A ciência explicada

MÉTODO CIENTÍFICO

           O método científico nada mais é do que um conjunto de etapas ordenadas que são utilizadas na investigação da verdade, no estudo de uma ciência ou para alcançar determinado fim. Ele é fundamental para a obtenção do conhecimento durante a pesquisa científica. O método científico é divido em partes, deste jeito:

1. Observação: é a fase da coleta de dados do mundo natural.

2. Questionamento: o pesquisador tem uma dúvida sobre sua observação.

3. Hipótese: tem como objetivo explicar o questionamento, estando certa ou não.

4. Experimentação: é onde o pesquisador testa a hipótese criada.

5. Verificação: o pesquisador compara a hipótese criada com o que de fato aconteceu.

6. Conclusão:  com base na observação, formulação de hipóteses, experimentos e resultados obtidos, é possível construir uma teoria, para expandir o conhecimento adquirido e aplicá-lo em outras situações.

           Também vale ressaltar que, para que essas etapas ocorram bem, o pesquisador precisa ter certeza de que a hipótese é testável. Também concluímos que a finalidade do método científico é realizar uma pesquisa científica.

                   A Biologia e a Construção do Conhecimento Científico. Fonte: CNEC

TERRA: FORMA  ESTRUTURA E MOVIMENTOS

Forma

            A Terra, nosso planeta, possui um formato esférico, entretanto, não é uma esfera perfeita, ela possui a forma de uma esfera, porém tem os seus polos achatados, portanto, mesmo sendo um minúsculo achatamento, sendo porque o diâmetro polar é 0,3% menor do que o diâmetro equatorial,  não corresponde a uma esfera exata. No entanto, a Terra é muito mais redonda do que plana, como algumas pessoas acreditam ser.

                                     

                                        

                                  Como seria o mundo se a Terra fosse realmente plana. Fonte: G1- Globo                          

Movimentos

            A Terra faz lentos movimentos, sendo ao redor dela mesma ou de outros corpos celestes, sendo eles listados assim:

- Rotação: a Terra gira ao redor de seu próprio eixo, como um peão; este movimento define os dias e as noites e dura 23 horas, 56 minutos e 4 segundos, apesar de no cotidiano arredondarmos para 24h. Conseguimos perceber isso conforme o dia passa e o Sol se põe, dando início à noite; existem dia e noite porque, conforme a Terra gira, um de seus polos fica exposto ao Sol, esta parte está passando pelo dia; enquanto o outro polo, está passando pela noite, e assim troca conforme vai acontecendo.

 

  Movimento de Rotação - Fonte: Azup

                                     

- Translação: a Terra gira ao redor do Sol, circundando ele. Este movimento é responsável pela mudança das estações (verão, inverno, outono e primavera) e dura 365 dias, 5 horas, 45 minutos e 46 segundos, apesar de no dia a dia arredondarmos para apenas 365 dias. O tempo que ultrapassa os 365 dias, vai acumulando aproximadamente 6 horas por ano, e depois de quatro anos, foram acumuladas 24 horas, permitindo, a cada quatro anos, o mês de fevereiro ter um dia a mais, indo de 28 para 29. Os anos em que isso ocorre são chamados de anos bissextos.

Movimento de Rotação - Fonte: WordPress.com

- Nutação: neste movimento, o eixo terrestre oscila em torno da posição média de sua órbita, devido à influência da gravidade da Lua sobre a Terra. Acontece a cada 18 anos e 7 meses e não há consequências relevantes.

 

Nutação - Fonte: X.com

  

- Precessão dos Equinócios: é um movimento quase imperceptível. Ocorre porque a Terra faz a rotação de forma inclinada, e recebe esse nome por, a cada 25 770 anos, preceder (antecipar) os equinócios. A Terra fica como um peão desequilibrado, que em vez de girar em eixo na vertical, realiza-o com o eixo inclinado, o que estimula que seu giro fique "torto".

