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TECTÔNICA GLOBAL (Tekton = construtor em grego) Professos Estefan Monteiro da Fonseca DSc. • Geotectônica - Estuda a movimentação das placas litosféricas e a arquitetura da crosta terrestre; Tectônica global Tectônica global • Evolução da Geologia comparada a criação da teoria da RELATIVIDADE PARA A FÍSICA, ou a do DNA PARA A BIOLOGIA. • A unificação da teoria aconteceu a menos de 40 anos, mas sua filosofia já existe desde o século XX. • Placa na geologia = “laje” grande, rígida formada de rocha sólida. • Tectônica do grego = construir • Tectônica de Placas = superfície da Terra construída por placas. • A teoria é nova (década de 60). Revolucionou nosso conhecimento sobre a dinâmica do nosso planeta. Tectônica global 5 Tempo geológico •É o tempo que mede a idade da Terra. O tempo geológico é dividido em eras, que são subdivididas em períodos. Cada etapa desse tempo é marcado por acontecimentos que o caracterizam. 6 Escala Geológica - pré-cambriana – A primeira Era é a chamada Pré-cambriana, que se divide em três períodos: – Azóica: por volta de 4,5 bilhões de anos atrás, esse período é marcado pela não existência de vida, esse período durou bilhões de anos. – Arqueozóica e Proterozóica: nesse período passaram a surgir os seres unicelulares e invertebrados (algas e bactérias). Formação das rochas magmáticas. 7 Escala Geológica - Paleozóica – A Era Paleozóica está dividida nos períodos: Permiano, Carbonífero, Devoniano, Siluriano, Ordoviciano e Cambriano. – Nestes períodos houve a existência de rochas sedimentares e metamórficas. Surgiu os peixes e os primeiros répteis. 8 Escala Geológica - Mesozóica – A próxima Era foi a Mesozóica, dividida pelos períodos Cretáceo, Jurássico e Triássico. Surgiram mamíferos e aves; répteis gigantescos (dinossauros); grandes florestas; e rochas sedimentares e vulcânicas. 9 Escala Geológica - Cenozóica – Já na Era Cenozóica existem dois períodos, Quaternário e Terciário. Este último houve o desenvolvimento dos mamíferos. Os répteis gigantes foram extintos, formou-se as bacias sedimentares. 10 Escala Geológica - Cenozóica – No período do Quaternário houve a glaciação no hemisfério norte; delineamento dos atuais continentes; formação das bacias sedimentares recentes; aparecimento do homem. TERRA • Planeta Dinâmico em constante deformação de suas estruturas; • Formada de uma dúzia de placas cuja força motriz se localiza no manto; Tectônica global • Placas são formadas nas dorsais mesooceânicas e ao se chocarem, provocam o mergulho da placa mais densa, retornando ao núcleo; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL • 1960 - Francis Bacon apontou o perfeito encaixe da América do Sul com a África; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL • Ao final do século XIX, o geólogo austríaco Eduard Suess postulou que o conjunto dos continentes meridionais atuais formaram um único continente gigante chamado GONDWANA. Tectônica global • Teoria da Tectônica de Placas: Início do Século XX por Alfred Wegener; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) Pangea (do grego = Todas as terras) (220 milhões de anos): Supercontinente formado dos demais ; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Pangea gerou Laurásia e o Gondwana; DERIVA CONTINENTAL (cont.) Wegener em A ORIGEM DOS CONTINENTES E OCEANOS, estudou através de evidências: • Como a direção da Serra do Cabo (África do Sul) quer seria a continuação da Sierra de La Ventana (Argentina); • Planalto na Costa do Marfim da África que teria continuidade no Brasil; • Montes Apalaches = Montanhas do Reino Unido e da Caledônia. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Presença de Fósseis Glossopteris em regiões da África e do Brasil. • A similaridade evolutiva de algumas espécies até o momento determinado como a quebra também suportaram a teoria; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Evidências de Glaciação a 300Ma na região Sudeste do Brasil, Sul da África, Índia, Oeste da Austrália e Antártica; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Alfred Wegener morreu durante uma expedição meteorológica à Groenlândia, em 1930. A idéia de comprovar a teoria da deriva continental ocupou toda a sua vida. • Algumas outras contribuições de Wegener na área diziam respeito à idade do assoalho oceânico. Ele percebeu que os oceanos mais rasos eram mais jovens, ou seja, que a crosta oceânica mais profunda é mais velha. Esta informação foi importante para a evolução da idéia da deriva continental para a teoria da Tectônica de Placas. