1Prof(a). Isabel Henriques

2Prof(a). Isabel Henriques

3Prof(a). Isabel Henriques

Prof(a). Isabel Henriques 4

Origem do calor terrestre Calor primitivo gerado aquando da

formação do planeta Terra por

acreção de corpos mais pequenos

que compunham a nébula primitiva.

Contracção gravitacional das

camadas internas da Terra.

Prof(a). Isabel Henriques 5

Decaimento radioactivo de isótopos instáveis. Este processo

ainda se encontra activo e é, actualmente, a principal fonte

de energia.

Modelos de Convecção Mantélica

Prof(a). Isabel Henriques 6

Modelos de Convecção Mantélica

Fluxo térmico

O fluxo de energia na Terra, sob a forma de

calor (fluxo térmico), pode ocorrer por três

mecanismos distintos: radiação, convecção e

condução.

Prof(a). Isabel Henriques 7

Modelos de Convecção Mantélica

Fluxo térmico

A radiação apenas ocorre à superfície e corresponde à perda de energia sob a forma de radiação infravermelha.

Nas camadas internas encontram-se activos fenómenos de convecção e condução de energia.

A convecção é o principal mecanismo responsável pelo fluxo de energia na Terra e pode ser visualizada experimentalmente.

Na convecção, a transferência de calor processa-se pelo movimento de material fundido, ou parcialmente fundido, que pode comportar-se como um fluido.

Prof(a). Isabel Henriques 8

Modelos de Convecção MantélicaA convecção ocorre em função de diversos factores, nomeadamente:

expansão térmica ­ o aquecimento de um fluido provoca o aumento do seu volume por expansão, com decréscimo da densidade;

gravidade ­ é essencial para atrair ("puxar") os materiais mais densos para o fundo;

fluidez ­ o material necessita de ser fluido, para que possa criar uma célula convectiva. O material sólido apresenta elevada resistência à deslocação.

Prof(a). Isabel Henriques 9

Modelos de Convecção Mantélica

Em 1928, Arthur Holmes propõe a hipótese de movimentos de

convecção no manto como motor da deriva dos continentes.

Arthur Holmes foi o primeiro cientista a relacionar a tectónica

de placas com a existência de convecção mantélica.

Segundo este cientista, ocorre a ascensão de magma do

manto, que é expelido ao nível dos riftes.

Prof(a). Isabel Henriques 10

Arthur Holmes

Modelos de Convecção

Mantélica

A expansão dos fundos oceânicos é

compensada com a subducção da

placa oceânica nas fossas.

A placa oceânica fria e densa

mergulha no manto, onde sofre

aquecimento e posterior fusão.

O movimento lateral das correntes

convectivas na base da litosfera

permite a deslocação das placas.

Prof(a). Isabel Henriques 11

Modelos de Convecção Mantélica

Os riftes encontram-se acima do ramo ascendente da célula de

convecção, enquanto as fossas oceânicas estão associadas ao

ramo descendente.

As correntes de convecção organizam riftes à superfície e

consequente divisão do supercontinente Pangea em fragmentos

que derivam para diferentes posições.

Prof(a). Isabel Henriques 12

Harry Hess, em 1962, elaborou a

hipótese da expansão dos fundos

oceânicos.

Sugeriu que o mecanismo para

esta expansão estaria associado a

movimentos convectivos de

material no manto.

O modelo apresentado por Hess é

muito semelhante ao de Holmes,

divulgado em 1928.

Prof(a). Isabel Henriques 13

Modelos de Convecção Mantélica

Modelo a um nível (Holmes)

O modelo de Holmes não consegue

explicar as diferentes composições dos

basaltos.

Estudos de geoquímica permitiram

verificar que a composição dos basaltos

emitidos nos riftes é semelhante a nível

global, mas distinta dos basaltos

gerados nos pontos quentes.

Prof(a). Isabel Henriques 14

Estes dados apontam para a existência de duas origens distintas para os magmas basálticos.

Além disso, não se adequam a um modelo em que os materiais são continuamente reciclados em células que se expandem por todo o manto e que o tornariam homogéneo.

Modelos de Convecção Mantélica

Modelo a dois níveis

O primeiro nível convectivo ocorre nos riftes onde se

formam os basaltos que resultam da actividade de células

convectivas finas que circulam da base da astenosfera até

aos 670 km de profundidade.

Nas Zonas de rifte o material sofre uma diminuição da

pressão ocorre a fusão parcial do material, que contribui

para a expansão dos fundos oceânicos.

Prof(a). Isabel Henriques 15

Modelos de Convecção Mantélica

Ao nível das zonas de subducção, a

litosfera oceânica submerge, sofrendo

aquecimento, (aos 670 a 700 km)

sofrendo fusão e o material é

reciclado.

Modelo a dois níveis O segundo nível convectivo ocorre no

manto dos 670 aos 2900 km de profundidade.

Este nível é responsável pela movimentação das células convectivasdo nível superior.

A natureza geoquímica distinta das camadas do manto impede que ocorra a mistura de materiais.

Este modelo considera que os pontos quentes resultam da ascensão de plumas mantélicas, de material a elevadas temperaturas, que se formam no limite do núcleo externo com o manto inferior.

Prof(a). Isabel Henriques 16

Modelos de Convecção Mantélica

Prof(a). Isabel Henriques 17

Modelos de Convecção Mantélica

Modelo penetrativo

O aperfeiçoamento de instrumentos sismográficos permitiu verificar que a placa litosférica quando sofre subducção, ultrapassa os 700 km de profundidade, podendo atingir a base do manto.

Este movimento provoca a mistura de material do manto e é explicado pelo modelo penetrativo.

Modelo a dois níveis – Modelo Penetrativo

Na base do manto ocorre a formação de uma camada com estrutura complexa de material ascende à superfície sob a forma de plumas.

Este modelo é suportado por dados geoquímicos (existência de dois reservatórios de magma distintos no manto) e por dados sísmicos (afundamento profundo da placa litosférica).

Prof(a). Isabel Henriques 18

Modelos de Convecção Mantélica

Modelo penetrativo

Modelo a dois níveis – Modelo Penetrativo

Modelos de Convecção Mantélica

Prof(a). Isabel Henriques 19

Modelo a um nível (Holmes)

Modelo a dois níveis

Modelo penetrativo