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Processos Geológicos

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Esta seção demonstra as implicações das placas tectônicas. Você será apresentado a várias formações e recursos que são atribuídos às placas tectônicas.

O QUE VOCÊ APRENDERÁ A FAZER

  • Descreva o desenvolvimento de continentes, riftings continentais e supercontinentes.
  • Descreva os arcos vulcânicos de desenvolvimento.
  • Descreva a formação de bacias oceânicas.
  • Interprete e explique pontos quentes e como eles se relacionam com o movimento da placa.

Supercontinentes

Primeiros Continentes

A primeira crosta foi feita de rocha basáltica, como a atual crosta oceânica. O derretimento parcial da parte inferior da crosta basáltica começou há mais de 4 bilhões de anos. Isso criou a crosta rica em sílica que se tornou os continentes félsicos.

Craton

Imagem de satélite do antigo greenstone exposto por geleiras no escudo canadense

Figura 1. As geleiras da era glacial arrastaram o Escudo Canadense até o greenstone de 4,28 bilhões de anos no noroeste de Quebec.

A mais antiga crosta continental félsica é agora encontrada nos antigos núcleos dos continentes, chamados de  crátons . Os movimentos rápidos da placa significavam que os crátons sofriam muitas colisões continentais. Pouco se sabe sobre a paleogeografia , ou a antiga geografia, do início do planeta, embora continentes menores possam ter se juntado e se desintegrado.

Os geólogos podem aprender muitas coisas sobre o pré-arqueano estudando as rochas dos crátons.

  • Crátons também contêm rochas ígneas félsicas, que são remanescentes dos primeiros continentes.
  • Rochas cratônicas contêm grãos sedimentares arredondados. De que importância é esse fato? Os grãos arredondados indicam que os minerais foram erodidos de um tipo de rocha anterior e que os rios ou mares também existiram.
  • Um tipo de rocha comum nos crátons é o greenstone , uma rocha vulcânica metamorfoseada (Figura 1). Como os greenstones são encontrados hoje em trincheiras oceânicas, o que significa a presença de greenstones? Estes antigos greenstones indicam a presença de zonas de subducção.

Escudo

Coloca o craton na superfície é conhecido como um escudo . Cratons datam do Pré-Cambriano e são chamados escudos pré-cambrianos. Muitos escudos pré-cambrianos têm cerca de 570 milhões de anos (Figura 2).

Imagem de satélite do escudo canadense

Figura 2. O Escudo Canadense é a parte plana antiga do Canadá que fica em torno da Baía de Hudson, as partes do norte de Minnesota, Wisconsin e Michigan e grande parte da Groenlândia.

Plataforma

Na maioria dos lugares, os crátons eram cobertos por rochas mais jovens, que juntas são chamadas de  plataforma . Às vezes, as rochas mais jovens corroeram-se para expor o craton pré-cambriano (Figura  3).

O craton pré-cambriano está exposto no Grand Canyon, onde o rio Colorado cortou as rochas sedimentares mais jovens

Figura 3. O craton pré-cambriano é exposto no Grand Canyon, onde o rio Colorado cortou as rochas sedimentares mais jovens.

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Convecção Antecipada

Durante o Pré-Arqueano e Arqueano, o interior da Terra era mais quente que hoje. A convecção do manto foi mais rápida e os processos das placas tectônicas mais vigorosos. Como as zonas de subducção eram mais comuns, as primeiras placas crustais eram relativamente pequenas.

Desde a época em que estava completamente derretido, a Terra estava esfriando. Ainda assim, cerca de metade do calor interno que foi gerado quando a Terra se formou permanece no planeta e é a fonte do calor no núcleo e no manto de hoje.

A presença de água na Terra antiga é revelada em um cristal de zircão:

Ciclo Supercontinente

Veja a figura 4; é esta terra?

