terça-feira, 16 de outubro de 2012

Tectônica de Placas


Surgimento da Teoria da Deriva Continental
A teoria que os continentes não estiveram sempre nas suas posições atuais foi conjecturada muito antes do século vinte; este modelo foi sugerido, pela primeira vez, em 1596 por um fabricante holandês, Abraham Ortelius. Ortelius sugeriu de que as Américas "foram rasgadas e afastadas da Europa e África por terremotos e inundações" e acrescentou: "os vestígios da ruptura revelam-se, se alguém trouxer para a sua frente um mapa do mundo e observar com cuidado as costas dos três continentes." A idéia de Ortelius foi retomada no século dezenove. Entretanto, só em 1912 é que a idéia do movimento dos continentes foi seriamente considerada como uma teoria científica designada por Deriva dos Continentes, escrita em dois artigos publicados por um meteorologista alemão chamado Alfred Lothar Wegener. Argumentou que, há cerca de 200 milhões de anos, havia um supercontinente - Pangeia=Pangea - que começou a fraturar-se. Alexander Du Toit, professor de geologia na Universidade de Joanesburgo e um dos defensores mais acérrimos das idéias de Wegener, propôs que a Pangeia, primeiro, se dividiu em dois grandes continentes, a Laurásia no hemisfério norte e a Gondwana no hemisfério sul. Laurásia e Gondwana continuaram então a fraturar-se, ao longo dos tempos, dando origem aos vários continentes que existem hoje.
A teoria de Wegener foi apoiada em parte por aquilo que lhe pareceu ser o ajuste notável dos continentes americano e africano do sul, argumento utilizado por Abraham Ortelius três séculos antes. Wegener também estava intrigado com as ocorrências de estruturas geológicas pouco comuns e dos fósseis de plantas e animais encontrados na América do Sul e África, que estão separados atualmente pelo Oceano Atlântico. Deduziu que era fisicamente impossível para a maioria daqueles organismos ter nadado ou ter sido transportado através de um oceano tão vasto. Para ele, a presença de espécies fósseis idênticas ao longo das costas litorais de África e América do Sul era a evidência que faltava para demonstrar que, uma vez, os dois continentes estiveram ligados.
A figura representa o ajuste, atual, da linha de costa do continente da América do Sul com o continente de África. Com a cor roxa representam-se as estruturas geológicas e rochas tipo perfeitamente idênticas. Repare-se na continuidade, nos dois continentes, das manchas roxas.
Segundo Wegener, a Deriva dos Continentes após a fratura da Pangeia explicava não só as ocorrências fósseis, mas também as evidências de mudanças dramáticas do clima em alguns continentes. Por exemplo, a descoberta de fósseis deplantas tropicais (na formação de depósitos de carvão) na Antártida conduziu à conclusão que este continente, atualmente coberto de gelo, já esteve situada perto do equador, com um clima temperado onde a vegetação luxuriante poderia desenvolver-se. Do mesmo modo que os fósseis característicos de fetos (Glossopteris) descobertos em regiões agora polares, e a ocorrência de depósitos glaciários em regiões áridas de África , tal como o Vaal River Valley na África do sul, foram argumentos factuais invocados a favor da teoria da Deriva dos Continentes.
Esquema mostrando a distribuição geográfica de fósseis de animais e plantas no supercontinente da Pangeia
A teoria da Deriva Continental transformar-se-ia na "bomba" que explodiu na comunidade científica da época, de tal modo fez surgir uma nova maneira de ver a Terra. Contudo, apesar das evidências, a proposta de Wegener não foi tão bem recebida, pela comunidade científica, como se possa pensar, embora estivesse, em grande parte, de acordo com a informaçãocientífica disponível, naquele tempo. Uma fraqueza fatal na teoria de Wegener era o fato de não poder responder satisfatoriamente à pergunta mais importante levantada pelos seus críticos: que tipo de forças podia ser tão forte para mover massas de rocha contínua tão grandes ao longo de tais distâncias tão grandes? Wegener sugeriu que os continentes se separavam através do fundo do oceano, mas Harold Jeffreys, um geofísico inglês notável, contra-argumentou, de modo científico, que era fisicamente impossível para uma massa de rocha contínua tão grande separar-se através do fundo oceânico sem se fragmentar na totalidade.
Entretanto, após a morte de Wegener, em 1930, novas evidências a partir da exploração dos fundos oceânicos, bem como outros estudos geológicos e geofísicos reacenderam o interesse pela teoria de Wegener, conduzindo finalmente ao desenvolvimento da teoria da Tectônica de Placas.
Surgimento da Teoria da Tectônica Global
A Tectônica de Placas provou ser tão importante para as ciências de terra como a descoberta da estrutura do átomo foi para a Física e Química, assim como a Teoria da Evolução foi para as Ciências da Vida. Embora, atualmente, a teoria da Tectônica de Placas seja aceite pela comunidade científica, existem várias vertentes da teoria que continuam a serem debatidas.
Em termos geológicos, uma placa é uma "grande laje", formada por rochas rígidas. O termo tectônica vem da raiz grega "construir." Unindo estas duas palavras, passamos a ter tectônica de placas, o que quer dizer que a superfície da terra é construída por placas. A teoria da tectônica de placas diz-nos que a camada superficial da terra (litosfera) está fragmentada numa meia dúzia de placas maiores, e algumas outras menores, que estão em movimento relativo umas em conexão com as outras, enquanto assentam sobre uma camada estrutural mais quente, menos rígida e mais móvel. A tectônica de placas é um conceito científico relativamente recente, introduzido há cerca de 50 anos, que revolucionou a nossa compreensão doplaneta dinâmico ("Vivo") em cima do qual nós vivemos. A teoria globaliza o estudo da terra recorrendo a muitos dos domínios das Ciências da Terra, desde a Paleontologia (o estudo dos fósseis) à Sismologia (o estudo dos terremotos). Forneceu explicações às perguntas sobre as quais os cientistas especularam durante séculos, tais como: porque é que os terremotos e as erupções vulcânicas ocorrem em áreas muito específicas do globo terrestre, e como é que as grandes montanhas como os Alpes e os Himalaias se formaram?
A Tectônica de Placas é aceita atualmente de forma quase universal, os seus mecanismos são plausíveis e com bastantes demonstrações. Entretanto, muitos detalhes dos mecanismos terão ainda que serem comprovados, e algumas teorias que envolvem vários detalhes da tectônica de placas são bastante questionáveis. Vamos tentar definir alguns dos princípios básicos do mecanismo global, e examinar seu efeito na criação das terras continentais.
O que se segue não é um sumário do pensamento atual sobre a tectônica de placas e os seus mecanismos; freqüentemente, novas, e provavelmente controversas, idéias são apresentadas à consideração dos cientistas. O que vamos apresentar é uma exposição simples dos princípios básicos que devem reger os movimentos das placas, algumas hipóteses sobre os mecanismos de convecxão, o transporte dos continentes e a sua "reciclagem", bem como alguns cenários previstos para os eventos passados e futuros da tectônica de placas.
Aproximadamente dois terços da superfície da terra encontram-se abaixo dos oceanos. Antes do século 19, as profundidades dos oceanos eram matéria de pura especulação, e a maioria das pessoas pensava que o fundo dos oceanos era relativamente liso e sem quaisquer aspectos relevantes. A exploração oceânica, durante os tempos seguintes, melhorou profundamente o nosso conhecimento sobre os fundos dos oceanos e a sua expansão. Nós sabemos agora que a maioria dos processos geológicos que ocorrem na terra estão ligados, diretamente ou indiretamente, à dinâmica dos fundos oceânicos.
Em 1947, os sismologistas que se encontravam no navio de pesquisa Atlantis dos E. U. A. descobriram que a camada de sedimento no fundo do Oceano Atlântico era muito mais fina do que pensavam inicialmente. Os cientistas acreditavam que os oceanos existiam, pelo menos, há 4 bilhões de anos, logo a camada de sedimento deveria de ser muito espessa. Porque é que havia tão pouca acumulação de sedimento e de restos e fragmentos sedimentares no fundo do oceano? A resposta a esta e outras perguntas, que surgiram após uma exploração mais pormenorizada e avançada, provaria ser vital para o surgimento do conceito de tectônica de placas.
No início dos anos de 1950, os cientistas, usando instrumentos de medida do magnetismo (magnetômetros), começaram a reconhecer variações magnéticas impares através do fundo dos oceanos. Esta descoberta, embora inesperada, não foi inteiramente surpreendente porque se sabia que o basalto -- uma rocha vulcânica rica em ferro e que faz parte dos fundos dos oceanos -- contêm um mineral fortemente magnético (magnetita), que pode localmente obrigar à distorção das leituras da bússola. Sabendo que a presença da magnetita dá ao basalto propriedades magnéticas mensuráveis, estas variações magnéticas, recentemente descobertas, forneceram novos meios para o estudo dos fundos dos oceanos profundos.


