introdução à oceanografia geológica

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Introdução aos Estudos da Geografia Geológica.Material de apoio principal: "O Planeta Azul: uma introdução às ciências marinhas."

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HISTRIA DA OCEANOGRAFIAEra antigaOs primeiros investigadores dos oceanos devem ter sido pescadores e comerciantes da antiguidade. H registros em tmulos egpcios de 4000 a.C. de embarcaes utilizadas para navegar ao longo do rio Nilo. Em 200 a.C. a Ilha de Creta Mioana foi considerada a primeira potncia martima, tendo 11 cidades porturias em seus 8336km de terras montanhosas. No mesmo perodo, mas muito distante, os Polinsios iniciaram a colonizao das ilhas Pacficas (2000 a 500 a.C.). Novamente no Mediterrneo, h registros de que os Fencios exploraram de 1000 a 600 a.C. o Mar Mediterrneo, parte do Atlntico e - sem registros - acredita-se que circunavegaram a frica.Herdoto (495-428 a.C.) foi um dos primeiros estudiosos da vida marinha. Desenhou um mapa mundi em 450 a.C. cujo centro era o mar mediterrneo. Acreditava que Terra era redonda. Aristteles (384-322 a.C.) catalogou e descreveu a estrutura e os hbitos de 180 espcies marinhas, questionou a origem das ondas, das mars e do sal ocenico. Pytheas (325 a.C.) foi um explorador que conseguiu calcular a latitude da terra e estabeleceu a relao entre as mars e a Lua. Em 280 a.C. o Farol de Alexandria foi construdo na ilha de Faros sob ordens de Ptolomeu. Sua chama podia ser vista a at 50km de distncia (casa-entrada pgu tem 20km). Utilizando o farol e a inciso da luz solar (e da sombra produzida pelo Farol no solstcio de Vero em contraposio ao fato de em Siena no haver qualquer sombra projetada no mesmo horrio) Eratosthenes (276-192 a.C.) calcula a circunferncia da Terra. Sups ser de 40 mil quilmetros (e ela tem 40.075 km). Um erro insignificante em um perodo em que as medidas eram feitas em passos. Seneca (54a.C.- 30 d.C.) prope o cilho hidrolgico, explicando porque o nvel do mar no subia com a quantidade de chuva que caia.Quase mil anos se passaram sem grandes contribuies at que em 982 Eric, the red navegou da Noruega, encontrou a Groelandia e a Amrica. As grandes navegaes (XV e incio do XVI)Escola de Sagres fundada no estado-nao recm formado de Portugal em 1417. Reunia cartgrafos, arquitetos navais, astrnomos e astrlogos. Foi um marco no incio do movimento Portugus para o mar, o qual o espremia contra os reinos espanhis; bem como na conquista de finalmente contornar-se o Cabo Verde na frica. Leonardo da Vinci (1452 a 1519), apesar de no ter o apoio de toda uma nao, apresentasse estudo de anlise de correntes martimas, ondas e percebe a existncia de fsseis marinhos nas montanhas italianas. Cristvo Colombo formado em Sagres atinge a Amrica em 1492. Este excelente navegador, estudante das correntes martimas e coletor de fauna e flora morre em desgraa por ter confundido o novo continente com o oriente. Vrias expedies s "ndias" ocorreram neste perodo como tentativa de estabelecer uma rota alternativa para o oriente. Em 1500 Pedro lvarez Cabral descobre o Brasil para os europeus. O sculo XVI destaca-se pela primeira volta ao mundo. Iniciada por Magalhes em 1519 e finalizada por Elcano em 1522, a expedio contou