GEOMORFOLOGIA I

Professor: Diego Alves de Oliveira

2017

Somente no século XX foram feitas as grandes descobertas sobre a estrutura da Terra e sua

dinâmica da crosta

Terra

Superfície moldada por

agentes físicos

Sistema endógeno

Sistema exógeno

Sistema dinâmico

Sistema endógeno: processos internos que produzem fluxos de calor e material abaixo da crosta.

As forças endógenas

• O planeta possui um núcleo, rodeado por camadas quase concêntricas, que são aquecidas de modo desigual em virtude do decaimento radioativo de isótopos instáveis. As rochas possuem um ciclo que juntamente com o ciclo hidrológico, tectônico e processos internos formam a superfície crustal muito variada, inclusive com fraturas e cordilheiras, emersas ou submarinas, crostas oceânica e continental que se deslocam, levando a eventos vulcânicos e sísmicos.

• Fonte do calor (energia): decaimento radiativo que alimenta os processos.

• A superfície responde, se movendo, entortando, quebrando, formando eventualmente terremotos e erupções vulcânicas (crosta).

• Ela também é a interface entre os dois sistemas abertos: um que constrói o relevo, e outro que destrói em planos sedimentares.

Escala de tempo geológico

• Dividida em éons, eras, períodos e épocas, totalizando 4,567 bilhões de anos.

Tempo geológico

Tempo relativo Sequência de eventos

(base em posições relativas)

Tempo absoluto

Por meio da datação radiométrica,

determinam o tempo em milhões de anos “reais”

Holoceno: 11.500 anos. Antropoceno: séc. XVIII, 5.000 ou 8.000 anos?

Principio geral da superposição

• A rocha e o sedimento sempre são dispostos com os leitos mais jovens “superpostos” em direção ao topo de uma formação rochosa e os mais antigos na base, se não foram perturbados. Seu estudo é chamado de estratigrafia.

• Parte inferior: mais antigo

• Parte superior: mais novo

Princípio do uniformitarismo

• Presume que os mesmos processos físicos ativos no ambiente atual operam ao longo do tempo geológico.

• “O presente é a chave do passado”.

• Proposto por James Huton (1795) e amplificado por Charles Lyell em 1830.

• Os eventos catastróficos pontuam o tempo geológico.

Estrutura e energia interna da Terra

• Rocha mais antiga: gnaisse no Canadá: 3,96 bilhões de anos.

• Partícula mais antiga: óxidos de silício e zircônio na Austrália: 4,3 bilhões de anos.

• A crosta vem se formando desde aí.

Estrutura e energia interna da Terra

• Durante a solidificação da Terra, os materiais eram classificados por densidade, formando as camadas concêntricas atuais, que se diferem por composição e temperatura.

• Exemplo: Ferro no núcleo e sílica na crosta.

• Informações oriundas de evidências indiretas: temperatura e densidade afetam o comportamento das rochas.

Camadas da Terra

Núcleo

• Central: ferro sólido (cristal?); com impurezas, mas muito quente.

• Externo: ferro metálico fundido. É o gerador de 90% do campo magnético da Terra.

• Reversões magnéticas e paleomagnetismo.

• Descontinuidade de Gutemberg: diferença entre o Núcleo e o Manto com profundidade de 2.900 km em média (irregularidade tipo pico e vale).

Manto

Manto

Superior

Topo do manto

Astenosfera

Inferior

• Corresponde a 80% do volume da Terra

• É rico em óxidos de ferro, magnésio e silicatos.

• A densidade aumenta com a profundidade.

Manto superior

• Topo do manto: zona rígida e mais fria, logo abaixo da crosta (alta velocidade de propagação das ondas sísmicas).

• Astenosfera: camada plástica (contém bolsões de calor do decaimento dos materiais em lenta convecção).

Litosfera

47-70km de espessura

Topo do manto

Crosta

Manto superior

• Astenosfera: devido a sua dinâmica (é a região menos rígida do manto), cerca de 10% dela é fundida e com pontos quentes. Seu movimento perturba a crosta e cria a atividade tectônica (dobras, falhas e deformação geral na superfície).

• Descontinuidade de Mohorovicic (Moho): limite entre o manto superior e a crosta.

• As áreas crustais abaixo de massas de montanhas se estendem mais profundamente (50-60km). Embaixo de interiores continentais tem em média 30km de espessura. A média da crosta oceânica é de apenas 5km.

Crosta

• Continental: granito. É cristalina, rica em sílica, alumínio, potássio, cálcio e sódio (SIAL). Baixa densidade.

• Oceânica: basalto. Granular e rica em magnésio e ferro (SIMA). É mais densa que a crosta continental.