Um modelo teórico da formação da banda de anomalias magnéticas. A nova crosta oceânica que resulta da consolidação do magma que sai, de forma praticamente contínua, da crista médio-oceânica, esfria e torna-se cada vez mais velha enquanto se move (sentido dado pelas setas - bandas de cor laranja e creme) afastando-se da crista médio-oceânica originando a expansão do fundo oceânico (veja o texto): a. a crista médio-oceânica e a banda magnética há, aproximadamente, 5 milhões de anos; b. há, aproximadamente, 2 a 3 milhões de anos; e c. atualmente.
Como, durante os anos das décadas de 1950 e 60, foram sendo traçados mais mapas das anomalias magnéticas dos fundos oceânicos, logo mais informação, ficou provado que as variações magnéticas não eram aleatórias mas obedeciam a padrões determinados. Quando estes padrões magnéticos foram traçados sobre grandes regiões, o fundo do oceano apresentou um padrão do tipo “zebra” (Ver figura da página anterior-formação da banda de anomalias magnéticas-). Asbandas alternas de diferente polaridade magnética estavam colocadas, do lado de fora, em faixas, de um e do outro lado da crista médio-oceânica (meso-oceânica): uma faixa com polaridade normal e a faixa adjacente com polaridade invertida. O teste padrão total, definido por estas faixas alternadas de rocha magnetizada com polarização normal e inversa, tornou-se conhecido como o “listado” magnético.
A descoberta do “listado” magnético alertou, naturalmente, para mais perguntas: como se forma o teste padrão magnético do “listado”? E por que são as faixas simétricas em torno das cristas ou dorsais médio-oceânicos? Estas perguntas não poderiam ser respondidas sem se saber o significado destas dorsais. Em 1961, os cientistas começaram a teorizar sobre aestrutura das zonas das dorsais da crista médio-oceânica onde o fundo oceânico era rasgado em dois, longitudinalmente, ao longo da crista. O magma novo, proveniente de grandes profundidades da terra, subia facilmente, ao longo destas zonas de fraqueza, e era expelido ao longo da crista, criando uma crosta oceânica nova. Este processo, operado durante muitos milhões e anos construiu o sistema de 50.000 quilômetros ao longo das cristas ou dorsais médio-oceânicos. Esta hipótese era suportada por diversas linhas da evidência: (1) junto da crista, as rochas são muito novas, e tornam-se progressivamente mais velhas quando afastadas da crista; (2) a rocha, mais nova, junto à crista, tem sempre uma polaridade (normal) atual; e (3) as “listas” das rochas paralelas e simétricas à crista alternam na polaridade magnética (normal-invertida-normal, etc.), sugerindo que o campo magnético da terra se inverteu muitas vezes.


A evidência adicional da expansão do fundo oceânico veio de uma fonte inesperada, a exploração do petróleo ao longo das margens continentais, nas plataformas marinhas. Quando as idades das amostras foram determinadas por métodos de datação paleontológica e isotópica (datação radiométrica - "absoluta"- ver apostila de Tempo geiológico), forneceram a evidência que faltava para provar a hipótese da expansão dos fundos oceânicos. Uma conseqüência profunda da expansão dos fundos oceânicos seria que a nova crosta oceânica, sendo, continuamente, criada ao longo das cristas oceânicas, implicava um grande aumento no tamanho da terra desde a sua formação. A maioria dos geólogos sabe que a terra mudou pouco no tamanho desde sua formação há 4,6 bilhões de anos, levantando uma pergunta chave: como pode a nova crosta oceânica ser adicionada, continuamente, ao longo das cristas oceânicas sem aumentar o tamanho da terra? Esta pergunta intrigou, particularmente, Harry H. Hess e Robert S. Dietz. Hess formulou o raciocínio seguinte: se a crosta oceânica se expandia ao longo das cristas oceânicas, ela tinha de ser "consumida" noutros lugares da terra. Deste modo, sugeriu que a nova crosta oceânica espalhou-se, continuamente, afastada das cristas, segundo um movimento de transporte do tipo "correia". Milhões de anos mais tarde, a crosta oceânica desce, eventualmente, nas fossas oceânicas, onde seria "consumida". De acordo com Hess, enquanto o Oceano Atlântico estava a expandir-se o Oceano Pacífico estava a contrair-se. Assim, as idéias de Hess, davam uma explicação clara porque a terra não aumentava de tamanho.
Durante o século 20, os cientistas chegaram à conclusão que os sismos (tremores de terra) tendem a concentrar-se em determinadas áreas, ao longo das fossas e das cristas oceânicas. Os sismologistas começaram a identificar diversas zonas proeminentes dos tremores de terra. Estas zonas tornaram-se, mais tarde, conhecidas como zonas de Wadati-Benioff, ou simplesmente zonas de Benioff. Os dados permitiram que os sismologistas traçassem com precisão as zonas de concentração dos sismos de todo o planeta Terra.
Mas qual era o significado da relação entre os sismos e as fossas e cristas oceânicas? O reconhecimento de tal conexão ajudou a confirmar a hipótese da expansão-consumo da crosta oceânica, localizando as zonas onde Hess tinha previsto que a crosta oceânica estava a ser gerada (ao longo das cristas) e as zonas aonde a litosfera se afunda para dentro do manto (abaixo das fossas). São zonas onde se geram e libertam quantidades de energia muito elevadas.
Os cientistas têm, agora, uma compreensão razoavelmente boa de como as placas se movem, e de como tais movimentosse relacionam com a atividade sísmica. Grande parte do movimento ocorre ao longo das zonas estreitas entre placas, onde os resultados das forças tectônicas são mais que evidentes.


Esquema mostrando um mecanismo de transporte das placas. Por exemplo, o calor radioativo acumulado no interior da Terra e não completamente dissipado pelo vulcanismo será suficiente para aquecer as camadas do manto e gerar correntes de convecção térmica ascendentes, semelhantes às que se formam com a água a ferver, que transportam as placas por arrastamento ("efeito de correia").


Esquema de seção do globo terrestre, mostrando, noutra perspectiva o mecanismo do movimento das placas ("Tração da placa") por efeito de correntes de convecção térmica.
Há quatro tipos de limites de placa: · Limites divergentes -- onde a nova crosta é gerada, enquanto as placas são "empurradas" afastando-se.· Limites convergentes -- onde a crosta é destruída, enquanto uma placa "mergulha" sob outra.· Limites transformantes -- onde a crosta nem está a ser produzida nem a ser destruída, enquanto as placas deslizam horizontalmente uma em relação à outra. · Zonas dos limites entre placas -- as largas bandas em que os limites entre placas não estão bem definidos, e os efeitos da interação das placas não são claros.
É notável a ligação entre a atividade vulcânica e as placas oceânicas e continentais, particularmente nos limites das placas. Deste modo, podemos falar em vulcanismo de subducção resultante do choque de placas oceânicas, originando, por exemplo, os arcos insulares ativos, e do choque de uma placa oceânica com uma placa continental, originando a formação de cadeias montanhosas costeiras com atividade vulcânica (limites convergentes); vulcanismo no interior das placas oceânicas, o vulcanismo associado aos pontos quentes, o qual resulta da ascensão de plumas de material sobre aquecido nos níveis mais profundos do manto; vulcanismo de crista oceânica em expansão, originando a libertação do magma com formação de nova crosta oceânica (limites divergentes); no interior das placas continentais, a formação de riftes continentais precursores de cristas médio-oceânicas explica a existência de vulcanismo em locais afastados do limite das placas.

