Tectônica de Placas ou Tectônica Global

Etimologia das palavras

Placa na geologia = “laje” grande, rígida formada de rocha sólida.

Tectônica do grego = construir O termo Tectônica de Placas = “laje”

construída!!

Tectônica de Placas = superfície da Terra é construída por placas.

História A teoria da tectônica de placas é

relativamente nova (final da década de 1960), e revolucionou o conhecimento sobre a dinâmica do nosso planeta.

A tectônica de placas é tão importante para as ciências da Terra como a teoria da relatividade foi para física e a teoria da evolução para a biologia!

História A tectônica de placas explica questões

que têm sido especuladas por séculos tais como: • porque os terremotos e as erupções

vulcânicas violentas ocorrem em áreas específicas ao redor do mundo!

• Como e por que grandes cadeias de montanhas como os Alpes e Himalaias se formam!

Porém tudo começou com a Deriva Continental.....

Teoria da Deriva Continental Em 1620 o filósofo inglês Francis Bacon mostrou o

perfeito encaixe entre as costas da América do Sul e África. Parece ter sido o primeiro a levantar a hipótese de que os continentes estiveram unidos no passado.

Alfred Wegener cientista alemão que se dedicava aosestudos de metereologia, geofísica, astronomia etc..Com base na observação dos contornos doscontinentes e no conteúdo de fosseis propôs (~ 1912),que os continentes estariam aglutinados em ummegacontinente chamado Pangea, que teria sequebrado em dois Supercontinentes chamados deGondwana (América do Sul, África, Índia, Austrália eAntártica) e Laurásia (América do Norte e Euro-Ásia)

Pangea (do grego = todas as massas)

Decifrando a Terra, 2000

Evidências que apóiam a Teoria da Deriva Continental

Semelhanças Geográficas, principalmente entre America do Sul-África

Distribuição dos fósseis

Seria possível os animais terem cruzado o Atlântico a nado?!

Evidências

Idade das rochas Regiões separadas hoje por um oceano----

deveriam ser adjacentes (cadeias de montanhas)

Evidências

Sem o Atlântico,as montanhas Paleozóicas seriam adjacentes

Marshak, 2019

Glaciação Permo-Carbonífera somente no hemisfério Sul

Simulação de todos os continentes juntos

Decifrando a Terra, 2000

Evidências

Teoria da Deriva Continental

Segundo Wegener os continentes eram massas e “boiavam” sobre o mar, o movimento aconteceria por deslizamento dos continentes sobre o fundo do mar

Teoria da Deriva Continental

A Teoria da Deriva Continental não foiaceita porque Wegener (~1915) nãoconseguiu responder como as massascontinentais teriam se movido sem haverruptura, ou seja, que tipo de forçasseriam fortes o suficiente para movergrandes massas rochosas por grandesdistâncias?

Naquela época não se conhecia aspropriedades plásticas da astenosfera!

Uma vez em descrédito Wegener passou o resto de sua vida procurando evidências que comprovassem suas idéias. Em 1930 morreu congelado durante uma expedição para a Groenlândia.

Após a morte de Wegener novas evidências surgiram e a teoria da deriva continental ressurge!

Ressurgimento da Teoria da Deriva Continental

final da década de 1950

Novas Evidências

Expedições Oceanográficas Expedições

oceanográficas permitiram o conhecimento do fundo do Mar (por batimetria, topografia) e revelaram, ao contrário do que se pensava, o fundo oceânico não é regular e apresenta algumas características.

Topografia do Fundo Oceano

Se fosse possível retirar toda a água do mar, veríamos coisas impressionantes!!!

O Fundo do Oceano

Cordilheira,~2-2,5 Km abaixo do nível do mar

Falhas Transformantes

Fossas ou Trincheiras

> 5km de profundidade

Cadeia de Montanha Submarina (Vulcões-magma), em zig-zag.Cordilheira Meso-Oceânica ou Dorsal Oceânica

O Fundo do OceanoFalhas Transformantes

O Fundo do Oceano

“Buraco”= trincheira ou fossa

O Fundo do Oceano

Então se fosse possível retirar a água dos oceanos, veríamos a Dorsais oceânicas (ou cadeia Mêso-Atlântica, para o Atlântico), as Fossas ou Tricheiras e as Falha Transformantes.

