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GEOMORFOLOGIA GERAL Olá! A Geomorfologia é uma área das Ciências da Terra responsável pelo estudo das formas superficiais de relevo, tanto em suas fisionomias atuais quanto em seu processo geológico e histórico de formação e transformação. Entender os ciclos da geomorfologia e suas magnitudes é essencial para a análise dos processos ligados à configuração do relevo e para a compreensão da sua evolução. Os ciclos também são fundamentais para sistematizar dados e informações sobre a complexidade das formas do planeta. É um conteúdo importante para revelar informações e aprender sobre esse campo instigante da geografia física. Nesta aula, você vai conhecer os principais componentes e ideias desenvolvidos ao longo do tempo para o entendimento dos ciclos da geomorfologia e suas magnitudes. Também serão tratados os principais processos superficiais, exógenos e endógenos do planeta Terra, assim como os processos da geomorfologia tectônica para a compreensão das dinâmicas de formação de relevo e das formas geológicas terrestres. BONS ESTUDOS! GEOMORFOLOGIA Mait Bertollo Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: ◼ Definir a teoria da pediplanação. ◼ Listar os processos teóricos do equilíbrio dinâmico. ◼ Explicar a teoria probabilística. Introdução Os conceitos e as perspectivas de estudos que orientam o exame sobre o relevo do planeta são fundamentais para fazer uma organização sobre os dados e as variáveis presentes na constituição dos inúmeros tipos de formas. Eles estabelecem ligações sobre as dinâmicas terrestres consi- derando dinâmicas antigas e recentes para entendermos a modelagem do aspecto da crosta terrestre como ela é hoje. Neste capítulo, você vai estudar a teoria da pediplanação e sua aplicação para análise das dinâmicas que formam relevos aplainados. Também serão abordados os processos teóricos do equilíbrio dinâmico e as influências para o estudo geomorfológico. A teoria probabilística será tratada a fim de compreender a importância da quantificação para reconhecer os inúmeros fatores que atuam na evolução do relevo. Essas teorias orientam a compreensão da magnitude das transformações da crosta terrestre. 2 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II A teoria da pediplanação Ao longo do tempo, muitos cientistas e autores desenvolveram teorias para entender a evolução da paisagem sob a óptica da geomorfologia. Para com- preender esses processos complexos e de grande magnitude, foi necessário representar as dinâmicas da paisagem a partir de modelos e teorias, consi- derando os dados e as informações obtidas, e interpretar as formas vistas no presente. As transformações do relevo terrestre como vemos hoje ocorreram pela ação exercida por processos chamados morfogenéticos, que são responsáveis pela esculturação das formas da crosta terrestre. Esses processos estão ligados à modelagem do relevo por influências naturais, associados a sedimentação, erosão ou processos tectônicos. A paisagem que vemos hoje está sempre se transformando devido a diversos agentes erosivos. Eles agem diariamente, há milhões de anos, de modo incessante, configurando as formas de relevo. Para esclarecer como ocorre a evolução das formas terrestres, cada teoria tenta elucidar os fatos com a organização de dados e com um vocabulário específico, por isso, é importante conhecê-las para serem empregadas em investigações no ramo da geomorfologia. Cada teoria está ligada aos momentos históricos de cada período. Aque- las ligadas à geomorfologia possibilitam a construção de vários modelos com uma lógica para serem testados (CHRISTOFOLETTI, 1974). Assim, as teorias desenvolvidas têm relação com os pensamentos e construções também de outras ciências. Como cada período histórico reflete também os pensamentos dos cientistas, as teorias são o conjunto de conceitos e regras que adequam o trabalho científico, permitindo ao pesquisador estruturar seu trabalho e orientar seu modelo que explica a dinâmica evolutiva da paisagem geomorfológica. Entre as principais teorias e modelos em geomorfologia, destaca-se a teoria do ciclo geográfico, apresentada por Willian Morris Davis (1850–1934) em 1899, que considera a evolução do relevo em três fases principais, denomi-nadas juventude, maturidade e senilidade. Também se destaca a teoria do equilíbrio dinâmico, que considera a constituição do relevo terrestre como Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 3 um sistema aberto, em contínua troca de matéria e energia com os demais sistemas. Assim, as formas resultam de um contínuo ajuste e não são estáticas, pois estão sempre em transformação, condicionadas por transformações endógenas e exógenas. A teoria de Willian Morris Davis sobre a evolução do relevo engloba as mudanças ocor- ridas durante a evolução da paisagem, principalmente, a partir das dinâmicas fluviais. As três etapas sucessivas desse ciclo — definidas em analogia às fases da vida — são caracterizadas pela redução da inclinação do