Movimentos horizontais da litosfera e a formação de grandes estruturas geológicas

 Grandes estruturas geológicas, como, por exemplo, as cadeias montanhosas, sempre despertaram o interesse dos mais variados naturalistas, procurando muitos deles encontrar diferentes interpretações no sentido de esclarecer a sua génese. As cadeias montanhosas, como outras grandes estruturas geológicas, como, por exemplo, dorsais oceânicas e arcos insulares, são entidades em constante modificação. Tal como acontece com um ser vivo, elas "nascem","crescem" e "morrem", modificando-se continuamente sem cessar. Apresentam ao longo do tempo geológico períodos de grande actividade, que a pouco e pouco se vai tornar menos intensa, levando a que essas grandes estruturas geológicas envelheçam e acabem por desaparecer. Mais tarde, podem ser encontrados os vestígios destas estruturas, integrados em novos relevos, que após percorrerem um caminho de intensa actividade geológica também acabarão inevitavelmente por desaparecer.

A Teoria da Tectónica de Placas permite, hoje, uma melhor compreensão da formação das grandes estruturas geológicas, originadas pelos movimentos horizontais da litosfera.
A- Litosfera oceânica; B-Dorsal médio-oceânica; C-Zona de Subducção; D-Crusta oceânica; E-Crusta Continental; F- Arco vulcânico vulcânico; G- Litosfera continental; H-Falha Transformante

A maior parte dos fundos oceânicos é constituída por extensas superfícies planas, denominadas planícies abissais, apresentando uma profundidade média de 5000 m, que são cobertas por uma camada de sedimentos pelágicos, em geral pouco espessa. As extensas planícies abissais são, por vezes, interrompidas por relevos oceânicos, normalmente de origem vulcânica, que podem revelar uma sismicidade activa. Entre os oceânicos sismicamente activos, podem referir-se as dorsais oceânicas e os arcos insulares intra-oceânicos.

Dorsais Oceânicas 
Um dos relevos mais interessantes dos fundos oceânicos são as dorsais oceânicas, sendo uma das mais conhecidas e estudadas a do Atlântico. Esta dorsal apresenta uma largura de 1000 a 2000 km, erguendo-se de fundos com 4000 a 2500 m, podendo alguns dos picos mais altos destas estruturas atingir a superfície, originando ilhas oceânicas, como, por exemplo, os Açores e a Islândia.
Ao nível das dorsais, o topo desta estrutura é percorrido por uma fossa de afundimento contínua, denominada rifte. Esta depressão oceânica é limitada por falhas normais devidas a esforços distensivos que originam frequentemente sismos.
Ao nível da dorsal verifica-se um afastamento progressivo de litosfera oceânica, que é originada a partir do eixo da dorsal, afastando-se a uma velocidade que pode variar de 1 a 20 cm/ano. Este fenómeno, denominado acreção oceânica, permite a formação de nova litosfera oceânica.
Um dos aspectos mais característicos e que podem ser identificados ao nível das dorsais é um conjunto de falhas transversais que originam ao nível destes relevos oceânicos uma série de interrupções muito imporantes, denominadas falhas transformantes. Este tipo de acidentes transversais estabelece um limite, verificando-se em determinadas zonas que numa das extremidades da placa existia acreção e na outra a sua destruição, verificando a transformação de um processo de acreção num processo de subducção.


 
Fig. Rifte/Dorsal Médio-Oceânica 

          Fig 2. Falha transformante Sto. André ( Estados Unidos)

Teoria da Tectónica de Placas

Em 1965, J. Tuzo Wilson foi o primeiro geólogo a propor um modelo tectónico global em termos de um número de "placas" rígidas que se movimentavam sobre a superfície terrestre. Deste modo, o globo terrestre encontrar-se-ia dividido em placas rígidas com uma espessura que variava entre 80 e 100 km, correspondendo a uma zona designada por litosfera.


A mobilidade das placas tectónicas (placas litosféricas) está relacionado com os mais variados acontecimentos geológicos e que globalmente são descritos como pertencentes ao domínio da tectónica. A Tectónica tem assim como objectivo estudar os processos de formação de montanhas e, em menor escala, compreender os mecanismos que estão na origem do dobramento e da fracturação das rochas.