Modelo de placas Modelo de placas
de limites convergentes, de limites transformantes,
mostrando o movimento mostrando o movimento relativo
relativo das placas.

Em princípio os interiores das placas são geologicamente calmos. Existem, contudo, algumas exceções. Por exemplo, uma observação a um mapa do oceano Pacífico revela muitas ilhas na placa pacífica, afastadas dos seus limites. Todas elas são ou foram vulcões, isto é, tiveram origem no vulcanismo do fundo do mar. As ilhas do Havai são um exemplo típico, formando um arquipélago alinhado. A datação de lavas da cadeia havaiana (e outras) mostrou que as suas idades aumentam à medida que nos afastamos do vulcão atualmente ativo.


Esquema mostrando uma secção (a) e um plano (b) de parte da placa pacífica, na região da cadeia havaiana. Observa-se o ponto quente estático dando origem a novas ilhas (Hawai-vulcanismo ativo). As ilhas mais velhas, vulcanismo extinto (inativo), foram arrastadas pela placa pacífica, na direção Noroeste, sendo a mais velha a ilha de Kauai.


Bloco diagrama mostrando o mecanismo de formação da cadeia havaiana, constituída por ilhas vulcânicas assentes na placa pacífica e longe dos limites desta.
A maior parte dos vulcões que surgem no interior das placas serão criados por pontos de erupção, fontes fixas de material vulcânico (magma) que se erguem das profundezas do manto. À sua expressão atual, como no Havai, chamamos pontos quentes (Hot Spots). A maior parte dos grandes vulcões ativos no interior das placas apresenta um rasto de vulcões extintos cada vez mais velhos que assinala o percurso da placa litosférica sobre o ponto de erupção. Os pontos quentes parecem ter origem a grande profundidade, talvez até nos limites entre o núcleo e o manto; muitos deles estão ativos há muito tempo. Os vulcões mais antigos originados pelo ponto havaiano têm idades próximas dos 80 milhões de anos.
Os limites divergentes ocorrem ao longo das placas que estão em movimento de separação (afastamento; divergente) e a nova crosta é criada pelo magma que se eleva do manto. A imagem, é a de duas "correias" gigantes transportadoras, semelhantes a tapetes rolantes, enfrentando-se mas movendo-se, lentamente, em sentidos opostos transportando a crosta oceânica recentemente formada a partir da crista oceânica. Talvez, os limites divergentes melhor conhecidos sejam os da crista oceânica Médio-Atlântica (Meso-Atlântica). Esta gigantesca montanha submersa estende-se desde o Oceano Ártico até ao extremo sul de África. A velocidade de expansão (afastamento) das placas ao longo da crista oceânica Médio-Atlântica é de aproximadamente 2,5 centímetros por ano (cm/ano), ou de 25 quilômetros num milhão de anos. Esta velocidade de expansão pode parecer lenta para os padrões humanos, mas porque este processo teve a sua origem há cerca de 200 milhões de anos, resultou num afastamento das placas da ordem dos milhares de quilômetros. A expansão do fundo oceânico ao longo dos 200 milhões de anos passados fez com que o Oceano Atlântico crescesse a partir de uma minúscula entrada de água, entre os continentes da Europa, África e das Américas, dando origem ao vasto oceano que hoje existe. A Islândia é um país vulcânico, que está sobre a dorsal Médio-Atlântica, oferecendo aos cientistas um laboratório natural para estudarem, em terra, os processos que ocorrem ao longo das partes submersas de uma crista médio-oceânica. A Islândia está a abrir ao longo do centro, expandindo-se entre as placas Norte-Americana e Euro-Asiática, dado que a América do Norte está em movimento para Oeste relativamente a Euro-Ásia.


Já anteriormente foi referido que o tamanho da terra não mudou significativamente durante os últimos 600 milhões de anos, e muito provavelmente logo após sua formação há 4,6 bilhões de anos. O tamanho da terra, praticamente constante desde a sua formação, implica que a crosta tem de ser destruída segundo uma velocidade mais ou menos idêntica à que está a ser criada. Tal destruição (reciclagem) da crosta ocorre ao longo dos limites convergentes das placas que se movem uma contra a outra. Uma placa afunda-se (subducção) sob a outra. A região onde uma placa mergulha por baixo de outra é chamada zona de subducção. O tipo de convergência -- chamada por alguns uma " colisão muito lenta " -- que ocorre entre placas depende do tipo de litosfera envolvido. A convergência pode ocorrer entre uma placa oceânica e uma continental, entre duas placas oceânicas, ou entre duas placas continentais.
A zona entre duas placas que deslizam horizontalmente, uma em relação à outra, é chamada um limite de falha transformante, ou simplesmente um limite transformante. O conceito de falhas transformantes foi proposto pelo geofísico canadense J. Tuzo Wilson, tendo determinado que estas falhas ou grandes zonas de fratura ligam dois centros de expansão (limites divergentes de placas) ou, menos freqüentemente, centros de destruição, as fossas (limites convergentes de placas). A maioria das falhas transformantes são encontrados no fundo oceânico. Deslocam, geralmente, as dorsais ativas (em expansão), originando margens da placa em "zig-zag". Aqui, têm origem, geralmente, os tremores de terra de baixa profundidade, também designados sismos rasos. Algumas falhas transformantes ocorrem nos continentes, por exemplo, a zona de falha de Santo André (San Andreas) na Califórnia e a falha Alpina na Nova Zelândia.
Nem todos os limites das placas são tão simples quanto os tipos principais discutidos acima. Em algumas regiões da terra, os limites não estão bem definidos porque a deformação da placa em movimento que ali ocorre estende-se sobre uma larga região (chamada uma zona do limite entre placas). Uma destas zonas marca a região Mediterrânica-Alpina entre as placas Euro-Asiática e Africana, na qual diversos fragmentos menores das placas (microplacas) foram reconhecidos. Porque as zonas dos limites entre placas envolvem pelo menos duas grandes placas e uma ou mais microplacas, tendem a ter estruturas complicadas.


Mapa mostrando as principais placas da Terra e as respectivas designações, bem como o traçado das cristas e fossas mais importantes. 

As direções dos grandes movimentos relativos das respectivas placas estão indicadas com setas azuis.
Hoje é possível medir, com precisão, a velocidade de expansão e de subducção das placas. Mas, como é que os cientistas podem saber quais foram às velocidades do movimento das placas ao longo do tempo geológico? Os oceanos guardam uma das chaves do enigma. Porque o listado magnético dos fundos oceânicos grava as inversões do campo magnético terrestre tal como já foi referido anteriormente, e os cientistas sabendo a duração aproximada de uma inversão, podem calcular a velocidade média do movimento da placa durante uma dada extensão de tempo. Estas velocidades médias de afastamentos (cristas ou dorsais) e desaparecimentos (fossas-zonas de subducção) das placas podem variar muito, como é visível nos exemplos atuais apresentados no mapa representado em baixo.
Formação das Montanhas
As montanhas são formas de relevo da superfície da Terra que, normalmente, se elevam para um topo estreito em forma de cume, originando escarpas. São vastas elevações e depressões. Podem apresentar-se segundo extensos alinhamentos de relevo, ou sob a forma de Montanhas Isoladas, estas normalmente associadas a fenômenos vulcânicos. Vamos procurar dar algumas explicações, tendo sempre em conta o conhecimento atual, para a formação das montanhas. Na Terra os extensos alinhamentos de relevo que cruzam oceanos e continentes têm uma origem, direta ou indiretamente, ligada ao movimento das grandes placas litosféricas terrestres. Dentre estas estruturas, as cadeias de montanhas são as que melhor se conhecem e as que, com certeza, foram objeto das mais antigas investigações científicas. Vejamos a figura, abaixo, que nos mostra as cadeias de montanhas continentais dos Andes, Montanhas Rochosas, Apalaches, Atlas, Pirinéus, Alpes, Cárpatos e os Himalaias.