relevo, em uma ordem decrescente ligada à erosão, denominadas, respectivamente, como juventude, maturidade e senilidade. A última etapa ocorre quando a erosão aplaina totalmente o relevo. Outra teoria é a da probabilística da evolução do modelado, que considera a existência de incontáveis fatores que atuam na evolução do relevo. Por meio dessa ideia, são apresentadas maneiras de se organizar esses fatores para compreender as probabilidades das formas a serem esculpidas de uma maneira ou de outra. Outra perspectiva de estudo é a teoria da pediplanação, com os princípios teóricos propostos por Willian Morris Davis. Ela parte do princípio da evolução das vertentes, ou seja, como reagem as elevações que possuem declives e inclinações, como as montanhas. Considera-se, também, as transformações relacionadas ao nível de base dessas estruturas, evoluindo, gradualmente, para um relevo mais aplainado. A teoria da pediplanação parte do conceito de superfície de erosão ou superfície de aplainamento para entender e interpretar as formas e os proces- sos que evoluem para um relevo mais plano. Primeiramente, as formas eram explicadas somente pelos processos, sem considerar a sucessão de fases de evolução do relevo, ou seja, nem todas as variáveis que conduzem a essa forma de relevo eram avaliadas. A pediplanação, em suma, é o processo que produz, em regiões de clima árido e semiárido, áreas aplainadas ou superfícies de aplainamento (Figura 1). 4 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II Figura 1. Formação da pediplanação. Fonte: Adaptada de Encyclopaedia Britannica (c1994). O geógrafo Willian Morris Davis estabeleceu a primeira dinâmica da evolução geral do relevo em 1889, utilizando as noções de ciclo de erosão ou ciclo geográfico. A evolução dos estudos geomorfológicos realizados pelo geógrafo Whalter Penck fez oposição à teoria davisiana, criando a teoria da pediplanação em 1924. Penck propôs que a modelagem da superfície do planeta é determinada pela relação entre a intensidade das forças endógenas, ou seja, do interior do planeta, e a denudação. O processo de denudação é a remoção da superfície de Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 5 uma região por efeitos erosivos de várias naturezas, por forças exógenas, ou seja, fenômenos que ocorrem no exterior do planeta Terra, como chuvas e ventos.Opondo-se a Davis, Walther Penck (1888–1923) acreditava que não havia a ocorrência do soerguimento, ou seja, a elevação da superfície terrestre por movimentos tectônicos. Para Penck, ocorria uma lenta ascensão de uma massa terrestre que estava ligada à intensidade de denudação, que significa a remoção da superfície de uma região por erosão, não havendo, segundo suas observações, nenhuma elevação da superfície. A degradação do relevo, então, efetuava-se de forma paralela, resultando na formação de uma superfície primária, que denomina uma superfície baixa (CHRIS- TOFOLETTI, 1974). Para a teoria defendida por Davis, ocorre um rebaixamento contínuo e generalizado das vertentes com gradativa diminuição das declividades. Para o modelo de Penck, ocorre uma regressão e uma evolução das verten-tes por mecanismos de denudação junto à força da gravidade (CASSETI, 1990; CHRISTOFOLETTI, 1974; VARAJÃO, 1998). Assim, os elementos considerados por essas teorias baseiam-se nas dinâmicas de movimento do planeta ligadas à erosão e também à gravidade, alterando as formas que vemos na paisagem. Subsequentemente, a Escola Anglo-Americana apresenta a teoria geral de sistemas, destacando os cientistas Lester Charles King (1907–1989), em 1955, e John Tilton Hack em 1960 (CHRISTOFOLETTI, 1974). Nesse con- texto, foram desenvolvidos os conceitos de períodos rápidos e intermitentes de soerguimento, separados por longos períodos de estabilidade tectônica. A escola Anglo-Americana fundamenta-se, até a Segunda Guerra Mundial (1939–1945), nos paradigmas propostos por Willian Morris Davis, em que o relevo se define por sua estrutura geológica e pelo tempo de desenvolvimento do relevo e de sua estrutura. Nessa escola, destacam-se o geógrafo Arthur Newell Strahler (1918–2002), o cientista de solos Robert Elmer Horton (1875–1945) e o geólogo John Tilton Hack (1913–1991). King também estabeleceu os limites do processo de moldagem do relevo em função do clima (CASSETI, 1990). Assim, ele deduziu, em 1953, que o fenômeno dos aplainamentos ocorre por processos de degradação em condições de clima semiárido, a partir da chamada coalescência de pedimentos, formando o pediplano. Isso significa que ocorre a junção de partes que se encontravam separadas dos materiais trazidos pelas águas dos rios, principalmente, em lugares de clima árido quente ou semiárido. 