GEOTECTNICAGEOTECTNICATECTNICA GLOBALTECTNICA GLOBALTECTNICA GLOBALTECTNICA GLOBAL

Prof. Eduardo Prof. Eduardo SalamuniSalamuni

AULA 3: O INTERIOR DA TERRA E A LITOSFERATERRA E A LITOSFERA

SUBDIVISO DO PLANETAO interior da Terra dividido da seguinte forma:

(a) Ncleo: interno (slido) e ncleo externo (lquido), ambos ( ) ( ) ( q ),compostos por Fe-Ni.

(b) Manto: slido, composto por silicatos de Fe-Mg. O ncleo externo e o manto inferior esto separados pela Descontinuidade de Gutenberg.

(c) Litosfera: capa rgida consolidada da Terra composta pela crosta (Continental e Ocenica) e parte do manto superior, apresenta viscosidade da ordem da 1020-21 Pa s e no apresenta viscosidade da ordem da 1020-21 Pa.s e no transmite calor por conveco sendo fria.

Obs: Crosta: faz parte da litosfera composta por rochas Obs: Crosta: faz parte da litosfera, composta por rochas gneas baslticas at granticas, rochas sedimentares e/ou os equivalentes metamrficos destes dois conjuntos (em grande q j ( gparte so alumino-silicatos sdicos, potssicos e clcicos).

(d) Astenosfera: situa-se abaixo da litosfera, inclui parte do

manto superior e da zona de transio (entre mantos superior

e inferior), apresenta comportamento plstico e transmite

calor por conveco

(e) Tectosfera: parte da Terra envolvida nos processos (e) Tectosfera: parte da Terra envolvida nos processos

tectnicos, inclui a litosfera e parte superior da astenosfera.

Estrutura interna da Terra: modelo clssico em camadas t i btid i d l id d d d concntricas, obtido por meio de velocidades de ondas

ssmicas.

Descontinuidade Descontinuidade d C dd C dde Conradde Conrad

Detalhes sobre o Manto

Embora no existam diferenas marcantes nem descontinuidades bvias no interior do manto, divide-se o manto

em duas camadas

(a) manto superior, vai da Moho at 650 km de profundidade; ( ) p , p ;

(b) manto inferior, vai de 650 km de profundidade at o limite

externo do ncleo (descontinuidade de Gutenberg, entre 2.700 e ( g,

2.890 km de profundidade).

O Manto Superior marcado pelo comportamento dctil-rptil p p p pindicado pela sismicidade e por poucos refletores na ssmica de

reflexo.

C i d M t S i (% )Composio do Manto Superior (% em peso)

Elemento Teor Composto TeorElemento Teor Composto Teor

O 44.8

Si 21.5 SiO2 46

Mg 22.8 MgO 37.8

Fe 5.8 FeO 7.5

Al 2.2 Al2O3 4.2

Ca 2.3 CaO 3.2

Na 0.3 Na2O 0.4

K 0.03 K2O 0.04

Total 99.7 Total 99.1

O incremento do gradiente geotrmico na crosta de 20 a 30oC/Km (nas partes mais internas do Planeta este incremento

mais baixo). H, no entanto, fontes de calor de diferentes

naturezas.

O fluxo trmico resulta em aumento de temperatura e envolve o ciclo convectivo de materiais no ncleo lquido e no manto

slido.

A conveco no ncleo pode transportar calor at o manto inferior, que ento levado at a superfcie em um diferenciado

i t tli d sistema mantlico de conveco.

O calor escapa da litosfera pela migrao de fluidos, como h f d lrochas gneas em forma de lava.

As principais fontes de calor so:

(a) Calor residual gerado durante a acreso original para a

formao do planeta h 4,5 Ga

(b) Calor gerado pelo decaimento radiomtrico espontneo

(c) Calor latente da cristalizao a partir da lenta solidificao

do lquido no ncleo externo

(d) Calor gerado pela dissipao de energia no atrito entre as

diversas camadas terrestres, que apresentam velocidades

diferentes frente rotao da Terra

(e) Calor produzido pela dissipao da energia tidal (mars

terrestres e ocenicas) a partir da interao gravitacional

entre a Terra, a Lua e o Sol.

