tectônica de placas - Oceanografia

ESTRUTURA DA TERRA
5 km
100 km
móvel
Espessura
600 km
km
30
80 km em
média
Formação do campo
magnético
granito
basalto
3000 kg/m 3
2700 kg/m 3
Descontinuidade de Mohorovicic
Maior velocidade das ondas
Litosfera sísmicas abaixo do contato
3350 kg/m 3
o
1200 C
Astenosfera
Resíduo da fusão do manto
original = PERIDOTITO
ESTRUTURA DA CROSTA OCEÂNICA
Camadas litosféricas
com velocidade de
propagação das ondas
sísmicas (em km/s)
aumentado com a
profundidade
Moho
Open University 2001
Open Universtity - 2001
• Camadas 2 a 4 (ígneas) são formadas no eixo da CMO, e
progressivamente soterradas
• Camadas 2 e 3 – litosfera oceânica (6-7 km espessura).
- Camada 2 – basalto (rocha extrusiva, escura, finamente
granulada composta por plagioclásio e clinopiroxênio)
- Camada 3 – gabro ou diabásio (rocha intrusiva, cristais com
mm de diâmetro, resultado do resfriamento lento)
- principais minerais por ordem de abundância:
plagioclásio felpspático – piroxênio - olivina
Camada 4 – Resíduo mais denso da astenosfera em ascensão, que
sofrendo fusão parcial irá gerar o magma. Minerais – olivina e piroxinênio
ESTRUTURA DA CROSTA OCEÂNICA
Lava basaltica
Dique basaltico
Gabro ou diabásio
Peridotito
tamanho
dos
cristais
CROSTA OCEÂNICA – Câmara Magmática
peridotito
10 km
Perfil sísmico (reflexão)
identificando (em vermelho) o topo
da câmara magmática axial (abaixo
do eixo da cordilheira mesooceânica). Setas pretas indicam
reflexões mais fracas – região já
cristalizada.
M – descontinuidade sísmica de
Mohorovicic
Open University 2001
Distribuição da velocidade das
ondas P mostrando uma zona (em
vermelho) de baixas velocidades,
associada à câmara magmática.
Open University 2001
CROSTA OCEÂNICA
Modelos de Câmara Magmática
Modelos de geração de crosta em
regiões em eixos de expansão
rápida e lenta da CMO. Apenas
sob as cordilheiras em expansão
rápida pode ser observada a
câmara magmática com algumas
centenas de metros de espessura.
Sob cordilheiras em expansão
lenta as câmara magmáticas são
efêmeras.
Open University 2001
CROSTA OCEÂNICA – Expansão da Crosta
¾ Atividade magmática é descontínua ao
longo do eixo axial.
¾ Esta segmentação é explicada pelo
desequilíbrio causado pela presença da
litosfera mais densa sobre a astenosfera
menos densa (composição semelhante mas
temperaturas diferentes geram gradientes de
densidade).
0s
Open University 2001
Injeção de mistura
água-glicerina (linha)
em tanque contendo
glicerina.
Espaçamento entre as câmaras magmáticas
é da ordem de quilômetros (1 – 10 km)
15 s
30 s
45 s
CROSTA OCEÂNICA – Expansão da Crosta
¾ As câmaras magmáticas concentram-se entre as falhas transformantes,
as quais definem segmentos de 1ª. ordem. Comprimento na ordem de
centenas de km’s.
¾O centro destes segmentos apresentam, em média, as maiores
espessuras da camada de gabro - inexistente nas falhas transformantes
100 km
5 km
Cordilheira com pequena taxa de expansão
CROSTA OCEÂNICA – Expansão da Crosta
¾ Pequenos deslocamentos laterais (2 – 15 km) do eixo da cadeia mesooceânica, sem qualquer relação com falhas transformantes, definem os
segmentos de 2ª. ordem.
¾ comuns em cordilheiras com elevada taxa de criação de crosta
CROSTA OCEÂNICA
Diques
Fissuras na parte superior da crosta permitem a subida do magma, que pode
se solidificar dentro da própria fissura ou extravasar na superfície.