                                 

Precessão dos Equinócios - Fonte: Brasil Escola - UOL

 Estrutura

           Quando vamos falar da estrutura terrestre, falamos do que há no interior dela. Sendo assim, primeiro falamos disso. O interior terrestre possui 3 divisões:

- Crosta

- Manto

- Núcleo

E 4 subdivisões:

- Manto: superior e inferior 

- Núcleo: externo e interno

 Constituição interna e externa da Terra - Fonte: SME

Crosta

- A crosta é a camada mais superficial do planeta e também a mais fina, com a crosta continental chegando em média a 40 km de profundidade, e a oceânica, 7 km; com as medidas extremas, concluimos que a crosta vai de 5 km até 70 km.A crosta terrestre é formada basicamente por rochas e minerais diversos, como silício, alumínio e magnésio. Ela é considerada a camada mais importante do planeta, pois é nela que as atividades humanas se desenvolvem. 

                                           Crosta Terrestre - Fonte: Mundo Educação - UOL

Manto

- O manto é a camada intermediária do planeta, sendo encontrado logo após a crosta. É formado por magma, que quando exposto em superfície pelo vulcanismo, passa a ser chamado de lava. O manto superior é mais pastoso, enquanto o inferior é mais denso e mais quente, podendo chegar a 2000 graus Celsius. Tem 2900 km de profundidade e representa 84% do volume da Terra.

                                    Manto terrestre, o que é? - Fonte: Conhecimento Científico

Núcleo

- O núcleo é a camada mais interna do planeta. Tem profundidade de 6380 km, pode superar os 5000 graus Celsius e é composto por níquel e ferro. O núcleo externo, é a parte do núcleo que se encontra no estado líquido. Isso acontece porque o núcleo da Terra é muito quente, fazendo com que o ferro seja derretido. E núcleo interno, a camada mais profunda da Terra, é sólida; pois nele a pressão é maior, e por causa disso, se une novamente.

                                   Núcleo da Terra, o que é? - Fonte: Conhecimento Científico

        

        Essa divisão (crosta, manto e núcleo), é também conhecida como o modelo geoquímico da Terra.

         

            A estrutura da Terra também pode ser compreendida de outro modo, que é o que chamamos de modelo geodinâmico da Terra. O planeta, neste modelo é dividido em '' sferas'', sendo esta divisão representada assim:

- Litosfera: é a camada mais superficial do planeta. A litosfera é composta de rochas e minerais, e apesar de ser associada à crosta, do modelo geoquímico ela também abrange uma parte superficial do manto superior; a sua profundidade varia de 40 km a 280 km.

- Astenosfera: é a camada imediatamente após a litosfera. As rochas da litosfera são sólidas e rígidas. Rochas abaixo da astenosfera fluem e se separam. Eles também sobem pela litosfera em áreas onde as placas tectônicas estão se separando. A fronteira com a litosfera está entre 80 e 200 quilômetros de profundidade. Os cientistas não sabem ao certo a profundidade do limite inferior, mas tem aproximadamente 700 quilômetros de profundidade.

- Mesosfera: vem depois da astenosfera, e é a camada intermediária do planeta. Tem cerca de 35 km de espessura, com uma altitude entre 50 km e 85 km. É composta de gases e tem a importante função de proteger o planeta Terra de objetos oriundos do espaço e que penetram na atmosfera. É a camada mais fria da atmosfera.

- Endosfera: Situa-se sob a mesosfera, abaixo dos 2900 km de profundidade e corresponde ao núcleo terrestre. Apresenta uma parte fluida até cerca dos 5150 km de profundidade e outra, mais interna, rígida.

Modelo Geoquímico - Fonte: PBworks

ROCHAS

           As rochas são substâncias sólidas e naturais, formadas por um ou mais minerais:

1 mineral - monominerálica 

2 minerais - bi-minerálica

3 minerais - tri-minerálica

4 ou mais minerais - poli-minerálica

As rochas são divididas em três tipos: 

- Magmáticas ou ígneas: são as rochas que são resultado do resfriamento do magma, sendo ele fora da superfície, onde o processo é mais rápido, e as rochas são chamadas de extrusivas ou vulcânicas; ou dentro da superfície, onde é mais lento, que as rochas são chamadas de intrusivas ou plutônicas. Ocupa cerca de 65% da crosta terrestre e é a mais resistente. Ex: basalto.

Basalto - Fonte: eiscolabs

- Sedimentares: são rochas formadas por fragmentos de outras rochas já existentes. As outras rochas passam pelo intemperismo, que é a ação da temperatura, da chuva, do vento, dos ácidos, do gelo e dos seres vivos sobre elas. As rochas sedimentares são as mais frágeis e são as que têm fósseis. Ex: arenito.

