A tectónica de placas
No início do século XX, o encaixe quase perfeito entre a costa da América do Sul e a de África levou Alfred Wegener a propor que os continentes já tinham estado unidos. Hoje, esse encaixe e outras provas explicam-se com um único modelo: a tectónica de placas. Porque é que os sismos e os vulcões se concentram em faixas estreitas do planeta, em vez de se espalharem ao acaso? Vais descobrir a resposta ao longo desta página.
Da deriva continental à tectónica de placas
Se marcares num planisfério os sismos e os vulcões ativos dos últimos anos, vês que não aparecem ao acaso: desenham linhas contínuas que rodeiam grandes zonas quase tranquilas. Porquê?
Em 1912, Wegener propôs a Teoria da Deriva Continental: os continentes teriam formado um único bloco, a Pangeia, que se foi fragmentando. Para a apoiar, apresentou vários argumentos.
-
Argumentos geográficos: o encaixe das costas dos continentes, sobretudo entre a América do Sul e África.
-
Argumentos paleontológicos: fósseis idênticos em continentes hoje separados por oceanos, como o Mesosaurus, um réptil de água doce que não conseguiria atravessar o Atlântico a nado.
-
Argumentos geológicos: cadeias montanhosas e conjuntos de rochas com a mesma idade e o mesmo tipo de rocha dos dois lados do Atlântico.
-
Argumentos paleoclimáticos: vestígios de glaciação em regiões hoje quentes.
Apesar de tantos argumentos, a teoria de Wegener foi rejeitada durante décadas. O que a fragilizou foi não explicar que força seria capaz de arrastar continentes inteiros pelo fundo dos oceanos. Wegener sugeria que os continentes «abriam caminho» através da crosta oceânica, o que é fisicamente impossível. Só a meio do século XX, com o estudo dos fundos oceânicos, surgiram as provas que faltavam.
Daí nasceu a Teoria da Tectónica de Placas: a litosfera está dividida em grandes blocos rígidos, as placas litosféricas, que se deslocam lentamente sobre o manto. É nos limites entre placas que se concentra a atividade geológica.
Explica o que é uma placa litosférica e indica o nome de três placas: uma na qual se localize a Europa, uma americana e uma que seja quase totalmente oceânica.
Explica o que é uma placa litosférica e indica o nome de três placas: uma na qual se localize a Europa, uma americana e uma que seja quase totalmente oceânica.
Indica se a seguinte afirmação é verdadeira ou falsa e justifica-a: «Os continentes movem-se porque as placas litosféricas sobre as quais assentam se deslocam».
Indica se a seguinte afirmação é verdadeira ou falsa e justifica-a: «Os continentes movem-se porque as placas litosféricas sobre as quais assentam se deslocam».
O que move as placas
A distância entre a Europa e a América do Norte aumenta alguns centímetros por ano, mais ou menos ao ritmo a que crescem as unhas. Que mecanismo é capaz de deslocar blocos de rocha com milhares de quilómetros de extensão?
As placas movem-se entre 2 e 10 cm por ano, impulsionadas sobretudo por duas forças.
-
Arrastamento pelas correntes de convecção do manto: o material quente do manto sobe, arrefece, desce e volta a aquecer. Esse movimento lento arrasta a base das placas.
-
Força gravítica nos limites das placas: a dorsal é uma zona mais elevada e a placa desliza a partir dela pelo seu próprio peso (empurrão da dorsal). Na zona de subducção, a parte que se afunda é mais densa do que o manto à volta e puxa o resto da placa.
Porquê esta segunda força? A litosfera oceânica arrefece e fica mais densa à medida que se afasta da dorsal. Quando chega a uma zona de subducção, é mais pesada do que o manto quente por baixo, e a gravidade puxa-a para o interior.
Indica e descreve sucintamente duas forças que contribuem para o movimento das placas litosféricas.
Indica e descreve sucintamente duas forças que contribuem para o movimento das placas litosféricas.
Os três tipos de limites
Na Islândia, o solo abre-se em fendas de onde brota lava; nos Andes, erguem-se vulcões sobre fossas oceânicas profundas; na Califórnia, dois blocos deslizam lado a lado sem vulcões. Porque é que o contacto entre placas dá paisagens e riscos tão diferentes?