Mapa mundi mostrando as grandes cadeias de montanhas continentais e o respectivo alinhamento.
As montanhas formam-se através de diversos processos geológicos. Assim, podemos considerar quatro tipos diferentes de montanhas: vulcânicas, erodidas, falhadas, e dobradas.
Montanhas vulcânicas, também conhecidas como vulcões. Apresentam, na maioria dos casos, uma parte emersa que por sua vez faz parte de uma sucessão de grandes vulcões. Uma região com uma sucessão de vulcões é o Havai. O Mauna Kea (4.205 m) é um exemplo típico de uma montanha vulcânica.


Mauna Kea (4.205 m), montanha vulcânica do Havai.


Arco de Fogo do Pacífico, mostrando algumas montanhas vulcânicas, entre elas a Mauna Kea do Havai.
Montanhas erodidas são formadas pelo fenômeno da erosão (vide apostila de rochas – Rochas sedimentares). As águas, os ventos, as variações de temperatura e os seres vivos causam o desgaste das rochas. Em simultâneo dá-se o fenômeno do transporte dos materiais desagregados. Quando existem, na mesma região, rochas resistentes à erosão e rochas facilmente erodidas, dá-se o fenômeno de erosão diferencial, acontecendo que as rochas resistentes à erosão acabam por formar um grande relevo terrestre, isto é, uma montanha. O Cume Do Lança (4,301 m) é um exemplo de uma montanha erodida. O Cume Do Lança é uma grande massa de granito que tem resistido à erosão de milhões de anos.


O Cume Do Lança (4.301 m) é uma grande massa de granito, situada nas Montanhas Rochosas, na parte Ocidental da América do Norte. 
Na região do Oeste da América do Norte, ocupada pelas Montanhas Rochosas encontra-se o Grand Canyon, representado na fotografia. Existe uma grande variedade de rochas, sobretudo arenitos, argilítos e calcários, com Idades que vão desde o Cambriano até o Permiano. É notável, neste exemplo, o efeito da erosão diferencial, originando vertentes abruptas ou suaves.
Montanhas de falha são formadas pela vertical criada ao longo de grandes planos de falha, originando grandes massas de blocos escarpados. Este tipo de montanhas é comum nos Estados Unidos Ocidentais, tal como acontece na Serra Nevada. Vales de falha são também formados desta maneira.
Montanhas dobradas são as mais típicas e freqüentes, razão porque, a seguir, iremos examinar, com algum pormenor, a formação destas montanhas. Foram originadas pelo lento movimento das placas litosféricas convergentes, isto é, colisões entre massas continentais ao longo do Tempo Geológico unindo-as e originando cadeias montanhosas. As fotografias abaixo são exemplos de montanhas dobradas.
Orogenia é o termo que os geólogos usam para denominar o processo de formação das cinturas de montanhas dobradas, mais vulgarmente conhecidas como cadeias de montanhas. 0 termo Orogenia foi utilizado, pela primeira vez por G. K. Gilbert, em 1890, para descrever o processo de edificação de montanhas. Gilbert utilizou-o, tendo no pensamento cadeias bem familiares, como as das Montanhas Rochosas ou os Alpes, que freqüentemente se denominam de cinturas de montanhas dobradas (ou orogênicas), na medida em que tais montanhas são constituídas por rochas dobradas como resultado da compressão da crosta. As cadeias de montanhas com rochas dobradas, assim como os arcos insulares e as fossas oceânicas desenvolvem-se onde há a convergência de placas crustais. A verdade é que tal não era possível porque não existe crosta oceânica com mais de 200 milhões de anos. Isto, porque como sabemos a crosta oceânica é consumida, onde os Limites (Margens) das placas oceânicas deslizam para debaixo dos continentes limítrofes, para então descer para as profundezas do manto e serem digeridos nas zonas internas e quentes da Terra.
Agora, vamos fazer uma pequena introdução para ficarmos com algumas noções muito elementares sobre um dos domínios da Geologia, a Geologia Estrutural, a fim de compreendermos um pouco melhor a formação das cadeias montanhosas dobradas. Esta consiste no estudo e análise da história de uma rocha tal como fica registrada na sua geometria, isto é, a sua posição espacial, absoluta e relativa. Este domínio faz parte de uma matéria mais ampla, no que concerne à deformação da crosta terrestre provocada pelos movimentos e forças causadores da alteração da disposição ou arranjo que as rochas possuíam inicialmente, o qual se designa por Tectônica. Sempre que uma rocha é submetida a pressões muito elevadas, pode dobrar-se ou fraturar-se. Daí resultam as dobras e fraturas (falhas quando os blocos sofrem deslocamentos relativos). O tipo de estrutura resultante depende das propriedades físicas das rochas e do meio em que se produzem as deformações.Dobras são estruturas cujas superfícies primárias de referência ficaram abauladas, curvadas ou alteradas sem perca de continuidade. 
Há vários tipos de dobras. Por exemplo, de acordo com a geometria podemos distinguir três variedades de dobras: anticlinais (dobras cujos lados ou flancos inclinam-se em sentidos divergentes), sinclinais (dobras cujos flancos inclinam-se em sentidos convergentes) e monoclinais (consistem numa flexão, em que as camadas mais ou menos horizontais, assumem, localmente, uma inclinação em determinada direção). Há dobras de escala microscópica até dobras com dezenas e centenas de quilômetros. Uma dobra raras vezes se encontra isolada, e quase todas elas contribuem para a constituição de um Sistema de Dobras. Os sistemas de dobras mais extensos e espetaculares desenvolveram-se nas chamadas cinturas de montanhas dobradas ou orogênicas.
Fonte: 
http://www.ebah.com.br/

