Deriva Continental e Tectônica de Placas

Deriva Continental e Tectônica de Placas1A teoria da tectônica de placas é muito recente, e tem trazido grandeajuda na compreensão dos fenômenos observados na Terra.Abraham Ortelius, um elaborador de mapas, em 1596, sugeria que asAméricas 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.

Alfred WegenerEm 1912, Alfred Wegener, um meteorologista alemão, aos 32 anos deidade, propunha a teoria da DERIVA CONTINENTAL.2A teoria de DERIVA CONTINENTAL estabelecia que, há ~200milhões de anos, todas as massas continentais existentesestavam concentradas em um supercontinente, que eledenominou de PANGEA.

O supercontinente PANGEAA quebra do supercontinente PANGEA originaria, inicialmente, duasgrandes massas continentais: a Laurásia no hemisfério Norte, e oGondwana no Hemisfério Sul, segundo Alexander Du Toit, um dosdefensores da idéia de Wegener.3A Laurásia e oGondwana teriamcontinuado o processode separação, originandoos continentes queconhecemos naatualidade.

A deriva continental4

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A deriva continental6

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A deriva continental8

Principais evidênciasA teoria de Wegener se apoiava especialmente na similaridadeentre as linhas de costa da América do Sul e África, já notada porOrtelius; por evidências fornecidas por estruturas geológicaspresentes nos dois continentes, e pela distribuição de fósseis eplantas em ambos os continentes.9

Problemas na teoria da deriva10A teoria de Wegener explicava bem a distribuição dos fósseis, oajuste 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?”

A morte de Wegener11Alfred Wegener morreu durante uma expedição meteorológica àGroenlândia, 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.

A contestação da teoria12A 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.

13Deriva 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 teoriaExploração do assoalho oceânico“Magnetismo fóssil” nas rochasDeriva polarBullardBlackettRuncorn1960-1962 Espalhamento do assoalho oceânico Dietz, HessGeopoetry1963 Anomalias magnéticas oceânicas Matthewsassociadas ao espalhamentoVine

14Deriva Continental e Tectônica de Placas1963-1966 Reversões do campo magnético CoxDatação de derrames continentaisDatação de sedimentos marinhos1965-1966 Falhas transformantesDistribuição de terremotos1967-1968 Surge a TECTÔNICA DE PLACAS Dietz, Hessincorporando o espalhamento doassoalho oceânico e as idéias dederiva continentalEscala temporal de reversões1968-1970 Deep Sea Drilling Project GlomarGeopoetry -> GeofactChallenger

A deriva continental rediscutida15Principais 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;

A deriva continental rediscutida16Principais 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 rediscutida17Principais 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 rediscutida18Principais 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.

O assoalho oceânico19A fisiografia do assoalho oceânicoDurante 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.

O assoalho oceânico20Verificação da idade do assoalho oceânicoAcreditava-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.

A magnetização da crosta oceânica21No 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.

Reversões do campo geomagnético22Verificação da existência das reversões do campo geomagnéticoJá 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.

O espalhamento do assoalho oceânico24A hipótese do afastamento do assoalho oceânico e conseqüentereciclagem da crosta oceânicaA evidência do padrão simétrico de anomalias magnéticas traziauma questão importante: “qual o processo de formação da crostaoceânica que explica este padrão?”

O espalhamento do assoalho oceânico25A hipótese do espalhamento do assoalho oceânico e conseqüentereciclagem da crosta oceânicaAs teorias da época (1961)diziam que as dorsais mesooceânicaseram 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.

O espalhamento do assoalho oceânico26Fatos 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.

O espalhamento do assoalho oceânico27Problema: 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.

Trincheiras oceânicas28Dois 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.

Terremotos e vulcanismo29Concentração de terremotos e vulcanismoCom odesenvolvimento dossismógrafos no iníciodo século XX, oscientistas perceberamque os terremotosconcentravam-sepreferencialmente aolongo das trincheirasoceânicas e dorsaismeso-oceânicas.

A distribuição de terremotos30A implantação darede mundial desismógrafos, paradetectar explosõesnuclearesclandestinas, trouxegrande avanço noconhecimento dadistribuição dosabalos sísmicos.

A tectônica de placas31Com estes dados, o quadro mostrava-se completo: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.

A tectônica de placas32Nas 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.

Tipos de bordas de placas33MARGENS DE ACRESÇÃONas 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.

Tipos de bordas de placas34MARGENS DE CONVERGÊNCIALocal 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 placas35MARGENS DE CONSERVAÇÃOAs 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.

Hot Spots36HOT-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 Spots37Em 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 SpotsVários 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.