inicialmente com 280 homens em 5 navios e terminou com apenas 18 homens no navio Vitria.Incio das Investigaes Cientficas (XVII a XIX)Neste perodo houve predomnio dos ingleses devido ao apoio da Coroa e do envolvimento de sociedades cientficas como a Royal Society of London. Capito James Cook considerado por muitos o pai da oceanografia. Em 3 grandes expedies, descobriu o Hava (1768-71), Circunavegou o globo terrestre (1772-75) e foi o primeiro a cruzar o Crculo Polar rtico (1778-79), apesar de no ter conseguido atingir a Terra Australis (Antrtica, s alcanada 40 anos depois). Mediu correntes, mapeou ilhas do Pacfico sul, realizou sondagens de profundidade, identificou recifes de corais, descobriu cura para o Escorbuto a bordo dos navios e remodelou as linhas gerais dos oceanos graas s suas informaes. Benjamin Franklin, cientfico americano, foi um dos primeiros oceangrafos fsicos descritivos, descobrindo o curso da corrente do Golfo em 1768. Na virada pro sculo XIX o alemo Alexander von Humboldt, finalizou sua viagem de 5 anos pelas Amricas, e descreveu a corrente fria pacfica que banha a Amrica do Sul (e leva seu nome).Cap. Robert Fitzroy (1831-36) comandou o HMS (His/Her Majesty's Ship) Beagle. Apesar de no ser uma expedio oceanogrfica, nela estava Charles Darwin em viagem que originou "A Origem das Espcies) lanado em 1859.Em 1855 Matthew F. Maury lana The Physical Geography of the Sea: o primeiro atlas das condies do mar e direo dos ventos.Diversas pesquisas ocorreram nas dcadas de 1850 e 1870. Mas destaca-se a do HMS Challenger (1872-76) comanda por Charle W. Thomson. Os 6 cientstas a bordo percorreram cerca de 60.000 milhas nuticas (112.000km) fazendo quase 500 medidas de profundidade, 133 dragagens de fundo e 362 estaes oceanogrficas, nas quais coletaram dados climticos, correntes, temperatura e composio da gua, organismos (4.417 espcies novas foram catalogas e quase 7000 amostras de animais foram feitas) e sedimentos do assoalho marinho. Encontrou fossa submarina com 8190m. Da pesquisa, resultaram 29500 pginas (em 50 volumes) que levaram 23 anos para serem compiladas!USA entram na brincadeira com o USS Albatroz (1884-1901). Primeiro navio desenhado e projetado para expedies oceanogrficas.Fridtjof Nansens (1893) constri Fran, vai para polo norte e pretende prender seu navio ao gelo e esperar que calota de gelo se desloque at Plo Norte. Aps 3 anos congelado (navio), monta expedio terrestre. Em 14 meses avana at longitude 8614' (navio estava em 84).Oceanografia Moderna (sculo XX)Os sucessos e resultados das expedies do Sculo XIX foraram um movimento de estudo dos mares. J em 1903 foi fundado o primeiro Centro de Estudo dos oceanos e da Terra, Scripps La Jolla, CA. Em 1925-27 o navio alemo Meteor fez medies de 14 transversais entre Amrica do Sul-frica, obtendo mais de 7000 leituras de profundidade. Esta expedio essencial pois foi neste ponto que a Oceanografia foi vista e aceita como cincia.Apesar de outros centros de estudos criados em Cape Cod (1930) e New York (1949), a grande evoluo ocorreu na dcada de 1950 graas ao impulso tecnolgico obtido ao longo da II Guerra Mundial. Auguste Piccard projetou nesta dcada o primeiro balo de explorao da estratosfera e o primeiro Batiscafo (veculo submergvel para explorar oceanos em