tectônica de placas - Oceanografia

TECTÔNICA DE PLACAS
HISTÓRICO – Teoria da Contração
A movimentação da crosta é evidente, e várias teorias foram elaboradas para
explicar a formação das montanhas e distribuição do vulcanismo e terremotos.
- Contração do globo
- No século XIX William Thompson (Lorde Kelvin) determinou que a
Terra tinha 80 milhões de anos, com base em uma taxa de resfriamento do
planeta. Esta idéia foi utilizada por geólogos para sugerir a criação de cadeias
montanhosas a partir do resfriamento progressivo,
- Em 1885 Edward Suess explica a formação de cadeias
montanhosas através do resfriamento e contração do globo.
- Os continentes estiveram inicialmente unidos em uma única
extensão de terra chamada Gondwanaland (nome derivado de uma província
geológica na Índia – Gonds é o nome de uma tribo).
HISTÓRICO – Teoria da Contração
- A dispersão dos continentes (necessária a explicar a correspondência de
formações geológicas em diferentes continentes) é explicada por contração
diferencial
- O fundo das bacias oceânicas seriam escudos continentais rebaixados
(não havia sondagens à época), os quais formariam a ponte necessária para
explicar a distribuição paleontológica
- Perdeu prestígio devido às diferentes idades das cadeias montanhosas e à
idade muito recente (terciária) de várias delas.
HISTÓRICO – Teoria da Expansão
Expansão do globo (Carey 1958)– não considera a existência de zonas de
consumo das placas.
- primeira reconstrução em 1933
- a expansão é causada pelo acumulo de poeira e meteoritos extraterrestres, e pela expansão interna do núcleo derretido da Terra.
- o gradual aumento de massa aumenta a força gravitacional e a
pressão sobre o centro da Terra, que de um estado inicial sólido passou a pastoso
com o aumento da temperatura – vulcanismo
- contínua adição de água juvenil para explicar o aumento do volume de
água.
HISTÓRICO – Teoria da Tectonica de Placas
Da Vinci – Sec. XVI – “acima das planícies da Itália onde voam bandos de
pássaros, peixes estiveram se movendo em amplas áreas rasas”.
Francis Bacon – 1620 – paralelismo da costa sul americana e africana
Frank Taylor (1910) e Otto Ampferer (1906) sugeriram movimentos laterais para
explicar o surgimento de cadeias montanhosas.
Ampferer (1925) propôs a existência de correntes de convecção no interior da
Terra, antecipando zonas de criação e subducção da crosta.
Alfred Wegener (1912) – Teoria da Deriva Continental
HISTÓRICO – Deriva Continental
300 M anos
Evidências litológicas, estruturais,
paleoclimáticas, paleontológicas e
biogeográficas em lados opostos do Atlântico
50 M anos
1,5 M anos
Reconstrução paleogeográfica de Wegener (1924) – zonas
sombreadas representam mares rasos
HISTÓRICO – Evidências da Deriva Continental
EVIDÊNCIAS GEOFÍSICAS
- O principio da isostasia permitiu sugerir a
implausibilidade do afundamento dos continentes no
interior do manto mais denso
- Mapas hipsométricos mostraram que continentes e
oceanos formam duas províncias morfológicas
significativamente diferentes – curvas variam
durante o processo de separação dos continentes
HISTÓRICO – Evidências da Deriva Continental
- A formação de montanhas se daria pelo choque de
margens continentais - a contração do globo implicaria
em uma distribuição mais simétrica das cadeias
montanhosas
- A distribuição de terromotos no globo (observações
feitas pelo observatório de Hamburgo), a formação de
arcos de ilhas, o terremoto de San Francisco em 1906
e o fato dos polos magnéticos terem se deslocado –
indicação de movimentação relativa de blocos da crosta
Movimentação da falha de San
Andreas no terremoto de 1906
Epicentro de tremores identificados pelo
observatório de Hamburgo
HISTÓRICO – Evidências da Deriva Continental
EVIDÊNCIAS GEOLÓGICAS
- Cadeias montanhosas, rochas e depósitos de
carvão são paralelos e contínuos na América do
Sul e África, assim como distribuição de
depósitos de carvão e depósitos glaciais,
determinando cinturões climáticos pretéritos
* gelo cobriu o deserto do Saara a 400
M de anos, enquanto o leste da América do
Norte estava no equador.
* reagrupamento de depósitos glaciais
no Permiano e Carbonífero (250 M a 350 M de
anos) reconstitui o Gondwana
HISTÓRICO – Evidências da Deriva
Continental
- Separação continental e abertura de novos
oceanos
- encontro de continentes e formação de montanhas
HISTÓRICO – Evidências da Deriva Continental
- Distribuição de espécies extintas e em vida
em diferentes continentes
HISTÓRICO – Evidências da Deriva Continental
- Proposta de um modelo de evolução
paleogeográfica
PROBLEMAS COM A TEORIA
Inexistência de um mecanismo plausível de
tração capaz de arrastar corpos rígidos se
movendo sobre um manto estático.
Wegener sugeriu como mecanismo, possíveis
diferenças de atração gravitacional ao redor da
Terra (devido à saliência equatorial) e a deriva
para oeste das forças de maré.
A teoria da deriva continental foi relegada a
segundo plano até a década de 50 por falta de
evidências adicionais da movimentação dos
continentes e de uma proposta de um
mecanismo mais razoável de deslocamento
continental.
CONVECÇÃO DO MANTO
- Holmes (1931 e 1944)
ressuscitou a idéia de convecção
do manto proposta por Ampferer,
sugerindo que o interior da Terra
estaria em estado pastoso e
sujeito a lentos movimentos de
convecção, com células do
tamanho do raio da Terra.