A solidificação dentro da fissura gera os DIQUES, com escala aproximada de
1 m de largura. Seguidos diques formados após sucessivas fraturas
extensionais geram um complexo de diques verticais - QUAL O
INTERVALO DE TEMPO NECESSÁRIO PARA QUE UM DIQUE SE
FORME?
ofiolitos em Chipre – 92 M anos
Lisa Tauxe, Scripps Institution of Oceanography
CROSTA OCEÂNICA
Lavas Almofadadas
O magma extrudindo diretamente na água solidifica-se rápidamente, formando um
anel flexivel na parte exterior que altera em forma enquanto o fluxo de lava continua
ocorrendo no canal interno. Pressões internas causam protusões localizadas, que
podem se romper e gerar bifurcações dos tubos - Diâmetros variam de 10 cm a 1
m.
Se caracterizam por ser as rochas vulcânicas mais abundantes na superfície
terrestre.
Omã
Vulcão Kilauea - Hawai
Califórnia
2001 Andrew Alden
USGS
Paul Browning
-http://perso.wanadoo.fr/brcgranier/gmeop/Brownin
FORMAÇÃO DA CROSTA OCEANICA
Fusão do manto advém da diminuição da pressão e não do
aquecimento
PROFUNDIDADE (km)
T EMPERATURA (graus C)
20
40
1600
60
80
100
120
140
fusão
geoterma CMO
1400
formação do magma
1200
1000
10
20
30
40
PRESSÃO (kbar)
Modificado de Sichel e Mello 2004
Diferenciação dos magmas
Composição geoquímica, mineralogia e textura da crosta oceânica é variada
devido à complexa história de fusão e solidificação do magma, afetado por:
1 - composição do manto de origem;
2 - grau de fusão parcial do manto e profundidade onde a fusão ocorreu;
3 - velocidade de ascensão da lava e condições de fracionamento nas várias
profundidades devido à interrupção da ascensão;
4 - alterações da pressão parcial da água durante cristalização;
5 – mistura de magmas de diferentes origens durante processo de ascensão
- Magma Andesítico – nas margens continentais ativas, com mais de 55% de sílica,
associado à ascensão do magma gerado pela fusão da crosta em zonas de
subducção. Linha Andesítica – desenhada em volta do Pacífico.
- Magma Toleítico – nas cordilheiras meso-oceânicas Composição crosta atual - MgO ~ 8%
Arqueano e Proterozóico - MgO ~ 40%
PLACAS TECTÔNICAS
7 grandes placas, 8 placas menores e algumas de extensão bem reduzida e/ou com
limites incertos
LIMITES DE PLACAS NO MEDITERRÂNEO
ORIENTAL
http://www.itis-molinari.mi.it/Boundaries.html
PLACAS TECTÔNICAS
Limites e Sismicidade
Zona de Benioff – zona de abalos sísmicos profundos (250 a 700 km de
profindidade) – abalos até 8 vezes mais fortes que aqueles registrados na CMO
MOVIMENTAÇÃO DA CROSTA
CORRENTES DE CONVECÇÃO
Arraste das placas em direção ao manto pela gravidade gera força de tração
VARIAÇÕES DE DENSIDADE GERAM MOVIMENTAÇÃO VERTICAL E CORRENTES DE
CONVECÇÃO
AUMENTO DA IDADE – AUMENTO DA DENSIDADE
(diminuição de temperatura e preenchimento das porosidades no basalto)
100 M anos
Subducção profundidade
depende da
densidade
Modelo de convecção do manto - J. Huw Davies - Cardiff
Marine Institute
The Dynamic Earth - http://pubs.usgs.gov/publications/text/Vigil.html
A DINÂMICA DEPENDE DA GERAÇÃO DO CALOR – DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA
DO URÂNIO ( 238U), TÓRIO ( 232Th) E POTÁSSIO ( 40K) NO NÚCLEO
MAIOR
DINAMISMO NO
PASSADO
LIMITES DAS PLACAS
http://pubs.usgs.gov/publications/text/Vigil.html