Livro - UA- Processos de Dinâmica Superficial

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YEL
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BLACK
GEOCIÊNCIAS
www.grupoa.com.br
JOHN GROTZINGER
TOM JORDAN
TERRA
P A R A E N T E N D E R A
SEXTA EDIÇÃO
GROTZINGER
& JORDAN
SEXTA 
EDIÇÃO
PA
RA
 EN
TEN
D
ER A
 TERRA
Desde que Frank Press e Raymond Siever lançaram a 
primeira edição de Para Entender a Terra (1965), este manual 
vem sendo paulatinamente atualizado e hoje se tornou um 
dos mais importantes livros-texto de universidades de vários 
países. Sucessores dos grandes mestres que iniciaram esta 
obra, Tom Jordan e John Grotzinger, dois cientistas de gran-
de envergadura na atualidade, terminam, nesta sexta edição, 
o ciclo de uma grande reestruturação em relação à primeira 
edição.
A introdução de desenhos e esquemas inovadores, a mo-
derna concepção sobre tectônica de placas, a concepção da 
Terra como um sistema interativo e a análise de como a di-
nâmica planetária tem infl uenciado a evolução da vida evi-
denciam a profunda modernização deste livro-texto. O leitor 
é estimulado a fazer e pensar como os geólogos, enten-
dendo como eles adquiriram o conhecimento que possuem, 
como esse conhecimento impacta a vida dos cidadãos e o que 
se pode fazer para melhorar o ambiente da Terra. 
Leitura indicada para os cursos de bacharelado e licen-
ciatura em Geologia, Geografi a, Ciências da Terra, Cli-
matologia, Meteorologia, Ciências do Solo, Agronomia, 
Engenharias, Biologia, Ecologia, Ciências Ambientais 
e afi ns. A obra destina-se também a técnicos e profi ssionais 
que necessitem complementar e atualizar seus conhecimen-
tos gerais fora da área de especialização e ao público em geral 
que se interessa pelos fenômenos da Terra e da natureza.
TERRA
P A R A E N T E N D E R A
SEXTA EDIÇÃO
G ROTZ I NG E R & JOR DAN
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Catalogação na publicação: Natascha Helena Franz Hoppen CRB10/2150
G881e Grotzinger, John. 
 Para entender a terra [recurso eletrônico] / John 
 Grotzinger, Tom Jordan ; tradução: Iuri Duquia Abreu ; 
 revisão técnica: Rualdo Menegat. – 6. ed. – Dados 
 eletrônicos. – Porto Alegre : Bookman, 2013.
 Editado também como livro impresso em 2013.
 Tradução da 4. ed. de Rualdo Menegat, Paulo César 
 Dávila Fernandes, Luís Aberto Dávila Fernandes, Carla 
 Cristine Porcher.
 ISBN 978-85-65837-82-8
 1. Geociências. 2. Geologia. I. Jordan, Tom. II. Título.
CDU 55
Tradutores da 4ª edição
Rualdo Menegat
Professor do Instituto de Geociências/UFRGS
Paulo César Dávila Fernandes
Professor da Universidade do Estado da Bahia
Luís Aberto Dávila Fernandes
Professor do Instituto de Geociências/UFRGS
Carla Cristine Porcher
Professora do Instituto de Geociências/UFRGS
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Classificação dos 
movimentos de massa
Embora a imprensa frequentemente se refira a qualquer 
movimento de massa como “deslizamento” ou “escorrega-
mento”, eles apresentam características diferentes, cons-
tituindo vários tipos de eventos. Utiliza-se, neste livro, o 
termo deslizamento somente em um sentido popular, para 
referir os movimentos de massa em geral.
Os geólogos classificam os movimentos de massa de 
acordo com três características, como resumido na Figura 
16.17:
1. A natureza do material (por exemplo, se é rocha ou
detrito inconsolidado).
2. A velocidade do movimento (desde alguns poucos
centímetros por ano até muitos quilômetros por hora).
3. A natureza do movimento: se é deslizamento (o cor-
po do material move-se mais ou menos como uma
unidade) ou se é fluxo (o material move-se como se
fosse um fluido).
A natureza e a velocidade do movimento são muito in-
fluenciadas pelo conteúdo de água ou ar do material.
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FIGURA 16.17 � Os movimentos de massa são classificados de acordo com a natureza do 
material, a velocidade e a natureza do movimento.
