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1 Deriva Continental e Tectônica de Placas Prof. Dr. Eder C. Molina IAGUSP http://www.iag.usp.br/~eder/deriv.ppt

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Deriva Continentale

Tectônica de Placas

Prof. Dr. Eder C. MolinaIAGUSP

http://www.iag.usp.br/~eder/deriv.ppt

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Deriva Continental e Tectônica de PlacasA teoria da tectônica de placas é muito recente, e tem trazido grande

ajuda na compreensão dos fenômenos observados na Terra.Abraham Ortelius, um elaborador de mapas, em 1596, sugeria que as

Américas tinham sido separadas da Europa e da África porterremotos e enchentes.

Ortelius afirmava que este fato era evidente se fosse elaborado ummapa com a junção destes continentes, verificando-se a coerênciaentre as linhas de costa.

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Alfred WegenerEm 1912, Alfred Wegener, um meteorologista alemão, aos 32 anos de

idade, propunha a teoria da DERIVA CONTINENTAL.

A teoria de DERIVA CONTINENTAL estabelecia que, há ~200milhões de anos, todas as massas continentais existentesestavam concentradas em um supercontinente, que eledenominou de PANGEA.

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O supercontinente PANGEAA quebra do supercontinente PANGEA originaria, inicialmente, duasgrandes massas continentais: a Laurásia no hemisfério Norte, e o Gondwana no Hemisfério Sul, segundo Alexander Du Toit, um dos defensores da idéia de Wegener.

A Laurásia e oGondwana teriamcontinuado o processode separação, originandoos continentes queconhecemos naatualidade.

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A deriva continental

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A deriva continental

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A deriva continental

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A deriva continental

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A deriva continental

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Principais evidênciasA teoria de Wegener se apoiava especialmente na similaridade entre as linhas de costa da América do Sul e África, já notada por Ortelius; por evidências fornecidas por estruturas geológicas presentes nos dois continentes, e pela distribuição de fósseis e plantas em ambos os continentes.

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Problemas na teoria da derivaA teoria de Wegener explicava bem a distribuição dos fósseis, o

ajuste das linhas de costa, e as dramáticas mudanças nos climasobservadas em ambos os continentes. Explicava também apresença de sedimentos de origem glacial em locais onde hojetemos desertos, no caso da África.

A pergunta fundamental que Wegener não conseguiu responderfoi: “que tipo força conseguiria mover tão grandes massas a tãograndes distâncias?”

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A morte de WegenerAlfred Wegener morreu durante uma expedição meteorológica à

Groenlândia, em 1930. A idéia de comprovar a teoria da derivacontinental ocupou toda a sua vida.

Algumas outras contribuições de Wegener na área diziam respeito àidade do assoalho oceânico. Ele percebeu que os oceanos maisrasos eram mais jovens, ou seja, que a crosta oceânica maisprofunda é mais velha. Esta informação foi importante para aevolução da idéia da deriva continental para a teoria da Tectônicade Placas.

Uma das últimas fotos de Wegener, emnovembro de 1930, pouco antes de partir paraa sua última expedição, em companhia doesquimó Rasmus Villumsen.

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A contestação da teoria

A teoria de Wegener foi muito contestada nos anos seguintes à suamorte, com o principal ponto negativo sendo o fato de que asmassas continentais não poderiam se movimentar pelos oceanosda maneira proposta sem se fragmentar inteiramente, o que foiargumentado por Harold Jeffreys, um renomado sismólogo inglês.

No início da década de 1950, porém, as idéias de Wegener foramretomadas, face a novas observações e descobertas científicas,ligadas especialmente aos oceanos. Um novo debate surgiu sobreas provocativas idéias de Wegener e suas implicações.