guas ultra-profundas). O Batiscafo Trieste atingiu 10850m de profundidade e ficou claro que o Oceano todo poderia ser explorado.1957-58 foi declarado como o Ano Geofsico Internacional, importante pois marcou o incio das Cooperaes Internacionais de pesquisa, tendncia nas duas dcadas seguintes. Com o lanamento do Seasat-A em 1978 (primeiro satlite oceanogrfico), as informaes sobre os oceanos comearam a chegar rapidamente tanto em esfera global quanto em esfera regional. Em 1992 a nasa lanou o TOPEX/Poseidon e depois em 2001 lanaria o Jason-1. p.s.: Jacques-Ives Custeau (1910-1997) inventa o SCUBA em 1943 permitindo mobilidade nos mergulhos e arrendou o navio Calypso em 1950 para fazer pesquisas cientficas.INTRODUO A OCEANOGRAFIAOrigem da Terra, da atmosfera e dos OceanosImmanuel Kant (1755) criou a Hiptese Nebular. Nesta, o sistema solar em seu incio (h 4,6bi de anos) era um anel rotatrio de gs e poeira. Ao colapsar, a parte central formou-se uma estrela (Sol) que aqueceu-se muito, enquanto outras partes esfriarem. Nestes partes, gases e poeiras comearam a colidir-se e interagir quimicamente. Milhes de anos depois, 9 planetas orbitavam ao redor do Sol.O planeta Terra foi se aquecendo at que interior atingiu temperatura para fundir ferro e nquel. Este material fundido espalhou-se pela superfcie se solidificando (temperatura mais baixa). Fuses e solidificaes ocorreram de forma repetida, separando componentes mais leves dos mais densos. Leves subiam para parte externa e os mais densos desciam. Isso tambm fez com que a atmosfera primitiva fosse liberada no espao. Os gases que foram se formando, sofreram a mesma relao de densidade (a qual rege todo o sistema solar). Com a alta temperatura, no se condensava o vapor d'gua, at que temperatura do planeta caiu. Assim, condensou-se a gua e formou-se os oceanos (os quais retm 99% dos gases existentes no planeta).A Estrutura Interna da TerraA superfcie terrestre chamada de Crosta podendo ser continental ou ocenica. Ambas so slidas e variam de 0 a 900C. Crosta continental mais grossa com 55km de espessura mdia, tendo o granito como predominante e densidade de 2,7 a 2,8 g/cm; enquanto que a ocenica tem apenas 10km de mdia formada predominantemente por Basalto, tendo densidade de 2,9-3,0g/cm. Logo abaixo destas crostas est o Manto com 2800km de espessura e subdividido em trs grandes partes. A parte mais superior do manto (e que pega parte da Crosta) chama-se Litosfera e tem cerca de 100km de espessura, tambm sendo slida e contendo grande quantidade de relaes qumicas. A litosfera flutua sobre a Astenosfera, a qual apesar de slida est em constante estado de fuso. (estas duas formam o Manto Superior).Abaixo h os mantos intermedirios e inferiores. O ncleo divide-se em Externo (o qual lquido) e o interno (slido devido presso).Externo tem 2300km e formado por ferro e nquel, bem como o ncleo interno (com 1140km). O raio da Terra de 6371km. Hoje j explorou-se 2.466 METROS. Cr-se ser possvel, atualmente, perfurar os 8km de crosta ocenica no ponto mais fino, podendo atingir o manto da terra (responsvel por 68% da massa terrestre).A atmosfera composta por mistura de gases, especialmente Oxignio e Nitrognio, bem como argnio, dixido de carbono, metano, oznio, vapor d'gua. Ela envolve a superfcie terrestre, bem como a hidrosfera, a qual composta pela gua (oceanos, lagos, rios, neve, gelo, vapor d'gua, e lenis freticos.Os 4 principais oceanos + 1Oceano diferente de Mar. Um Mar uma poro grande de gua. pode ser doce ou salgada.Pacfico: maior oceano. Representa mais de metade das reas ocenicas e um tero de toda a superfcie terrestre. Batizado devido s suas guas calmas. 