Isostasia

Flutuabilidade

• Algo menos denso, flutua em algo mais denso.

Equilíbrio

• Princípio da isostasia: explica os movimentos verticais da crosta da crosta terrestre.

• Onde a carga é maior, a crosta tende a afundar, ou flutuar mais baixo.

Acomodação isostática, ajuste de compensação ou isostasia: sinônimos. Rebote isostático

Sierra Nevada, Califórnia, EUA

Ciclo geológico

Tectônica de placas

• Os continentes estão à deriva porque a litosfera menos densa migra em torno do manto superior mais denso (astenosfera).

• A América do Sul também é uma colagem de outros pedaços crustais, que também migraram.

• Surgiu com Alfred Wegener em 1912, com a teoria da Deriva Continental.

Tectônica de placas

• Há 225 milhões de anos (Triássico) o Pangea (último supercontinente).

• A teoria da Tectônica de Placas é aceita como um modelo preciso da evolução da superfície terrestre.

• Os processos incluem: ressurgência de magma, movimentos de placas litosféricas, expansão do assoalho oceânico e subducção litosférica, terremotos, arqueamentos, dobras e falhas.

Expansão do assoalho oceânico e produção de uma nova crosta

• É um tema chave para compreender a teoria: uma cordilheira com 64.000 km e mais de 1.000 km de largura.

• Foi proposto em 1960 por Geofísicos Hess e Dietz.

• A expansão do assoalho seria o mecanismo que constrói a cordilheira e impulsiona o movimento continental. Seriam as “dorsais meso-oceânicas”.

• São resultado de fluxos de ressurgência de magma de áreas quentes no manto superior e na astenosfera e talvez do manto inferior.

• São locais de intensa atividade hidrotermal.

Convecção do magma

Ascende até a crosta Ela fratura

Expele magma Ele resfria Forma novo assoalho

Isto cria as dorsais e espalha o assoalho

lateralmente

Cria um rifte na medida em que os lados se separam

PALEOMAGNETISMO

Pergunta

• O assoalho não excede 208 milhões de anos. A Terra tem 4,6 bilhões. Porque?

Subducção da litosfera

• É o contraste das zonas de ressurgência nas dorsais. A placa da crosta oceânica, mais densa, em direção ao manto. Enquanto colidem, ela é triturada, formando uma zona de subducção. São as profundas fossas oceânicas. As montanhas vulcânicas formam-se das plumas de magma derretido neste processo.

Formação e ruptura do Pangea

• Representa os últimos 225 milhões dos 4,6 bilhões de anos da Terra (1/23).

• Antes dela: Rodínia (supercontinente) formado há 1 bilhão de anos com ruptura há 700 milhões.

• Existem ao menos 14 placas, metade grande.

• O relevo marinho afeta a gravidade e assim o nível do mar nos locais de montanhas ou fossas.

• Pangeia: 225-200 milhões de anos (Triássico/Jurassico)

• Gondwana e Atlântico: 135 milhões de anos (Cretáceo)

• Configuração atual: 65 milhões de anos (início do Cenozóico)

Limites de placas

• Divergentes: centros de expansão dos assoalhos marinhos, material ascendente, as placas se separam e há um processo construtivo. Pode ocorrer nos continentes (Ex. Rift Valley África)

• Convergente: zonas de colisão. Placas continentais ou oceânicas colidem. São áreas de compressão e perda crustal – processos destrutivos.

Limites de placas

• Transformantes: placas deslizam lateralmente entre si em ângulos retos em relação ao centro de expansão do assoalho. Tem relação com os terremotos.

• Todos os centros de expansão possuem cicatrizes perpendiculares, com comprimentos variáveis.

• As falhas transformantes geralmente são paralelas à direção em que a placa está se movendo.

Terremotos e atividade vulcânica

• Os limites das placas são os principais locais de terremotos e atividade vulcânica.

• As bordas imergentes (como o do Pacífico) comprimem-se profundamente na crosta e no manto, produzindo material fundido que emerge e volta à superfície.

Pontos quentes (hot spot)

• Cerca de 50 a 100 “hot spots”. São sítios de material ascendente que chega à superfície por plumas do manto ou que ascende próximo à superfície. Alguns pontos estão ancorados no manto inferior e tendem a permanecer fixos com relação às placas migratórias. Outros parecem deslocar-se com o movimento das placas.

• Assim, uma área da placa que está acima do hot spot é aquecida localmente pelo breve tempo geológico que se encontra lá.

Thompson et al. Migrating Cretaceous–Eocene Magmatismin the Serra do Mar Alkaline Province,SE Brazil: Melts from the Deflected Trindade Mantle Plume?. J Petrology 1998; 39 (8): 1493-1526.