A origem e evolução da Terra: do Big Bang ao futuro da existência humana

Comece seu estudo da história da Terra viajando no tempo, vendo como cada estágio crucial na evolução do nosso planeta dependeu do que veio antes. Visualize o surpreendente papel desempenhado pelos minerais, que coevoluíram com a vida - uma ligação que proporciona uma nova e revolucionária maneira de entender a Terra.

A Terra existe há apenas um terço da história do universo. O que aconteceu antes da formação do nosso planeta? Viaje de volta ao big bang, aprendendo como as forças e partículas fundamentais saíram de um estado homogêneo nos momentos iniciais da evolução cósmica.

Descubra como simples átomos de hidrogênio e hélio formam as estrelas e como as estrelas produzem todos os outros elementos naturais por meio de processos que incluem explosões de supernovas titânicas. Chamado de nucleossíntese, esse mecanismo notável é responsável pela riqueza química que tornou a Terra possível.

Trace a origem dos minerais e descubra um candidato surpreendente para o primeiro cristal forjado no caldeirão de estrelas moribundas. Em seguida, acompanhe os processos que criaram outros minerais primitivos, que sobrevivem em sua forma original em grãos microscópicos de poeira pré-solar no espaço interplanetário.

Desvende a história contada em grãos de poeira "pré-solares" formados por estrelas muito diferentes do nosso sol. Esses são os primeiros blocos de construção de nosso próprio sistema solar. Saiba como os cientistas identificam essas partículas microscópicas, que geralmente contêm cristais de diamante. Veja também como o campo da citoquímica está revolucionando o estudo dos minerais.

Mergulhe no tempo profundo - o vasto período que remonta ao início da Terra. O professor Hazen o conduz por uma analogia memorável que o orienta ao longo desse mar de mudanças incessantes. Explore também as técnicas que permitem aos cientistas datar rochas e outros materiais com uma precisão surpreendente.

De onde vieram a Terra e o sistema solar? Veja como uma ideia proposta no século 18 fornece uma resposta simples e elegante para essa pergunta. Compare nosso sistema solar com outros sistemas planetários que surgiram recentemente na busca bem-sucedida por planetas extrassolares.

Investigue o trabalho do caçador de planetas mais bem-sucedido de todos os tempos: a espaçonave Kepler, que encontrou milhares de planetas candidatos orbitando outras estrelas. Em seguida, concentre-se na origem dos quatro planetas terrestres em nosso sistema solar interno: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

Passeie por Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - os quatro gigantes gasosos do sistema solar externo. Cada um deles é um mundo gigantesco de clima violento, e cada um tem várias luas que ajudam a esclarecer a história da Terra. Veja esse estranho reino pelos olhos de sondas espaciais que viajam muito.

A maioria dos meteoritos que caem na Terra é mais antiga do que a própria Terra. Reveja nossa compreensão desses artefatos da nebulosa solar, saiba onde a maioria dos meteoritos é encontrada e ouça sobre as experiências do professor Hazen na busca por meteoritos no mundo obscuro do comércio internacional de meteoritos.

Concentre-se na classe mais numerosa de meteoritos: os condritos. Essas rochas incrivelmente antigas contam uma história de pulsos intensos de radiação do sol nascente, que derreteu grãos de poeira em gotículas rochosas pegajosas chamadas côndrulos. Inúmeros côndrulos se juntaram para formar meteoritos condritos.

À medida que os planetesimais cresciam, os minerais primários dos condritos eram alterados de modo a formar uma classe diferente de meteoritos: os acondritos. Estude essas relíquias fascinantes de mini-planetas destruídos. Alguns acondritos foram lançados da Lua e de Marte, incluindo um espécime que supostamente mostra evidências de micróbios extraterrestres antigos.

Depois de examinar o primeiro estágio da evolução mineral durante a fase da nebulosa solar, passemos ao segundo estágio, que viu uma explosão de diversidade mineral durante a acreção de protoplanetas. Uma chave para entender como os minerais começaram a se diversificar durante esse período é o influente esquema de classificação desenvolvido pelo geoquímico Victor Goldschmidt.

Acompanhe os estágios da formação inicial da Terra, à medida que os detritos do sistema solar em nossa vizinhança do espaço colidiram até que um objeto dominou, dando origem à Terra embrionária. Acompanhe o processo de diferenciação que produziu um núcleo, manto e crosta distintos e saiba como os cientistas conhecem os detalhes do interior profundo da Terra.

Investigue o caso da lua maciça. De onde veio a lua incomum da Terra? Explore as três possibilidades consideradas antes da aterrissagem da Apollo na Lua que forneceu aos cientistas amostras lunares reais para análise. Ouça também a história do encontro próximo do Professor Hazen com a poeira lunar.

Continue sua investigação sobre a origem da lua. A teoria mais simples que explica as evidências é o modelo do "big thwack". Estude esse cenário, que tem todo o drama de um filme de desastre - com planetas colidindo e uma lua gigante enchendo o céu da Terra e depois recuando lentamente ao longo de bilhões de anos.

Pesquise os seis elementos dominantes da Terra: oxigênio, magnésio, alumínio, silício, cálcio e ferro. Cada um deles desempenhou um papel fundamental na história da Terra, regido pelo caráter químico distinto do elemento. Examine essa química e aprenda, por exemplo, por que praticamente todo o oxigênio do planeta está preso em minerais e rochas.

Trace a evolução das primeiras rochas da Terra, que se cristalizaram a partir dos oceanos de magma fervente do jovem planeta. O peridotito foi o primeiro grande tipo de rocha a se formar. Descubra por que o peridotito agora é encontrado principalmente nas profundezas do manto, enquanto uma rocha relacionada chamada basalto cobre 70% da superfície da Terra.

Acompanhe a notável transição da Terra de um mundo seco com uma superfície basáltica negra e uniforme para um planeta úmido com rios, lagos e oceanos. Aprenda também sobre as propriedades especiais da água, que a tornam um solvente universal, um veículo para a vida e o principal arquiteto das características da superfície da Terra.

Procure água invisível na Lua, em Marte e na Terra, descobrindo que existem grandes quantidades em lugares improváveis, inclusive a centenas de quilômetros de profundidade. O professor Hazen conta como seu laboratório duplica as condições do interior profundo da Terra para aprender como os minerais incorporam água sob pressão extrema.

Pesquise o motivo pelo qual a Terra e Marte têm uma diversidade mineral muito maior do que Mercúrio e a lua da Terra. Examine pistas como os minúsculos cristais de zircão, que são os minerais mais antigos sobreviventes na Terra. Com base nessas evidências, monte uma história do oceano global da Terra e de uma época em que o planeta inteiro congelou.

Examine as características essenciais dos minerais de argila, que são abundantes tanto na Terra quanto em Marte. Em seguida, investigue por que a Terra tem tanto granito. Descubra a origem dessa rocha, que é abundante nos continentes da Terra, mas é rara em outros lugares do sistema solar.

Continue seu estudo sobre os estágios da evolução mineral observando o que acontece quando o granito derrete parcialmente. Sob as condições certas, os cristais resultantes podem ser excepcionalmente grandes e de beleza impressionante. Essas rochas são chamadas de pegmatitos, e sua formação envolve alguns dos elementos mais raros do planeta.

Explore as primeiras tentativas de explicar por que os continentes se encaixam como peças de um quebra-cabeça, incluindo a teoria da deriva continental de Alfred Wegener e a hipótese da Terra em expansão. Estabeleça as bases para a compreensão da teoria revolucionária da tectônica de placas, revisando os estágios do ciclo das rochas.