Detalhes sobre a Litosfera

y A base da litosfera (manto superior) situa-se a profundidades variveis, sendo da ordem de 100-300 Km nas dorsais

ocenicas. Nas zonas de subduco, pode descer a 700 Km.

y A espessura da litosfera depende do comportamento das isotermas: onde estas se elevam (p. ex., por ao de

correntes de conveco ascendentes) ela se adelgaa; onde

as isotermas sofrem subsidncia, espessa-se.

y Inclui a crosta ocenica, a crosta continental e o manto litosfrico (poro superficial do manto externo).

Detalhes sobre a Crosta

As caractersticas da crosta da Terra so resultantes direto ou indiretos dos movimentos da litosfera.

As terras acima do nvel do mar so predominantemente crostas continentais, com exceo das ilhas como a Islndia.

A diviso aproximada de cerca de 29,2% de terras emersas e 70,8% de submersas. No entanto, 34,7% constituem crosta

continental e 65,3% crosta ocenica.

Crosta superior

marcada, em essncia, (a) pelo comportamento mais rgido, (b) pela distribuio dos hipocentros, (c) pela presena de ( ) p p ( ) p p

poucos refletores na prospeco ssmica de reflexo, (d) com

mergulhos e padres variados.

A passagem entre a crosta superior e inferior, denominada de Descontinuidade de Conrad possui limites tnues detectado

pela ssmica (passagem de Vp de 6,4 Km/s). Localiza-se a

profundidades variveis, entre 10 e 25 Km nos continentes, ou

entre 50 e 70 Km sob cintures orognicos.

Crosta Inferior

Marcada principalmente pela (a) velocidade ssmica Vp de 6,4 Km/s, (b) maior densidade que a da crosta superior, (c) maior ( ) q p ( )

produtividade de calor e (d) maior condutividade eltrica.

Possui viscosidade menor que as da crosta superior (acima) e q p ( )do manto superior (abaixo) (seu comportamento mais

plstico), configurando o chamado modelo sanduche da

litosfera.

A ssmica de reflexo indica que a crosta inferior marcada por estrutura lamelar e de mergulhos baixos ou horizontais, em

franco contraste com a crosta superior e com o manto superior.

A ssmica de efle o indica q e a c osta infe io ma cada y A ssmica de reflexo indica que a crosta inferior marcada por estrutura lamelar e de baixos mergulhos ou horizontais, em

franco contraste com a crosta superior e com o manto superiorfranco contraste com a crosta superior e com o manto superior.

y A base da crosta (ocenica e/ou continental) corresponde Descontinuidade de Mohorovicic (ou simplesmente Moho) Descontinuidade de Mohorovicic (ou, simplesmente Moho).

y Sua profundidade varivel, sendo de 30-40 Km nos continentes (at 75 Km sob os cintures orognicos) e de 10 12 continentes (at 75 Km sob os cintures orognicos) e de 10-12

Km nos oceanos (at 25-30 Km nas dorsais). Pode alcanar at

700 Km nas zonas de subduco.700 Km nas zonas de subduco.

A d t t t kA espessura da crosta terrestre em km

Crosta Ocenica e Crosta Continental

A crosta ocenica caracterizada pela constituio basltica (tambm utilizado o nome crosta basltica, visto que a

composio qumica mdia semelhante dos basaltos - da o

nome sima).

O termo ocenica o corretamente utilizado para referir-se aela (o significado geolgico/geofsico diferente do geogrfico).

A idade mais antiga detectada na crosta ocenica de cerca de

180180 ma.