6 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II Glossário específico do conteúdo de geomorfologia: ◼ Pedimento: formação típica de áreas de clima árido quente ou semiárido, composto de material trazido pelos rios. ◼ Pediplano: superfície inclinada formada pela junção de pedimentos. Nos pediplanos, podem ser encontrados relevos residuais, ou seja, inselbergues. ◼ Inselbergue: resíduo de pediplanação que ocorre em climas áridos quentes e se-miáridos e possui pequena elevação, pouco alongada e ilhada, e a sua evolução é em função do intemperismo. ◼ Intemperismo: processos físicos, químicos e biológicos que desintegram e de-compõem as rochas. Em condições de clima úmido, predominam o intemperismo e o movimento de deslizamento do solo. Ressalta-se que, se há cobertura vegetal, pode-se impedir a chamada evolução da vertente, ou seja, o deslizamento do solo. Dessa maneira, os fenômenos erosivos são menos importantes, diferente-mente de áreas de clima semiárido que, por terem poucas chuvas, contam com o domínio dos processos erosivos, confirmando a teoria de pediplanação (VARAJÃO, 1998). A partir da proposição de pediplanação proposta por King, definiu-se que as superfícies de erosão são áreas de dimensões continentais, planas ou levemente onduladas, que segmentam rochas e estruturas geológicas de origem e resis- tência diferentes (CORRÊA; MENDES, 2002; PASSOS; BIGARELLA, 2001). Processos teóricos do equilíbrio dinâmico A teoria do equilíbrio dinâmico resultou dos princípios relacionados à teoria geral dos sistemas. Com base na correlação entre os elementos da ciência geográfica, a teoria do equilíbrio dinâmico é uma evolução dos estudos geomor- fológicos que se baseiam nos princípios sistêmicos. Essa teoria fundamenta-se na concepção sistêmica do meio ambiente, ou seja, considera-se que o ambiente natural está em estado de equilíbrio, mas não é estático. Há vários mecanismos que resultam na entrada de fluxo de energia no sistema e isso produz modifi- cações no relevo. Sua base está sob um comportamento balanceado entre os processos ligados à resistência das rochas, e também leva em consideração as influências da formação de montanhas e outras transformações no relevo. Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 7 A teoria geral de sistemas foi proposta pelo biólogo austríaco Ludwig Von Bertalanffy (1901–1972), com trabalhos publicados entre 1950 e 1968, como A teoria geral do sistema, de 1968, e Teorias modernas do desenvolvimento: uma introdução à biologia teórica, de 1933. Essa teoria preconiza a produção de formulações conceituais para aplicação em pesquisas, integrando ciências naturais e sociais por meio de uma visão do todo e não somente em setores, identificando o maior número de variáveis possíveis, externas e internas, que influenciam todo o processo que se quer investigar. O geólogo J. T. Hack defende que as teorias do ciclo geomórfico de Davis, a teoria de Penck (em 1953) e a teoria da pediplanação de King (em 1953) são também conceitos cíclicos e abordam o desenvolvimento da paisagem em estágios dependentes e fechados. Para Hack (1960), o equilíbrio é um modelo geomorfológico fundamental independentemente do tempo. Ele defende que o ambiente está balanceado, e não estagnado, dadas as energias que entram e saem por meio dos vários elementos desse sistema (HACK, 1960). A teoria do equilíbrio dinâmico foi sistematizada por Hack em 1960, ainda que esse enfoque sistêmico já tivesse sido discutido muito antes por naturalistas como Humboldt, em 1877, que já sinalizava a importância dos sistemas. O equilíbrio dinâmico de um sistema remete a uma análise das teorias sobre o desenvolvimento das formas de relevo. Em bibliografias estrangeiras, vários trabalhos discorrem sobre essa teoria. Assim, além das pesquisas e textos de Hack (1960) e Gilbert (1877), há vários autores considerados importantes para o entendimento dessa teoria. Os autores que contribuíram para o desenvolvimento dessa teoria a fim de entender a evolução das formas na superfície terrestre influenciam a geomor-fologia até hoje. Entre eles, destacam-se: Davis, que publicou, principalmente, no ano de 1899, a obra The geographical cycle; Gilbert, nos anos de 1877 e 1890, com Outlines of the theory of electromagnetism; Hack, em 1960, com Interpretation of erosional topography in humid temperate regions (HACK, 1960); Higgins, em 1975, com Theories of landscape development: a pers-pective; e Schumm, em 1975, com The fluvial system. Por meio dessa teoria, o estudo da paisagem tem como base o princípio do equilíbrio dinâmico. Isso significa que são consideradas as dinâmicas do sistema de drenagem, que é o escoamento de águas do terreno na su-perfície ou nas camadas subterrâneas. Também são utilizados os dados da erosão sobre os elementos da topografia. Esses elementos são considerados 8 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II estáveis em suas diferentes formas e sob a ação natural de desgastes e transformações. Hack (1960) propõe que o princípio do equilíbrio dinâmico é aplicado para o estudo das formas nas paisagens, o que requere um estado de ba- lanço entre forças opostas operando em taxas iguais para que seus efeitos se anulem reciprocamente. Assim, há uma tendência natural da busca pelo equilíbrio das formas de relevo, de forma a se estabilizar. Essa dinâmica