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • A hipótese errônea do quão rápido os continentes migram reduziu sua credibilidade com outros cientistas. DERIVA CONTINENTAL (cont.) • OBS. A ausência de conhecimento do caráter plástico da astenosfera tirou a credibilidade do livro. • Após cerca de uma década os físicos convenceram que a grande rigidez das placas impossibilitaria seus movimentos. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Em 1928 Arthur Holmes propôs idéias puramente especulativas a respeito de uma possível convecção do assoalho oceânico; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • A 2ª Guerra Mundial possibilitou o desenvolvimento de técnicas de levantamento como sonares que detalham o fundo oceânico, quando descobriu-se as fossas que comprovaram a existência de um ambiente geologicamente muito mais ativo; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • No final da década de 40 e na década seguinte diversas expedições mapearam o fundo do oceano atlântico, o que permitiu o descobrimento da cadeia mesooceânica , cujo formato evidenciou um sistema tensional. • Além disso um fluxo térmico foi constatado; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Final de 50/Início de 60 – Desenvolvimento das técnicas de datação; • Faixas de rochas com mesma idade em lados opostos da cordilheira mesooceânica; • Estudos do magnetismo tb contribuíram para o embasamento da Tectônica – Expansão do Fundo Oceânico; Tectônica global Paleomagnetismo reverso registrado por rochas basálticas ao longo das mesocadeias • Harry Hess publica no início da década de 60 “A história da Bacia oceânica” onde apóia a idéia das estruturas oceânicas estarem ligadas a processos ocorrentes. • O fluxo de calor intenso emitido pela dorsal mesooceânica provocaria a ascensão de material do manto afastando as dorsais, acrescendo o fundo oceânico – CORRENTES DE CONVECÇÃO. Tectônica global • Por outro lado, as placas seriam consumidas nas zonas de subducção, onde a crosta mais densa mergulharia em direção ao interior da Terra. PLACAS TECTÔNICAS • Teoria que descreve o movimento entre placas e as forças atuantes entre elas. • Explica também a distribuição de muitas feições geológicas de grandes proporções que resultam do movimento ao longo dos limites das placas, como cadeias montanhosas, associações de rochas, estruturas do fundo do mar, vulcões e terremotos. Tectônica global PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • Litosfera – porca mais externa da crosta dividida em crosta e manto superior (média de 100km de espessura); • A crosta é dividida em continental (granítica/espessura de 5 a 10km) e oceânica (basáltica/espessura de 25 a 50km); • Astenosfera – limite inferior da Litosfera (Zona de baixa velocidade das ondas P e S, onde a viscosidade resultante das altas temperaturas resultando na condução lenta das ondas;) Tectônica global NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS • As placas Litosféricas podem se divididas em oceânicas ou continentais. • Placas oceânicas podem não incluir fragmentos da crosta continental (Placa do Pacífico) • As características entreCrosta Oceânica e Continental está principalmente em sua composição litológica e química, morfologia, estruturas, idades, espessuras e dinâmica. Tectônica global NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • ROCHAS CONTINENTAIS – Composição variada. • As Rochas continentais podem ser divididas ainda em superiores (sedimentares, ígneas e metamórficas de baixo a médio grau) e inferiores (metamórficas de alto grau de natureza básica a intermediária). Tectônica global NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • A crosta continental está se formando a 3,96 bilhões de anos (gnaisses na região centro-norte que apresentam estruturas resultantes de longo histórico). • A crosta oceânica tem uma composição litológica muito mais homogênea, consistindo de rochas ígneas básicas (basaltos), cobertas em várias partes por uma fina camada sedimentar. Tectônica global O MOSAICO DE PLACAS • De acordo com a teoria da Tectônica de Placas, a Litosfera rígida não é uma capa contínua, mas fragmentada em um mosaico de cerca de uma dúzia de grandes placas rígidas, que estão em movimento sobre a superfície terrestre. • A maior é a placa do Pacífico. Algumas placas recebem o nome dos continentes que elas contêm. Tectônica global TIPOS DE LIMITES ENTRE PLACAS LITOSFÉRICAS Podem ser divididas em 3 tipos distintos: • LIMITES DIVERGENTES: dorsais mesooceânicas – formação de nova crosta; • LIMITES CONVERGENTES: onde as placas colidem – zona de intenso magmatismo; • LIMITES CONSERVATIVOS OU TRANSFORMANTES: deslizamento lateral sem geração ou destruição de crosta – ao longo das falhas transformantes (San Andreas América do Norte). Tectônica global • É nestes limites que se concentram sismos, vulcanismo e orogênese. • Como