Idade e espessura dos sedimentos

Idades das rochas; não há sedimentos com idades inferiores ao Jurássico (190 Ma) = oceano Atlântico não existia.

Idades dos sedimentos em relação a crista ou eixo das Dorsais, idades mais jovens próximas Dorsais e também sedimentos menos espessos

Evidências diretas:

sondagem

Composição basáltica da crosta

Espessura dos Sedimentos x DorsalEvidências:

Os sedimentos são menos espessos próximo a Dorsal, (furos de sondagens - IODP)

A partir dessas evidências, no inicio dos anos de 1960, o pesquisador Harry Hess propôs, por pura especulação, que o assoalho oceânico estava expandindo.

A hipótese de expansão do assoalho oceânico deixou de ser especulativa e tornou-se uma evidência conclusiva quando, poucos anos depois, Fred Vine e D.H. Matheus descobriram que o campo geomagnético inverte de polaridade!!

O Fundo do Oceano

Anomalias Magnéticas no fundo oceânico

Foram realizados levantamentos magnéticos no fundo oceânico (juntamente com a topografia). Estes levantamentos foram efetuados com magnetômetros (instrumento que mede a magnetização) bastante sensíveis, desenvolvidos na II Guerra Mundial. Os primeiros levantamentos foram feitos no Pacífico.

O objetivo desses levantamentos era mapear variações na intensidade do campo geomagnético devido a diferenças nas propriedades magnéticas das rochas da crosta.

Anomalias Magnéticas

O resultado mostra que há uma alternância entre: alta e baixa intensidade do campo geomagnético, ou seja, as anomalias magnéticas. Que foram interpretadas como inversão de polaridades. Há uma simetria em relação a Meso.

Alta-intensidade Normal e baixa Reversa.

baixa

alta

Vine & Matheus, 1963

REVERSÕES MAGNÉTICAS (Paleomagnetismo)

Continente

Analogia entre reversões magnéticas registradasno oceano e continente.

Oceano

confirmaram a proposta de sea floor spreading.

Analogia entre reversões magnéticas registradasno oceano e continente.

TESTANDO A HIPÓTESE Vine and Matthew (1963)

Antes da formação de uma dorsal –astenosfera em TºC mais elevada, acima da TºC Curie de qualquer óxido de Fe.

Na dorsal, a astenosfera funde e a lava resfria. Minerais ricos em ferro se magnetizam segundo a direção do campo magnético na época.

Geração de crosta oceânica

REVERSÕES MAGNÉTICAS

(Paleomagnetismo)

Chron: intervalo de tempo na escala geomagnética entre as reversões de polaridade do campo geomagnético.

As reversões geomagnéticas associadas a geocronologia, permitem estabelecer uma escala de tempo de polaridade do campo geomagnético

preto: polaridade normalbranco: polaridade reversa

Expansão do Soalho Oceânico Hess, (final da década de1960) teoria que evoluiu para a

Tectônica de Placas. Ponto decisivo para o estabelecimento da teoria, graças ao Paleomagnetismo.

Tectônica de Placas

No final de 1968, o conceito da expansão dosoalho oceânico foi revisto e incorporado numateoria mais abrangente chamada de Tectônicade Placas ou Tectônica Global.

Esta teoria repousa no conceito de que aparte mais externa da Terra é formada porum mosaico de grande placas (litosféricas,oceano + continente) que se movem comounidades rígidas e sofrem deformaçõessomente nas suas margens com as placasvizinhas.

Portanto, a Teoria da DerivaContinental evoluiu para ateoria da Expansão do SoalhoOceânico que evoluiu para aTeoria da Tectônica de Placasou Tectônica Global.

As Placas Tectônicas

As Placas Tectônicas

Limites da PlacasFossas ou trincheiras= Convergente

Dorsal Meso-Oceânica

= Divergente

Fossa ou Trincheira=Convergente

Falha Transformante

Limites da Placas

Limite Divergente = Dorsal Oceânica

Limite Divergente = Dorsal Onde ocorre a formação da crosta oceânica.

