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A global view of Earth Geology
Plate Tectonics
Tectónica de Placas
Uma visão global da Geologia da Terra
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Tectónica de placas
Crusta terrestre
Ambientes tectónicos
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Tectónica de Placas
• Aspectos gerais
• Estrutura da Terra
• Zonas de Subdução
• Ciclo de Wilson
• Anomalias magnéticas dos fundos oceânicos
• Derivas aparentes dos polos
• Pontos quentes
• Evolução da vida e Tectónica de Placas
• História do Pangea
• Interação dos Sistemas terrestres
•Revisões
Ver outra apresentação
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A Tectónica de Placas é um modelo unificador para a Terra, que
explica a origem dos padrões de deformação na crusta, a
distribuição dos sismos, a separação e formação de
supercontinentes, fornecendo ainda um mecanismo para o seu
arrefecimento.
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A superfície da Terra compreende sete placas maiores e
algumas placas menores e, com o tempo, todas elas
variam de dimensão e forma.
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1 A camada mais externa da Terra, conhecida como litosfera,
corresponde a uma camada rígida e resistente que assenta
sobre uma camada mais fraca do manto designada por
astenosfera, que se prolonga até aos 660 km de profundidade.
O Modelo da Tectónica de Placas baseia-se
em duas premissas principais:
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2 A litosfera está fracturada em numerosos segmentos ou
placas que se deslocam relativamente umas às outras,
mudando continuamente de forma e tamanho.
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A teoria das placas e os primeiros estudos sísmicos nos limites
das placas indicam que existe formação de placas nos limites
divergentes (cordilheiras oceânicas).
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… e que as placas são consumidas nos limites convergentes
(zonas de subdução).
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… e que deslizam entre si ao longo de falhas transformantes
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O sistema de cordilheiras oceânicas é o aspecto topográfico
mais marcante da superfície da Terra (> 70 000 km de
comprimento). As cordilheiras oceânicas são caracterizadas
por sismos de baixa magnitude, que ocorrem em feixes e estão
associados com intrusões e extrusões de magmas basálticos
ao longo do eixo do rifte.
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Erupções de lavas basálticas em almofada na Cordilheira
Médio-Atlântica. Península de Reykjanes – Sul da Islândia, onde
a cordilheira emerge acima do nível do mar. As almofadas
formam-se quando as erupções basálticas ocorrem a mais de
500m de profundidade.
Descobrir este tipo de rochas em formações da Faixa Piritosa
Ibérica permite atribuir um ambiente de formação semelhante.
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Os estudos sísmicos indicam que os riftes são
originados sobretudo pela formação de falhas
verticais em resposta à injecção de nova litosfera.
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As placas Africana e Antárctica estão praticamente
envolvidas por margens divergentes, por isso
encontram-se em expansão. Para conservar a área
superficial da Terra, outras placas, tais como a placa
Pacífica, estão a diminuir de tamanho com o tempo.
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Os limites de placas convergentes são caracterizados por
hipocentros sísmicos situados ao longo de um plano de
intensa actividade sísmica (ZONA DE BENIOFF) localizado na
região inferior dos arcos continentais. A zona sísmica é uma
zona frágil da parte superior da placa mergulhante (10-20 km).
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Na parte superior das zonas de subdução as tensões
são do tipo extensional enquanto nas zonas mais
profundas predominam os esforços compressivos.
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Os magmas dos arcos continentais são gerados na
cunha de manto localizada acima da placa mergulhante
devido à adição de voláteis provenientes dessa placa.
Nestes locais localizam-se alguns dos estratovulcões
mais explosivos do globo.
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Grande nuvem de cinzas ascendendo até à estratosfera
durante a erupção em 1992 do Monte Pinatubo nas
Filipinas. A grande quantidade de gases libertados nos
arcos continentais reflecte provavelmente a
desvolatilização das placas descendentes.
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Falhas transformantes são limites onde as placas
deslizam entre si, não se obervando modificação da sua
superfície. Definem apenas a direcção de movimento
entre duas placas vizinhas.