Terremotos: Origens, Causas e Consequências


Origem dos Terremotos
É um movimento brusco e repentino do terreno resultante de um falhamento. Portanto, a ruptura da rocha é o mecanismo pelo qual o terremoto é produzido.
As rochas comportam-se como corpos elásticos e podem acumular deformações quando submetidas a esforços de compressão ou de tração. Quando este esforço excede o limite de resitência da rocha esta se rompe ao longo de um plano, novo ou pré-existente de fratura, chamado FALHA.
Falhas Geológicas
A quase totalidade dos terremotos tem origem tectônica, isto é, estão associados a falhamentos geológicos.
Entretanto, terremotos podem ser também ocasionados por atividades vulcânicas ou pela própria ação do homem que, neste caso, recebe a denominação de sismos induzidos. Como exemplos significativos temos os sismos produzidos por explosões nucleares ou gerados pela criação de grandes reservatórios hidrelétricos.
Tipos de falhas
( clique para ampliar )
Traço da falha de Santo André na planície de Carrizo (California)
Os maiores eventos tanto de origem induzida quanto vulcânica sempre apresentam magnitudes muito inferiores aos grandes terremotos tectônicos.
Teoria do Rebote Elástico
Bloco crustal
em repouso
Deformação
devida ao esforço
Instante
da ruptura
Rebote elástico
para nova posição
de equilíibrio
Teoria proposta por H.F. Reid para explicar o terremoto de São Francisco em 1906.
Interior da Terra
Como se pode conhecer as camadas geológicas abaixo de nossos pés e outras estruturas localizadas no interior e no centro da Terra, situado a cerca de 6370 km de profundidade? Por meio de perfurações o homem tem acesso, direto, apenas, aos primeiros quilometros. Daí, para baixo, são as ondas sísmicas que revelam conhecimentos sobre o interior de nosso Planeta.
A propagação das ondas sísmicas produzidas pelos terremotos varia de velocidade e de trajetória em função das características do meio elástico em que trafegam. A correta interpretação do registro dessas ondas, através dos sismogramas, permite inferir valores de velocidade e densidade tanto em rochas no estado sólido, ou parcialmente fundidas, como naquelas situadas próximas da superfície ou em grandes profundidades. Dessa forma, é possível comprovar suposições sobre o estado dessas estruturas internas.
Esta é a imagem que se tem sobre o interior da Terra, baseada principalmente nos conhecimentos da sismologia, está sumarizada na figura ao lado.
A Terra possui três principais geosferas: a Crosta, o Manto e o Núcleo, descobertas pela análise da refração e da reflexão de ondas P e S.
Crosta
A camada mais externa e delgada da Terra é chamada Crosta, cuja espessura varia de 35 km a 10 km ao longo de uma seção cortando áreas continental e oceânica, como mostrado na figura. Nas regiões montanhosas a crosta pode alcançar 65 km de espessura. A mesma figura sugere que a Crosta Continental flutua acima de material muito denso do manto, à semelhança dos icebergs sobre os oceanos. Esse é o Princípio da Isostasia que assegura que as “ leves “ áreas continentais flutuem sobre um Manto de material mais denso. Assim, a maior parte do volume das massas continentais posiciona-se abaixo do nível do mar pela mesma razão que a maior parte dos icebergs permanece mergulhada por debaixo do nível dos oceanos. Trabalhos sismológicos vêm corroborando informações quantitativas para o mecanismo da isostasia.
Princípio da Isostasia
O iceberg e o navio flutuam porque o volume submerso é mais leve que o volume de água deslocado.
O iceberg e o navio flutuam porque o volume submerso
é mais leve que o volume de água deslocado.
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De igual forma, o volume relativamente leve da Crosta Continental, projetado no Manto,
permite a“flutuação “ da montanha.
O limite entre a Crosta e o Manto foi descoberto por um sismólogo croata Andrija Mohorovicic, em 1909. É chamado de Descontinuidade de Mohorovicic, ou Moho, ou simplesmente M.
Apesar de bastante variada a Crosta pode ser subdividida em:
Crosta Continental
Menos densa e geologicamente mais antiga e complexa. Normalmente apresenta uma camada superior formada por rochas graníticas e uma inferior de rochas basálticas.
Crosta Oceânica
Comparativamente mais densa e mais jovem que a continental. Normalmente é formada por uma camada homogênea de rochas basálticas.
Seção da crosta continental e oceânica
Seção da crosta continental e oceânica
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Manto
A porção mais volumosa (80%) de todas as geosferas é o Manto. Divide-se em Manto Superior e Manto Inferior. Situa-se logo abaixo da Crosta e estende-se até quase a metade do raio da Terra. A profundidade do contacto Manto-Núcleo foi calculada pelo sismólogo Beno Gutenberg, em 1913. O Manto é grosseiramente homogêneo formado essencialmente por rochas ultrabásicas e oferece as melhores condições para a propagação de ondas sísmicas, recebendo a denominação de “janela telessísmica”.
No período de 1965 a 1970, os geólogos e geofísicos concentraram seus esforços para pesquisar as primeiras centenas de quilômetros abaixo da superfície terrestre como parte do Projeto Internacional do Manto Superior. Muitas descobertas importantes foram feitas entre elas a definição de “ litosfera” e “astenosfera” com base em modelos de velocidades das ondas S.
Litosfera
É uma placa com cerca de 70 km de espessura que suporta os continentes e áreas oceânicas. A Crosta é a camada mais externa dessa porção da Terra. A litosfera é caracterizada por altas velocidades e eficiente propagação das ondas sísmicas, implicando condições naturais de solidez e de rigidez de material.
A litosfera é a responsável pelos processos da Tectônica de Placas e pela ocorrência dos terremotos.
Astenosfera
É também chamada de zona de fraqueza ou de baixa velocidade pela simples razão do decréscimo da velocidade de propagação das ondas S. Nessa região, em que se acredita que as rochas estão parcialmente fundidas, as ondas sísmicas são mais atenuadas do que em qualquer outra parte do Globo.
A astenosfera, que se extende até 700 km de profundidade, apresenta variações físicas e químicas. É importante assinalar que é o estado não sólido da astenosfera que possibilita o deslocamento, sobre ela, das placas rígidas da litosfera.
O Manto Inferior, que se estende de 700 km até 2900 km (limite do Núcleo), é uma região que apresenta pequenas mudanças na composição e fases mineralógicas. A densidade e a velocidade aumentam gradualmente com a profundidade da mesma forma que a pressão.
Núcleo
Apesar de sua grande distância da superfície terrestre, o Núcleo também não escapa das investigações sismológicas. Sua existência foi sugerida pela primeira vez, em 1906, por R.D. Oldham, sismólogo britânico.
A composição do Núcleo foi estabelecida comparando-se experimentos laboratoriais com dados sismológicos. Assim, foi possível determinar uma incompleta mas razoável aproximação sobre a constituição do interior do Globo. Ele corresponde, aproximadamente, a 1/3 da massa da Terra e contém principalmente elementos metálicos (ferro e níquel).
Em 1936, Inge Lehman, sismóloga dinamarquesa, descobriu o contacto entre o Núcleo Interno e o Núcleo Externo. Esse último possui propriedades semelhantes aos líquidos o que impede a propagação das ondas S. O Núcleo Interno é sólido e nele se propagam tanto as ondas P como as S.
Intensidade DOS TERREMOTOS
A intensidade sísmica é uma medida qualitativa que descreve os efeitos produzidos pelos terremotos em locais da superfície terrestre. A classificação da intensidade sísmica é feita a partir da observação “in loco” dos danos ocasionados nas construções, pessoas ou meio ambiente. Esses efeitos são denominados macrossísmicos.
Existem diferentes escalas de intensidade. A mais utilizada, particularmente no ocidente, foi proposta por G. Mercalli em 1902, posteriormente alterada em 1931 (Mercalli Modificada, 1931). Ela possui 12 graus indicados por algarismos romanos de I até XII. Veja, abaixo, a descrição simplificada da Escala de Mercalli Modificada-1931.
ESCALA DE INTENSIDADE MERCALLI-MODIFICADA ( ABREVIATA)
G. Mercalli
G. Mercalli
I. Não sentido
II. Sentido por pessoas em repouso eu em andares superiores
III. Objetos pendurados são balançados um pouco. Vibração leve
IV. Vibração como a causada pela passagem de caminhões pesados. Chacoalhar de janelas e louças. Carros parados são balançados
V. Sentido fora de casa. Acorda gente. Objetos pequenos tombados. Quadros são movidos
VI. Sentido por todos. Deslocamento de mobília. Danos: louça e vidraria quebradas, queda de mercadorias. Rachadura no reboco
VII. Percebido por motoristas dirigindo. Dificuldade em manter-se em pé. Sinos tocam ( igrejas, capelas, etc.).Danos: quebra de chaminés e ornamentos arquitetônicos, queda de reboco, quebra de mobília, rachaduras consideráveis em reboco e alvenaria, algumas casas de adobe tombadas/desabadas
VIII. Pessoas dirigindo automóveis são perturbadas. Galhos e troncos quebrados. Rachaduras em solo molhado. Destruição: torres d água elevadas, monumentos, casas de adobes. Danos severos a moderados: estruturas de tijolo, casas de madeira (quando não estão firmes com fundação), obras de irrigação, diques
IX. Solo conspicuamente rachado (“crateras de areia”).Desabamentos. Destruição: alvenaria de tijolo não armado. Danos severos a moderados: estruturas inadequadas de concreto armado, tubulações subterrâneas
X. Desabamentos e solo rachado muito espalhados. Destruição: pontes, túneis, algumas estruturas de concreto armado. Danos severos a moderados: maioria das alvenarias, barragens, estradas de ferro
XI. Distúrbios permanentes no solo
XII. Danos quase totais.
É no epicentro do terremoto que normalmente o grau de intensidade é mais elevado e seus efeitos vão diminuindo a medida que se se afasta dessa área. Não existe correlação direta entre magnitude e intensidade de um sismo. Um terremoto forte pode produzir intensidade baixa ou vice-versa. Fatores como a profundidade de foco, distância epicentral, geologia da área afetada e qualidade das construções civís são parâmetros que acabam por determinar o grau de severidade do sismo.
Magnitude
Magnitude é uma medida quantitativa do tamanho do terremoto. Ela está relacionada com a energia sísmica liberada no foco e também com a amplitude das ondas registradas pelos sismógrafos.
Para cobrir todos os tamanhos de terremotos – desde os microtremores de magnitude negativas até ossuper-terremotos com magnitudes superiores a 8.0 – foi idealizada uma escala logarítmica, sem limites. No entanto, a própria natureza impõem um limite superior a esta escala já que ela está condicionada ao próprio limite de resistência das rochas da crosta terrestre.
Magnitude e energia podem ser relacionadas pela fórmula descrita por Gutenberg e Richter em 1935