Debris flow
Debris slide
Mudflow
Rastejamento de soloRastejamento de solo Fluxo de terraFluxo de terra
Avalancha de rochasAvalancha de rochas
Fluxo de detritos
Deslizamento de detritos
Fluxo
de lama
As avalanchas de 
rochas cavalgam
em uma almofada
de ar.
As rochas deslizam 
sobre os planos de 
acamamento que 
formam zonas de 
fraqueza.
Os blocos de 
rocha caem nas 
faces íngremes 
de penhascos, 
formando uma 
nova face.
As chuvas intensas 
induzem avalanchas de 
terra e fluxo de detritos.
O rastejamento de solo
é muito lento, controla-
do somente pela ten-
dência da matéria de
mover-se morro abaixo.
O fluxo de lama ocorre
quando a cinza fina é
misturada com a água
da chuva nos flancos
de vulcões.
O escorregamento
ocorre quando a
pressão dos poros
da água eleva-se
o suficiente para
suportar o peso do
solo e da rocha.
O deslizamen-
to de detritos 
move-se por 
maior distân-
cia do que os
escorregamen-
tos devido ao seu 
alto conteúdo 
de água.
As avalanchas de 
detritos ocorrem quan-
do o flanco de um vul-
cão entra em colapso.
Velocidade
Natureza
do
movimento
Lento
(1 cm/ano)
Baixo conteúdo
de água
Moderado
(1 km/hora)
Alto conteúdo
de água
Rápido
(5 km/hora ou mais)
Alto conteúdo de ar
Desliza-
mento ou 
queda
Fluxo
Desliza-
mento ou 
queda
Fluxo
M
at
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ia
l
Ro
ch
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Queda
de rochas
Deslizamento
de rochas
Rastejamento de solo Fluxo de terra
Escorregamento
Avalancha de detritos
 
M
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Alguns movimentos têm características que são in-
termediárias entre deslizamento e fluxo. A maior parte 
da massa move-se por deslizamento, por exemplo, mas 
partes ao longo da base podem mover-se como um fluido. 
Um movimento é chamado de fluxo se esse é o principal 
tipo de movimento. Nem sempre é fácil dizer o mecanis-
mo exato de um movimento, pois o tipo deste deve ser 
reconstruído a partir de detritos depositados depois que 
ele cessou.
Movimentos de massas de rochas
Os movimentos de rocha incluem queda, deslizamento 
e avalancha de rochas, desde blocos até grandes mas-
sas do substrato. Durante uma queda de rocha
9
, os frag-
mentos individuais recém-rompidos caem de súbito, em 
queda livre, a partir de um penhasco ou vertente mon-
tanhosa íngreme (Figura 16.18). O intemperismo enfra-
quece o substrato ao longo das juntas até que a mais leve 
pressão, frequentemente exercida pela expansão da água 
quando congela em uma fenda, é suficiente para desen-
cadear a queda de rocha. A velocidade da queda livre de 
blocos é a mais rápida entre todos os movimentos de 
rocha, mas a distância percorrida é a mais curta, geral-
mente de apenas alguns metros ou centenas de metros. 
A evidência da origem das quedas de blocos rochosos é 
clara a partir do acúmulo de tálus no sopé de penhascos 
rochosos, que podem ser correlacionados com os aflo-
ramentos rochosos do penhasco. Os depósitos de tálus 
acumulam-se lentamente, construindo encostas de pe-
dregulho ao longo da base de um penhasco durante lon-
gos períodos de tempo.
Em muitos deslizamentos de rocha
10
, as rochas não 
caem em queda livre, mas deslizam pelo declive. Embora 
esses movimentos sejam rápidos, eles são mais lentos que 
as quedas de blocos, pois as massas de substrato deslizam 
mais ou menos como um corpo unitário, frequentemente 
nos planos de juntas ou na superfície de acamamento pa-
ralelos à declividade da encosta (Figura 16.19).
As avalanchas de rochas
11
 diferem dos deslizamentos 
de blocos por terem velocidades e distâncias de deslo-
camento maiores (Figura 16.20). Elas são compostas por 
grandes massas de materiais rochosos que foram frag-
mentados em partes menores quando caíram ou desli-
zaram. Então os fragmentos fluem encosta abaixo des-
locando-se para mais longe com velocidadesde dezenas 
a centenas de quilômetros por hora, cavalgando uma al-
mofada de ar. As avalanchas de blocos são desencadea-
das tipicamente por terremotos. Elas são os movimentos 
de massa mais destrutivos, devido ao seu grande volume 
(muitas ultrapassam meio milhão de metros cúbicos) e 
por causarem o rápido deslocamento de materiais por mi-
lhares de metros em altas velocidades.
