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CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 1 / 128 Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra Objetivos S.Terra Modelos Histórico Int.Terra Placas.

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1 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 1 / 128 Parte 2 – Os primórdios Modelos de evolução da Terra Objetivos S.Terra Modelos Histórico Int.Terra Placas Bordas Motor Hot- spots Hot- spots Futuro Testes

2 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 2 / 128 Da supernova ao disco solar Fonte: NGS Ballard 1988 A supernova Objetivos S.Terra Modelos Histórico Int.Terra Placas Bordas Motor Hot- spots Hot- spots Futuro Testes

3 Um modelo evolutivo do Hadeano 4,6 a 4,0 Ga - Oceano fundido Afundamento de metais Mais fusão e separação 4,0-3,6 - Fusão e separação Diferenciação do núcleo

4 Evolução da Vida na Terra Arqueano ao Proterozóico 3,5 Ga a 570 Ma Paleozóico 570 a 350 Ma

5 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 5 / 128 Escala do Tempo Geológico

6 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 6 / 128 Etapas de Estudo da Dinâmica Terrestre Geotectônica Períodos históricos Períodos históricos Continente-centrista Continente-centrista Reúne 3 fases Reúne 3 fases Pré-1850: Etapa de Individualização Pré-1850: Etapa de Individualização : Escolas americana e européia : Escolas americana e européia : Debate entre Fixistas X mobilistas : Debate entre Fixistas X mobilistas Período oceânico - pós-revolução dos anos 60Período oceânico - pós-revolução dos anos dias atuais 1950-dias atuais Teoria da Tectônica de Placas Teoria da Tectônica de Placas Modernamente: Tectônica Global Modernamente: Tectônica Global

7 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 7 / 128 Origem de Cadeias de Montanhas National Geographic Magazine, out 2000

8 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 8 / 128 Geotectônica: Fases precursoras 1 pré-1850: Etapa de Individualização contribuições dispersas Steno (1669): bases da EstratigrafiaSteno (1669): bases da Estratigrafia Von Buch (1824): análise em escala continentalVon Buch (1824): análise em escala continental : Escolas americana e européia Teoria da Contração (1852) Contestada por Suess (1875 a 1916)Contestada por Suess (1875 a 1916) Teoria Geossinclinal (Dana e Hall) Prenúncios do debatePrenúncios do debate Entre fixistas X mobilistas Entre fixistas X mobilistas

9 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 9 / 128 O nascimento de uma hipótese... Alfred Wegener Antonio Spider Pelegrini, 1856

10 Distribuição de Fósseis

11 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 11 / 128 Breve histórico - século XX : Fixistas X mobilistas Teoria Geossinclinal na Europa (Hueg) Hipótese da Deriva Continental Taylor (1910) e Wegener (1912)Taylor (1910) e Wegener (1912) Convecção no manto (Holmes) dias atuais: Revolução dos anos 60 Expansão do assoalho oceânico Teoria da Tectônica de Placas ( ) Teoria da Tectônica Global Harry Hammond Hess

12 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 12 / 128 Deriva dos pólos magnéticos da Terra

13 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 13 / 128 Tectônica de Placas Teoria que emergiu no início dos anos 1960 Hipótese da Deriva Continental, formulada por Alfred Wegener EvidênciasEvidências Notável encaixe entre continentes distantes Notável encaixe entre continentes distantes Similaridades na distribuição de fósseis Similaridades na distribuição de fósseis As placas são uma camada externa da Terra, a Litosfera Reúne a Crosta Terrestre e a parte superior do MantoReúne a Crosta Terrestre e a parte superior do Manto Litosfera é suficientemente fria para se comportar como se fôsse rígida Litosfera é suficientemente fria para se comportar como se fôsse rígida Ocasionalmente a Astenosfera da Terra encontra um lugar na Litosfera para ascender como uma pluma ou hotspot Ocasionalmente a Astenosfera da Terra encontra um lugar na Litosfera para ascender como uma pluma ou hotspot

14 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 14 / 128 A Terra é... um planeta azul Figuras parcialmente baseadas em: KIOUS, Jacquelyne & TILLING, Robert I This Dynamic Planet : a history of plate tectonics. Washington DC: U.S. Geological Survey (USGS) and the Smithsonian Institution. 77p. URL:

15 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 15 / 128 Parte 3 – Interior da Terra Parte 3 – Interior da Terra Modelos dinâmicos do interior da Terra Princípio da Isostasia Variação de espessura Densidades de rochasDensidades de rochas Fontes de Informação Direta Sondagens profundasSondagens profundas Até m, na Península de Kola, Rússia Até m, na Península de Kola, Rússia Crosta continentalCrosta continentalIndireta Métodos geofísicosMétodos geofísicos Objetivos S.Terra Modelos Histórico Int.Terra Placas Bordas Motor Hot- spots Hot- spots Futuro Testes

16 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 16 / 128 Princípio da Isostasia Andes e Himalaia Atração gravitacional menor que a esperada para o volume de rocha dessas montanhas Montanhas teriam menor massa que as áreas ao redor? Duas expedições científicas Peru, P. Bouguer ( ) Índia, G. Everest (séc. XIX)

17 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 17 / 128 Densidade de alguns tipos de rocha Densidade média da crosta continental 2,67 g/cm 3 Densidade média da crosta oceânica 2,8 g/cm 3 Figuras TEIXEIRA et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, p.

