6. Explique de que modo a variação de densidade e a variação de velocidade de propagação das ondas S, verificadas aos 1400 km de profundidade na Lua, permitem concluir da existência de um núcleo externo com uma composição química e com um estado físico diferentes dos da camada parcialmente fundida.
Questão
- Explique de que modo a variação de densidade e a variação de velocidade de propagação das ondas S, verificadas aos 1400 km de profundidade na Lua, permitem concluir da existência de um núcleo externo com uma composição química e com um estado físico diferentes dos da camada parcialmente fundida.
Resposta
86%A descontinuidade observada a ~1400 km de profundidade na Lua — com aumento da densidade e alteração marcada na velocidade de propagação das ondas S — indica a passagem para um material com propriedades físicas diferentes. A densidade maior sugere um material mais “pesado”, isto é, enriquecido em elementos de maior massa atômica (como metais, principalmente ferro e níquel), distinto da camada parcialmente fundida, que é predominantemente silicatada.
Além disso, a variação significativa da velocidade das ondas S é decisiva porque as ondas S dependem da rigidez do meio (módulo de cisalhamento) e não se propagam em líquidos: em materiais com maior fração líquida, sua velocidade diminui muito e, se o meio for essencialmente líquido, as ondas S deixam de se propagar. Assim, a mudança brusca no comportamento das ondas S aos 1400 km é compatível com uma transição para uma região com estado físico diferente (mais líquido) em relação à camada apenas parcialmente fundida.
Combinando os dois indícios — aumento de densidade (mudança composicional para material metálico) e alteração/anulação da propagação de ondas S (mudança de estado físico para líquido) — conclui-se pela existência de um núcleo externo, quimicamente distinto (mais metálico) e fisicamente distinto (predominantemente líquido) da camada parcialmente fundida acima.
Explicação
Para interpretar os dados, usa-se a relação entre propriedades sísmicas e propriedades do material.
- O que significa um aumento de densidade aos 1400 km?
- Um salto de densidade com a profundidade costuma marcar uma descontinuidade interna, isto é, a passagem para uma camada feita de material diferente.
- Densidade maior, especialmente em corpos rochosos, costuma indicar material mais rico em metais (Fe-Ni) do que em silicatos.
- A camada parcialmente fundida acima tende a ser silicatada; portanto, o aumento de densidade sugere um domínio mais metálico, típico de um núcleo.
- Por que a variação da velocidade das ondas S é um “sinal” de mudança de estado físico?
- As ondas S (cisalhamento) precisam de rigidez (módulo de cisalhamento) para se propagar.
- Em materiais parcialmente fundidos, a rigidez cai e a velocidade das ondas S diminui.
- Em materiais líquidos, a rigidez ao cisalhamento é praticamente nula, então ondas S não se propagam (ou sofrem atenuação/extinção muito forte).
- Logo, uma mudança brusca na velocidade/comportamento das ondas S indica uma transição para um meio com estado físico diferente, compatível com uma região predominantemente líquida.
- Conclusão integrada (composição + estado físico): núcleo externo
- Densidade maior → material quimicamente distinto, mais metálico (Fe-Ni).
- Mudança forte nas ondas S → material com menor rigidez, compatível com líquido.
- A região que reúne essas duas características é interpretada como um núcleo externo, diferente da camada parcialmente fundida (que ainda mantém parte sólida e composição silicatada).