log E = 11,8 + 1,5M onde: E= energia liberada em ergs e M=magnitude do terremoto.
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Relação entre magnitude e energia de um terremoto O volume das esferas é proporcional ao total da energia liberada para as magnitudes 1, 2 e 3. Nessa mesma escala, o maior terremoto já registrado no Brasil (em 31/01/55, magnitude 6.6) deveria ser representado por um círculo com diâmetro igual a 75 metros. O maior terremoto já registrado no mundo (Chile, 22/05/60) teria um círculo com diâmetro aproximado de 11 km.
O terremoto do Chile liberou energia equivalente a 28.2 anos de produção da Usina de Itaipu, operando com potencia plena (12,6 GW). No gáfico a distância do foco do sismo, em termos de tempo entre as chegadas das ondas P e S, é de 24 segundos. A máxima amplitude da onda é 23 mm. Conectando estes dois pontos encontra-se a magnitude do do sismo = 5.0 Cada acréscimo no grau da escala de magnitude representa um aumento de 10 vezes na medida da amplitude de uma onda e um incremento aproximado de 32 vezes da energia liberada. Na prática existem diferentes maneiras e métodos de determinar magnitudes mas todas elas podem ser relacionadas entre si. Atualmente, a tendência é utilizar a magnitude baseada no momento sísmico, que representa uma medida com significado físico.
Charles Richter lendo um sismograma.
Charles Richter lendo um sismograma.
Dança dos Continentes
As deformações visíveis na superfície do terreno, os fenômenos vulcânicos e sísmicos, presentes tanto nos continentes, como no fundo dos oceanos, são provas do dinamismo da Terra. Nosso Planeta não é um corpo estático, pelo contrário, ele esteve e continua sob intensa atividade.
Idéias científicas sobre a evolução da Terra começaram a surgir há 200 anos atrás mas até o início do presente século, acreditava-se que a distribuição dos continentes e oceanos era essencialmente a mesma.
A Deriva Continental
Em 1915, o alemão Alfred Wegener publicou a Teoria da Deriva dos Continentes, propondo que a 200 milhões de anos atrás todos as massas emersas de terra estariam reunidas em um único super-continente, denominado Pangea, envolto por um mar universal, a Panthalassa. Posteriormente, essa massa continental fraturou-se em partes menores que se dispersaram em consequência de movimentos horizontais. Além da semelhança entre as margens dos continentes, que se encaixam como um grande quebra-cabeça, Wegener buscou evidências geológicas, paleontológicas e climáticas, particularmente nos continentes do hemisfério sul, para fundamentar sua hipótese. Ele acreditava que a força para impulsionar a movimentação dos continentes seria derivada das marés e da própria rotação da Terra. No entanto, existem dificuldades de ordem física e matemática para sustentar esse modelo de movimentação e, por isso, a teoria sofreu forte oposição dos principais cientistas da época, caindo, praticamente, em esquecimento.
Terremotos
Super continente Pangea há 200 milhões de anos
Grande revolução científica aconteceu nos Anos 60 com o aporte de inúmeras e novas informações, particularmente no campo da geologia e da geofísica marinha: melhor conhecimento do fundo dos oceanos desenvolvimento do paleomagnetismo, do conceito das falhas transformantes, da localização mais precisa dos terremotos etc.
A partir dessas idéias, entre 1967 e 1968 nasce a teoria da Tectônica de Placas com os trabalhos de J. Morgan, X. Le Pichon e D. McKenzie, entre outros autores.
A teoria da Tectônica de Placas
Essa teoria postula que a crosta terrestre, mais precisamente a litosfera – que engloba toda a Crosta e a parte superior do Manto, até cerca de 100 km de profundidade – está quebrada em um determinado número de placas rígidas, que se deslocam com movimentos horizontais, que podem ser representados como rotações com respeito ao eixo que passa pelo centro da Terra.
Essas movimentações ocorrem porque a Litosfera, mais leve e fria, praticamente “flutua” sobre o material mais quente e denso e parcialmente fundido, existente no topo da Astenosfera. É nessa parte viscosa, dos primeiros 200 km da Astenosfera, que são geradas as correntes de convecção, supostamente o mecanismo que proporciona a movimentação das placas tectônicas.
As placas deslizam ou colidem uma contra as outras a uma velocidade variável de 1 a 10 cm/ano. Nas regiões onde elas se chocam ou se atritam, crescem os esforços de deformação nas rochas e, periodicamente nesses pontos, acontecem os grandes terremotos.
Justamente nos limites das placas tectônicas, ao longo de faixas estreitras e contínuas, é que se concentra a maior parte da sismicidade de toda a Terra. É também próximo das bordas das placas que o material fundido (magma), existente no topo da Astenosfera, ascende até a superfície e extravaza-se ao longo de fissuras, ou através de canais para formar os vulcões. Apesar de os terremotos e vulcões normalmente ocorrerem próximo aos limites das placas, exepcionalmente, podem acontecer super terremotos nas regiões internas das placas.
Distribuição mundial das placas tectônicas e tipos de limites entre elas
Fundamentalmente existem 3 tipos de contactos entre as placas tectônicas propocionados por movimentações com sentido divergente, convergente, de deslocamento horizontal ou falha transformante:
Movimento entre Placas Divergentes
Ocorre quando as placas se movimentam para direções contrárias entre si. Esse processo acontece principalmente nas áreas ao longo das cadeias meso-oceânicas. Essas cadeias são extensas elevações submarinas, cuja topografia é muito mais acentuada e exuberante do que as tradicionais zonas montanhosas existentes nos continentes – podem alcançar mais de 1.000 km de largura e 20.000 km de extensão e sua crista é marcada por profundas fendas ou fissuras.
Quando as placas se afastam uma da outra, o material em estado de fusão – o magma – existente no topo da astenosfera, sobe através das fendas, situadas na crista das cadeias submarinas, e extravasa-se formando um novo fundo oceânico.
Movimento de Placas Convergentes
Este caso ocorre quando duas placas se chocam. Na maior parte das vezes, uma delas desliza por debaixo da outra, formando profunda trincheira que penetra pelo fundo oceânico. A placa inferior desliza no interior da astenosfera segundo um plano inclinado – entre 40º a 60º com relação a horizontal. Essa região de junção de placas recebe o nome de Zona de Subdução ou Zona de Benioff-Wadati. Mais de 3/4 dosterremotos do mundo ocorrem nesse tipo de limite de placas. É aí também que se encontram os sismos de foco profundo, com 300 a 700 km de profundidade.
Ao subsidir para zonas mais profundas da astenosfera a placa rígida encontra altas temperaturas podendo ser parcialmente fundida. Esse novo magma, que é menos denso que as rochas circunvizinhas, sobe através de zonas de fraqueza da crosta e extravasa-se sob a forma de vulcões. Aproximadamente 2/3 das erupções vulcânicas conhecidas ocorrem nesse tipo de limite de placas.
Exemplo clássico de placas convergentes é a de Nazca e a da América do Sul. A interação do movimento dessas placas possibilitou a formação da Cadeia Andina e a trincheira oceânica Chile-Peru.
Movimento Horizontal ou de Falha Transformante
Separa placas que estão se deslocando lateralmente. O atrito entre as placas é grande de modo que podem ocorrer grandes esforços e deformações nas rochas que, periodicamente, são liberados por meio de grandes terremotos.
Para esse caso, o melhor exemplo é a falha de Santo André, na California, limitando a Placa Americana, com movimento geral na direção SE, da Placa do Pacífico, com movimento geral na direção NW.
Terra: Heterogênea e Dinâmica
Nosso planeta
O planeta Terra é constituído por diversos setores ou ambientes, alguns dos quais permitem acesso direto, como a atmosfera, a hidrosfera (incluindo rios, lagos, águas subterrâneas e geleiras), a biosfera (conjunto dos seres vivos) e a superfície da parte rochosa. Desta superfície para baixo, o acesso é muito limitado. As escavações e sondagens mais profundas já chegaram a cerca de 13km de profundidade, enquanto o raio da terra é de quase 6.400km. Por isso, para se obter informações deste interior inacessível, existem métodos indiretos de investigação: a sismologia e a comparação com meteoritos.
A sismologia é o estudo do comportamento das ondas sísmicas ao atravessar as diversas partes internas do planeta. Estas ondas elásticas propagam-se gerando deformações, sendo geradas por explosões artificiais e sobretudo pelos terremotos; as ondas sísmicas mudam de velocidade e de direção de propagação com a variação das características do meio atravessado. A integração das observações das numerosas estações sismográficas espalhadas pelo mundo todo fornece informações sobre como é o interior do planeta, atravessado em todas as direções por ondas sísmicas geradas a cada terremoto e a cada explosão. As Informações sobre a velocidade das ondas sísmicas no interior da Terra permitiram reconhecer três camadas principais (crosta, manto e núcleo), que têm suas próprias características de densidade, estado físico, temperatura, pressão e espessura.
Na diferenciação dos materiais terrestres, ao longo da história do planeta, a água, formando a hidrosfera, bem como a atmosfera, constituída por gases como nitrogênio, oxigênio e outros, por serem menos densos, ficaram principalmente sobre a parte sólida, formada pelos materiais sólidos e mais densos.
Dentre os materiais sólidos, os mais pesados se concentraram no núcleo, os menos pesados na periferia, formando a crosta, e os intermediários no manto. Pode-se comparar os diferentes tipos de meteoritos com as camadas internas da Terra, pressupondo-se que eles (os meteoritos) tiveram a mesma origem e evolução dos outros corpos do Sistema Solar, formados como corpos homogêneos, a frio, por acresção planitesimal. Aqueles que tinham massa suficientemente grande, desenvolveram um forte calor interno, por causa da energia gravitacional, da energia cinética dos planetesimais quando da acresção e da radioatividade natural. Isto ocasionou uma fusão parcial, seguida de segregação interna, a partir da mobilidade que as altas temperaturas permitiam ao material.
Os meteoritos provenientes da fragmentação de corpos pequenos, que não sofreram esta diferenciação, são os condritos, que representam a composição química média do corpo fragmentado e por inferência, do Sistema Solar como um todo, menos os elementos voláteis. Não existem materiais geológicos, ou seja, terrestres, semelhantes aos condritos. Os meteoritos provenientes da fragmentação de corpos maiores, como a Terra, que sofreram a diferenciação interna, representam a composição química e densidade de cada uma das partes internas diferenciadas do corpo que os originou. São os sideritos, os acondritos e ainda outros tipos. Pela sua densidade, faz-se a correlação com as camadas da Terra determinadas pela sismologia, e supõe-se que sua composição química represente a composição química da camada terrestre de mesma densidade. Assim, com estas duas ferramentas indiretas, a sismologia e a comparação com os meteoritos, foi estabelecido um modelo para a constituição interna do globo terrestre.