produz uma situação estável durante aentrada e saída de energia do sistema, ininterruptamente, como ações erosivas e movimentos internos do planeta. As forças opostas devem ser de vários tipos, por exemplo, a vertente pode ficar em equilíbrio quando o material que a compõe é lavado pela chuva, removendo os sedimentos do topo e depositando-os em sua base, ao mesmo tempo em que conteria a erosão dessa região, balanceando esse fenômeno (HACK, 1960). Dessa forma, a força de um fenômeno pode ser compensada pela magnitude de outro. Segundo Gilbert (1890), a evolução das formas sobre aplainamento la- teral, ou seja, tornando o relevo mais plano, envolve o equilíbrio dinâmico das forças sobre as rochas, que estão em constante contato buscando es- tabilidade. Na teoria de Davis, o aplainamento lateral ocorre em qualquer base de drenagem com a passagem do tempo, sem levar em consideração o citado equilíbrio dinâmico. A Figura 2 apresenta um gráfico sobre a teoria do equilíbrio dinâmico. Figura 2. Teoria do equilíbrio dinâmico. Litologia: rochas, suas camadas e seus processos ao longo do tempo. Friável: frágil. Fonte: Fierz (2015, documento on-line). Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 9 O modelo desenvolvido por Hack (1960) fundamenta-se no princípio de que as formas representam o balanço entre a resistência do material que sofre a erosão e a energia da ação da erosão dos processos químicos ou físicos, em uma oposição entre o material e a atividade da erosão. A teoria do equilíbrio dinâmico está ligada aos processos constantes que acontecem na evolução do relevo em suas diversas formas, provocando sua variação e dinâmica naturais. Essa proposição concebe que um sistema na paisa-gem está sempre orientado a um estado de equilíbrio dinâmico e estável, independentemente do tempo, em uma adequação entre massas e energias, resultando em um sistema de relevo estável. Assim, de modo natural, esse processo busca uma estabilidade entre as forças que modelam o relevo e o material a ser modelado. Dessa maneira, a premissa básica da teoria do equilíbrio dinâmico é que as paisagens e os processos que as formam são parte de um sistema aberto, que se encontra sempre em um estado estável de equilíbrio e pro-porção, pois há um balanço entre os processos de erosão e resistência das rochas. Hack (1960) sugere que todos os elementos são erodidos na mesma proporção e defende que as diferenças e características da forma de relevo são explicáveis pelas relações espaciais dos elementos citados: erosão e resistência das rochas. Assim, a teoria do equilíbrio dinâmico é um princípio universal, que pode ser empregado para explicar feições e atributos específicos da paisa- gem, admitindo que a paisagem se desenvolve durante um longo período de contínuo desgaste. O equilíbrio dinâmico também é chamado de estado estável (steady state), e a provável distribuição da energia em certos sistemas geomórficos pode ser equilibrada, supondo que este é um sistema aberto em estado estável. Hack (1960) desenvolveu suas ideias para modelos de desenvolvimento da paisagem admitindo que há ajustes recíprocos de todos os elementos topográ-ficos, e que esses elementos se erodem na mesma taxa. Essa taxa de erosão pode variar conforme o tipo de material, e as formas e os processos buscam um estado estável de balanço independentes do tempo. Assim, o equilíbrio dinâmico do relevo acontece ao se buscar, naturalmente, uma constância e uma estabilidade no assentamento dos materiais. Os estudos sobre o relevo e sobre as relações entre os processos e a re- sistência das rochas à ação modeladora do relevo consideram importação e exportação de massa e energia, além da noção de equilíbrio. Isso significa 10 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II que há um ajustamento contínuo entre o comportamento do processo e as suas resultantes da troca de massas e energia. A teoria do equilíbrio dinâmico indica que as formas espaciais da Terra, ou seja, seu relevo e paisagem, representam o resultado contínuo de um ajuste do comportamento da resistência oferecido pelo material que está sendo traba-lhado, no caso, as rochas e a crosta terrestre. As formas, então, não são estáticas e têm uma tendência a se ajustar aos processos, o que resulta no aparecimento de diferentes formas. Logo, essa perspectiva sistêmica que considera a análise do conjunto de processos e formas nos remete à verificação de que o relevo e sua evolução dependem de diversos fatores que são representados em diferentes escalas espaciais e temporais. Teoria probabilística Desde o final do século XIX, cientistas do mundo todo oferecem contribui- ções para a compreensão da gênese e evolução das paisagens por meio da geomorfologia. Além da preocupação em restabelecer a história dos ambientes em períodos antigos, há o problema da predição em relação ao futuro das formas que são vistas nos dias atuais. Nesse contexto, surgiram os modelos já discutidos, como a teoria da pediplanação, a teoria do equilíbrio dinâmico e a teoria