qualquer modelo, os limites supracitados são idealizados. Além destes existem os “limites oblíquos”, que combinam divergência ou convergência com falhamento transformante. • O comportamento das placas depende de sua natureza. A crosta continental é formada de rochas mais leves e menos resistentes que a crosta oceânica ou o manto abaixo da crosta. Por ser mais leve a crosta continental não é facilmente reciclada como a oceânica. • Como a crosta continental é menos resistente, os limites das placas tendem a ser mais espalhados e mais complicados que as placas oceânicas. Tectônica global PLACAS E SUAS FEIÇÕES MAIORES •As placas se chocam (colidem) nos limites convergentes (1). •As placas se afastam nos limites divergentes (2) = dorsais mesoceânicas. •As placas se tocam (deslizam) ao longo de limites conservativos (3): as falhas transformantes. LIMITES DIVERGENTES • Os limites divergentes nas bacias oceânicas são formados por riftes mais estreitos. • A divergência dentro dos continentes geralmente é mais complexa e distribuída sobre uma área mais larga. Tectônica global Separação de placas nos oceanos • No fundo do mar o limite entre as placas se dá em uma dorsal mesooceânica que exibe vulcanismo ativo, terremotos e rifteamento causados por forças extensionais (estiramento). Tectônica global Cadeias oceânicas e expansão do assoalho oceânico • A maior feição topográfica da superfície terrestre • Representa 20% da superfície terrestre1000-4000 km de largura • Cria novo assoalho oceânico • Nenhum assoalho oceânico possui idade superior ao Jurássico (180 ma) LIMITES DIVERGENTES Limites Convergentes • As placas se aproximam em determinados pontos como compensação pelo afastamento em outros. • O processo de aproximação é chamado de subducção. • A litosfera que descende afunda na astenosfera e é reciclada. • Na área de acavalamento forma-se uma profunda fossa. Nas fossa das Marianas é onde foram registradas as maiores profundidades o planeta Terra (Em torno de 10km). • A medida que a placa litosférica fria descende, esta aumenta de calor eliminando vapores de água. O material litosférico menos denso ascende na astenosfera ascende formando os arcos de ilha, atrás da fossa. Tectônica global Limites Convergentes Terremotos de focos profundos ocorrem ao longo de limites convergentes Focos de terremotos nas vizinhanças das fossas do Japão Convergência Oceano-Continente • Neste caso a placa continental é menos densa acavalando sobre a oceânica. A borda continental fica enrugada gerando uma cadeia de montanhas aproximadamente paralela a fossa de mar profundo. As forças de colisão geram terremotos ao longo da zona de subducção. • A tração entre as placas gera um desgaste da placa oceânica que solta material que é incorporado a continental gerando um registro extremamente complexo. • No caso das zonas de subducção submersas a água do mar gera o derretimento da cunha do manto gerando material para a cunha de vulcões localizada nos cinturões de montanhas localizados atrás da fossa. • Exemplo: Andes gerados pela convergência da Placa Sul americana com a Nazca. Tectônica global Limite de placa convergente oceânico-continental A. Destruição da crosta por colisão de placas. Sismos e tsunamis podem ocorrer. B. Formação de fossas (depressões topográficas). C. Produção de magmas (por fusão da placa) que invadem a crosta, edificando o relevo continental, ou da ilha oceânica. D. Construção de cordilheiras de montanhas. Convergência Continente Continente • Subducção continuada podem colocar dois continentes juntos • Menos densa a litosfera continental não ocorre em subducção • Resulta uma colisão entre dois blocos continentais • Processo produz cadeias de montanhas (Himalaias, Alpes, Apalaches) Tectônica global Convergência Continente Continente Limite de Placa Convergente Tipos: 1) oceânico-continental (Andes) 2) oceânico-oceânico (Fossas Aleutas) 3) continental-continental (Himalaias) O Fundo Oceânico como um Gravador Magnético • Durante a 2ª guerra Mundial foram criados instrumentos de registros de campos magnéticos com o intuito de detectar submarinos. Para estudo de geologia, os mesmos instrumentos foram modificados e utilizados para o registro dos campos magnéticos emitidos pela litosfera. • Assim, foram registrados padrões de alternância magnética regulares, sendo chamadas de anomalias magnéticas. Estes sinais foram uma prova importante da expansão do fundo oceânico. Tectônica global • A dorsal Mesoatlântica é discernível no Oceano Artico, ao norte da Islândia e conecta- se a um sistema de dorsais mesooceânicas que quase circunda o globo e serpenteia pelo oceano Índico e Pacífico, finalizando a costa oeste do Pacífico. • Separação de placas nos continentes Tectônica global