Terremotos
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É importante ressaltar que todo o material no interior da Terra é sólido, com exceção apenas do núcleo externo, onde o material líquido metálico se movimenta, gerando correntes elétricas e o campo magnético da Terra. A uma dada temperatura, o estado físico dos materiais depende da pressão. ‘As temperaturas que ocorrem no manto, os silicatos seriam líquidos, não fossem as pressões tão altas que lá ocorrem (milhares de atmosferas).
Assim, o material do manto, ao contrário do que muitos crêem, é sólido, e só se torna líquido se uma ruptura na crosta alivia a pressão a que está submetido. Somente nesta situação é que o material silicático do manto se liqüefaz, e pode, então, ser chamado de magma. Se o magma fica retido em bolsões dentro da crosta, forma uma câmara magmática, e vai pouco a pouco solidificando-se, formando um corpo de rocha ígnea plutônica ou intrusiva, Se o magma consegue extravasar até a superfície, no contato com a atmosfera e hidrosfera, pode ser chamado lava, enquanto estiver líquido, e seu resfriamento e solidificação vai formar um corpo de rocha ígnea vulcânica ou extrusiva.
As rochas ígneas assim assim formadas, juntamente com as rochas metamórficas e sedimentares, formadas por outros processos geológicos, constituem a crosta, que é a mais fina e a mais importante camada para nós, pois é sobre ela que se desenvolve a vida. A crosta oceânica e a crosta continental apresentam diferenças entre si.
A primeira ocorre sob os oceanos, é menos espessa e é formada por extravasamentos vulcânicos ao longo de imensas faixas no meio dos oceanos (as cadeias meso-oceânicas), que geram rochas basálticas. A segunda é mais espessa, pode emergir até alguns milhares de metros acima do nível do mar, e é formada por vários processos geológicos, tendo uma composição química média mais rica em Si e em AI que as rochas basálticas, que pode ser chamada de composição granítica.
Terremotos
A crosta oceânica e continental, junto com uma parte superior do manto, forma uma camada rígida com 100 a 350km de espessura. Esta camada chama-se LITOSFERA e constitui as placas tectônicas, que formam, na superfície do globo, um mosaico de placas encaixadas entre si como um gigantesco quebra-cabeças; são as placas tectônicas ou placas litosféricas. Abaixo da litosfera, ocorre a ASTENOSFERA, que é parte do manto superior; suas condições de temperatura e pressão permitem uma certa mobilidade, muito lenta, mas sensível numa escala de tempo muito grande, como é a escala do tempo geológico.
A Dinâmica Interna
Os vulcões e terremotos representam as formas mais enérgicas e rápidas de manifestação dinâmica do planeta. Ocorrem tanto em áreas oceânicas como continentais, e são válvulas de escape que permitem o extravasamento repentino de energias acumuladas ao longo de anos, milhares ou milhões de anos. Esses eventos são sinais de que, no interior da Terra, longe dos nossos olhos e instrumentos de pesquisa, ocorrem fenômenos dinâmicos que liberam energia e se refletem na superfície, modificando-a. Por outro lado, também existem formas lentas de manifestação da dinâmica interna terrestre. As placas tectônicas, conforme a teoria da Tectônica de Placas, resumida a seguir, incluem continentes e partes de oceanos, que movem-se em mútua aproximação ou distanciamento, a velocidades medidas de alguns centímetros por ano, assim contribuindo para a incessante evolução do relevo e da distribuição dos continentes e oceanos na superfície terrestre.
A Tectônica de Placas e a formação das grandes cadeias de montanhas e dos oceanos
Existem várias evidências mostrando que as placas tectônicas flutuam sobre o material da astenosfera e movem-se umas em relação às outras; assim, continentes que hoje encontram-se separados já estiveram unidos. Tal é o caso da América do Sul e da África, que se apresentam como duas peças contíguas de um quebra-cabeças, o que é interpretado não apenas pela forma de seus litorais, mas também pelas características geológicas e paleontológicas que mostram continuidade nos dois continentes. América do Sul e África já estiveram unidos e submetidos a uma mesma evolução durante um longo período de sua história, no passado. Os movimentos das placas litosféricas são devidos às correntes de convecção que ocorrem na astenosfera. As correntes de convecção levam os materiais mais quentes para cima, perto da base da litosfera, onde movimentam-se lateralmente pela resistência da litosfera ao seu movimento e perdem calor; tendem então a descer, dando lugar ao material mais quente que está subindo. À medida que o material se desloca lateralmente para depois descer, ele entra em atrito com as placas da litosfera rígida, em sua parte inferior, levando-as ao movimento.
Terremotos
Correntes de convecção na astenosfera e movimentos das placas litosféricas. O exemplo da abertura do Oceano Atlântico como separação entre África e América do Sul, e a formação da Cordilheira dos Andes pela colisão da Placa Pacífica com a Placa Sulamericana [ Fonte: Wyllie, 1976 ]
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No meio dos Oceanos Atlântico, Pacífico e Índico existem cordilheiras submarinas, que se elevam a até cerca de 4.000m acima do assoalho oceânico. Estas cordilheiras, denominadas meso-oceânicas, são interrompidas transversalmente pelas falhas transformantes e sublinham imensas rupturas na crosta, ao longo das quais há extravasamentos periódicos de lava basáltica vinda das partes mais internas (astenosfera). O mesmo mecanismo que força a cordilheira a se abrir periodicamente (correntes de convecção divergentes) para que materiais mais novos possam se colocar ao longo das aberturas, formando e expandindo o domínio oceânico, em outros locais promove colisões de placas (correntes de convecção convergentes). Nestas colisões, a placa que contém crosta oceânica, mais pesada, entra sob a placa continental, que se enruga e deforma (processos incluídos no metamorfismo), gerando as grandes cadeias continentais (Andes, Montanhas Rochosas). A placa que afundou acaba por se fundir parcialmente ao atingir as grandes temperaturas internas (zona de subducção), gerando magma passível de subir na crosta formando rochas ígneas intrusivas ou extrusivas; se a colisão for entre duas placas continentais, ambas se enrugam (Alpes, Pirineus, Himalaias). Desta forma, a crosta oceânica é renovada, sendo gerada nas cadeias meso-oceânicas e reabsorvida nas zonas de colisões entre as placas, onde ocorre subducção. Assim, oceanos são formados pela divisão de continentes. Por exemplo, há 180 milhões de anos, um grande continente chamado GONDWANA dividiu-se, formando a África, a América do Sul e o oceano Atlântico.
Outros oceanos podem ser fechados por movimentos convergentes das placas (por exemplo, o Mar Mediterrâneo está sendo fechado pela aproximação entre a África e a Europa).
Os limites entre as placas podem ser divergentes, onde elas separam-se, criando fundo oceânico, ou convergentes, onde elas colidem, formando cadeias montanhosas continentais ou fechando oceanos. Podem ainda ser limites transfomantes, onde uma placa passa ao lado da outra, com atrito, mas sem criar nem consumir material. Todos estes tipos de limites são zonas de instabilidade tectônica, ou seja, sujeitas a terremotos e vulcões.
Assim, as posições dos continentes no globo terrestre são modificadas em relação ao Equador e aos pólos, explicando em parte as mudanças das condições climáticas de cada continente ao longo do tempo geológico.
Terremotos
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Vulcões
O material rochoso em profundidade está submetido a pressões e temperaturas altíssimas (astenosfera) e, quando a placa litosférica rígida sofre uma ruptura, aquele material tende a escapar por ela, extravasando na superfície (vulcanismo) ou ficando retido em câmaras magmáticas dentro da crosta, quando não consegue chegar à superfície (plutonismo). O material que extravasa é constituído por gases, lavas e cinzas. A atividade vulcânica pode formar ilhas em meio aos oceanos (Havaí, Açores e etc.) que podem ser destruídas em instantes.
Pode ocorrer nos continentes, formando montanhas (Estromboli e Vesúvio na Itália, Osorno e Vila Rica no Chile, Santa Helena nos EUA). O mais espetacular aspecto construtivo do vulcanismo é o que corre nas cadeias meso-oceânicas, que representam limites divergentes de placas, gerando verdadeiras cordilheiras submarinas, formando assoalho oceânico novo a cada extravasamento e causando, assim, a expansão oceânica. A lslândia representa parte da cadeia meso-oceânica emersa acima do nível das águas, permitindo a observação direta deste tipo de vulcanismo fissural.
Terremotos
Os terremotos são tremores ou abalos causados pela liberação repentina da energia acumulada durante longos intervalos de tempo em que as placas tectônicas sofreram esforços para se movimentar. Quando o atrito entre elas é vencido (subducção ou falha transformante) ou quando partes se rompem (separação de placas), ocorrem os abalos. Estes abalos têm intensidade, duração e freqüência variáveis, podendo resultar em grandes modificações na superfície, não só pela destruição que causam, mas por estarem associados aos movimentos das placas tectônicas.
Os hipocentros (pontos de origem dos terremotos) e epicentros (projeções verticais dos hipocentros na superfície) estão localizados preferencialmente em zonas limitrofes de placas tectônicas, onde elas se chocam e sofrem subducção e enrugamento, formando, respectivamente, fossas oceânicas e cordilheiras continentais, ou onde elas se separam, nas cadeias dorsais meso-oceânicas.
Ocorrem terremotos também no limites neutros, onde as placas se movem lateralmente em sentidos opostos (falhas transformantes).
No mapa mundi, pode-se observar que a distribuição dos terremotos forma faixas contínuas ao longo das fossas oceânicas e cadeias continentais e meso-oceânicas. É famoso o “cinturão de fogo circumpacífico”, sujeito a freqüentes e intensos terremotos (exemplo da Falha de San Andreas, EUA), formando uma faixa muito ativa em volta do Oceano Pacífico.
Também existem terremotos que não são devidos aos movimentos das placas, mas a esforços chamados intra-placas. São menos freqüentes, menos intensos, e relacionados à reativação de falhas (rupturas) muito antigas na crosta (exemplos recentes: João Câmara – RN, e Rio de Janeiro).
Maria Cristina Motta de Toledo
Fonte: www.igc.usp.br