18 Modelos Pratt-Airy Explanação Deficiência de massa abaixo das cordilheiras Igual à massa existente Pratt & Airy (1855) Isostasia (1889) Compensação isostática Equilíbrio isostático da crosta sobre o manto Airy – Variação de espessura Pratt – Variação de Densidades

19 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 19 / 128 Compensação isostática Crosta mais espessa sob grandes cadeias de montanhas Atuação simultânea das variações de espessura e densidade

20 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 20 / 128 Fontes de informação Interior da Terra Sismológicas Velocidades e padrão de propagação Ondas P: longitudinais, atravessam sólidos e fluidosOndas P: longitudinais, atravessam sólidos e fluidos Ondas L e S: vibração normal à direçãoOndas L e S: vibração normal à direção Focos sísmicos: profundos ou rasos Zonas de zombra: ondas S não voltam à superfície entre 105 o e 141 o da origem Gravimétricas Dados de meteoritos Condritos e acondritos

21 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 21 / 128 Terra Io Vulcanismo

22 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 22 / 128 Ondas sísmicas

23 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 23 / 128 Tipos de ondas sísmicas

24 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 24 / 128 Zonas de Sombra Ondas S e P não voltam à superfície entre 103 o e 142 o da origem Foco sísmico Zona de Sombra

25 Núcleo externo Núcleo interno Origem das zonas de sombra Zona de sombra 142 o 103 o Foco Manto

26 Velocidade de ondas sísmicas profundidade (km) V km/s Sup.ZTr. Inferior Inferior Manto Crosta Núcleo interno Núcleo interno Núcleo externo Núcleo externo Núcleo VpVpVpVp VsVsVsVs VsVsVsVs

27 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 27 / 128 Tomografia Sísmica da Terra

28 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 28 / 128 Dimensões, em escala e fora de escala

29 Densidade e calor (temperatura) profundidade (km) T o C 6000 T1T1T1T1 T2T2T2T densidade Incertezas nos modelos Incertezas nos modelos – distribuição inicial de temperatura – quantidade de calor gerado, em função de profundidade e tempo – processo de formação do núcleo Incertezas nos modelos Incertezas nos modelos – distribuição inicial de temperatura – quantidade de calor gerado, em função de profundidade e tempo – processo de formação do núcleo

30 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 30 / 128 Constituição do Interior da Terra Crosta Região acima do Moho, espessura 3-80 km Região acima do Moho, espessura 3-80 km Manto: rochas ultramáficas (>70%) e máficas Manto superior: abaixo do Moho, até 400 km Manto superior: abaixo do Moho, até 400 km Inclui a zona de baixa velocidade sísmica (ZBV) Inclui a zona de baixa velocidade sísmica (ZBV) Mesosfera inclui a parte inferior da zona de transição e manto inferior Mesosfera inclui a parte inferior da zona de transição e manto inferior Zona de transição: entre 400 a 1000 km Zona de transição: entre 400 a 1000 km Manto inferior: de 1000 até a descontinuidade de 2898 km Manto inferior: de 1000 até a descontinuidade de 2898 km Núcleo: mistura dos elementos Fe e Ni, com V e Co Núcleo externo: estado físico similar a líquido Núcleo externo: estado físico similar a líquido Entre 2898 (+ 4 km) e 5200 km Entre 2898 (+ 4 km) e 5200 km Núcleo interno: um sólido no limite de fusão? Núcleo interno: um sólido no limite de fusão?

31 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 31 / 128 Meteoritos: Fontes de dados sobre o Interior da Terra Condritos – Terra inteira Meteoritos Ferrosos Similares ao Núcleo

32 Corte até o núcleo Profundidade (km) CROSTA MANTO ASTENOSFERA LITOSFERA NÚCLEO EXTERNO NÚCLEO INTERNO 1000 km América do Sul África Descontinuidade de Gutenberg Descontinuidade de Mohorovicic

33 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 33 / 128 Modelo do campo magnético

34 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 34 / 128 Campo magnético

35 Corte esquemático CROSTA Profundidade (km) MANTO ASTENOSFERA LITOSFERA Manto Superior Cadeia médio-atlântica América do Sul Andes África Oceano Pacífico MANTO MESOSFERA Z.Transição Descontinuidade de Moho Escala horizontal (km) (grande exagero vertical)

36 Principais limites internos Descontinuidade Moho (Mohorovicic) Aumento abrupto de velocidade das ondas-PAumento abrupto de velocidade das ondas-P (+ 6,6 km/s para + 8,0 km/s) e mudanças de fase Descontinuidades no manto e núcleo 670 km: mudança composicional ou de fase?670 km: mudança composicional ou de fase? 2900 km (Gutemberg): desaparecem ondas-S2900 km (Gutemberg): desaparecem ondas-S Núcleo interno: de 5200 km até o centro da TerraNúcleo interno: de 5200 km até o centro da Terra Moho ContinentesOceanos Moho ContinentesOceanos Profundidade30 a 50 km (até 80)10 a 12 km Precisão do limite0,5 a 1 km0,1 km Temperaturas500 a 700 o C150 a 200 o C

37 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 37 / 128 Hipóteses sobre convecção no Manto: uma ou duas camadas?

38 CDRC, Dezembro 2003 Tectônica de Placas 38 / 128 Motor eficaz, movido a calor interno No início: Diferenciação associada ao magmatismoLitosfera Fria, uma pálpebra situada na parte superior Convecção no Manto Estado sólido na maior parte Fusão rasa por descompressão adiabática


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