MOVIMENTOS DAS PLACAS TECTÔNICAS • Relação intrínseca entre litosfera e astenosfera. Litosfera com força cinética cuja fonte é o fluxo de calor e que este calor migra para o exterior • Muitos cientistas não acreditam que as correntes de convecção não são suficientes para movimentar as placas litosféricas. • SUBDUCÇÃO - placas mais antigas e densas mergulham; Tectônica global VELOCIDADE DE DESLOCAMENTO DAS PLACAS TECTÔNICAS • Em média: 2 a 3m/ano, sendo que a velocidade relativa entre algumas placas possa ser bem maior. • Placas oceânicas apresentam maiores velocidades; • Velocidades proporcionais aos teores de crosta continental presente. Ex.: Sulamericana e Africana: baixas velocidades. Pacífico: altas velocidades. • Velocidades também dependem da geometria da placa; Tectônica global PÓLO DE EXPANSÃO: Ponto em volta do qual a placa tectônica gira; • Velocidade da placa aumenta à medida que o ponto de afasta do pólo de expansão; • Existem placas que apesar de possuírem a capacidade de migrar, permanecem estacionárias. É o caso da placa africana bordejadapor limites divergentes; • A velocidade média das placas é relativa; Mas a absoluta pode ser medida através de hotspots. Estes deixam marcas como vulcões, platôs e cordilheiras (rastros lineares). Através da datação radiométrica é possível calcular a velocidade de movimentação das placas. Tectônica global • Quando o hotspot se localiza abaixo da cordilheira mesooceânica, este provoca um espessamento maior que nas demais partes da dorsal, podendo originar platôs sobre o assoalho oceânico (ex.: Islândia). • Já quando o hotspot se localiza nas placas oceânicas como a do pacífico, as feições formadas podem ser uma cadeia de montanhas vulcânicas. Tectônica global Hot spots • Causado pela subida das plumas a partir de material do manto • Vulcões podem formar sobre eles (Cadeia de ilhas do Havaí) • A maioria das plumas mantélicas são estruturas de longa-vida e algumas podem se originar de grandes profundidades (talvez do limite manto-núcleo) As ilhas do Havaí tem sido formadas em cima de “hot spot” estacionários COLISÕES ENTRE PLACAS OCEÂNICAS • O movimento de choque entre as placas geram feições fisiográficas características. • Os choques podem ser do tipo continente x continente; continente x oceano; oceano x oceano. • Quando duas placas oceânicas de densidades diferentes se chocam, a mais densa mergulha levando material superficial que em contato com o manto se funde, resultando em intensa atividade vulcânica de composição andesítica gerando arcos de ilha (Japão); Tectônica global • Quando placa oceânica se choca com a continental, a primeira descende, que da mesma forma que o caso supracitado, forma arcos magmáticos na borda do continente (rochas vulcânicas de composição andesítica, dacítica e rochas plutônicas) ex : Andes • Quando duas placas continentais se chocam a crosta continental levada pela oceânica se subside, não produzindo vulcanismo como os demais casos. Gera, porém, intenso metamorfismo de rochas continentais preexistentes. (ex.: Himalaias) • Associados aos processos colisionais estão diversas feições geológicas como bacias de Ante Arco e Retro-Arco. Tectônica global • ANTE ARCO: formadas na placa continental, na frente do arco, entre este e a fossa, devido a formação de uma elevação produto da colisão das placas; estes só se formam com uma contribuição significativa de sedimentos provenientes da erosão de rochas vulcânicas e sedimentares do próprio arco adjacente. Tectônica global • RETRO ARCO: preenchido por sedimentos de mar raso podendo ocorrer vulcanismo basáltico associado aos movimentos tesionais (rupturas). Tectônica global MARGENS CONTINENTAIS ATIVAS: • Limites convergentes de placas de placas tectônicas onde ocorrem subducção e falhas transformantes; • Atividades tectônicas importantes, formação de cordilheiras (orogênese). Exemplo: Costa do Pacífico. • Se formam mélanges e ofiolitos. Tectônica global PASSIVAS: • Se formam durante o processo de formação de novas bacias oceânicas, quando da fragmentação de continentes (rifteamento); • Ponto de junção entre 3 riftes é chamado ponto tríplice • A abertura e fechamento de bacias se chama “Ciclo de Wilson” Tectônica global Limites de Falhas Transformantes • Não há destruição nem criação de litosfera. São encontradas ao longo das coordilheiras mesooceânicas, onde o limite divergente tem sua continuidade quebrada. • Ex: falha de San Andreas. Tectônica global Limite Transformante • O terceiro tipo de limite • Placas deslizam entre si mas a litosfera não é criada nem destruída • Falhas Transformantes • A maioria junta dois segmentos da cadeia meso- oceânica como parte de quebra linaer na crosta oceânica conhecida como zonas de fraturas.