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Deriva Continental e Tectônica de Placas1912-1915 Teoria da Deriva Continental Wegener1915-1930 Debates e contestações1930 Morte de Wegener na Groenlândia1930-1950 Teoria abandonada nos EUA1950-1960 Reavivamento da teoria

Exploração do assoalho oceânico Bullard“Magnetismo fóssil” nas rochas BlackettDeriva polar Runcorn

1960-1962 Espalhamento do assoalho oceânico Dietz, HessGeopoetry

1963 Anomalias magnéticas oceânicas Matthewsassociadas ao espalhamento Vine

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Deriva Continental e Tectônica de Placas1963-1966 Reversões do campo magnético Cox

Datação de derrames continentaisDatação de sedimentos marinhos

1965-1966 Falhas transformantesDistribuição de terremotos

1967-1968 Surge a TECTÔNICA DE PLACAS Dietz, Hessincorporando o espalhamento doassoalho oceânico e as idéias dederiva continentalEscala temporal de reversões

1968-1970 Deep Sea Drilling Project GlomarGeopoetry -> Geofact Challenger

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A deriva continental rediscutida

Principais descobertas científicas que causaram a retomada dadiscussão da idéia de mobilidade dos continentes:

1) verificação do fato de que o assoalho oceânico é jovem econtém muitas feições fisiográficas;

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Principais descobertas científicas que causaram a retomada dadiscussão da idéia de mobilidade dos continentes:

2) confirmação das reversões geomagnéticas no passado da Terra;

A deriva continental rediscutida

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Principais descobertas científicas que causaram a retomada dadiscussão da idéia de mobilidade dos continentes:

3) aparecimento dahipótese doafastamento doassoalho oceânicoe conseqüentereciclagem dacrosta oceânica;

A deriva continental rediscutida

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A deriva continental rediscutida

Principais descobertas científicas que causaram a retomada dadiscussão da idéia de mobilidade dos continentes:

4) comprovação científicada distribuição deterremotos e vulcanismoao longo de trincheirasoceânicas e cadeias demontes submarinos.

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O assoalho oceânico

Durante as guerras mundiais,muito esforço foi feito para ummapeamento preciso do fundooceânico, resultando em umaimagem inesperada: umassoalho “enrugado”, commontes e depressões, o que foiconstatado quando danecessidade da implantação decabos telegráficos submarinos.Foram descobertas enormescadeias de montanhassubmarinas, situadas no meiodo oceano Atlântico.

A fisiografia do assoalho oceânico

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O assoalho oceânico

Verificação da idade do assoalho oceânico

Acreditava-se que o assoalho oceânico tinha em média 4 bilhões deanos, e, portanto, deveria ter uma camada sedimentar bastanteespessa; em 1957, sismólogos no navio USS Atlantis verificaramque em determinados locais a espessura dos sedimentos era muitodelgada.

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A magnetização da crosta oceânicaNo início da década de 1950, os cientistas utilizaram osmagnetômetros (desenvolvidos na Segunda Guerra Mundial para adetecção de submarinos) para investigar a crosta oceânica.

Era esperado que o material da crosta oceânica apresentassealguma resposta magnética, pois o basalto contém minerais comcaracterísticas magnéticas.

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Reversões do campo geomagnético

Já no início do século XX,os paleomagnetistasverificaram que as rochasterrestres podiam serclassificadas em doisgrupos: as queapresentavam polaridademagnética compatível coma do campo presente, e asque apresentavampolarização reversa.

Verificação da existência das reversões do campo geomagnético

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Reversões do campo geomagnético

A magnetização destas rochas implicavaem um processo que gerasse um padrãosimétrico em relação a um centro deespalhamento; isto poderia ser explicadose as rochas estivessem sido formadasem um centro de espalhamento, onde omaterial magnético registraria a direção eintensidade do campo magnético daépoca da formação. As rochas conteriam,então, um registro do “magnetismofóssil” da Terra.

Verificação da existência das reversões do campo geomagnético

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O espalhamento do assoalho oceânico

A evidência do padrão simétrico de anomalias magnéticas traziauma questão importante: “qual o processo de formação da crostaoceânica que explica este padrão?”

A hipótese do afastamento do assoalho oceânico e conseqüentereciclagem da crosta oceânica

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O espalhamento do assoalho oceânico

As teorias da época (1961)diziam que as dorsais meso-oceânicas eram zonas defraqueza da crosta, onde omaterial do manto subjacentese incorporava às placas,afastando-as. Este processo,denominado espalhamentodo assoalho oceânico,duraria milhões de anos,formando as cadeiasoceânicas observadas.