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Os primeiros estudos sobre o movimento das falhas
transformantes oceânicas indicaram a existência de
movimentos laterais com afastamento a partir das
cordilheiras oceânicas.
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As falhas transformantes afectam tanto a crosta
continental como a crosta oceânica e podem apresentar
deslocações de algumas centenas de quilómetros,
como é o caso da Falha de Santo André na Califórnia.
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Foto aérea da Falha de Santo André na Califórnia.
Observa-se um desvio lateral no perfil dos canhões
(canyons), devido a truncamento pela falha.
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Principais geo-esferas: crosta, manto, núcleo externo e
núcleo interno
Litosfera = crosta + manto superior
A estrutura interna
da Terra
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A estrutura interna da Terra é revelada pelo
comportamento (velocidade) das ondas compressivas
(P) e das ondas de corte (S), que atravessam a Terra
após a ocorrência de sismos.
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Três descontinuidades sísmicas de primeira ordem
dividem a Terra numa crusta, manto e núcleo:
(1) descontinuidade de Mohovorivic ou Moho, que define a base da
crusta
(2) interface núcleo/manto a 2900 km
(3) a interface núcleo externo/ núcleo interno, a cerca de 5200 km
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A crusta corresponde à região acima da Moho, e tem
espessura variável, desde 3 km, nas cordilheiras
oceânicas, até cerca de 70 km nos orógenos colisionais.
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A litosfera (50-300 km) é a camada rígida externa, que
inclui a crusta e tem comportamento frágil. A
astenosfera, que se estende desde a base da litosfera
até à descontinuidade dos 660 km, corresponde a uma
camada mais fraca e deforma-se por reptação (creep).
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A parte remanescente do manto corresponde à
mesosfera, uma região resistente mas relativamente
passiva em termos de processos de deformação.
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O núcleo externo não transmite as ondas S, sendo por
isso interpretado como líquido. Está compreendido
entre os 2900 e os 5200 km. O núcleo interno (5200 km
até ao centro da Terra) transmite as ondas S, mas com
velocidade reduzida, o que sugere proximidade ao ponto
de fusão.
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Existem apenas 2 camadas na Terra com gradiente de
velocidade sísmica anormalmente baixo: A Zona LVZ (low
velocity zone) na base da litosfera e a camada “D” logo
acima do núcleo.
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Estas camadas coincidem com gradientes de temperatura
muito acentuados, e por isso são consideradas como
camadas térmicas limite.
Zona LVZ (low velocity zone)
Camada “D”
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A zona LVZ é muito importante pois corresponde ao
limite onde as placas se destacam do manto. Sem esta
zona não existiria a Tectónica de Placas. A zona “D” é
considerada como a região onde as plumas mantélicas
são geradas.
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Durante a subdução normal, a placa mergulha no manto
e são gerados magmas na cunha mantélica.
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Contudo, quando a placa mergulha antes de se tornar
negativamente flutuante esta é forçada a deslocar-se
debaixo da placa superior – subdução flutuante. Neste
caso não existe cunha mantélica e não se formam arcos
continentais.
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Os blocos flutuantes da placa inferior acabam por
afundar-se no manto, por arrefecimento ou aumento de
densidade.
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As velocidades símicas observadas na crosta e na cunha
de manto, acima de placas mergulhantes, são reduzidas,
tal como se mostra aqui para o Arco do Japão. As duas
zonas de baixa velocidade na crosta estão correlacionadas
com vulcanismo activo no arco, e provavelmente
correspondem a sistemas de injecção de magma.
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Zonas mais profundas com velocidade sísmica reduzida
(> 30km) podem representar rochas ultramáficas
parcialmente fundidas, como consequência da
transferência de voláteis da placa descendente, que reduz
os pontos de fusão das rochas das cunhas de manto.
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O ciclo de Wilson começa com o rifting da crusta
continental provavelmente em resposta à actuação de
uma ou mais plumas mantélicas.