O limite entre duas placas classifica-se conforme o movimento relativo entre elas.
| Tipo de limite | Movimento | O que acontece | Exemplos |
|---|---|---|---|
| Divergente | As placas afastam-se | Sobe magma e forma-se crosta oceânica nova (dorsal) | Dorsal médio-atlântica, que passa pelos Açores |
| Convergente | As placas aproximam-se | Subducção ou colisão | Fossa das Marianas, Andes, Himalaias |
| Transformante (conservativo) | As placas deslizam lateralmente | Não se cria nem se destrói crosta | Falha de San Andreas |
No limite convergente há duas situações.
-
Crosta oceânica contra continental (ou oceânica): a placa oceânica, mais densa, mergulha sob a outra. É a subducção, que origina uma fossa oceânica, sismos e vulcões (um arco vulcânico).
-
Crosta continental contra continental: nenhuma das duas consegue afundar-se. A crosta enruga-se e engrossa, formando uma cadeia montanhosa de colisão.
Porquê? A litosfera oceânica (basáltica) é densa e afunda-se com facilidade no manto. A continental (granítica) é mais leve e espessa, por isso flutua e impede a subducção.
No limite transformante, as placas deslizam lateralmente. Os blocos ficam presos por atrito, acumulam energia e libertam-na de repente: daí os sismos, por vezes fortes. Não sobe magma, por isso não há vulcões.
Sismos e vulcões: onde estão?
A distribuição de sismos e vulcões acompanha os limites das placas.
-
Dorsais: sismos pouco profundos e vulcanismo submarino (também visível nos Açores).
-
Zonas de subducção: os sismos mais profundos e os vulcões mais explosivos. O Círculo de Fogo do Pacífico é o exemplo mais famoso.
-
Limites transformantes: sismos, mas sem vulcões.
-
Colisão continental: sismos intensos, sem vulcanismo ativo (Himalaias).
No esquema estão representados os três tipos de limites que podem existir entre duas placas litosféricas. Indica que tipo de limite (divergente, convergente ou…
No esquema estão representados os três tipos de limites que podem existir entre duas placas litosféricas. Indica que tipo de limite (divergente, convergente ou transformante) corresponde a cada número e explica o que acontece às placas em cada caso.
Nas zonas de subdução, uma placa introduz-se sob outra. Descreve dois fenómenos geológicos associados a estas zonas e dá um exemplo real de uma zona de subdução.
Nas zonas de subdução, uma placa introduz-se sob outra. Descreve dois fenómenos geológicos associados a estas zonas e dá um exemplo real de uma zona de subdução.
A falha de San Andreas, na Califórnia, é um limite transformante. Explica que movimento relativo têm as placas neste tipo de limite, que risco gera e por que razão nele…
A falha de San Andreas, na Califórnia, é um limite transformante. Explica que movimento relativo têm as placas neste tipo de limite, que risco gera e por que razão nele não se formam vulcões.
Nas cotas mais altas do monte Everest (acima dos $8\ 000\ \text{m}$ de altitude) existem estratos de calcários que contêm abundantes fósseis marinhos do Mesozoico. Ao…
Nas cotas mais altas do monte Everest (acima dos $8\ 000\ \text{m}$ de altitude) existem estratos de calcários que contêm abundantes fósseis marinhos do Mesozoico. Ao mesmo tempo, apesar da violência dos sismos na cordilheira dos Himalaias, não se regista vulcanismo ativo à superfície, ao contrário do que acontece na cordilheira dos Andes.
- a) Justifica em termos de densidade e flutuabilidade por que motivo na colisão entre a placa Indiana e a Euroasiática não ocorre a subducção da litosfera continental, explicando que fenómeno de deformação da crosta substitui a subducção.
- b) Explica a sequência de acontecimentos tectónicos que permite que antigos sedimentos marinhos do oceano de Tétis se encontrem hoje no cume mais alto do planeta.
- c) Argumenta por que razão nos Andes existem dezenas de vulcões ativos e nos Himalaias não, relacionando a presença ou ausência de magmatismo de arco com o destino térmico e de fusão da placa que colide.