Rodínia, um supercontinente que inclui a África Ocidental, o cráton sul-americano, o cráton antártico, o cráton sul-africano, a Austrália, o sul da China, Laurentia, a Sibéria e a Groenlândia.

Figura 4. Rodínia

A existência do supercontinente de Wegener, Pangeia, é completamente aceita pelos geólogos de hoje. Os movimentos dos continentes explicam muito sobre a atividade geológica que vemos. Mas tudo começou com Pangea? Ou havia outros supercontinentes que vieram antes? O que o futuro dos continentes guarda?

Pangea

Uma animação mostrando o desmembramento de Pangaea em nossos contornos modernos.

Figura 5. Pangeia se separou para se tornar nossos continentes modernos.

Wegener tinha muitas evidências para sua hipótese de deriva continental. Uma linha de evidência era a semelhança das montanhas nos lados oeste e leste do Atlântico.

Essas montanhas subiram em limites de placa convergentes. Os continentes de ambos os lados do oceano (onde o Atlântico está agora) se juntaram para criar Pangea. O oceano proto-atlântico encolheu quando o oceano Pacífico cresceu.

As montanhas Apalaches do leste da América do Norte se formaram nesse limite de placa convergente (Figura 6a). Cerca de 200 milhões de anos atrás, eles provavelmente eram tão altos quanto os Himalaias.

 A Pangea vem se desintegrando desde cerca de 250 milhões de anos atrás. Limites de placas divergentes se formaram dentro dos continentes para separá-los. Os continentes ainda estão se afastando. O Pacífico está encolhendo enquanto o Atlântico está crescendo. Os Apalaches (Figura 6b) estão agora em uma margem passiva. As montanhas poderosas resistiram e corroeram ao que são hoje.

Uma imagem de duas partes. Parte A: Montanhas Apalaches em New Hampshire. Parte B: mapa de satélite das Montanhas Apalaches

Figura 6. (a) Montanhas Apalaches em New Hampshire. (b) Os Apalaches ao longo do leste dos EUA Essas montanhas começaram quando a América do Norte e a Eurásia colidiram quando Pangea se reuniu.

ciclo do supercontinente

Antes de Pangea, havia supercontinentes anteriores. Rodinia existiu de 750 milhões a 1,1 bilhão de anos atrás. Columbia existiu de 1,5 a 1,8 bilhões de anos atrás. Se os continentes continuarem em suas direções atuais, eles se unirão para criar um supercontinente do outro lado do planeta em cerca de 200 milhões de anos.

Isso é conhecido como o ciclo do supercontinente . Os continentes se juntam no lado oposto do planeta a cada 500 milhões de anos. A criação de supercontinentes é responsável pela maioria dos recursos geológicos que vemos. Ele é responsável por muitos recursos que desapareceram há muito tempo.

Esta animação mostra o movimento dos continentes nos últimos 600 milhões de anos, começando com o rompimento de Rodínia.

Resumo

  • O núcleo antigo de um continente, na superfície e abaixo dela, é o seu craton.
  • A rocha cratônica que é vista na superfície é chamada de escudo. Onde o escudo é coberto por sedimentos mais jovens é a plataforma.
  • A convecção na Terra primitiva foi mais rápida e, portanto, a tectônica de placas foi mais rápida. Desde então, a Terra está esfriando.
  • Pangea se juntou como um conjunto de fronteiras de placas convergentes continente-continente.
  • Pangea ainda está se separando enquanto os continentes se separam. O Oceano Atlântico está ficando maior e o Oceano Pacífico está diminuindo.
  • Os continentes se juntam e se separam a cada 500 milhões de anos. Isso é chamado de ciclo do supercontinente.

Arcos Vulcânicos

Todas as zonas de subducção têm, a alguma distância da borda da placa superior, arcos ou cadeias de vulcões cônicos compostos. A placa subductora, ao descer profundamente no manto, liberta água. Isso altera a química das rochas já quentes no manto e faz com que elas derretam, formando magma.