Composio qumica da crostap q

Composto FrmulaComposio

Continental Ocenica

slica SiO 60 2% 48 6%slica SiO2 60.2% 48.6%alumina Al2O3 15.2% 16.5%

xido de clcio CaO 5.5% 12.3%

xido de magnsio MgO 3.1% 6.8%

xido de ferro (II) FeO 3.8% 6.2%

xido de sdio Na2O 3.0% 2.6%

xido de potssio K2O 2.8% 0.4%

xido de ferro (III) Fe2O3 2.5% 2.3%

gua H2O 1.4% 1.1%

di id d b CO 1 2% 1 4%dixido de carbono CO2 1.2% 1.4%

dixido de titnio TiO2 0.7% 1.4%

t id d f f P O 0 2% 0 3%pentxido de fsforo P2O5 0.2% 0.3%

Total 99.6% 99.9%

Fonte: Open University 2001

Cmara magmtica em dorsal ocenica gerando os

University, 2001

Cmara magmtica em dorsal ocenica, gerando os litotipos e estruturas gneas especficas da crosta ocenica

Seo colunar e t ti fi estratigrafia gnea da crosta ocenica

Importante: pillow-lavas ou lavas almofadadas so formadas quando o magma bsico extrudido sob a gua (ou com fluxo para a gua). A poro externa se resfria rapidamente enquanto a interna continua fluida com fluxo As presses enquanto a interna continua fluida com fluxo. As presses internas ocasionam protuses localizadas que em geral se rompem criando uma almofada adiantep

Fonte: Andrew Alden (2001) Fonte: USGS Fonte: Paul Browning

ELEMENTOS DA CROSTA CONTINENTALELEMENTOS DA CROSTA CONTINENTAL

A crosta continental caracterizada pela predominncia deh t f ld ti (d t b trochas quartzo-feldspticas (da tambm o nome crosta

grantica). Sua composio qumica mdia semelhante

das rochas granticas (da o nome sial)das rochas granticas (da o nome sial).

O termo continente de uso corrente como sinnimo decrosta continental (igualmente o significadocrosta continental (igualmente o significado

geolgico/geofsico diferente do geogrfico). A histria da

Terra pode ser contada devido aos registros geolgicosTerra pode ser contada devido aos registros geolgicos

preservados na crosta continental.

Crosta Continental: diviso fundamental

(a) Crtons antigos formados por rochas gneas e metamrficas de mdio a alto grau (> 550 ma)metamrficas de mdio a alto grau (> 550 ma)

(b) Cintures de dobramentos e reas pericratnicasrelativamente estveis

(c) Orgenos tercirios (< 60 ma)

(a) Estrutura da

crosta continental em crosta continental em

regies cratnicas

ou escudos.ou escudos.

(b) Estrutura da (b) Estrutura da

crosta continental

sugerida pelas sugerida pelas

observaes de

sees crustaissees crustais

expostas.

Hidrotermalismokm

0Zelita

Prehnita / l it

5

10 pumpelyita

Xisto verde

10

15Xisto verde

A fib lit

20

25 Anfibolito

Granulito

25

30 Granulito30

35

Origem da crosta continental

Plataforma: rea continental estvel, coberta por rochas sedimentares subhorizontais ou suavemente basculadas.

Elementos de Plataforma:Embasamento: geralmente metamrfico, dobrado e/ou

cisalhado, com intruses de idades diversas

Coberturas: manto sedimentar no metamrfico (ou (

anquimetamrfico), em discordncia angular sobre o

embasamento.

Crton: plataformas antigas Crton: plataformas antigas. Escudo: rea exposta do embasamento da plataforma.

Ci O i d i d h i Cintures Orogenticos: cadeias de montanhas atuais e antigas.

Macio: exposio reduzida do embasamento (subdiviso de um escudo)

Macio mediano: bloco posicionado entre depresses. limitado por falhas. Apresentam comportamento mais estvel.

Bai os inte montanosBaixos intermontanos.