Devido a expansão o soalho oceânico fica cada vez mais longo e os continentes dos dois lados se movem opostamente

-Há uma simetria dos dois lados do eixo central da Meso. Ocorre falhamentos, terremotos rasos

Idade do soalho oceânico

Idades mais jovens próximo a dorsal Marshak, 2019

Limite Convergente = Fossas ou trincheiras

ocorre destruição da litosfera - colisão.

Terremotos – rasos e profundosA placa do Pacífico “entra” (subductata) sob o Japão

Limite Convergente = Fossas ou trincheiras

Característica do limite convergente=Prisma acrecionário = Formado devido aos sedimentos existentes na superfície da placa “descendente”, assim como os sedimentos vindos do continente são incorporados na forma de uma cunha.

Divergência e convergência de duas placas litosféricas

subducção: manifestada com plutonismo/vulcanismo

colisão

Limite Conservativo = Falha Transformantes

não há geração e nem destruição da crosta – as placas deslizam através dessas falhas.

falhas transformantes

1. Limite conservativo entre placas tectônicas.2. Movimento ocorre entre as duas Dorsais.3. Zonas de sismos rasos (< 50 km prof.),

preferencialmente entre os eixos da dorsal.4. Termo introduzido por J. Tuzo Wilson (deter, o mov)

dorsal

As falhas transformante também podem ocorrer na litosfera continental (são poucas):

Ex: Falha de San Andres

É o limite entre a placa Norte Americana e placa do Pacífico.

A porção da Califórnia localizada a oeste da falha é parte da placa do Pacífico, enquanto que a porção à leste da falha é placa Norte Americana

Distribuição Mundial de Vulcões

Distribuição Mundial de Sismos

Sismos Vulcões

Limites das placas

O que podemos concluir da análise desses mapas?

Observações Importantes

Os terremotos e vulcões não estão distribuídos ao caso, mas ocorrem em locais bem definidos.

A ocorrência de terremotos e vulcões coincide com os limites da Placas.

Portanto as Placas estão em movimento contínuo, se afastando e se encontrando.

Como as placas trabalham!

As placas se afastam nos limites divergentes = dorsais meso-oceânicas.

As placas se chocam (colidem) nos limites convergentes.

As placas deslizam através das falhas transformantes.

Limite DivergenteDorsal Meso Oceânica –onde a crosta oceânica é gerada- Resfriamento e subsidência da margem rifteada permitindo a deposição de sedimentos marinhos. Formação de bacias marginais. Terremotos, vulcões submarinos.

Continuação da separação e subsidência com formação de plataformas carbonáticas.

A margem continental cresce com os sedimentos provindos da erosão dos continentes

Margem passiva

Zona de Rifteamento Continental -Exemplo atual – rift do leste africano

Vales em riftes paralelos

Rift do leste africanoO processo de expansão do soalho oceânico já separou a Arábia Saudita do resto do continente Africano formando o Mar Vermelho. Ocorre uma junção tríplice onde o Mar Vermelho encontra o Golfo de Ádem.

Pode ocorrer vulcanismo em função do desenvolvimento sob a África ao longo da zona do rift do leste Africano.

Colisão das Placas

Onde ocorre a colisão das placas tectônicas há destruição da litosfera. Com o encontro de duas placas ocorrem terremotos, vulcões e formação de cadeias de montanha.

Colisão das PlacasAs rochas e feições fisiográficas formadas depende da natureza das placas envolvidas;

São de três tipos as colisões: oceânica x continental oceânica x oceânica continental x continental

Limite Convergente - ZONA DE SUBDUCÇÃO

oceano-continente

oceano-oceano

convergência de duas placas litosféricas, local de consumo (destruição) da litosfera. São as margens ativas das placas

Colisão de Placa – Crosta Oceânica x Continental

Exemplo Andes, encontro das placas de Nazca e Sul-Americana

A placa mais densa (oceânica) mergulha sob a outra (continental), na zona de subducção

Limite Convergente-crosta oceânica e continental

Aproximação de massas continentais

Ocorre: Arco vulcânico, terremotos rasos e profundos – na zona de subducção.

Colocação de rochas graníticas, metamorfismo etc.. Os sedimentos também são carregados para a zona de subducção.

