M. “Esculpindo a Terra de dentro para fora”. Scientific American (março de 2001): 40. Em movimentos que elevam e abaixam os continentes.

    Hartmann, W. “Juntando as peças da história inicial da Terra”. Astronomia (junho de 1989): 24.

    Jewitt, D., & Young, E. “Oceanos vindos dos céus”. Scientific American (março de 2015): 36. Como a Terra conseguiu sua água após seu período inicial de calor?

    Impactos

    Boslaugh, M. “Em busca de asteróides mortais”. Astronomia (julho de 2015): 28. Sobre os programas existentes e propostos para pesquisar asteróides que cruzam a Terra.

    Brusatte, S. “O que matou os dinossauros?” Scientific American (dezembro de 2015): 54. O asteroide atingiu a Terra em um momento já vulnerável.

    Chyba, C. “Morte do céu: Tunguska”. Astronomia (dezembro de 1993): 38. Excelente artigo de revisão.

    Durda, D. “O Super-Meteor de Chelyabinsk”. Sky & Telescope (junho de 2013): 24. Um bom resumo com fotos e relatos de testemunhas oculares.

    Gasperini, L., et al. “O mistério de Tunguska”. Scientific American (junho de 2008): 80. Uma exploração mais detalhada do local do impacto de 1908 na Sibéria.

    Kring, D. “Explosão do passado”. Astronomia (agosto de 2006): 46. Introdução de seis páginas à cratera de meteoros do Arizona.

    Websites

    Terra

    Fotografia astronauta da Terra vista do espaço: earth.jsc.nasa.gov/. Um site com muitas imagens e boas informações.

    Exploração da magnetosfera terrestre: http://phy6.org/Education/Intro.html. Um site educacional do Dr. Daniel Stern.

    NASA Goddard: Terra vista do espaço: quinze coisas incríveis em 15 anos: https://www.nasa.gov/content/goddard...gs-in-15-years. Imagens e vídeos que revelam coisas sobre nosso planeta e sua atmosfera.

    Pesquisa Geológica dos EUA: Centro de Informações sobre Terremotos: http://earthquake.usgs.gov/learn/

    Vistas do Sistema Solar: http://www.solarviews.com/eng/earth.htm. Visão geral da Terra.

    Impactos

    Fundação B612: https://b612foundation.org/. Criado por vários astronautas para pesquisa e educação sobre a ameaça do asteróide à Terra e para construir um telescópio no espaço para procurar asteróides perigosos.

    Instituto Lunar e Planetário: Introdução às crateras de impacto terrestre: http://www.lpi.usra.edu/publications...esets/craters/. Inclui imagens.

    Local turístico da cratera do meteoro: http://meteorcrater.com/.

    Programa de objetos próximos à Terra do laboratório de propulsão a jato da NASA/Jato: http://neo.jpl.nasa.gov/neo/.

    O que são objetos próximos à Terra: http://spaceguardcentre.com/what-are-neos/. Do Centro Britânico da Guarda Espacial.

    Vídeos

    Terra

    Sozinho na noite: http://apod.nasa.gov/apod/ap120305.html. Voando sobre a Terra à noite (2:30).

    Filmes dos Globos da Terra (incluindo Terra à noite): astro.uchicago.edu/cosmus/projects/earth/.

    Terra: O Manual do Operador: http://earththeoperatorsmanual.com/f...erators-manual. Uma minissérie patrocinada pela National Science Foundation sobre mudança climática e energia, com o geólogo Richard Alley (53:43).

    Vídeos da PBS NOVA sobre a Terra: http://www.pbs.org/wgbh/nova/earth/. Programas e informações sobre o planeta Terra. Clique nos episódios completos no menu à esquerda para acessar uma boa variedade de vídeos.

    Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA: http://earth.nullschool.net. Globo da Terra em tempo real mostrando padrões de vento que podem ser ampliados e movidos para sua visão preferida.

    Impactos

    Meteoro de Chelyabinsk: podemos sobreviver a um impacto maior? : https://www.youtube.com/watch?v=Y-e6xyUZLLs. Palestra do Dr. David Morrison (1:34:48).

    Simulação de impacto de um grande asteróide: https://www.youtube.com/watch?v=bU1QPtOZQZU. Simulação de impacto de um grande asteróide do Discovery Channel (4:45).

    Meteoro atinge a Rússia em 15 de fevereiro de 2013: https://www.youtube.com/watch?v=dpmXyJrs7iU. Arquivo de imagens de testemunhas oculares (10:11).