181,3 milhes de Km. 3.940m de profundidade mdia. Representa 50,1% de toda a superfcie oceanogrfica. Representa 35,5% de toda a superfcie terrestre.Atlntico: Tem quase 50% do tamanho do pacfico. Batizado em homenagem cadeia montanhosa africana, Atlas. 94,3 milhes de Km. 3.844m de profundidade mdia. Representa 26% de toda a superfcie oceanogrfica. Representa 18,4% de toda a superfcie terrestre.ndico: Pouco menor que o Atlntico. 74,1 milhes de Km. 3.840m de profundidade mdia. Representa 20,5% de toda a superfcie oceanogrfica. Representa 14,5% de toda a superfcie terrestre.rtico: Menor dos quatro oceanos. Representa apenas 7% de todo o pacfico. Mais raso e com fina camada de gelo (com poucos metros) congelada. Batizado em homenagem Ursa Maior (Urtkos = urso). 12,3 milhes de Km. 1.117m de profundidade mdia. Representa 3,4% de toda a superfcie oceanogrfica. Representa 2,4% de toda a superfcie terrestre.Antrtico: o "mais um" alm dos 4 oceanos. Assim tratado porque fica ao sul dos trs maiores oceanos.70,8% da massa terrestre est submersa. Enquanto a elevao mdia da superfcie dos continentes 840m; a profundidade mdia de 3.682m.Trincheira Mariana o ponto mais fundo dos oceanos com 11.022m (x Everest com 8.848m de altitude).Geologia OcenicaOceanos podem ser divididos, didaticamente, em duas partes: a gua salgada; e a bacia que contm as guas. Esta bacia dividida em trs grandes Provncias Fisiograficas Batimetricas: margem continental, bacias do oceano profundo (assoalho) e dorsal ocenica.1.Margem continental a regio mais prxima das terras emersas e formada pelo acmulo de sedimentos de origem continental levados principalmente por rios e (em menor escala) pelas eroses costeiras causadas pelas mars. Por isso que regies prximas a desembocaduras de rios tem plataformas mais longas. Podem ser do tipo atlntica (padro que estudamos), sendo largas e com pouca atividade ssmica. Comuns no Atlntico e no ndico (exceto na fossa de Java - 7450m de profundidade). A Pacfica, por sua vez, mais estreita e ao invs de ter uma elevao ao seu final tem uma fossa ocenica. Comum no Pacfico e em zonas de subduco. 1.1 Plataforma Continental: Tem largura mdia de 60km (mas varia de 2 a mais de 1000km ao longo das costas, sendo a mais larga na regio siberiana do oceano rtico) e o primeiro relevo saindo do continente. Mantm um grau de declnio suave (0,5) at a sua quebra (aproximadamente 130 metros), quando aprofunda mais rpido. No Brasil, o mais longo na foz do Rio Amazonas (330km) e a mais estreita na altura de Salvador (8km)[footnoteRef:1]. [1: Devido h grande penetrao de luz solar (devido relativa baixa profundidade), pela acumulao de matria orgnica por organismos fotossintetizantes e sua proximidade dos continentes, fornece nutrientes em abundncia, assegurando biomassa de animais e vegetais. Tanto que cerca de 90% da produo pesqueira mundial de organismos capturados nas plataformas continentais.]