Arenito - Fonte: blogspot

- Metamórficas: são rochas magmáticas ou sedimentares que passam pelo processo de metamorfismo, que é estimulado por pressão elevada, temperatura alta, pelo tempo e pelos fluídos, como dióxido de carbono, ácidos e água. Ex: gnaisse.

Gnaisse - Fonte: Loja.quili

                 O ciclo das rochas - Fonte: Tudogeo

Mineral e Minério

           É muito comum as pessoas confundirem mineral e minério, pois eles têm definições semelhantes, e até nomes parecidos! Mas você sabe a diferença entre eles?

Mineral: substância sólida, inorgânica, homogênea, com uma fórmula química definida e geralmente com estrutura cristalina. Exemplos: quartzo, feldspato.

lina. 

Minerais - Fonte: EstudoKids

Minério: minério é um agregado de minerais rico em um determinado mineral ou elemento químico que é viável para extração (mineração). Exemplos: alumínio, esmeralda, diamante, ametista.

Esmeralda - Fonte: Magalu

Diamante - Fonte: Earth.com

Ametista -  Fonte: MeaningCrystals

FÓSSEIS

           O que são fósseis? A resposta para esta pergunta é: fósseis são os restos ou marcas de seres vivos do passado, que morrem e depois são soterrados, se decompondo.

                                                           Fóssil - Fonte: TodaMatéria

- Como se forma um fóssil: por meio da ação de diferentes agentes, com destaque para as questões climáticas do meio e as estruturas morfológicas dos materiais, o resto ou marca do ser vivo se decompõe, ressaltando que ele normalmente se formam em rochas, sendo elas apenas as rochas sedimentares.

- Utilidades dos fósseis:

- Diversidade: conhecer as espécies extintas de seres vivos, as plantas e os animais.

- Ancestralidade: saber que deu origem a quem.

- Conhecer a evolução dos seres vivos, de maneira comparativa.

- Conhecer a história do planeta; o clima, a geografia e a geologia.  

Tipos de Fossilização

- Permineralização: a parte orgânica é substituída por substâncias minerálicas.

- Carbonificação ou incarbonização: ocorre quando há perda de substâncias voláteis, restando uma película de carbono.

- Incrustação: as substâncias minerais se acumulam e cristalizam sobre as partes duras do indivíduo. Na incrustação, a camada de minerais é superficial e se cristaliza sobre as partes duras; já na permineralização, os minerais penetram nos ossos e nos poros, solidificando-os ao longo do tempo.  

Mumificação: a preservação do ser vivo original pode ser total ou parcial. Pode ocorrer por meio de congelamento do animal, desidratação ou solidificação por meio de substâncias impermeáveis. São, portanto, preservadas, nesse processo, algumas partes, como por exemplo os órgãos, ou ainda a última refeição do animal antes de morrer. É o tipo mais raro de fossilização.

 

Fossilização - Fonte: SlideServe

RECURSOS MINERAIS

         

           

           O ser humano usa diversos materiais, como metais, plástico, cimento, entre outros. A maioria desses materiais vem da crosta terrestre e é modificada pela indústria. Os recursos extraídos da natureza e usados por nós são chamados de recursos naturais. E a extração dos recursos naturais pode causar grandes transformações no ambiente.

           Os minerais que são usados para fazer os nossos objetos são chamados de minérios. As jazidas são depósitos naturais de minérios. A mineração ou extrativismo mineral é a atividade de exploração das jazidas. 

RECURSOS NATURAIS

         

  Os seres humanos estão consumindo os recursos naturais mais rápido do que eles se formam ou renovam, ou seja, eles estão se esgotando. Existem os recursos naturais renováveis, como plantas - pois podemos replantá-las - e os animais, que se reproduzem; e os não renováveis, o caso do carvão mineral e do petróleo. Mais alguns recursos naturais renováveis estão acabando mais rápido do que conseguem se renovar, como a pesca excessiva, que os peixes não se reproduzem na velocidade da pesca, então, podem se extinguir.