probabilística. Cada modelo repercute as tendências inerentes à geomorfologia, mas também as influências externas ligadas às ciências e às tendências filosóficas e políticas de cada período histórico em que as teorias foram desenvolvidas. Cada uma delas ofereceu importantes subsídios que estão presentes nos trabalhos realizados pelos cientistas da geografia física, da geomorfologia e da geologia ao quantificar os processos que conduziram o relevo às características que vemos atualmente. A teoria probabilística está sob influência de uma tendência particular da década de 1960 dentro da geomorfologia fluvial, que é o estudo sobre os cursos de água e as bacias hidrográficas, tendo como principais representantes o geomorfólogo Luna Bergere Leopold (1915–2006) e o hidrólogo Walter B. Langbein (1907–1982). O fundamento filosófico dessa linha de pensamento é descrito no artigo de Leopold e Langbein, de 1962, denominado O conceito de entropia na evolução da paisagem (LEOPOLD; LANGBEIN, 1962) utilizando o conceito de entropia. Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 11 A entropia é um princípio definido pelas leis da termodinâmica que descreve as formas de distribuição da energia em determinado sistema e suas possíveis respostas, considerando aquela que é utilizada e também a parte que não foi transformada em trabalho, ou seja, que não transformou a matéria. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o trabalho pode ser convertido em calor, ou seja, em energia térmica. Entretanto, energia térmica não pode ser comple-tamente convertida em trabalho. Por meio da entropia, é possível mensurar a parcela de energia que não pôde ser transformada em trabalho. Assim, a entropia pode ser a magnitude (grandeza) física termodinâmica que possibilita medir a parte não utilizável da energia contida em um sistema, e essa parte da energia não pode ser usada para produzir um trabalho. Acesse o link a seguir para ver um típico sistema termodinâmico. https://qrgo.page.link/zSHZ3 A partir dessa ideia, como objeto de análise da geomorfologia fluvial, a entropia é expressa em termos de probabilidade, ou seja, a condição mais pro-vável existe quando a energia contida em um sistema fluvial é uniformemente distribuída e permitida pelas restrições físicas. A entropia e a geomorfologia fluvial se relacionam, pois se referem às noções ligadas à energia, aos fluxos de massas e às tendências de equilíbrio a fim de compreender o comportamento do relevo e dos rios e corpos d’água. A partir dessas considerações, são modeladas equações para descrever os perfis do comprimento (longitude) dos rios, mas ainda são insuficientes para determinar sua velocidade, profundidade e inclinação. Por isso, a introduçãodo conceito de que a distribuição de energia vai em direção ao mais provável conduziu a uma definição teórica de que a geometria hidráulica dos canais de drenagem estaria de acordo com as observações de campo. Essa concepção originou várias análises quantitativas, principalmente, dos fenômenos fluviais, ficando conhecida como teorética ou quantitativa. Essa linha de estudos teve importância após a Segunda Guerra Mundial (1939–1945) na geomorfologia e em outros campos da ciência, auxiliando e legitimando 12 Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II ações geopolíticas no contexto da Guerra Fria (1945–1991), período histórico de disputas geopolíticas, militares, tecnológicas e econômicas entre os Esta-dos Unidos e a União Soviética. Dessa maneira, o uso de instrumentos para quantificar os fenômenos sociais e também os naturais é utilizado até hoje como uma forma de garantir o controle sobre essas dinâmicas. Para a geomorfologia, a abordagem teorética proporcionou a quantificação das informações, diferenciando-se dos modelos evolutivos, predominante-mente, teóricos. Também foi potencializado o uso de ferramentas estatísticas para análise dos dados, possibilitando indagações e questionamentos sobre a representatividade dos processos investigados. A partir disso, os levantamentos de campo e a definição das amostragens tornaram-se fundamentais para a metodologia dos estudos de caso. Para o geólogo Keith Tinkler, que publicou A short history of geomor- phology (1985), tal teoria não responde as questões ligadas à geomorfologia regional e cíclica, pois as escalas temporais dos respectivos campos de estudos são muito diferentes: uma é sensível às oscilações diárias em relação aos fluxos a serem investigados, usando registros históricos de algumas centenas de anos; e o outro campo aborda períodos de milhares a milhões de anos. Assim, apesar de a metodologia ter o mérito de quantificar os estudos de evolução das paisagens, há também limitações em não oferecer meios para outras escalas temporais de atuação dos fenômenos. No Brasil, a abordagem metodológica da teoria probabilística na geo- morfologia foi amplamente difundida pelo geógrafo Antônio Christofoletti (1936–1999) na década de 1970, criando uma escola de geomorfólogos dentro dessa linha conceitual