1.2 Talude: Seria a parede da Plataforma Continental. Tem declnio de 4 (declividade sai de 1:1000 - um metro vertical para cada 1000 metros horizontais - para 1:40); altura de 2 a 3 km. No so regulares, tendo grandes cnions em forma de U e V em sua extenso. Formaram-se em perodo glacial, quando o nvel das mars era mais baixo e acaba por direcionar os sedimentos para os assoalhos.1.3 Elevao (ou Sop): forma a base do Talude, formado pelos sedimentos depositados. Tambm podem ter canions. Inclina-se a 1, estendendo-se por 500km (850km na maior largura no Brasil, em Abrolhos-ES). Profundidade mdia atingida de 4km, variando de 1,5 a 6km.2. Assoalho Ocenico (ou Bacias do Oceano Profundo): Poro ocenica que se estende at a prxima margem continental. Formada pelas seguintes feies batimtricas.2.1 Plancie Abissal: mais plana de todo o plana. Inclina-se em apenas 1 metro a cada quilometro, chegando a inclinar 1:50000 no Oceano Atlntico. Localiza-se a profundidade mdia de 3 a 5km. Seu fundo formado por sedimento no consolidado (os quais podem formar bases de 100 a 1000m de espessura).2.2 Montes Abissais: At 1km de altura, com bases variando de 100m a 100km de largura. Maioria composto por rochas vulcnicas e recoberto por fina camada de sedimentos que provm da coluna de gua acima.2.3 Montanhas Ocenicas: Muitas dessas montanhas so vulces ativos ou extintos que chegam a mais de 1km de altura. Ao entrar em erupo liberam magma que se solidifica formando uma ilha vulcnica. Com frequncia formam longas cadeias, pois ao se mover sobre o ponto quente que deu origem a uma ilha, a placa tectnica origina outra e assim por diante (Hava um timo exemplo). Normalmente tem seus topos planos (pensar no monte roraima), chamados de Guyoton (formam-se porque ao formar a ilha vulcnica, a crosta ocenica no suporta o peso e cede. Assim, enquanto afunda tem o topo achatado pelas mars. Podem formar, tambm, Atis (Bora-Bora). Isso ocorre quando em guas quentes e limpas - propcias para o crescimento de corais. Assim, enquanto a ilha vulcnica est emersa, corais se formam ao seu redor e crescem verticalmente. Na medida em que afunda, fica s os corais para fora, formando uma piscina natural rasa. (obs: Brasil tem o Atol das Rocas).2.4 Trincheiras Ocenicas(ou Fossas Submarinas): So "rasgos" estreitos e profundos que localizam-se mais prximos dos continentes do que do centro da bacia geolgica. Relacionadas aos vulces e servem de fim da linha para o assoalho ocenico.3. Dorsal Ocenica (cadeira de montanhas)Maior cinturo de montanhas do planeta (+60.000km de extenso). Ocupam um tero de todo o fundo dos oceanos. Tem atividades geolgicas e caracterizam-se pelos terremotos e demais movimentaes das placas tectnicas. Tem eixos de desnvel inconstantes, sendo extremamente irregulares de relevo. So desenhados (e compreendidas) como bolas de beisebol pelo seu desenho. Seu topo no como das montanhas, fazendo um vale (diferente do que estamos acostumados) chamados de Rift. Este Rift, como veremos em breve, origina-se do movimento de afastamento das placas tectonicas. Largura mdia de 1000 km. Originados pelo magma que provm do Manto terrestre conforme veremos a seguir.

DERIVA CONTINENTAL, ESPALHAMENTO DO FUNDO E PLACAS TECTNICASDERIVA CONTINENTAL:Alfred Wegener (alemo) em 1912 lana a teoria da deriva continental, alegando que os todos os continentes atuais do planeta j foram unidos em um nico continente (pangea), o qual era cercado por um grande oceano (pantalassa). Suas ideias esto no livro de 1915 The Origen of Continents and Oceans. Suas justificativas eram:1. Ajuste geogrfico: Ao analisar as costas oeste da frica e leste da Amrica do Sul parece evidente de que estes continentes poderiam estar conectados, tanto que esta ideia surgira sculos antes de Weneger, mas foi retomada por ele. Entretanto o pleno ajuste geogrfico s ficou provado dcadas depois ao se analisar as plataformas continentais. Assim, no s se consegue conectar com preciso a frica e a Amrica do Sul, mas todos os continentes. 