O magma é menos denso do que as rochas sólidas em torno dele, então ele sobe, culminando em erupções vulcânicas na superfície da terra.

O arco vulcânico em uma zona de subducção oceano-continente não é apenas uma cadeia de vulcões. O estresse da convergência da placa comprime a crosta, fazendo com que ela engrosse por meio de uma combinação de dobras e falhas de empuxo. Intrusões ígneas e erupções vulcânicas também engrossam a crosta.

Profundamente dentro da crosta, as intrusões ígneas se solidificam em batólitos de rochas como o granito, e as rochas pré-existentes que são invadidas pelos batólitos são regionalmente metamorfoseadas em novas rochas.

O resultado é uma cadeia montanhosa alta com rochas graníticas e metamórficas no seu núcleo, sedimentos e vulcões dobrados e falhados em torno das suas margens, e uma cadeia de vulcões em cone compostos distribuídos ao longo da crista da cordilheira.

Bacias Oceânicas

Este vídeo fornece uma introdução ao ciclo de Wilson, uma teoria que descreve o ciclo de vida da bacia oceânica:

Como você pode ver, é muito comum que os oceanos se formem e depois desapareçam. O rift continental desempenha um papel fundamental na formação de um oceano. Mas como os oceanos se formaram em primeiro lugar? Assista ao vídeo a seguir para algumas teorias atuais:

As áreas baixas mencionadas no vídeo são os pisos do oceano. A crosta oceânica é basalto e a crosta continental é composta por granito.

O basalto é mais pesado, então quando ambos descansam no topo do manto, a crosta oceânica afunda mais baixo, formando uma bacia para a drenagem da água.

Hot Spots

Em geologia, os lugares conhecidos como hotspots ou hot spotssão regiões vulcânicas que se acredita serem alimentadas pelo manto subjacente que é anormalmente quente em comparação com o manto circundante. Eles podem estar próximos ou distantes dos limites das placas tectônicas. Atualmente, existem duas hipóteses que tentam explicar suas origens. Um sugere que eles são devidos a plumas de manto quente que se elevam como diapirais térmicos do limite do manto central.

Uma hipótese alternativa postula que não é a alta temperatura que causa o vulcanismo, mas a extensão litosférica que permite o aumento passivo do derretimento a partir de profundidades rasas.

Esta hipótese considera o termo “hotspot” como um nome impróprio, afirmando que a fonte do manto abaixo deles não é, de fato, anormalmente quente. Exemplos bem conhecidos incluem o Havaí e o Yellowstone.

fundo

As origens do conceito de hotspots estão no trabalho de J. Tuzo Wilson, que postulou em 1963 que as ilhas havaianas resultam do movimento lento de uma placa tectônica através de uma região quente abaixo da superfície.

Posteriormente, foi postulado que os hotspots são alimentados por fluxos estreitos de manto quente que se elevam do limite do manto central da Terra, em uma estrutura chamada pluma de amantás.

A existência ou não de tais plumas de manto é atualmente objeto de uma grande controvérsia na ciência da Terra.

As estimativas para o número de hotspots postulados para serem alimentados por plumas do manto variaram de cerca de 20 a vários milhares, ao longo dos anos, com a maioria dos geólogos considerando algumas dezenas para existir. Havaí, Reunião, Yellowstone, Galápagos e Islândia são algumas das regiões vulcânicas mais ativas atualmente nas quais a hipótese é aplicada.

A maioria dos vulcões de hotspots é basáltica (por exemplo, Havaí e Taiti). Como resultado, eles são menos explosivos do que os vulcões da zona de subducção, nos quais a água fica presa sob a placa principal.

Onde hotspots ocorrem em regiões continentais, o magma basáltico aumenta através da crosta continental, que se funde para formar riolitos. Esses riolitos podem formar erupções violentas.

Por exemplo, a Caldeira de Yellowstone foi formada por algumas das mais poderosas explosões vulcânicas da história geológica.