Cordilheiras

Limite Convergente-crosta oceânica e continental

Andes

Placa de Nazca

Placa Sulamericana

Cinturão de FogoA convergência crosta oceânica-continental é responsável por muitos dos vulcões ativos. A atividade vulcânica é associada a zona de subducção.

Principais feições geológicas formadas na convergência oceano-continente

São subdivididas em três regiões: ANTEARCO, ARCO VULCÂNICO e TRÁS-ARCO

1- Ante-arco (ou forearc): é limitado pela trincheira e o arco (front) vulcânico;2- Arco vulcânico: região onde o magmatismo (/vulcanismo) ocorre;3- Trás-arco (ou backarc): se extende a partir do arco vulcânico.

Limite Convergente-crosta continental e crosta continental

Colisão Continente-Continente

Ocorre – Formação de cadeias de montanhas, terremotos, exumação e geração de rochas magmáticas e metamórficas. Sem ou com pouco vulcanismo

Colisão Continente-Continente Os continentes se chocam, em

geral, após o processo de

subdução de crosta oceânica

que os aproximaram;

A massa continental levada

pela crosta oceânica mergulha

sob a outra;

Pouco vulcanismo e intenso

metamorfismo.

Colisão Continente-Continente

Formação dos Himaláias- Choque entre as placas: da Índia e Eurásia

Formação dos Himaláias

Tempo total ~ 50 milhões de anos

Colisão crosta oceânica crosta oceânica A placa mais densa, mais

antiga, mais fria e mais espessa mergulha sob a outra placa (subducção);

Na zona de subducção forma-se uma fossa;

Produz vulcanismo sob a forma de arquipélagos, conhecidos como Arcos de Ilha, de 100 a 400 km distante da zona de subducção.

Os arcos de ilhas vulcânicas são curvados aproximadamente paralelos á trincheiras. Ocorrem violentos terremotos. Ex: Ilhas Aleuta, Ilhas do Japão.

Colisão listofera oceânica x listofera oceânica

Formação de magma em zonas de subducção: a água quecobre a placa de subducção é adicionadca ao manto e causa afusão parcial. Quando a taxa de fusão for suficiente, o líquido(material fundido) ascende pois é menos denso que o materialsólido ao redor.

Subducção oceano - oceano

Formação de ilhas vulcânicas, bacias oceânicas do tipo forearc.

Prisma de acresção

Em limites CONVERGENTE…..

As placas colidem Há destruição de placa Uma placa é subductada sob a margem da

outra placa e incorporada na astenosfera Espessamento da crosta Caracterizados por deformação,

vulcanismo, formação de montanhas, terremoto, depósitos minerais

Limites Conservativo

Há o deslizamento lateral das placas ao longo das Falhas Transformantes;

Sem a geração ou destruição de crosta.

Placas Maiores e os Eventos nas bordas

Formação de cadeia de montanhas, vulcanismo, terremotos, bacias marginais

Em síntese

Ciclo de Wilson

inicia-se com riftcontinental,

abertura de pequena bacia oceânica,

expande-se e forma um oceano,

inicia-se uma subducção de litosfera oceânica em uma ou mais margem,

pode ocorrer o fechamento total ou parcial do oceano.

A abertura e o fechamento de bacias oceânicas ou oceanos é conhecida como Ciclo de Wilson:

Ocorreu várias vezes na história da Terra.

Qual o agente motor responsável pelo movimento das placas?

Sabemos que a litosfera é a parte mais externa da Terra, é rígida e logo abaixo dela temos a astenosfera que pode ser considerada “fluida”, ou seja, tem um comportamento plástico.

O movimento das placas ocorre devido às correntes de convecção no Manto Superior. Embora outros fatores contribuam

Começam na Dorsal.

Células convectivas

Alguns modelos - convecçãoConvecção no manto superior - astenosfera

Convecção em todo o Manto

Outros mecanismo responsáveis pelo movimento das placas

• Ridge-push – “empurrão da cadeia”

A placa pode ser empurrada para os lados pela criação de nova litosfera nas cadeias meso-oceânicas.

• Slab-pull – “placa puxada para baixo”

A placa mais longe da cadeia meso-oceânicas é: mais antiga, mais fria mais densa e mais espessa. Isso tenderiam a puxar a litosfera descendente para o interior em direção a astenosfera. No limite com a astenosfera a placa fica inclinada. Mesmo que esta inclinação seja muito baixa, o próprio peso da placa tectônica poderia induzir uma movimentação.