Biodiversidade e Tectónica de Placas


No início do Triásico, os continentes reunidos na Pangeia apresentavam uma fauna muito semelhante. Assim, por exemplo, após o seu aparecimento, os dinossauros dispersaram-se por essa grande área continental.
A abertura de oceanos provocou a separação da Pangeia em dois blocos, a Laurásia, a norte, e a Gondwana, a sul.
Muitas espécies agora separadas geograficamente evoluíram de modo diverso. Foi o caso dos dinossauros, cujos fósseis encontrados na Ásia, por exemplo, na China, evidenciam diferenças consideráveis em relação aos que existiam noutros continentes.
Novas aberturas oceânicas desde o início do Cretácico vão separar a África da América do Sul. Essa separação condicionou uma evolução diferente das espécies existentes até às espécies actuais.
Há cerca de 3 M.a., a América do Sul ficou ligada à América do Norte por terras emersas no istmo do Panamá. Daí resultaram migrações de animais entre os continentes com consequências consideráveis.
Em certos casos, mamíferos da América do Norte, mais complexos do que os da América do Sul, entraram em competição com estas espécies, provocando a sua extinção quase por completo.
No entanto, certas formas da América do Sul implantaram-se com sucesso na América do Norte, onde se encontram ainda actualmente, como é o caso do porco-espinho.
Indirectamente, os movimentos das placas litosféricas, modificando meios e climas, separando ou aproximando grupos de seres vivos, favoreceram os mecanismos da evolução.