A maioria dos movimentos de massas rochosas ocorre 
em regiões de altas montanhas, sendo raros em áreas aci-
dentadas baixas. Essas massas tendem a se mover onde o 
intemperismo e a fragmentação atingem as rochas já pre-
dispostas a se romperem, devido à deformação estrutural, 
como falhas e juntas, planos de acamamento relativamente 
fracos ou foliação. Em muitas dessas regiões, as acumula-
(a)
(b)
O acunhamento do gelo
geralmente fragmenta as rochas
nas juntas, preparando-as para
se soltarem e caírem.
Blocos individuais
caem em queda livre
encosta abaixo.
Substrato com
diáclases
FIGURA 16.18 � (a) Queda de rocha no Parque Nacional Zion, 
Utah (EUA). (b) Em uma queda de rocha, blocos individuais des-
pencam em queda livre a partir de um penhasco ou vertente 
montanhosa íngreme. [Foto de Sylvester Allred/Visuals Unlimited]
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ções extensas de tálus ocorreram por quedas e deslizamen-
tos de blocos pouco frequentes, mas de grandes proporções.
Movimentos de massa de 
material inconsolidado
Os movimentos de massa de materiais inconsolidados in-
cluem várias misturas de areia, silte, argila, solo, substrato 
rochoso fragmentado, árvores e arbustos, além de materiais 
construídos pelo homem, desde cercas até carros e casas. 
Geralmente, esses eventos são mais lentos que a maioria 
dos movimentos de rocha, em grande parte por causa dos 
ângulos menores da encosta em que esses materiais se tor-
nam instáveis. Embora parte dos materiais inconsolidados 
movimente-se como corpos unitários coerentes, vários flu-
xos parecem-se com fluidos muito viscosos. (A viscosidade, 
como você deve se lembrar do Capítulo 4, é a medida da 
resistência ao movimento de um fluido.)
O movimento de massa inconsolidada mais lento 
é o rastejamento do solo
12
 – deslocamento do solo ou 
de outros detritos declive abaixo (Figura 16.21). As taxas 
variam desde 1 até 10 mm/ano, dependendo do tipo de 
solo, do clima, da declividade do talude e da densidade 
da cobertura vegetal. O movimento é uma deformação 
muito lenta do regolito, na qual as camadas superiores 
FIGURA 16.20 � (a) Em uma avalancha de rochas, grandes massas de material rochoso frag-
mentado fluem, em vez de deslizarem, declive abaixo em alta velocidade. (b) Duas avalanchas 
de rochas podem ser vistas ao longo da falha Denali, no Alasca, tendo sido desencadeadas pelo 
terremoto de 3 de novembro de 2002. As avalanchas de rochas deslocaram-se na vertente sul 
da montanha, cortando a Geleira Black Rapids em uma largura de 2,4 km, e movendo-se parcial-
mente para cima da encosta oposta. [Foto de Dennis Trabant, USGS; mosaico de Rod March, USGS]
(a) (b)
Um terremoto desprendeu
uma grande massa de
fragmentos rochosos, …
... que fluem declive
abaixo em alta
velocidade em uma
almofada de ar.
Terremoto
… que se moveu declive
abaixo mais ou menos
como um corpo único.
O acunhamento do gelo 
desprendeu as camadas com 
diáclases do substrato,…
(a) (b)
FIGURA 16.19 � (a) Em um deslizamento de rochas, grandes 
massas do substrato movem-se mais ou menos como um bloco 
único em um deslocamento rápido declive abaixo. (b) Desliza-
mento de rocha, Elephant Rock, Parque Nacional de Yosemite, 
Califórnia (EUA). [Jeff Foott/DRK]
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deste deslocam-se declive abaixo mais rapidamente que 
as inferiores. Tais movimentos lentos podem causar incli-
nações de árvores, postes da rede de telefonia e cercas ou 
leves deslocamentos encosta abaixo. O grande peso das 
massas de solo rastejando declive abaixo pode quebrar 
muros de contenção mal projetados e rachar as paredes e 
fundações de prédios. Em regiões periglaciais onde o sub-
solo está permanentemente congelado, ocorre solifluxão, 
um tipo de movimento quando a água das camadas su-
perficiais do solo alternadamente se congela e desconge-
la, fazendo com que ele escorra declive abaixo carregando 
consigo fragmentos rochosos e outros detritos.