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De um lado e outro da bacia oceânica em abertura
formam-se margens passivas.
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Esta corresponde à situação actual da América do Sul e
de África
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As bacias oceânicas começam a fechar quando numa
das margens, ou nas duas, se forma um limite
convergente.
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… finalmente verifica-se a colisão continente-continente
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… e formação de orógeno de colisão. Este ciclo com o
nome de J. Tuzo Wilson, ocorreu várias vezes durante o
Fanerozóico.
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A correlação das anomalias magnéticas dos fundos
oceânicos, onde se observam inversões do campo
magnético da Terra, permitem fundamentar de modo
quantitativo o afastamento da crosta oceânica.
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Anomalias positivas correlacionam-se com episódios de
polaridade normal e…
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… anomalias negativas correlacionam-se com episódios
de polaridade inversa.
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Esta secção quase simétrica do East Pacific Rise mostra
um afastamento simétrico em ambos os flancos da
ordem dos 4 cm/ano.
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Compare-se este perfil com o anterior, tendo este uma
velocidade de afastamento dupla da anterior.
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Há medida que as placam se movimentam a posição
relativa dos polos magnéticos da Terra muda, definindo o
que se designa movimento aparente de deriva polar
(apparent polar wander –APW), como se mostra aqui para
a América do Norte e para a Eurásia.
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Este facto sugere que o desvio nos padrões APW foi
determinado pela fragmentação do Pangea.
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Usando o método paleomagnético, não é possível
determinar a paleolongitude porque a direcção dos
polos é a mesma para todas as longitudes, quando uma
placa que se desloca segundo uma linha de latitude
constante.
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A colidiu com B
C colidiu com A-BD colidiu com A-B-C
(supercontinente A-B-C-D)
A deriva aparente dos polos permite a
reconstituição dos supercontinentes do passado
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A cadeia vulcânica Havai-Imperador do Pacífico Ocidental
parece ter sido formada à medida que placa do Pacífico se
deslocou sobre o ponto quente (hot spot) havaiano, que se
localiza actualmente a sul da ilha do Havai. Este ponto
quente corresponde à presença de uma pluma matélica.
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Erupção do Kilauea em 1971. Este vulcão localiza-se
sobre o ponto quente havaiano
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As ilhas havaianas formaram-se nos últimos 7 Ma, à
medida que a placa do Pacífico se ia deslocando.
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Em algumas ilhas de cadeias vulcânicas, como é o caso
das Line Islands no Pacífico Sul, as idades dos vulcões
não seguem um padrão regular. Este facto pode estar
relacionado com o comportamento mais irregular de
algumas plumas do manto.
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Os supercontinentes correspondem a grandes
continentes que existiram no passado, que incluíram um
ou mais dos continentes actuais.
A formação e a fragmentação de um supercontinente é
conhecida como o ciclo supercontinental – Ciclo de
Wilson.
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180
FORMAÇÃO DO PANGEA
Início da Abertura
do Atlântico
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Uma vez que as bacias oceânicas constituem um
obstáculo à migração de alguns animais marinhos e dos
animais terrestres e das plantas, a distribuição
geográfica dos fósseis dá-nos informação sobre a
distribuição dos continentes e das bacias oceânicas
antigas.
EVOLUÇÕES CONJUNTAS OU SEPARADAS ?
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Os fósseis do réptil aquático Mesosaurus (Pérmico)
ocorrem nos dois lados do Atlântico Sul
A distribuição dos fósseis do Mesosaurus apoiam a
conexão da América do Sul e de África há 250 Ma
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Exemplo de diversificação resultante da frgamentação
do Gonduana no peixe Dipnonians. Hoje apenas três
grupos sobrevivem, na América do Sul, em África e na
Austrália.
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O supercontinente mais recente, o Pangea, formou-se
entre 450 e 230Ma e incluía a maioria dos continentes
actuais. Vejamos a sua evolução até aos nossos dias.