 A Teoria da Tectónica de Placas introduz um novo modelo conceptual que fornece à Geologia uma visão integrada da dinâmica do Globo. Segundo este modelo, a superfície da Terra está dividida numa série de placas rígidas e relativamente poucos espessas que, ao movimentarem-se, provocam atrito entre si e nas suas margens, ou seja, nos limites destas placas apresentam grande actividade geológica, sendo locais privilegiados para a ocorrência de sismos e fenómenos vulcânicos, bem como zonas onde pode ocorrer a formação de montanhas.
Segundo este modelo, a litosfera oceânica é gerada ao nível das grandes dorsais médio-oceânicas, registando os materiais constituintes desta zona do Globo o campo magnético existente na altura. Ao ser criada a nova litosfera, esta é "arrastada" lateralmente a partir dos riftes. Esta camada, ao arrefecer, vai aumentar a sua densidade e espessura, acabando mais tarde por ser reabsorvida para o interior da Terra ao nível das zonas de subducção.

                                                                                     Limites Divergentes

                                                                   Limites Convergentes

                                                                  Limites Transformantes

Paleomagnetismo e Expansão dos fundos oceânicos

Quando em 1912, Wegener propôs a hipótese da deriva dos continentes, desde logo teve uma feroz oposição por parte dos geofísicos, uma vez que, segundo eles, não existiam forças com capacidade suficiente que justificassem o movimento de enormes massas continentais. No entanto, foram os dados oriundos da geofísica que mais tarde vieram apoiar os argumentos de Wegener.

                              Fig 1. Campo Magnético Terrestre

 O campo magnético terrestre pode apresentar variações num curto período de tempo que podem fazer variar os valores da intensidade, declinação e inclinação magnética. Em relação aos valores teóricos, estes podem apresentar grandes desvios. Por exemplo, a presença de jazigos de ferro pode fazer aumentar significativamente os valores do campo magnético num dado local originando-se uma anomalia. As anomalias podem classificar-se:

• Positiva - apresentam um valor maior relativamente ao valor médio da região;
• Negativa - quando o valor obtido é menor que o valor esperado;

Ao longo do tempo geológico ocorreram variações muito significativas no campo magnético terrestre, com inversões completas da sua polaridade.

O paleomagnetismo procura determinar a direcção do vector do campo geomagnético existente na altura da formação de uma determinada rocha cujos materiais são sensiveis a esse campo magnético.

•       Consegue-se realizar leituras paleomagnéticas no fundo oceânico, pois este é constituido por basalto, uma rocha com magnetite, um mineral altemente magnético.

       Determinações realizadas com o auxílio de magnetómetros muito precisos, feitas perpendicularmente aos eixos das dorsais, mostravam a presença de zonas onde as medições do campo magnético apresentavam valores muito elevados (anomalias positivas) e zonas onde esse registo é muito mais fraco (anomalias negativas). Estas bandas com o registo das anomalias são paralelas e simétricas em relação ao eixo da dorsal.

Desta forma, foi possível identificar um grupo de rochas dos fundos oceânicos que apresentavam polaridade normal, uma vez que os minerais magnéticos da rocha tinham uma magnetização normal, isto é, com a direcção de magnetização semelhante à do campo magnético actual da Terra. O outro apresentava uma polaridade inversa, indicando um alinhamento oposto ao que seria produzido pelo campo magnético actual da Terra. A análise deste tipo de evidências levou a admitir que periodicamente, ao longo do tempo geológico, ocorriam inversões de polaridade da direcção do campo magnético terrestre. Podemos observar, na seguinte imagem, algumas inversões na polaridade do campo magnético terrestre:

Suma: os fundos oceânicos apresentavam assim um padrão de anomalias magnéticas simétricas em realção às cristas oceânicas. Estas anomalias são marcadas por bandas, apresentado uma magnetização normal e inversa, com idades crescentes a partir das cristas dos riftes.

 A hipótese da expansão dos fundos oceânicos foi suportada por diversas linhas da evidência:

• Perto da crista da dorsal, as rochas são muito novas e tornam-se progressivamente mais velhas, à medida que se encontram mais afastadas dessa zona;

• As rochas mais recentes, junto à crista, apresentam polaridade normal, isto é, de acordo com o campo magnético actual;

• Os blocos rochosos dispostos paralelamente e de forma simétrica em relação à crista da dorsal alternam na polaridade magnética (normal--inversa-normal...), sugerindo que o campo magnético da Terra inverte periodicamente a polaridade ao longo do tempo geológico.

