Ponto de Interesse Geológico: Morro de São João Mapa de ocorrência de rochas alcalinas no Estado do Rio de Janeiro Nome Idade Média 1 2 3 4 5 6 7 8 Passa Quatro Itatiaia Morro Redondo Tinguá Itaúna Rio Bonito Morro de São João Cabo Frio 66,7 Ma 73,1 Ma 65,6 Ma 66,7 Ma 62,4 Ma 75,4 Ma 60,1 Ma 52,3 Ma MARLIM SUL Cabo Frio ALTO DE CABO FRIO ESPADARTE 0 10 GUARAJUBA V V V ESPÍRITO SANTO BACIA DE CAMPOS V V V 21 S MARLIM LESTE Rio Bonito BACIA DE SANTOS 22º30’ S 20 BARRA S.JOÃO GRABEN 52 Ma MARLIM 10 00 211 403 377 00 Mendanha Mo. de São João 729 m 0 40 10 0 TTÉÉ A A U UBB A A TT D DEE Morro de São João 63 Ma ALBACORA LESTE São Tomé 20 00 IIAA C C BBAA S. PAULO Idade das Rochas Alcalinas Código 59 Ma RESENDE Itatiaia RONCADOR CABO CABO SÃO SÃO TOMÉ TOMÉ 100 66 Ma BACIA DE BACIA DE S. PAULO 41 W 42 W CAMPOS Campos de Petróleo 22º30’ S 43 W RIO DE JANEIRO Idade das Rochas Falhas Geológicas Poços de Caldas O 39 39O 00m -20 66 Ma SÃO PAULO 44 W MINAS GERAIS Canyons Submarinos 89 Ma ESPÍRITO SANTO 40 0 V V Intrusões de Rochas Alcalinas Cones Vulcânicos Feições Vulcânicas Identificadas 00m -10 0m -20 Estudos geológicos revelam que, entre cerca de 80 e 40 milhões de anos atrás, existiram vulcões no Estado do Rio, hoje extintos. A Figura 1 destaca as áreas de Itatiaia, Tinguá, Mendanha, Itaúna, Rio Bonito, Morro de São João e Arraial do Cabo, que são resultado dessa antiga atividade ígnea ou magmática (magma = rocha fundida), formando feições topográficas positivas (morros ou montanhas). Essas elevações formam um notável alinhamento na direção leste-oeste e estão separadas umas das outras por dezenas a centenas de quilômetros. Sua origem pode ser explicada pelo que os geólogos denominam "Teoria da Tectônica de Placas", modelo formulado quando procurou-se explicar o curioso encaixe entre o litoral do Brasil e a costa oeste da África, ainda no início do século 20, pelo meteorologista alemão Alfred Lothar Wegener. 45 W 42º00’ W Sedimentos Terciários 10 00 EXISTIRAM VULCÕES NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO ? A CI N VI O PR E D S O M O D E D L A S L. de Juturnaíba DIVISÃO POLÍTICO-ADMINISTRATIVA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO Área de Encarte N 100 KM Escala 1:1.000.000 5 A Área de Encarte acima é parte do Mapa Político-Administrativo do Estado do Rio de Janeiro - Fundação CIDE-2002 N N 0 5 km 42º00’ W Modificado de Mohriak et al., 1995. Passa Quatro 2 22 S Itatiaia 3 1 Morro Redondo SÃO PAULO 4 Complexo Rio Bonito, Tanguá, Soarinho Canaã Morro dos Gatos 5 Marapicu/ Mendanha-Gericinó 7 Morro de São João 6 Itaúna 8 Ilha de Cabo Frio Fontes: Projeto Carta Geológica DRM-RJ Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro 1:400.000 Mosaico de Imagens Landsat TM5 1993-4, r5g4b3 Thomaz Filho, A. & Rodrigues, A.L. RBG 29(2) 1999 23 S Figura 1 - Imagem de satélite do Estado do Rio de Janeiro, com destaque para as montanhas alinhadas de origem ígnea e composição alcalina. A TEORIA DA TECTÔNICA DE PLACAS EXPLICA OS NOSSOS VULCÕES A palavra tectônica tem sua origem no grego, no sentido de construir. Assim, "Tectônica de Placas", se refere à teoria de que a superfície da Terra é construída por placas. Estas placas movimentam-se em diversas direções, numa velocidade de poucos centímetros por ano. Elas podem-se agrupar (colidindo entre si) ou quebrar em pedaços. As placas continentais (mais leves) flutuam sobre as oceânicas (mais pesadas) e, assim, os continentes