No entanto, quando o riolito está completamente em erupção, pode ser seguido por erupções de magma basáltico que se elevam através das mesmas fissuras litosféricas (rachaduras na litosfera).

Um exemplo dessa atividade é a cadeia de Ilgachuz, na Colúmbia Britânica, que foi criada por uma série inicial de erupções traquíticas e riolíticas e a extrusão tardia de uma sequência de fluxos de lava basáltica.

A hipótese do hotspot está agora intimamente ligada à hipótese da pluma do manto.

Comparação com vulcões de arco ilha

Os vulcões de pontos críticos são considerados como tendo uma origem fundamentalmente diferente dos vulcões de arco da ilha.

O último formulário sobre zonas de subducção, em limites de placa convergentes. Quando uma placa oceânica se encontra com outra, a placa mais densa é forçada para baixo em uma vala oceânica profunda.

Esta placa, à medida que é subdividida, libera água na base da placa de sustentação, e essa água se mistura com a rocha, alterando assim sua composição, fazendo com que alguma rocha derreta e suba. É isso que alimenta uma cadeia de vulcões, como as Ilhas Aleutas, perto do Alasca.

Correntes vulcânicas de hotspot

A hipótese da pluma do manto comum / hotspot prevê que as estruturas de alimentação sejam fixas uma em relação à outra, com os continentes e o fundo do mar à deriva. A hipótese, portanto, prevê que as cadeias de vulcões progressivas no tempo são desenvolvidas na superfície. Exemplos são o Yellowstone, que fica no final de uma cadeia de caldeiras extintas, que se tornam progressivamente mais antigas a oeste. Outro exemplo é o arquipélago havaiano, onde as ilhas se tornam progressivamente mais antigas e mais profundamente erodidas a noroeste.

Geólogos tentaram usar cadeias vulcânicas de hotspot para rastrear o movimento das placas tectônicas da Terra. Esse esforço foi abalado pela falta de cadeias muito longas, pelo fato de que muitas não são progressivas no tempo (por exemplo, as Galápagos) e pelo fato de que os hotspots não parecem ser fixos um em relação ao outro (por exemplo, Havaí e Islândia). .)

Correntes Postuladas do Vulcão Hotspot

Erupção de Kileauea

Figura 7. O Kilauea é o vulcão de escudo mais ativo do mundo. O vulcão entrou em erupção ininterrupta desde 1983 e faz parte da cadeia de montanhas submarinas Imperador Havaiano.

  • Cadeia de submarinos do Imperador Havaiano (Hotspot do Havaí)
  • Cadeia de montanhas submarinas de Louisville (hotspot de Louisville)
  • Walvis Ridge (Gough e Tristan hotspot)
  • Cadeia de montanhas submarinas Kodiak – Bowie (Bowie hotspot)
  • Cobb-Eickelberg Seamount chain (Cobb hotspot)
  • Nova Inglaterra Seamount cadeia (New England hotspot)
  • Cinturão Vulcânico de Anahim (hotspot de Anahim)
  • Mackenzie dique swarm (Mackenzie hotspot)
  • Great Meteor hotspot track (Nova Inglaterra hotspot)
  • Cadeia de Montes Submarinos de Santa Helena – Linha Vulcânica de Camarões (hotspot de Santa Helena)
  • Planalto Meridional de Mascarene – Chagos-Maldives-Laccadive Ridge (ponto de Reunião)
  • Ninety East Ridge (hotspot de Kerguelen)
  • Tuamotu – Line Island chain (hotspot de Páscoa)
  • Cadeia Austral – Gilbert – Marshall (MacDonald Hotspot)
  • Juan Fernández Ridge (hotspot de Juan Fernández)

Atividade Intraplate

Uma pequena quantidade de atividade geológica, conhecida como atividade intraplaca , não ocorre nos limites da placa, mas dentro de uma placa. Plumas de manto são canos de rocha quente que se elevam através do manto. A liberação de pressão causa o derretimento perto da superfície para formar um hotspot . Erupções no hotspot criam um vulcão. Vulcões de pontos quentes são encontrados em uma linha (figura 8). Você pode descobrir por quê? Dica: O vulcão mais jovem fica acima do hotspot e os vulcões ficam mais antigos com a distância do ponto de acesso.