Fonte: CPRM (GISBRASIL)

Bacia pericratnica: faixa

b d dsubsidente junto cadeia

montanhosa e adjacente

plataformaplataforma.

Sinclise: rea subsidente

discordante das estruturas discordante das estruturas

do embasamento.

A t li Antclises: reas

soerguidas que no

sofreram subsidnciasofreram subsidncia.

Arco: grande faixa

alongada com altitudes de alongada com altitudes de

at 3000 m e com flancos

de mergulhos suaves. Ex: de mergulhos suaves. Ex:

Ponta Grossa.

MOVIMENTOS GEOTECTNICOS

Tectognese: dobramentos, falhamentos, metamorfismo e magmatismo.

Orognese / Movimentos Orogenticos (Oros = montanha): movimentos rpidos positivos de grande amplitude

que originam cadeias montanhosas.

Tecto-orognese: combinao de tectognese mais orognese.

Epirognese: arqueamento e deslocamento vertical da p g qcrosta.

(a) Deslocamentos positivos, ligados eroso ( ) p , g

(b) Deslocamentos negativos, ligados sedimentao

(interior ou costeira).( )

Diastrofismo: engloba os movimentos da litosfera (verticais, horizontais, rpidos, lentos etc).

Movimentos Plicativos e Disjuntivos: formao de dobras e falhas, respectivamente (Beloussov 1962).

Tafrognese (Tafros = fossa): criao de grabens e horstspor falhas de gravidade (normais). Tectnica extensional.

Movimentos Oscilatrios: movimentos verticais, reversveis de velocidades e amplitudes variveis.

Inclui a epirognese, a orognese e a subsidncia (fase

geossinclinal).

Paroxismo: fase de tectonismo mais intenso de um ciclo (fase principal).

Fase Orognica: so deformaes processadas em um g pintervalo de tempo definido.

Perodo orognico: so vrias fases de deformao.g Fase de Deformao: o pulso em um ciclo de deformao

Ciclo Geolgico: subsidncia inicial, gerao de bacia (fase geossinclinal), entulhamento progressivo, dobras e falhas, g ), p g , ,

metamorfismo e

Magmatismo, formao de cadeiaMagmatismo, formao de cadeia

CICLOS TECTNICOS

So processos tectnicos sincrnicos de escala global. H uma reorganizao geral das megaestruturas geolgicas e H uma reorganizao geral das megaestruturas geolgicas e geomorfolgicas em amplas pores da crosta continental

CICLOS PALEOZICOS POR IDADE (Ga)

Alpino prx. 0,21

Paleozico Variscano 0,41 a 0,29

Caledoniano 0,57 a 0,50

CICLOS PROTEROZICOS POR IDADE (Ga)CICLOS PROTEROZICOS POR IDADE (Ga)

Vendiano(Ediacariano)

0,64 a 0,54

Neoproterozico Criogeniano 0,85 a 0,64

Toniano 1,00 a 0,85

Steniano 1,2 a 1,0

Mesoproterozico Ectasiano 1,4 a 1,2

Calimiano 1,6 a 1,4

Stateriano 1,8 a 1,6

Paleoproterozico Orosiniano 2 05 a 1 8 Paleoproterozico Orosiniano 2,05 a 1,8

Riaciano 2,3 a 2,05

Sideriano 2 5 a 2 3 Sideriano 2,5 a 2,3

PLACAS TECTNICAS ou LITOSFRICAS

y A litosfera acha-se fragmentada em diversas pores, que caracterizam as placas litosfricas ou, simplesmente, caracterizam as placas litosfricas ou, simplesmente,

Placas, as quais se movimentam continuamente. Utiliza-se o

termo movimento de corpo rgido, mas que no implica que

sejam rgidas e indeformadas, e sim que h menor

deformao no interior das placas, em relao aos cintures

orognicos, os quais apresentam formas mais ou menos

lineares e onde h a maior parte deformao.