    Missão Sentinel: Encontrando um asteróide com destino à Terra: https://www.youtube.com/watch?v=efz8c3ijD_A. Palestra pública do astronauta Ed Lu (1:08:57).

    Atividades colaborativas em grupo

    1. Se pudermos prever que muitos movimentos do solo ocorrem ao longo de zonas de subducção e falhas, então por que tantas pessoas moram lá? Devemos tentar fazer alguma coisa para desencorajar as pessoas de viverem nessas áreas? Que incentivo seu grupo ofereceria às pessoas para se mudarem? Quem pagaria pela realocação? (Observe que dois dos autores originais deste livro moram bem perto das falhas de San Andreas e Hayward. Se eles escreveram este capítulo e não se mudaram, quais são as chances de outras pessoas que vivem nesses tipos de áreas se mudarem?)
    2. Depois que seu grupo ler a caixa de reportagem sobre Alfred Wegener: Catching the Drift of Plate Tectonics na Seção 8.2, discuta alguns motivos pelos quais sua ideia não se popularizou imediatamente entre os cientistas. A partir de seus estudos neste curso e em outros cursos de ciências (na faculdade e antes), você pode citar outras ideias científicas que agora aceitamos, mas que tiveram começos controversos? Você consegue pensar em alguma teoria científica que ainda é controversa hoje em dia? Se seu grupo apresentar algumas, discuta maneiras pelas quais os cientistas podem decidir se cada teoria da sua lista está correta.
    3. Suponha que soubéssemos que um grande pedaço de rocha ou gelo (aproximadamente do mesmo tamanho daquele que atingiu 65 milhões de anos atrás) afetará a Terra em cerca de 5 anos. O que podemos ou devemos fazer sobre isso? (O filme Deep Impact tratou desse tema.) Seu grupo acha que o mundo como um todo deveria gastar mais dinheiro para encontrar e prever as órbitas dos detritos cósmicos próximos à Terra?
    4. Carl Sagan ressaltou que qualquer arma defensiva que possamos inventar para desviar um asteróide da Terra poderia ser usada como arma ofensiva por um ditador instável no futuro para fazer com que um asteróide não se dirigisse em nossa direção à Terra. A história do comportamento humano, ele observou, mostrou que a maioria das armas que são construídas (mesmo com os melhores motivos) parecem acabar sendo usadas. Tendo isso em mente, seu grupo acha que deveríamos construir armas para proteger a Terra do impacto de asteróides ou cometas? Podemos nos dar ao luxo de não construí-los? Como podemos nos proteger contra essas colisões?
    5. Há evidências de mudanças climáticas em sua área no século passado? Como você distinguiria uma verdadeira mudança climática das variações aleatórias no clima que ocorrem de um ano para o outro?

    Perguntas de revisão

    1. Qual é a camada interior mais espessa da Terra? O mais fino?
    2. Do que são feitos o núcleo e o manto da Terra? Explique como sabemos.
    3. Descreva as diferenças entre rochas primitivas, ígneas, sedimentares e metamórficas e relacione essas diferenças com suas origens.
    4. Explique brevemente como os seguintes fenômenos acontecem na Terra, relacionando suas respostas à teoria das placas tectônicas
      1. terremotos
      2. deriva continental
      3. construção de montanha
      4. erupções vulcânicas
      5. criação da cadeia de ilhas havaianas
    5. Qual é a fonte do campo magnético da Terra?
    6. Por que a forma da magnetosfera não é esférica como a forma da Terra?
    7. Embora ele não tenha apresentado um mecanismo, quais foram os pontos-chave da proposta de Alfred Wegener para o conceito de deriva continental?
    8. Liste as possíveis interações entre as placas crustais da Terra que podem ocorrer em seus limites.
    9. Liste, em ordem decrescente de altitude, as principais camadas da atmosfera terrestre.
    10. Em qual camada atmosférica quase todas as nuvens à base de água são formadas?
    11. Qual é, de longe, o componente mais abundante da atmosfera da Terra?
    12. Em qual domínio dos seres vivos você encontra a humanidade?
    13. Descreva três maneiras pelas quais a presença de vida afetou a composição da atmosfera da Terra.
    14. Descreva brevemente o efeito estufa.
    15. Como os impactos de cometas e asteróides influenciam a geologia da Terra, sua atmosfera e a evolução da vida?
    16. Por que existem tantas crateras de impacto em nosso mundo vizinho, a Lua, e tão poucas na Terra?
    17. Detalhe algumas das mudanças antropogênicas no clima da Terra e seu impacto potencial na vida.