                                           Modelo Expansão dos Fundos Oceânicos

Os primeiros passos de uma nova teoria - A Teoria da Tectónica de Placas

As elevadas críticas à teoria da Tectónica da Deriva Continental fez com que esta acabasse no esquecimento ao não conseguir explicar de forma plausível o mecanismo dos continentes que diziam existir.

Morfologia dos fundos oceânicos

Até ao início do século XX, o conhecimento dos domínios oceânicos era muito reduzido, prevalecendo a ideia de que essas regiões eram relativamente lisas.
Com a Segunda Guerra Mundial, foram desenvolvidas novas técnicas de observação dos fundos oceânicos face à necessidade da luta anti-submarina. Após a Segunda Guerra, a investigação dos ocenaos continuou, com a aplicação de novos métodos e técnicas de estudo destas regiões. Entre as várias tecnologias, pode salientar-se o sonar, que permitiu cartografar o domínio oceânico, praticamente desconhecido até então.

     
Fig.1 - Aparelho Sonar

Fig.2 - Exemplo do funcionamento do sonar

Com o desenvolvimento da tecnologia que permitiu o conhecimento cada vez mais profundo dos fundos oceânicos, permitiu que ao nível da comunidade científica a proposta feita por Wegener fosse novamente encarada por diversos cientistas como uma alternativa válida em relação às teorias permanentistas e contraccionistas.

Dados obtidos a partir de estudos oceanográficos conduzidos em muitos países levaram à descoberta de uma cadeia montanhosa submarina em "ziguezague" entre os continentes com mais de 65 000 quilómetros de extensão, com largura variável, sendo a média de 1000 quilómetros, e uma altura média próxima dos 4500 metros acima da crusta oceânica, sendo tal estrutura designada por dorsal oceânica.





O estudo de navios-sonda permitiu colher amostras do fundo oceânico, evidenciando que os fundos oceânicos estavam cobertos por uma fina camada de sedimentos e que o seu fundo não era tão liso como se pensava até então.

Críticas à Teoria da Deriva Continetal

Podemos constatar, até aqui, que a hipótese de Wegener era apoiada por um grande número de dados, nomeadamente geofisicos, geológicos, palontológicos e paleoclimáticos. A verdade, poré, é que lhe faltava um "motor" responsável pela derivada, sendo esta a grande crítica feita à teoria de Wegener. Não conseguiu convencer os defensores do imobilismo devido à não apresentação de nenhum mecanismo plausível que justificasse a movimentação lateral das massas continentais.

O único argumento apresentado por Wegener era que os continentes eram massas menos densas,suportadas por massas mais densas provocando a sua deriva.

Críticas ao Argumentos: 

• Paleontológicos – Perderam muita credibilidade , devido à descoberta de fósseis Glossopteris, na Sibéria, contrariando Wegener, que relacionava estes fósseis apenas com o Hemisfério Sul. 

• Geológicos –Como explicava Wegener que só após 100M.a a Pangea se começasse a desagregar? Sem resposta para esta pergunta e sem estudos comparativos tanto ao nível litológico e orogénico, o cientista alemão foi fortemente criticado.

•  Geofísicos –Teoria da isostasia apenas justificava os movimentos verticais, não sendo a explicação para os movimentos horizontais suportada por dados convicentes.

• Geodésicos – Ritmo de separação entre a Europa e a Gronelândia, apresentavam erros de cálculo, sendo alvo de sérias críticas as técnicas geodésicas.
  
  
  Sendo assim, a comunidade cientifica do início do séc.XX não estava receptiva à transformação da visão permanentista para mobilista.
  
  
  Curiosiosidades:
  Algumas condições sociais da época que dificultaram a aceitação da teoria:
  
  
  •Alfred Wegener ser alemão,dificultando na época a comunicação e divulgação das suas ideias.
  •A falta de acessibilidade e eficiência nos meios de informaçao.
  •Pouca frequência de reuniões da comunidade científica.