relacionada, principalmente, à dinâmica fluvial, divul-gando métodos de mensuração. Com influência da Escola Anglo-Americana, Aziz Ab’Saber (1924–2012) foi o primeiro a classificar o território brasileiro em domínios morfoclimáticos e a desenvolver pesquisas em âmbito da geo-morfologia. O geógrafo Antônio Teixeira Guerra auxiliou o desenvolvimento do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), e o geógrafo Carlos Augusto de Figueiredo Monteiro também tem influências até os dias atuais nos estudos e no ensino de geomorfologia. Esses são os principais modelos que orientaram a geomorfologia desde o início do século XX, quando ela foi instituída como uma disciplina acadêmica com objeto próprio. A geomorfologia passou por transformações e foi influen- ciada por tendências filosóficas e políticas de cada época, contribuindo com importantes elementos presentes direta ou indiretamente, em maior ou menor proporção, em pesquisas e trabalhos realizados atualmente. Histórico, evolução dos conceitos e perspectivas de estudo II 13 CASSETI, V. Elementos de geomorfologia. Goiânia: CEGRAF–UFG, 1990. (Textos para discussão, n. 13). CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. São Paulo: Edgar Blücher, 1974. CORRÊA, A. C. B.; MENDES, I. A. O problema das superfícies de erosão: novas abordagens conceituais e metodológicas. Revista de Geografia, Recife, v. 18, n. 2, p. 70–86, 2002. ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA. Pediplanação. c1994. 1 ilustração. Disponível em: https:// cdn.britannica.com/59/7759-004-52127189.jpg. Acesso em: 9 jun. 2019. FIERZ, M. M. A teoria do equilí brio dinâ mico em geomorfologia. GEOUSP: espaço e tempo, São Paulo, v. 19, n. 3, p. 605–629, set./dez. 2015. GILBERT, G. K. Report on the geology of the Henry Mountains. U. S. Geographical and Geological Survey of the Rocky Moutain Region, 1877. HACK, J. T. Interpretation of erosional topography in humid temperate regions. American Journal of Science, [s. l.], v. 258–A, p. 80–97, 1960. LEOPOLD, L. B.; LANGBEIN, W. B. The concept of entropy on landscape evolution. US Geological Survey Professional Paper, Washington, n. 500–A, 1962. Disponível em: https:// pubs.usgs.gov/pp/0500a/report.pdf. Acesso em: 9 jun. 2019. PASSOS, E.; BIGARELLA, J. J. Superfícies de erosão. In: CUNHA, S. B.; GUERRA, A. J. T. (org.). Geomorfologia do Brasil. 2. ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2001. p. 107–142. VARAJÃO, C. A. C. As teorias geomorfológicas e a evolução da paisagem. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 51, n. 1, p. 45–51, 1998. Processos endógenos e formas da superfície terrestre Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: ◼ Perceber o tectonismo como processo estrutural que provoca falhas e desdobramentos. ◼ Identificar o vulcanismo como modo de extravasamento do magma à superfície. ◼ Descrever os terremotos como movimentos propagados pela crosta terrestre através de vibrações. Introdução Os vulcões e terremotos demonstram o funcionamento dos movimentos e dinâmicas do interior do planeta. Eles são condicionados pelas altas pressões e temperaturas exercidas sobre os materiais sólidos e líquidos de várias composições químicas presentes da crosta até o núcleo. Conhecer as principais características desse mecanismo permite testemunhar a contínua atividade e transformação do planeta Terra, desde a sua cons-tituição até os dias atuais. Neste capítulo, você vai estudar o tectonismo como um processo ligado às dinâmicas das placas tectônicas cujo movimento resulta em tremores, falhas, dobramentos e modificações no relevo, além de con- sequências estruturais e sociais nos locais onde ocorrem. O vulcanismo também é um fenômeno que se relaciona com esses processos endóge- nos da Terra, resultando no extravasamento de magma para a superfície e transformando de modo relevante a paisagem. 2 Processos endógenos e formas da superfície terrestre Tectonismo como fator de falhas e desdobramentos O planeta Terra sofre vários tipos de influências dos movimentos realizados pelas placas tectônicas, que são imensos fragmentos da crosta terrestre que movem-se sob o manto. Esses movimentos provocam tremores, dobramentos (formação de montanhas), fraturas e falhas na crosta terrestre, além de ativi- dades vulcânicas. O mecanismo resultante desse deslocamento dá-se pelas diferenças de temperatura dessa camada, também chamado de correntes de convecção. Para compreender esse processo, é importante considerar que esses movimentos decorrem dos fluidos internos, ou seja, rochas fundidas em estado pastoso ou líquido que estão no manto, abaixo da crosta terrestre. Cientificamente, a hipótese mais aceita é que os deslocamentos desses fluidos são os principais responsáveis pelos numerosos processos de transfor- mação do relevo de origem endógena, ou seja, aqueles que ocorrem na parte interna do planeta. Esses eventos são conhecidos como terremotos ou abalos sísmicos, vulcões ou vulcanismos e tectônica de placas, que são os movimentos de grande