Form Pleople and Discoveries - http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/do62se.html
Foi o 1º. a sugerir
especificamente que a camada
basáltica serve como correia
condutora para a movimentação
da crosta em direção a locais de
mergulho da célula de convecção.
- Vening Meinesz propôs que os locais de mergulho das células
de convecção seriam marcados pelas fossas oceânicas –
subducção da crosta ainda não estaria ainda sendo
envolvida
PALEOMAGNETISMO
1952 – invenção do magnetômetro
A identificação do paleocampo magnético
terrestre, registrado nos minerais ferrosos
magnéticos das rochas, foi a primeira prova
geofísica e quantitativa da Deriva Continental.
Em 1956 foi possível mostrar que o pólo
magnético em um determinado continente vagou
ao longo do tempo, mas que os trajetos seguidos
tornam-se, com o tempo, gradualmente mais
incongruentes entre os continentes.
540 M anos
Rucorn e Irving 1959
50 M anos
PALEOMAGNETISMO
Nas reconstruções o movimento mapeado é relativo um ponto fixo. Na
realidade, tanto os continentes como os pólos magnéticos se
deslocam.
RECONSTRUÇÕES PALEOGEOGRÁFICAS
Pesquisas sobre o paleomagnetismo, correlações geológicas, ajustes
geométricos dos contornos continentais (batimétrica de 1000 m) e
histórica geológica das margens continentais possibilitaram várias
reconstruções paleogeográficas da Gondwana e Laurásia.
Posição proposta para os
continentes no Triássico inferior
~180 M anos
PERFIS ECOBATIMÉTRICOS
Heenzen & Tharp 1952
MAPA SÍSMICO
Heezen – 1959
O ESPALHAMENTO LATERAL DO FUNDO
OCEÂNICO
Harry Hess (1962) e Dietz (1961) – crosta juvenil é gerada
na cordilheira meso-oceânica onde o manto sobe próximo
à superfície e eleva o soallho submarino. A elevação do
piso causa rompimento por tensão lateral e permite a
extrusão de material vulcânico.
O piso oceânico move-se lateralmente. Onde as células de
conveção convergem, a crosta é arrastada para baixo,
formando as fossas. Estes locais são caracteristicamente
compressivos, e formam montanhas e arcos vulcânicos na
margem continental.
Os continentes, por serem constituidos por rochas
silicosas mai leves, permanecem à superfície. Terremotos
são gerados em profundidade, abaixo das fossas, com a
fratura da crosta fria mergulhando no manto.
EVIDÊNCIAS PARA O ESPALHAMENTO
LATERAL
• Evidências da deriva continental apresentadas acima;
• Elevação e topografia da cordilheira meso-oceânica;
• Aumento sistemático da espessura dos sedimentos com o
distanciamento da cordilheira meso-oceânica;
• Vulcanismo no eixo da cordilheira;
• Zonas sísmicas, arcos de ilha e vulcanismo sobre ou próximo de
certas margens oceânicas.
¾1963 – Aumento da idade das ilhas oceânicas com o distanciamento da
cordilheira meso-oceânica
¾ FAIXAS MAGNÉTICAS NA CROSTA OCEÂNICA
CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE
INCLINAÇÃO E DECLINAÇÃO
N
INCLINAÇÃO MAGNÉTICA
W
E
S
DECLINAÇÃO MAGNÉTICA
CARTAS MUNDIAIS DE DECLINAÇÃO /
INCLINAÇÃO
INUTILIDADE DA BÚSSOLA
DERIVA DO POLO MAGNÉTICO
2000
2000
1945
1945
DESVIOS DIÁRIOS DO POLO
MAGNÉTICO
PALEOMAGNETISMO
Minerais ferrosos com propriedades magnéticas presentes na lava orientam-se de
acordo com o campo magnético vigente, e quando a lava se solidifica, passam a ser um
registro do campo magnético pretérito – a crosta oceânica se torna assim um
registrador do campo geomagnético.
As inversões do campo magnético ocorrem simultaneamente em todo o globo
A magneto-estratigrafia se baseia nas freqüentes inversões do pólo magnético terrestre
– a polaridade atual se estabeleceu há 700.000 anos.
TODAY ROCK MAGNETISED
TO ARCTIC
OCEAN
FLOOR
REVERSED MAGNETIC AGES:
ROCK MAGNETISED
TO ANTARCTIC
EARTH´S
CRUST
MIDOCEANIC
RIDGE
ESCALA DE TEMPO DA POLARIDADE
MAGNÉTICA
A datação de rochas basálticas nos continentes
permitiu estabelecer uma escala de tempo para as
inversões de polaridade (entre 1973 e 1979) para
os últimos 6 M anos. Atualmente (Cande and Kent
1995) a escala já foi firmemente estabelecida até o
Jurássico Superior (175 M anos). A medição das
anomalias magnéticas em sedimentos e rochas
sedimentares marinhas (obtidas pelas sondagens
do ODP, etc), datadas radiometricamente, foi de
grande ajuda na expansão da escala temporal.
PALEOMAGNETISMO
ANOMALIAS DO CAMPO MAGNÉTICO DO
PISO OCEÂNICO
Vacquier et al. (1961) e Mason & Raff (1961)
descobriram pela primeira vez um padrão linear
de anomalias magnéticas no Pacífico, assim como
desvios de até 1400 km dos padrões de faixas ao
longo de zonas de fraturas.
Não se sabia então explicar o que causou as
linearidades observadas.
Vine & Matthews (1963) elucidaram o enigma
combinando as idéias de espalhamento lateral do
fundo oceânico com descobertas recentes da
inversão do pólo magnético.
IDADE DA CROSTA
OCEÂNICA
FIM