A Terra não cresce
Se as dorsais produzem crosta oceânica sem parar, porque é que a Terra não fica cada vez maior? Seria natural pensar que o planeta incha.
A resposta está na destruição dos fundos oceânicos. Nas dorsais cria-se litosfera nova; nas zonas de subducção, litosfera antiga mergulha no manto e é reciclada. O que se cria num lado destrói-se no outro, e por isso o volume e a massa da Terra mantêm-se constantes.
As medições paleomagnéticas e por satélite confirmam que a dorsal mesoatlântica gera nova litosfera oceânica a uma velocidade de separação total de cerca de…
As medições paleomagnéticas e por satélite confirmam que a dorsal mesoatlântica gera nova litosfera oceânica a uma velocidade de separação total de cerca de $2,5\ \text{cm/ano}$, o que permitiu o alargamento do oceano Atlântico desde a fragmentação da Pangeia.
- a) Um aluno apresenta a seguinte dedução: «Uma vez que as dorsais oceânicas de todo o mundo geram crosta continuamente, o volume e a superfície da Terra devem ter crescido de forma constante durante os últimos $200$ milhões de anos». Rebate a hipótese dele explicando que processo compensa a criação de litosfera e em que tipo de limites litosféricos ocorre.
- b) Se a distância atual entre as costas da África Ocidental e da América do Norte a essa latitude é de cerca de $4\ 500\ \text{km}$, estima há quantos milhões de anos começou a abrir-se o oceano Atlântico nessa região, supondo que essa velocidade é constante.
- c) Prevê e justifica como variarão a idade das rochas e a espessura dos sedimentos marinhos à medida que nos deslocamos desde o eixo da dorsal em direção à margem continental africana.
As provas da expansão dos fundos oceânicos
O campo magnético da Terra inverte a sua polaridade em intervalos irregulares, de milhares a milhões de anos. Quando o magma sobe numa dorsal e solidifica, os minerais de ferro que contêm orientam-se segundo o campo magnético do momento e ficam «congelados» com essa polaridade, a que se chama paleomagnetismo.
O resultado são bandas de rocha com polaridade normal e inversa alternadas, simétricas em relação ao eixo da dorsal. A mesma sequência surge à mesma distância de cada lado. Esta simetria só se explica se a crosta se formar continuamente na dorsal e se afastar para os dois lados: é uma das provas mais sólidas da expansão dos fundos oceânicos.
Os dados também mostram que a idade das rochas do fundo aumenta com a distância à dorsal. As rochas mais novas estão junto do eixo e as mais antigas longe dele, perto das zonas de subducção. Por isso, os fundos oceânicos são mais jovens do que os continentes.
Estas bandas servem ainda para medir a velocidade de expansão. Se uma inversão magnética ocorreu há $780\,000$ anos e as rochas dessa idade estão a uma certa distância do eixo, basta dividir a distância pelo tempo, convertendo as unidades. Por exemplo, uma banda a $15{,}6\ \text{km}$ do eixo com $780\,000$ anos corresponde a $1\,560\,000\ \text{cm} \div 780\,000\ \text{anos} = 2\ \text{cm/ano}$ para cada lado.
Um navio oceanográfico regista as anomalias magnéticas do fundo marinho ao longo de um transeto perpendicular a uma dorsal oceânica. Os dados revelam que a última…
Um navio oceanográfico regista as anomalias magnéticas do fundo marinho ao longo de um transeto perpendicular a uma dorsal oceânica. Os dados revelam que a última inversão magnética global (ocorrida há $780\ 000$ anos) se encontra em bandas basálticas situadas a $15,6\ \text{km}$ a leste e a $15,6\ \text{km}$ a oeste do rifte central.
- a) Justifica como se origina a simetria das bandas magnéticas a partir do arrefecimento do magma e explica por que razão este padrão constituiu a prova definitiva da expansão do fundo oceânico.
- b) Calcula a velocidade de expansão total deste fundo oceânico (em $\text{cm/ano}$).
- c) Se noutra dorsal diferente a mesma anomalia de há $780\ 000$ anos se localiza a $62,4\ \text{km}$ do rifte, interpreta que diferenças existem entre ambas as margens quanto à taxa de geração de crosta e ao dinamismo tectónico.