Pangea, o último supercontinente
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A história do Pangea começa com a formação de um
antigo supercontinente, Gonduana, entre 750 e 550 Ma.
Nesta figura, Gonduana estende-se à direita e à esquerda
na região do Polo Sul. Siberia e Baltica (NW da Europa)
separam-se do Gonduana há cerca de 600 Ma.
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No Câmbrico, Laurencia (aproximadamente a América do
Norte), Siberia e Baltica encontram-se separadas por
largas bacias oceânicas, sendo a maior o Oceano Iapetus
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Durante o Ordovícico, Avalonia (Inglaterra, Gales e parte
de França e da Espanha) separam-se do Gonduana.
Como Baltica e Avalonia se aproximam de Laurencia, o
Oceano Iapetus começa a fechar.
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Durante o Silúrico, Baltica, Avalonia e Siberia começam a
colidir com Laurencia.
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Durante o Carbónico, Laurencia-Baltica colidem com
Gonduana, Casaquistão colide com Siberia e o Sul da
China, Norte da China e a Indochina separam-se da
Australia.
![Page 77: Uma visão global da Geologia da Terra · Tectónica de Placas •Aspectos gerais •Estrutura da Terra •Zonas de Subdução •Ciclo de Wilson •Anomalias magnéticas dos fundos](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040603/5ea069b4844efd7f9f662dab/html5/thumbnails/77.jpg)
No final do Paleozóico, a America do Sul e Stiquinia
colidem com Laurencia, e o Casaquistão colide com
Baltica. A Indonésia e a Malásia separam-se da Australia,
e a China do Norte colide com Amuria (Mongólia) à
medida que o Oceano Tetis começa a abrir.
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Durante o Triássico, a Turquia, Iraque, Irão e Tibete
separam-se da Antarctida-Australia e começam os seus
percursos de colisão com a Eurasia. O Golfo do México
começa a abrir e Verkhoyansk separa-se da América do
Norte, para mais tarde fazer parte da Siberia.
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No início do Jurássico, forma-se o SE da Asia devido à
colisão de diversas placas. Logo após atingir o seu
máximo, Pangea, começa a separação da America e da
Africa. Africa começa a separar-se da India-Antarctida.
Amuria colide com a Asia de Leste, e Madagascar separa-
se da Africa Leste.
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Mar do Labrador
Durante o Cretácico, o Mar de Labrador começa a abrir e
o Oceano de Tétis continua a fechar. India começa a
separar-se da Antarctida-Australia iniciando a rota de
colisão com o Tibete, Wrangellia colide com a parte
ocidental da America do Norte, e Nova Zelândia separa-
se da Antarctida.
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Atlântico Norte
Durante o Tercário Médio, a India colide com o Tibete, o
Atlântico Norte começa a abrir, o Mar do Japão começa a
abrir, e a Australia separa-se da Antarctida. O Mar
Vermelho começa a abrir e a Cordilheira do Pacífico Este
inicia a subdução na parte ocidental America do Norte, à
cerca de 30Ma.
![Page 82: Uma visão global da Geologia da Terra · Tectónica de Placas •Aspectos gerais •Estrutura da Terra •Zonas de Subdução •Ciclo de Wilson •Anomalias magnéticas dos fundos](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040603/5ea069b4844efd7f9f662dab/html5/thumbnails/82.jpg)
No final do Terciário, O Arco do Panamá liga a America
do Norte e a America do Sul, desenvolve-se o Sistema de
Rifte do Este Africano, e o Golfo de Aden começa a abrir.
Há cerca de 4 Ma a Baja California separa-se do Mexico
ao longo da Falha Transformante de Santo André, à
medida que o Golfo da California abria.
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O presente. As diversas placas que colidiram para formar
a Asia nos últimos 200 Ma podem corresponder ao início
da formação de um novo supercontinente. A última
colisão está em curso, com a trajectória da Australia em
convergência para o SE da Asia.
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… daqui a 50 Ma
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Esta apresentação baseou-se no CD ROM interactivo
Plate Tectonics and How the Earth Works