Os fluxos de terra ou solo e os fluxos de detritos são 
movimentos de massa fluida que ocorrem quando a chu-
va ensopa e afrouxa o material permeável sobrejacente a 
uma camada de rocha menos permeável. Eles geralmente 
deslocam-se mais rápido que o rastejo, a uma velocidade 
de poucos quilômetros por hora, principalmente porque 
estão saturados com água e, assim, têm menos resistência 
ao fluxo. Um fluxo de terra13 é um movimento fluido de 
materiais de grãos relativamente finos, como solos, folhe-
lhos alterados e argilas (Figura 16.22). Um fluxo de detri-
tos
14
 é um movimento de massa fluida de fragmentos de 
rocha suportados por uma matriz lamosa (Figura 16.23). 
Os fluxos de detritos contêm muito material com granu-
lação mais grossa que areia e tendem a se mover mais 
rapidamente que os fluxos de terra. O deslizamento em 
Laguna Beach, Califórnia, descrito acima, foi classificado 
como um fluxo de detritos. Em alguns casos, os fluxos de 
detritos podem alcançar velocidades de 100 km/h.
Fluxos de lama
15
 são fluxos de massas de materiais 
predominantemente mais finas que areia, junto com 
alguns detritos de rocha, contendo grande quantidade 
de água (Figura 16.24). A lama oferece pouca resistên-
cia ao movimento por causa de seu alto conteúdo de 
água e, assim, tende a se mover mais rápida que a terra 
ou os detritos. Muitos fluxos de lama movem-se a vá-
rios quilômetros por hora. Predominantes em regiões 
acidentadas e semiáridas, os fluxos de lama acontecem 
quando o material de grão fino torna-se saturado. Flu-
xos de lama de material piroclástico úmido, chamados 
de lahar, podem ser desencadeados por erupções vul-
cânicas, como quando um fluxo de lava derrete a neve 
e o gelo (ver Capítulo 12). Da mesma forma, os fluxos 
de lama podem começar quando a lama seca e rachada 
em uma encosta é submetida a chuvas infrequentes e, 
às vezes, prolongadas. Se a lama continuar absorvendo 
a água enquanto a chuva prosseguir, suas proprieda-
des físicas mudam; o atrito interno diminui e a mas-
sa torna-se muito menos resistente ao movimento. As 
encostas, que eram estáveis quando secas, tornam-se 
instáveis, e qualquer perturbação, como um terremoto, 
desencadeia o movimento de massas de lamas embe-
bidas em água. Os fluxos de lama deslocam-se desde 
as vertentes altas até mergulharem no fundo do vale. 
Onde eles saem do confinamento dos vales e alcançam 
as amplas encostas baixas e planas, podem se alargar, 
cobrindo enormes áreas com detritos úmidos. Os fluxos 
de lama podem carregar imensos matacões, árvores e, 
mesmo, casas.
FIGURA 16.21 � (a) O rastejamento do solo é o deslocamento deste e de outros detritos decli-
ve abaixo em uma taxa de cerca de 1 a 10 mm/ano. (b) Uma cerca inclinada pelo rastejamento 
do solo na localidade de Marin, na Califórnia (EUA). [Travis Amos]
1 2 3 4O plano de acamamento
das rochas forma um
ângulo com a superfície.
À medida que a rocha se 
altera, a camada superior do 
solo desloca-se lentamente 
morro abaixo. 
O rastejamento da super-
fície do solo é mais rápido
que o dos horizontes mais 
profundos e o da rocha.
Assim, ele empurra parte dos objetos
da superfície mais rápido que as 
partes enterradas, causando-lhes uma
inclinação para jusante.
Cisalhamento e
rachaduras nas
fundações do prédio
(a) (b)
Rachaduras em rodovias
As árvores crescem
com troncos encurvados
Inclinação
de objetos
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Avalanchas de detritos
16
 (Figura 16.25) são rápidos 
movimentos declive abaixo de solo e rocha que geral-
mente ocorrem em regiões montanhosas úmidas. Suas 
velocidades resultam de uma combinação do grande 
conteúdo de água e da inclinação da encosta. Detritos 
saturados em água podem mover-se com velocidade 
Cicatrizes nas encostasCicatrizes nas encostas
A água da chuva encharcou a lama derivada
de folhelhos e pedregulhos dispostos sobre
um substrato rochoso menos poroso…
(a) (b)
Folhelho
Substrato
rochoso
com diáclases
Cicatrizes nas encostas … que rapidamente se
soltaram, resultando
num fluxo misturado
de lama, rocha e
detritos superficiais.