são "carregados" sobre os oceanos, como se fossem objetos em uma esteira rolante. Os geocientistas acreditam que há dezenas de milhões de anos, enquanto a Placa Sul-Americana afastava-se da Africana, o território do Estado do Rio de Janeiro esteve sobre um ponto fixo e muito quente, localizado a grandes profundidades no interior da Terra, os "hot spots". Segundo esse modelo, um “hot spot” pode dar origem a uma série de vulcões alinhados, com idades diferentes, à medida que as placas se movimentam sobre ele. Resumindo: na medida em que a placa se move, um vulcão novo se forma, enquanto outro se extingue. Espera-se, então, que o vulcanismo que gerou Itatiaia (oeste) seja mais velho do que o da Ilha do Cabo Frio, em Arraial do Cabo e do Morro de São João (leste). Veja as idades das rochas na tabela da Figura 1 e observe que as datações das rochas sugerem que elas são mais jovens conforme se avança para o mar. Trabalhos desenvolvidos para pesquisa de petróleo confirmam a ocorrência de vulcões no fundo do mar, seguindo a linha leste-oeste, até a região de Cabo Frio. Na Figura 3 é apresentado um mapa, elaborado por geólogos da PETROBRAS, que mostra a existência desse vulcanismo marinho na costa do Estado do Rio, identificado através de sondagens e de geofísica (tecnologia utilizada para visualização de estruturas no interior das Terra - como se fosse um Raio X ou ultrassonografia em um corpo humano). A Figura 3-A mostra uma "imagem" de um cone vulcânico na plataforma continental de Cabo Frio. Observe sua semelhança com a geometria do Morro de São João. Figura 3A - Seção sísmica com cone vulcânico na região entre as Bacias de Santos e Campos) Topografia 3-D (Pontes et al., 2000) Morro de São João ENTÃO, O MORRO DE SÃO JOÃO TEM SUA ORIGEM EM UM VULCÃO? EXISTEM EVIDÊNCIAS DE VULCANISMO? Serra dos Tomazes Tinguá Mapa Geológico da Região de Morro de São João, Rio de Janeiro. Figura 2- Mapa com indicação de vulcanismo na área continental e de cones vulcânicos na área oceânica do Estado do Rio e Janeiro. Fonte: Webster Mohriak (PETROBRAS). MINAS GERAIS Falha Normal Lístrica Cone Vulcânico Há cerca de 60 milhões de anos atrás, no início do que os geólogos chamam de período Terciário, nossa região foi palco de atividades vulcânicas que deram origem a várias rochas chamadas ígneas, ou seja, formadas a partir do magma cristalizado em profundidade, ou da solidificação na superfície de lavas expelidas por vulcões. No caso do Morro de São João, apesar de sua forma de cone vulcânico (ver Figura 2), os geólogos não conseguiram identificar a presença de rochas que indicassem a ocorrência de erupções vulcânicas na superfície, ocorrendo apenas as rochas cristalizadas a grandes profundidades. Os vários tipos de rochas ígneas que constituem o Morro de São João foram formados em profundidade (ver Mapa Geológico- Figura 4). Esta afirmação é feita com base no tamanho dos cristais das rochas locais, demonstrando que tiveram tempo para cristalização, isto é, se resfriaram lentamente. Quando uma lava é expelida pelo vulcão, o contato brusco do material com o ar ou a água pode gerar vidro vulcânico ou rochas com minerais muito pequenos, porque se resfriam muito rapidamente. Também, espera-se encontrar materiais típicos de uma erupção como: derrames de lavas, cinzas vulcânicas, bombas (pedaços de lava lançados explosivamente pela cratera), etc. Estes materiais não são encontrados no local. A inexistência de