Aqui está uma animação da criação de uma cadeia de pontos de acesso .

Vista oblíqua das principais ilhas havaianas e (ainda submarino) do vulcão Loihi. Inset dá uma visão mais próxima de três dos cinco vulcões que formam a Ilha do Havaí (o fluxo histórico de lavas percorre a costa sul e de Mauna Loa até o meio da ilha). A erupção histórica de maior duração na zona leste-rifte do Kilauea em Pu'u O'o, que começou em janeiro de 1983, continua inabalável (a partir da primavera de 2015). Os vulcões mais antigos estão no noroeste e ficam mais jovens à medida que a cadeia viaja para o sudeste. Isto é devido ao movimento da placa do pacífico enquanto arrasta a cabeça da pluma. De norte a sul os vulcões (que se tornaram ilhas) são Ni'ihau, Kaua'i, O'ahu, Moloka'i, Maui, Hawai'i (que inclui Mauna Loa, Kilauea e Lo'ihi).

Figura 8. As ilhas havaianas são um belo exemplo de uma cadeia de pontos quentes. O vulcão Kilauea fica acima do hotspot havaiano. O vulcão Mauna Loa é mais antigo que o Kilauea e ainda está em erupção, mas a uma taxa menor. As ilhas tornam-se progressivamente mais antigas a noroeste, porque estão mais longe do hotspot. Loihi, o vulcão mais jovem, ainda está abaixo da superfície do mar.

Os geólogos usam algumas cadeias de pontos quentes para indicar a direção e a velocidade que uma placa está se movendo (figura 9).

Imagem de relevo de cor do Oceano Pacífico. Este tipo de imagem mostra a elevação relativa das massas de terra (incluindo o fundo do oceano).

Figura 9. A cadeia havaiana continua no Emperor Seamounts. A curva da corrente foi causada por uma mudança na direção da placa do Pacífico, 43 milhões de anos atrás. Usando a idade e a distância da curva, os geólogos podem descobrir a velocidade da placa do Pacífico sobre o hotspot.

Magmas de pontos quentes raramente penetram através da crosta continental densa. Uma exceção é o hotspot de Yellowstone (figura 10).

15 milhões de anos atrás, o hotspot estava ao longo da fronteira Nevada / Oregon. 14 milhões de anos atrás, foi na esquina de Orgeon, Nevada e Idaho. 12 milhões de anos atrás, foi quase completamente em Idaho, cruzando um pouco em Nevada. 11 milhões de anos atrás, estava totalmente em Idaho, e havia se movido para o leste acima de Utah, em vez de Nevada. 10 milhões de anos atrás, estava logo acima de pocatello, mais ao norte e ao leste a partir de sua posição anterior. 4 a 6 milhões de anos atrás, ele havia se mudado para o nordeste. De 0,6 a 2 milhões de anos atrás, ele havia viajado mais para o nordeste, cruzando o Wyoming, embora cerca de um terço do hotspot permaneça em Idaho.

Figura 10. A atividade vulcânica acima do hotspot de Yellowstone na placa norte-americana pode ser rastreada de 15 milhões de anos atrás até o local atual.

  • Introdução aos Processos Geológicos. Autor : Kimberly Schulte e Lumen Learning. Fornecido por : Lumen Learning. Licença : CC BY: Attribution
  • Revisão e adaptação de Hotspot (geologia). Autor : Kimberly Schulte e Lumen Learning. Fornecido por : Lumen Learning. Licença : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

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