O SOLO 

           Solo é uma solução de minerais, bactérias, fungos, plantas, animais, matéria orgânica (M.O.) e degetos (fezes) que têm fungos e bactérias que penetram no solo. Existe uma proporção certa de cada substância para um solo ser fértil:

  

- Minerais: 45%

- Matéria orgânica: 5%

- Água: 25%

- Ar: 25%

Solo fértil - Fonte: Folha da Terra

          

 Também existem vários tipos de solo, um mais férteis do que os outros:

- Argiloso: possui uma grande quantidade de água, tem uma textura fina, e são compostos por 45% de argila.

- Arenoso: são de regiões quentes e secas, são altamente vulneráveis à erosão e tem baixa fertilidade.

- Humoso: são bem escuros, devido à sua alta quantidade de matéria orgânica, sendo muito fértil. São de climas úmidos e com quantidade adequada de chuvas,

- Calcário ou mineral: tem bastantes fragmentos de rochas na sua composição, ou seja, não passaram amplamente pelo intemperismo. É de zonas áridas e semiáridas, com poucas chuvas. Possui baixa fertilidade.

A Formação do Solo

           A formação do solo é um processo complexo que ocorre ao longo de milhares de anos. Vários fatores influenciam esse processo, incluindo o clima, a topografia, os organismos vivos e o tipo de rocha subjacente.

Processos de Formação do Solo

1. Lixiviação: A água da chuva dissolve minerais do solo e os transporta para camadas mais profundas.

2. Decomposição Orgânica: Microrganismos quebram a matéria orgânica, liberando nutrientes essenciais para o solo.

3. Mistura Mecânica: A ação de raízes de plantas, animais e insetos mistura o solo.

           O solo é constituído também de horizontes, que são como suas camadas:

Horizonte O: a camada superior, constituída por matéria orgânica em diferentes estágios de decomposição, ou húmus, o que lhe confere uma cor escura,  com pouquíssima quantidade de minerais.

Horizonte A: a camada mineral onde ocorre a maior parte da atividade das raízes. É considerada a camada mais produtiva do solo.

Horizonte E: consiste em partículas de areia e silte. É de aparência esbranquiçada devido à lixiviação dos minerais pela água das chuvas. 

Horizonte B: conhecido como subsolo, é a área onde se acumulam os minerais lixiviados. Geralmente é denso, de cor clara e pobre em matéria orgânica.

Horizonte C: o substrato que consiste em material de origem desintegrado, com menos argila e outros sedimentos. Este horizonte apresente fragmentos de rocha de diferentes tamanhos em processo de intemperismo químico.

Horizonte R: é a camada de rocha que dá origem ao solo; é a última camada do solo. Por ser o leito rochoso e a camada mais profunda e dura não é considerado como solo.

(Fonte: BIOLOGIA PARA A VIDA)

A ATMOSFERA

           A atmosfera é a camada de ar que envolve o nosso planeta. Ela é composta por gases que são mantidos ao redor da Terra devido à atração da gravidade e acompanham o seu movimento. Essa camada gasosa é fundamental para a manutenção da vida na Terra e desempenha várias funções essenciais:

Fonte de oxigênio: A atmosfera fornece o oxigênio, um gás essencial para a vida.

Regulação da temperatura e clima: Ela influencia as condições climáticas e ajuda a manter a temperatura adequada.

Distribuição da água (chuva): A atmosfera está envolvida na circulação da água, incluindo a formação de chuvas.

Proteção contra radiações cósmicas e meteoros: Ela atua como um escudo protetor, impedindo que radiações nocivas alcancem a superfície da Terra.

           A atmosfera terrestre é dividida em camadas com características distintas, cada uma com funções específicas:

Troposfera: A camada mais próxima da superfície da Terra, onde ocorrem os principais fenômenos meteorológicos. Ela se estende até cerca de 12 km de altitude.

Estratosfera: Estende-se até 50 km da superfície. Nessa camada, a temperatura aumenta devido à radiação absorvida pela camada de ozônio, que filtra a radiação ultravioleta.

Mesosfera: Vai até 80 km do solo, com temperatura decrescente. A mesosfera é importante para a manutenção dos seres vivos.

Termosfera: Acima da mesosfera, ocorre a absorção de radiação solar de ondas curtas. A temperatura pode atingir 1500 ºC.