evidências de erupções provavelmente se deve à erosão que atingiu esta região. A erosão, causada pela ação das chuvas, ventos, calor, frio, etc., “arrasou” a topografia local, onde a única feição de destaque é o próprio Morro de São João, cujas rochas foram mais resistentes à ação das intempéries do que as que ocorrem no seu entorno. Acredita-se que podem representar a câmara interna do vulcão, localizada a alguns quilômetros abaixo da superfície. ONDE OCORREM OS VULCÕES E TERREMOTOS NO MUNDO? As regiões do planeta onde ocorrem a maioria dos vulcões e terremotos são as bordas das placas tectônicas, nas zonas de choque ou de afastamento entre as placas, como podemos ver no Mapa Múndi (figura abaixo). A existência dos “pontos quentes" explica a cadeia vulcânica do Havaí, os extintos vulcões do Rio de Janeiro, o alinhamento de cadeias vulcânicas na região entre Vitória e a Ilha de Trindade (região oceânica do Espírito Santo), e, também, outros casos de vulcanismo que ocorreram ou ocorrem fora das bordas das placas. Almofada de Sal Macaé LEGENDA Fonte: Folhas Geológicas 1:50.00 DRM-RJ Morro de São João, Barra de São João Quaternário marinho - recente Quaternário fluvial Quaternário marinho - praias antigas Escala 1:75.000 Terciário - rochas alcalinas Precambriano - Unidade Região dos Lagos Figura 4 - Mapa Geológico (Reis & Licht - DRM-RJ) QUE ROCHAS FORAM “CORTADAS” PELO MAGMA DO MORRO DE SÃO JOÃO? As rochas ígneas geradas neste episódio do passado são conhecidas como rochas alcalinas, porque apresentam muito Sódio (Na) e Potássio (K) nos seus minerais. Estas rochas "cortam" rochas metamórficas muito mais antigas, denominadas gnaisses. As rochas metamórficas são derivadas de rochas pré-existentes que foram submetidas a condições de temperatura e/ou pressão mais elevadas e sofreram o processo de recristalização e/ou deformação denominado Metamorfismo. Os gnaisses estão representados na Unidade Região dos Lagos (ver Figura 4 Mapa Geológico), cuja idade é de cerca de 2 bilhões de anos (segundo datações da geóloga Prof. Renata Schmitt - UERJ). Portanto, as rochas alcalinas, com idades em torno de 60 Ma, são muito mais novas do que os gnaisses. “A Terra levou alguns bilhões de anos para construir as rochas, os minerais, as montanhas e os oceanos. Proteja esta obra-prima!” Rio das Ostras Detalhe do Morro de São João Figura 2 - Reconstituição 3D da topografia com imagem de satélite do Morro de São João (Fonte: PETROBRAS) Tempo de trânsito duplo (segundos) Barra de S. João PROJETO CAMINHOS GEOLÓGICOS SECRETARIA DE ESTADO DE ENERGIA, DA INDÚSTRIA NAVAL E DO PETRÓLEO Elaboração: Kátia Mansur, Flavio Erthal e Eliane Guedes RE ED DE E D DE E R (DRM-RJ) e Webster Mohriak (PETROBRAS) Colaboração: Hermani Vieira (DRM-RJ) RIO DE JANEIRO Homenagem: Antônio Pereira dos Reis (in Memoriam) Coordenação: Kátia Mansur , Eliane Guedes e Flavio Erthal (DRM-RJ) TECNOLOGIA Seção sísmica 3-D na plataforma continental de margem sudeste (Mohriak, 2001) Mapa Múndi com a distribuição dos continentes, das placas tectônicas (limites em azul), vulcões (triângulos vermelhos) e terremotos (pontos amarelos). Fonte: National Aeronautics and Space Administration (NASA) Contato: (0xx21) 2620-2525 (DRM-RJ) Este painel pode ser encontrado em www.drm.rj.gov.br DEPARTAMENTO DE RECURSOS MINERAIS www.drm.rj.gov.br [email protected] TurisRio Companhia de Turismo do Estado do Rio de Janeiro English version in the back of this panel