2. Evidncias geolgicas: No s as plataformas continentais se encaixam com preciso, mas tambm os solos de vrios continentes evidenciam que h muito tempo continentes hoje distantes estiveram juntos. Wegener destacou, por exemplo, que a estrutura e o tipo de rocha dos Montes Apalaches (EUA) eram os mesmos que das Montanhas da Calednia (Escandinvia e Gr Bretanha). O mesmo evidente ao compararmos frica e Amrica do Sul.3. Evidncias Fsseis: Os fsseis de um vegetal e de dois rpteis indicam que viviam em continentes hoje distantes em um mesmo perodo. Destacam-se Mesosaurus brasilienses, o qual viveu no sul da frica e da Amrica do Sul; Lystrosaurus, o qual viveu na frica (norte da frica do Norte), ndia e Antarctica; o Cynognathus que viveu no centro da Amrica do Sul e na frica Central; e o vegetal Glossopteris, encontrada na Amrica do Sul, na frica, na ndia, Antrtica e Oceania.4. Evidncias Paleoclimticas: Ao analisar o solo de regies tropicais encontra-se provas de perodos glaciais. A Pangea a nica explicao plausvel para este fato.Esta teoria s se tornou plausvel e aceita aps II GM (1950/60), especialmente com a comprovao apresentada pelo estudo do paleomagnetismo.ESPALHAMENTO DO FUNDO OCENICORifts (vales nas dorsais ocenicas) tem 50km de largura por 1km de altura. No seu fundo existe basalto novo e escapa calor (10x mais do que em terra). Apresenta terremotos rasos (~35km). Estes rifts despejam basalto novo, empurrando o fundo ocenico para os lados. Assim, seu relevo todo irregular j que a cada nova formao h um espalhamento do fundo. Neste local predomina a fora de tenso, na qual cada parte puxa para um lado oposto (por isso do vale no "topo" da cordilheira dorsal.Ao encontrar outra placa, estes terrenos fazem a fora de compresso, a qual so predominantes nas formaes de cadeias montanhosas como os Andes e o Himalaia.Atravs do estudo paleomagntico - que o estudo das propriedades magnticas das rochas antigas - descobriu-se prximo Islndia (onde em Thingevillier a Dorsal est parcialmente emersa), que partindo da Dorsal os minerais do solo apresentavam picos fortes e fracos de magnetismo. No se sabe o porque, mas sabe-se que a polaridade da terra j inverteu-se, ao menos, 170 vezes nos ltimos 100 milhes de anos. Como ao se formar os minerais alinham-se conforme a polaridade da terra, a cada vez que houve inverso, est impresso nos solos o alinhamento desses minerais. Assim, ao analisar o magnetismo do solo tomando a dorsal como base, percebe-se que h uma espcie de espelho entre os picos magnticos. A comprovao cientfica para o espalhamento do fundo ocenico ocorreu s na dcada de 1970 com Fred Vine e Drummond Matthews, aps as teorias do geofsico Hess terem sido tido pouca aceitao na dcada de 1960. O espalhamento se d de 1 a 10 cm/ano e faz com que o assoalho seja mais velho prximo dos continentes e super novos perto das dorsais. TECTNICA DE PLACASA existncia de placas tectnicas a razo para o planeta no estar aumentando de tamanho. Enquanto a Dorsal cria novo solo na crosta ocenica, as trincheiras so os locais nos quais estes solos so "engolidos" para dentro do manto terrestre. Elas so zonas de subsuco. O assoalho mais antigo tem 180 milhes de anos de idade (e esto prximos das dorsais). Ao encontrarem-se, as placas podem agir de trs maneiras:divergentes: ocorrem na zona de rift, onde criam-se novos oceanos e a fora de tenso ocorre. Cada placa direciona-se em direes opostas.convergentes: ocorrem nas trincheiras. So zonas de subduco. Nesta as crostas mais densas e mais finas (terrestres) entram para baixo das crostas menos densas e grossas (continentes).transformao (ou conservao): so zonas em que as placas se equivalem e ao encontrar igual resistncia acabam deslizando e direcionam-se para outras trincheiras. (exemplo entre a placa do pacfico e a placa norte americana. Elas so de conservao. Assim, a do pacfico diriona-se para norte em busca de novas trincheiras.