Exosfera: Nessa camada, a atmosfera se torna um vácuo cósmico.

A composição básica da atmosfera terrestre inclui nitrogênio, oxigênio, argônio, gás carbônico e pequenas quantidades de outros gases.

As camadas da atmosfera - Fonte: Luso Meteo

A HIDROSFERA

          A hidrosfera é a camada de água do planeta Terra, contendo o recurso nos estados sólido, líquido e gasoso, como os oceanos, rios, lagos, lençóis subterrâneos, geleiras e até o vapor da atmosfera.

            Ela surgiu há bilhões de anos em decorrência do resfriamento do planeta, sendo formada por um volume fixo de água que é de aproximadamente 1,4 bilhão de km³. A crosta formada por água predomina, sendo ela 71% da crosta, e os outros 29% são a crosta terrestre. Encontramos a água do planeta em nitrogênio, oxigênio, gás carbônico, argônio e vapor da água. A hidrosfera é dividida aproximadamente deste jeito:

I. 97%: água salgada - líquida

II. 3%: água doce: 

II.I - 0,6% embaixo da camada superficial (lençol freático e aquíferos), é de difícil acesso, pois teríamos de cavar um buraco fundo - estado líquido;

A água subterrânea - Fonte: PaseHidro

II.II - 0,1% - na atmosfera (o vapor da água) - estado gasoso;

spot

A água na atmosfera - Fonte: Blogspot

II.III - 0,1% - em rios, lagos e reservatórios - é fundamental usarmos com parcimônia, pois é a única fonte de fácil acesso que os seres humanos têm, e, afinal, é apenas 0,1%;

 

Rios e lagos - Fonte: portaldomeioambiente

II.IV -  2,2% - geleiras, polos, permafrost, cume das montanhas - estado sólido

Geleiras - Fonte: TodoEstudo

 É nessa camada que acontecem as etapas do ciclo da água, que se dá mediante a interação com as demais esferas (atmosfera, litosfera e biosfera). A hidrosfera é, portanto, fundamental para a existência e manutenção da vida no planeta Terra.

A hidrosfera - Fonte: Mundo Ecologia

Fórmula da Água

Molécula da água

Dois átomos de  hidrogênio e um de oxigênio representam a molécula da água.

Ainda que exista uma relação química entre um átomo de hidrogênio e um de oxigênio e por ser estabelecidos pelos dois átomos, os átomos de oxigênio aproximam de forma mais efetiva os elétrons, que dessa forma permanecem mais juntos dele.

A partir daí, a molécula de água exibe uma região positiva, os hidrogênios, e uma negativa, o oxigênio, dando origem a uma molécula polar ou dipolar. A água detém diversas propriedades essenciais para os seres vivos, provenientes de sua estrutura, além de poder dissolver substâncias orgânicas e inorgânicas.

Esta é a fórmula plana da água:

H-O-H

Popularizada por Lewis, a fórmula da água pode ser representada assim:

           Esta ligação entre o hidrogênio e o oxigênio é chamada de ligação covalente; a molécula de água tem que estar em condições extremas, para que essa ligação seja rompida.

           A água no seu estado líquido é composta por suas moléculas, como visto antes representada na fórmula de H2O, para unir diversas dessas moléculas é necessário que haja uma outra ligação, na qual, a mesma é chamada de ligação intermolecular (ligação de hidrogênio). E é justamente esta ligação que mantém a água em seu estado líquido.

           Curiosidade: O universo é composto aproximadamente de 98 à 99% de hidrogênio.

(1pequenocientista)

Ligações intermoleculares - Fonte: conhecimentocientifico

Tensão Superficial da Água

           A água exibe uma variedade de propriedades notáveis, uma das quais é sua tensão superficial.

           Essa característica decorre das ligações de hidrogênio entre as moléculas de água, onde os átomos de hidrogênio de uma molécula são atraídos pelos átomos de oxigênio de moléculas vizinhas.

          A diferenciação de forças de atração entre as moléculas na superfície da água e aquelas abaixo dela é a causa dessa tensão. Enquanto as moléculas abaixo da superfície são atraídas igualmente em todas as direções, as moléculas da superfície têm uma atração restrita às moléculas ao lado e abaixo delas.