Velocidade das Placas

Movimento relativo – uma placa em relação a outraMovimento absoluto – em relação a um local fixo dentro da Terra, no Manto

O tamanho das setas representa a velocidade. Vermelhas movimento absoluto, pretas movimento relativo

Hot Spots – Pontos Quentes Embora a maioria dos

vulcões e terremotos ocorram próximo aos limites das placas, alguns vulcões são formados dentro de uma placa, por exemplo, aqueles no meio do oceano Pacífico a mais de 3200 km do limite da placa mais próxima. É o caso das Ilhas do Havaí.

Hotspots – Plumas termais no Manto

Para explicar esses vulcões J.Tuzo Wilson (1963) elaborou a teoria das plumas quentes. Estas plumas ocorrem de baixo das placas e promovem fontes localizadas altamente aquecidas para sustentar o vulcanismo.

Os hotspots são estacionários, em grandes profundidades e a placa é que se move.

Hot-Spots

Como a placa do Pacífico continua se movendo W-NW, a ilha do Havaí será levada além do hot-spot pelo movimento da placa. E nesse estágio ocorre a formação de uma nova ilha vulcânica.

O longo hot-spots do Havaí

Mapa de uma parte da bacia do Pacífico, mostrando o crescimento do hot-spots havaiano

6000 km ao longo da cadeia Havaiana cadeia Emperor seamounts.

Hot-Spots do Havaí

A Dança dos Continentes (Placas) Os estudos geológicos demonstram que a

aglutinação e fragmentação de massas continentais ocorreram diversas vezes no passado geológico;

o Pangea foi apenas a última importante aglutinação de continentes (200 milhões de anos);

os primeiros continentes formaram-se a 3,9 bilhões de anos, e foram crescendo através da orogênese até atingir as dimensões atuais.

Fragmentação do Supercontinente Pangea

Antes do Pangea......

Supercontinente Rodínia – Alguns Modelos

Tectônica de Placas no Pré-cambriano – Cinturões Orogênicos

Alguns Modelos

A Tectônica de Placas e as Pessoas

O movimento das placas é mais um processo geológico que se processa juntamente com outros eventos tais como: Glaciação e Erosão. Todos esses eventos têm criado alguns dos cenários naturais mais impressionantes. Os Himaláias, os Alpes Suiços, e os Andes são alguns dos exemplos espetaculares.

No entanto, violentos terremotos relacionados a tectônica de placas causaram e ainda causam catástrofes terríveis, como o terremoto de 7.7 graus na China que matou 800.000 pessoas!

Os Azares Naturais

Atingem as pessoas que vivem nos países onde os limites das placas estão próximos aos grandes centros. Tal como o cinturão de Fogo do pacífico (América do Sul) com violentos terremotos, vulcões e tsunames.

Terremotos

Terremoto – Califórnia- entortou o muro

Cavalos mortos devido ao terremoto de 1906, na Califórnia.

Movimentação da Falha de San Andreas

TerremotoTerremoto ocorrido em São Francisco, USA, matou centenas de pessoas.

Até hoje esperam o “Big One”

Terremoto na California

Terremoto no Equador

VulcõesOldoinyo Lengai-vulcão ativo no leste africano, na zona do rift.

Vulcões Mount Pinatubo na

placa da Filipinas, em 1991 colocou mais 40 km de cinzas no ar

USA

Vulcões

Vulcão no Havaí

Tsunamis

Tsunamis

Os Benefícios da Tectônica de Placas

Muitos das fontes de energia e recursos minerais estão concentrados próximo aos atuais ou antigos limites das placas. A utilização desses recursos sustentam as civilizações no presente e no passado.

Vulcões-Benefícios

Rochas vulcânicas intemperizadas podem ser usadas como fertilizantes.

Crescimento de arroz em solo vulcânico na Indonésia.

Depósitos de minerais metálicos (ouro, cobre, prata, zinco) são formados por magmas que não chegam a atingir a superfície,

O centro dorsais cria um ambiente para a circulação de fluidos ricos em minerais formadores de minérios.

Energia geotermal - Vulcões

Placas