Os grãos finos do solo
permeável foram saturados 
pela água da chuva,…
… rapidamente 
se desprenderam…
… e fluíram declive abaixo em
velocidades moderadas, sobre
rochas impermeáveis à água.
Solo
permeável
à água
Rochas
impermeáveis
à água
(b)(a)
FIGURA 16.22 � (a) Um fluxo de terra é um movimento de ma-
teriais de granulação relativamente fina, que se desloca com a 
rapidez de poucos quilômetros por hora. (b) Fluxo de terra em 
Hogan Creek, Parque Nacional Denali, Alasca. [Steve McCutcheon/
Visuals Unlimited]
FIGURA 16.23 � (a) Um fluxo de detritos contém material que é mais grosso que areia e se desloca 
em velocidades que variam de poucos quilômetros até muitas dezenas de quilômetros por hora. 
(b) Fluxos de detritos no Parque Nacional das Montanhas Rochosas, Colorado (EUA). [E. R. Degginger]
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de até 70 km/h, comparável àquela da água fluindo em 
uma encosta de declive moderado. Uma avalancha de 
detritos carrega consigo tudo o que encontra em seu 
caminho.
Em 1962, uma avalancha de detritos no nevado 
Huascarán
18
, no Peru, uma das montanhas mais altas dos 
Andes, deslocou-se quase 15 km em aproximadamente 
sete minutos, engolfando grande parte de oito vilas e ma-
tando 3.500 pessoas. Oito anos depois, em 31 de maio de 
1970, um terremoto ocasionou o desprendimento de uma 
enorme massa de gelo, situada na mesma montanha. 
Quando o gelo se fragmentou, misturou-se com detritos 
do alto da encosta e tornou-se uma avalancha de detritos 
e gelo. A avalancha colheu mais detritos enquanto cor-
ria encosta abaixo, aumentando inacreditavelmente sua 
velocidade para cerca de 280 km/h. Mais de 50 milhões 
de metros cúbicos de detritos lamosos ribombaram nos 
vales, matando 18 mil pessoas e varrendo do mapa os vi-
larejos que lá se situavam (Figura 16.25b). Em 30 de maio 
de 1990, um terremoto estremeceu outra área montanho-
sa no norte do Peru, na mesma zona de subducção ativa, 
novamente acionando avalanchas de detritos e fluxos de 
lama. Ela ocorreu um dia antes da cerimônia organizada 
para relembrar o desastre ocorrido 20 anos antes. Em re-
giões próximas a limites de placas convergentes, onde o 
soerguimento e o vulcanismo geram encostas instáveis 
e terremotos frequentes, não pode haver dúvida sobre a 
necessidade de aprender como prever não só os terre-
motos como também os perigosos movimentos de massa 
que se seguem.
Um escorregamento
19
 é um deslizamento lento de 
material inconsolidado que se desloca como um corpo 
unitário, deixando uma cicatriz em sua origem (Figura 
16.26). Na maioria das vezes, os escorregamentos desli-
zam ao longo de uma superfície basal com forma côncava 
para cima, como uma colher. Mais rápidos que os escorre-
gamentos são os deslizamentos de detritos
20
 (Figura 16.27), 
nos quais os materiais rochosos e o solo movem-se como 
uma ou mais unidades de grandes extensões ao longo de 
planos de fraqueza, como uma zona de argila saturada de 
água situada dentro ou na base dos detritos. Durante o 
deslizamento, parte dos detritos pode comportar-se como 
um fluxo remexido e caótico. Tal deslizamento pode tor-
nar-se predominantemente um fluxo enquanto move-se 
rapidamente declive abaixo e a maioria dos materiais se 
mistura como se fosse um fluido.
Para entender a origem dos 
movimentos de massa
FIGURA 16.24 � (a) Os fluxos de lama tendem a mover-se mais rápido que os fluxos de terra 
ou de detritos porque contêm grande quantidade de água. (b) Um terremoto no Tadjiquistão17 
em janeiro de 1989 produziu fluxos de lama de 15 m de espessura em encostas fragilizadas pela 
chuva. [Washington State Department of Transportation, Seattle Times/MCT]
(b)Uma erupção vulcânica derreteu
a neve e o gelo, que encharcaram 
a cinza vulcânica inconsolidada 
disposta sobre a lava impermeável.
A lama resultante, lubrificada
por grande quantidade de
água, desloca-se rapidamente
encosta abaixo.
(a)
Neve e gelo
Cinza vulcânica
permeável
Lava
impermeável
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esaito
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da Instituição, você encontra a obra na íntegra.