   Essa discrepância de atração cria uma força na superfície da água, resultando na formação de uma fina película elástica, conhecida como tensão superficial. Cuidadosamente, seres vivos conseguem até se locomover em cima da água por conta dessa tensão superficial.

Tensão superficial da água - Fonte: Brasil Escola

Os estados da Água

A água tem três estados, que são:

- Sólido

   

- Líquido

  

- Gasoso  

Também são chamados de estados de agregação da matéria.

   A água pode existir em três estados diferentes: sólido, líquido e gasoso. 

- No estado sólido, como gelo nos polos e icebergs, as moléculas estão próximas e a água tem forma e volume definidos.

 

-  No estado líquido, como em rios e oceanos, as moléculas estão mais afastadas e adotam a forma do recipiente. No estado gasoso, na atmosfera, as moléculas estão muito distantes e não têm forma nem volume definidos. Isto só é possível, pois as suas moléculas são únicas, com propriedades que permite a água de estar nos três estados.

           A ligação de hidrogênio, uma força intermolecular, é uma atração entre um átomo de hidrogênio parcialmente positivo e um átomo de oxigênio, flúor ou nitrogênio parcialmente negativo. A diminuição do tamanho dessa ligação ocorre quando as moléculas de água se aproximam e formam essa ligação em temperaturas mais baixas, como na formação de gelo.

           Essa diminuição no comprimento das ligações de hidrogênio faz com que as moléculas de água se organizem em uma estrutura cristalina mais espaçosa, o que resulta na expansão do volume e, consequentemente, no aumento da densidade. Isso significa que o gelo é menos denso do que a água líquida, o que é uma propriedade incomum para a maioria das substâncias.

           Essa peculiaridade é fundamental para a vida aquática, pois permite que o gelo flutue na superfície da água em vez de afundar. Isso impede que os corpos de água congelem de baixo para cima, garantindo que os organismos aquáticos possam sobreviver sob a camada de gelo durante os meses mais frios.

           Essa ligação de hidrogênio é inexistente na sua forma gasosa, pois como está ligação intermolecular é mais frágil, com a energia solar e cinética as moléculas se rompem assim tendo um espaço maior entre elas. 

(1pequenocientista)

Processo de transformação

dos estados da água:

 

A vaporização pode ocorrer de forma rápida ou lenta:

Vaporização Lenta: evaporação 

                                 

                                 

Vaporização Rápida: calefação e ebulição 

Evaporação:

Evaporação: é a mudança de fase do estado líquido para o gasoso de modo gradual, lento. Ela ocorre apenas na superfície do líquido e não é perceptível visualmente, pois não há o surgimento de bolhas nem agitação em seu interior. (UOL)

Evaporação - Fonte: TodaMateria

Calefação:

 Calefação: é uma vaporização muito mais rápida do que as outras duas. Ocorre quando um líquido entra em contato com uma superfície que está com a temperatura mais elevada que seu ponto de ebulição. (UOL)

Calefação - Fonte: eleexemplos

Ebulição: nesse caso, a passagem do estado líquido para o gasoso é causada por um aumento na temperatura, por isso é mais rápida que a anterior. Há a formação de bolhas, sendo bastante perceptível a olho nu, pois ela ocorre com agitação e em toda a extensão da matéria. (UOL)

Ebulição - Fonte: InfoEscola

Ponto de Ebulição é quando o estado líquido de alguma substância está passando para o gasoso. 

Ponto de Fusão é quando o estado sólido de alguma substância está passando pro estado líquido.

(1pequenocientista)

O ciclo hidrológico

O ciclo da água, ou ciclo hidrológico, é um ciclo biogeoquímico que garante que a água circule pelo meio físico e pelos seres vivos. Esse processo depende da luz solar, que garante que a água evapore, dando início ao ciclo. O vapor de água sobe para camadas mais altas da atmosfera e condensa-se, formando nuvens, que são pequenas gotículas de água no estado líquido. Quando essas nuvens ficam carregadas, ocorre a precipitação (chuva), que pode ocorrer na forma líquida ou nas formas de granizo e neve. A água da chuva, então, retorna para a Terra, podendo seguir diferentes caminhos, como voltar para lagos e rios ou infiltrar-se no solo.

(UOL)

O ciclo hidrológico - Fonte: significados - enciciclopédia