A hipótese do espalhamento do assoalho oceânico e conseqüentereciclagem da crosta oceânica

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O espalhamento do assoalho oceânico

Fatos que comprovavam a teoria do espalhamento do assoalhooceânico:

1) As rochas nas proximidades da dorsal são muito jovens,aumentando sua idade com o afastamento da dorsal;

2) As rochas mais jovens, próximas da dorsal, sempreapresentavam polaridade positiva (idêntica ao do campogeomagnético atual);

3) Havia um padrão de magnetização que apresentava simetria emrelação à dorsal (rochas à mesma distância da dorsal apresentavampolaridade idêntica). Isto mostrava a simetria do espalhamento, e afreqüência de inversão da magnetização.

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O espalhamento do assoalho oceânicoProblema: se na dorsal oceânica havia contínua criação de placas, enão havia evidência de que a Terra estivesse aumentando detamanho, em algum lugar deveria estar havendo a destruição dematerial.

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Trincheiras oceânicasDois cientistas, Dietz e Hess, postularam que, nas trincheirasoceânicas (faixas estreitas ao longo do cinturão do Pacífico muitoprofundas), a crosta oceânica estaria sendo consumida, emcontraposição com a criação da crosta nas dorsais oceânicas.

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Terremotos e vulcanismoConcentração de terremotos e vulcanismo

Com odesenvolvimento dossismógrafos no iníciodo século XX, oscientistas perceberamque os terremotosconcentravam-sepreferencialmente aolongo das trincheirasoceânicas e dorsaismeso-oceânicas.

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A distribuição de terremotos

A implantação darede mundial desismógrafos, paradetectar explosõesnuclearesclandestinas, trouxegrande avanço noconhecimento dadistribuição dosabalos sísmicos.

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A tectônica de placas

Nas trincheiras oceânicas,havia destruição da placaoceânica; a concentração deterremotos nestas regiões,associados a vulcanismo eevidência de materialoceânico no alto demontanhas (como no casodos Andes, por exemplo), sãoevidências deste fato.

Com estes dados, o quadro mostrava-se completo:

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A tectônica de placas

Nas dorsais oceânicas,havia a criação de crostapor acresção de materialdo manto às bordas dasplacas; esta construçãode placas era evidenciadapela idade progressiva daplaca ao se afastar dadorsal, ao padrãomagnético e àconcentração deterremotos nestasregiões.

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Tipos de bordas de placas

MARGENS DE ACRESÇÃO

Nas dorsais oceânicas, há umacontínua separação entre duasplacas, com acréscimo de materialproveniente do manto às bordasdas placas. É uma região deconstante separação entre asplacas, injeção de novo material ecrescimento lateral das placas.

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MARGENS DE CONVERGÊNCIA

Local onde duas placas colidem,havendo a subducção de umadelas. A elas estão associadosos sismos que ocorrem emtrincheiras oceânicas profundas,arcos de ilhas e cinturões demontanhas. No caso de uma dasplacas ser oceânica,normalmente ocorre umextensivo vulcanismo.

Tipos de bordas de placas

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MARGENS DE CONSERVAÇÃO

As falhas transformantes sãoestruturas presentes nas dorsaisoceânicas, que conectam doissegmentos da dorsal. Podemtambém conectar segmentos dezonas de subducção, mas o casomais frequente é nas cadeiasoceânicas. Neste tipo de margemde placa, não há criação oudestruição de placa, há apenas odeslocamento relativo entre duasplacas.

Tipos de bordas de placas

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HOT-SPOTS (PONTOS QUENTES)

A maior parte do vulcanismo terrestre está associado aos processosque ocorrem nas bordas das placas. Alguns pontos específicos sãoexceção, como por exemplo, a cadeia vulcânica do Havaí.

Hot Spots

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Em 1963, Tuzo Wilson, que já haviadescoberto as falhas transformantes,sugeriu um mecanismo para estevulcanismo que ocorria fora dasregiões de bordas de placas. Elenotou que em certas regiões, ovulcanismo esteve ativo por um longoperíodo de tempo, e sugeriu quedeveria haver regiões pequenas,quentes e de longa duração - ospontos quentes (hot-spots).

Hot Spots

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Vários hot-spots já foram identificados, a maioria no interior dasplacas. Sugere-se que os hot-spots sejam a expressão de grandes“plumas” de material proveniente da interface manto/núcleo (camadaD”), que atravessam todo o manto e atingem a superfície.

Hot Spots