    Perguntas de reflexão

    1. Se você quisesse morar onde as chances de um terremoto destrutivo fossem pequenas, você escolheria um local próximo a uma zona de falha, perto de uma cordilheira no meio do oceano, perto de uma zona de subducção ou em uma ilha vulcânica como o Havaí? Quais são os riscos relativos dos terremotos em cada um desses locais?
    2. Que tipo de objeto provavelmente causaria mais danos se atingisse perto de uma área urbana: um pequeno objeto metálico ou um grande objeto pedregoso/gelado?
    3. Se toda a vida fosse destruída na Terra por um grande impacto, uma nova vida acabaria se formando para tomar seu lugar? Explique como as condições teriam que mudar para que a vida recomeçasse em nosso planeta.
    4. Por que a diminuição do ozônio da Terra é prejudicial à vida?
    5. Por que estamos preocupados com os aumentos de CO 2 e outros gases que causam o efeito estufa na atmosfera da Terra? Quais medidas podemos tomar no futuro para reduzir os níveis de CO2 em nossa atmosfera? Quais fatores impedem a execução das medidas que você sugere? (Você pode incluir fatores tecnológicos, econômicos e políticos em sua resposta.)
    6. Você acha que os cientistas deveriam fazer planos para defender a Terra de futuros impactos de asteróides? É correto intervir no mesmo processo evolutivo que tornou possível o desenvolvimento de mamíferos (incluindo nós) após o grande impacto há 65 milhões de anos?

    Descobrindo por si mesmo

    1. A Europa e a América do Norte estão se separando em cerca de 5 m por século. À medida que os continentes se separam, um novo fundo oceânico é criado ao longo da fenda meso-atlântica. Se a fenda tem 5000 km de extensão, qual é a área total do novo fundo oceânico criada no Atlântico a cada século? (Lembre-se de que 1 km = 1000 m.)
    2. Em toda a Terra, existem 60.000 km de zonas de fenda ativas, com taxas médias de separação de 5 m/século. Quanta área de nova crosta oceânica é criada a cada ano em todo o planeta? (Essa área é aproximadamente igual à quantidade de crosta oceânica subduzida, pois a área total dos oceanos permanece praticamente a mesma.)
    3. Com as informações do exercício anterior, você pode calcular a idade média do fundo do oceano. Primeiro, encontre a área total do fundo do oceano (igual a cerca de 60% da área da superfície da Terra). Em seguida, compare isso com a área criada (ou destruída) a cada ano. A vida útil média é a proporção desses números: a área total da crosta oceânica em comparação com a quantidade criada (ou destruída) a cada ano.
    4. Qual é o volume de novo basalto oceânico adicionado à crosta terrestre a cada ano? Suponha que a espessura da nova crosta seja de 5 km, que haja 60.000 km de fendas e que a velocidade média de movimento da placa seja de 4 cm/ano. Que fração do volume total da Terra representa essa adição anual de novo material?
    5. Suponha que um grande impacto que produza uma extinção em massa ocorra na Terra uma vez a cada 5 milhões de anos. Suponha ainda que, se tal evento ocorresse hoje, você e a maioria dos outros humanos seriam mortos (isso seria verdade mesmo que a espécie humana como um todo sobrevivesse). Esses eventos de impacto são aleatórios e podem ocorrer a qualquer momento. Calcule a probabilidade de que esse impacto ocorra nos próximos 50 anos (durante sua vida).
    6. Como os riscos de morrer pelo impacto de um asteróide ou cometa se comparam a outros riscos que nos preocupam, como morrer em um acidente de carro ou de uma doença cardíaca ou de alguma outra causa natural? (Dica: para descobrir o risco anual, acesse a biblioteca ou a Internet, pesquise o número anual de mortes por uma causa específica em um determinado país e, em seguida, divida pela população desse país.)
    7. Qual fração do volume da Terra é absorvida pelo núcleo?
    8. Aproximadamente qual porcentagem do raio da Terra é representada pela crosta?
    9. Qual é a taxa de deriva da placa do Pacífico sobre o ponto quente havaiano?
    10. Qual é o aumento percentual do CO 2 atmosférico nos últimos 20 anos?
    11. Estime a massa do objeto que formou a Cratera do Meteoro no Arizona.