escala que acontecem no manto e na crosta (STRAHLER, 1989). A estrutura do planeta Terra é composta por três principais camadas, a crosta, o manto e o núcleo. O manto terrestre é composto de magma, que são rochas que apresentam uma consistência pastosa por causa do calor interno elevado e, por isso, essa camada fluida está em constantemovimento. Os continentes que estão sobre as placas tectônicas tiveram outras formas no passado e movimentaram-se ao longo de milhões de anos até chegar à configuração atual. Esses movimentos ainda não cessaram, e os continentes deslocam-se, aproximadamente, 3 centímetros por ano (TEIXEIRA et al., 2000). No momento em que as placas tectônicas sob os continentes deslizam umas sobre as outras, acontecem os terremotos ou abalos sísmicos. Isso quer dizer que toda a tensão acumulada durante o tempo em que uma placa tectônica pressiona e comprime a outra é liberada em pouco tempo, causando tremores e variados resultados, como falhas, dobramentos e fraturas na crosta terrestre. Ao se acomodarem, as placas liberam grande quantidade de energia, e os terremotos propagam-se por toda a crosta. Naqueles pontos, estão afastados do epicentro, que é o lugar exato do encontro das placas na crosta e do foco ou hipocentro, que é o local de onde partiu a energia do interior do planeta. Onde as placas se tocaram, os abalos podem ser muito pequenos ou nem são sentidos pelas pessoas e pelas estruturas. Já no epicentro, os impactos são de imensa magnitude e força, com sérias e trágicas consequências sociais e econômicas (TEIXEIRA et al., 2000). A Figura 1 traz uma representação da atividade sísmica. Processos endógenos e formas da superfície terrestre 3 Figura 1. Atividade sísmica. Fonte: Terremoto ([201–?], documento on-line). Os movimentos das crostas continental e oceânica que ocorrem pela con- vecção do manto no interior da Terra geram e transformam grandes formas estruturais do relevo, como os dobramentos, chamados também de orogênese, e os falhamentos, também denominados epirogênese. Os processos denominados tectonismo ou diastrofismo abrangem todos os movimentos que deslocam e deformam as rochas que constituem a crosta terrestre. Orogênese ou dobramento A palavra orogênese expressa o nascimento das montanhas, já que oros tem origem grega e significa montanha. As montanhas são enormes estruturas que se formam ao longo de milhões de anos em consequência dos movimentos tectônicos que geram deformação e soerguimento (ou o enrugamento) da crosta terrestre, resultando no surgimento de cadeias montanhosas, que também são chamadas de dobramentos modernos ou recentes. Os dobramentos modernos também são denominados cadeias orogênicas ou cinturões orogênicos (Figura 2). Eles constituem as maiores elevações e as áreas mais instáveis da superfície terrestre, pois a sua gênese está associada ao choque entre placas tectônicas, ou seja, essas regiões estão localizadas nos limites convergentes das placas. Esse processo teve início durante o Período Terciário, ao fim da Era Mesozoica e início da Era Cenozoica. Outra caracte-rística importante é que esse tipo de formação encontra-se, geralmente, nas bordas dos continentes, onde estão localizadas as grandes cadeias de monta-nhas, conhecidas como: Andes, na região Leste da América do Sul, nos países 4 Processos endógenos e formas da superfície terrestre Chile, Bolívia, Peru, Equador, Colômbia, Argentina e Venezuela; Alpes, na Europa, abrangendo a Eslovénia, Áustria, Liechtenstein, Alemanha, Suíça, Itália, Mônaco e França; Himalaia, no território dos países Paquistão, Índia, China, Tibete, Nepal e Butão (nessa cordilheira, encontra-se a montanha mais alta do planeta, o Monte Everest, com 8.850 metros acima do nível do mar); e Montanhas Rochosas, que passam pelo Canadá e pelos Estados Unidos, na América do Norte. Essas regiões caracterizam-se por frequentes e intensos abalos sísmicos e vulcanismos (STRAHLER, 1989). Cadeia de montanhas Crosta continental Crosta continental Litosfera Litosfera Astenosfera Astenosfera Antiga crosta oceânica Figura 2. Dinâmicas do dobramento moderno. Fonte: Adaptada de corbac40/Shutterstock.com. Epirogênese ou falhamento Epirogênese ou falhamento são movimentos verticais ou horizontais que provo- cam soerguimento, rebaixamento ou deslocamento de parte da crosta terrestre. A palavra epirogênese provém do grego, em que os termos epeiros e genesis significam, respectivamente, continente e formação. Ela designa um conjunto de processos que movimentam a crosta terrestre, no sentido ascendente ou descendente. Quando ocorre no sentido para cima, o deslocamento é chamado de soerguimento e, quando ocorre para baixo, é denominado subsidência (Figura 3). O movimento de epirogênese abrange vastas áreas continentais lentamente, causando transformações também no relevo marinho (STRAHLER, 1989). Processos endógenos e formas da superfície terrestre 5 Figura 3. (a) Esquema de um movimento epirogenético de soerguimento. (b) Esquema de um movimento epirogenético de subsidência. Fonte: Pena ([2019], documento on-line). O território brasileiro está situado sobre rochas antigas e muito erodidas, ou seja, desgastadas. Outro fato é que o Brasil não tem em seu relevo dobramentos modernos — relevos resultantes do encontro de placas tectônicas —, pois está localizado no meio da Placa Sul-americana, que compreende todos os países da América do Sul. Essa placa tem a extensão de 32 milhões de quilômetros quadrados. Outra característica que corrobora essa dinâmica é o predomínio de baixas altitudes no relevo brasileiro (ROSS, 2011). Vulcanismo e extravasamento do magma à superfície O vulcanismo, ou atividades vulcânicas, manifesta-se nos limites das placas tectônicas, com destaque para as zonas de subducção, ou seja, áreas de conver- gência de placas tectônicas em que uma placa desliza para debaixo da outra. Esse processo resulta na maioria dos vulcões visíveis do planeta, com cerca de 1.300 montanhas, também conhecidas como cones vulcânicos da Terra. Entre essas estruturas, cerca de 600 são consideradas ativas, porque tiveram, pelo menos, uma erupção vulcânica registrada na história. Há também um tipo de vulcanismo no interior das placas tectônicas, que corresponde a um número 6 Processos endógenos e formas da superfície terrestre muito pequeno de vulcões visíveis, também chamados de pontos quentes ou hot spots, em que canais individuais de magma acendem até a crosta terrestre e extravasam até a superfície através de fissuras presentes nas placas tectônicas. Alguns exemplos desse fenômeno são as ilhas vulcânicas do Havaí, do Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos (PRESS et al., 2006). A Figura 4 apresenta um mapa com os vulcões ativos no planeta. Figura 4. Mapa de vulcões ativos no planeta. Fonte: Goulart (2016, documento on-line). Por encontrar-se no meio da Placa Sul-Americana, que é uma estrutura geo- lógica muito antiga, o Brasil não possui vulcões ativos atualmente. Entretanto, na Era Mesozoica, entre 250 e 65 milhões de anos atrás, aproximadamente, aconteceram diversos eventos ligados ao vulcanismo em regiões correspon- dentes ao território brasileiro. As principais formações geológicas vulcânicas desse período estão localizadas nos Estados da região Sudeste e Sul. O derramamento de magma pelos vulcões gerou terras muito férteis nessas áreas, como é o caso da conhecida terra roxa, de cor vermelho escuro e de origem basáltica. Outros eventos vulcânicos ocorridos na Era Cenozoica, especificamente, no Período Terciário (de 65 a 2,6 milhões de anos atrás), acarretaram erupções vulcânicas oceânicas, originando algumas ilhas no litoral brasileiro, como São Pedro, São Paulo, Trindade e Fernando de Noronha. O que viria a ser a região amazônica brasileira também recebeu derramamentos de vulcões de origem basáltica. O magma é um material viscoso exposto a uma elevada temperatura sob a crosta terrestre. Sua temperatura varia de 800 aProcessos endógenos e formas da superfície terrestre 7 1.200ºC, com o predomínio de minerais fundidos que podem ser mais ou menos viscosos ou líquidos. Esse material apresenta cristais em suspensão e bolhas de gás e, quando é lançado para a superfície, recebe o nome de lava. Quando a lava resfria e se solidifica, originam-se as rochas magmáticas ou ígneas. Conhecer as propriedades físicas do magma é relevante para saber sua composi- ção, para analisar o interior da Terra, para avaliar resultados na crosta terrestre e nas estruturas atingidas e para entender como ele pode deformar materiais. Os principais fatores que afetam o comportamento dos magmas são a temperatura, a densidade e a viscosidade. A ascensão do magma em direção à crosta terrestre pode variar de grande velocidade e força, trazendo para a superfície magmas provenientes do manto superior, a velocidades lentas, em que o magma se aloja temporariamente em câmaras situadas em porções da crosta mais ou menos profundas. Quando os vulcões entram em erupção de forma explosiva, gigantescas colunas de cinzas se formam, além dos chamados fluxos piroclásticos, compostos por gases com temperaturas de 100 a 800ºC, expelindo cinzas e rochas em alta velocidade. Os vulcões também podem extravasar lentamente, formando fluxos de lava. A velocidade pela qual o magma extravasa tem a ver com o tipo de conduto vulcânico, considerando tamanho, resistência e diâmetro do conduto que leva o magma para fora da crosta. Também está relacionada com a pressão existente na zona de onde sai o magma. O magma tende a sair em direção à superfície através de falhas ou fraturas. Ocorrem também fenômenos em que o magma não consegue atingir a superfície terrestre, cristalizando-se e esfriando em uma estrutura mais profunda, podendo sofrer erosão com chuvas e ventos, o que pode revelá-lo eventualmente. Na Figura 5, é possível observar a estrutura de um vulcão. Figura 5. A estrutura de um vulcão. Fonte: Vulcão ([201–?]), documento on-line). 8 Processos endógenos e formas da superfície terrestre Terremotos: movimentos propagados por meio de vibrações Terremotos ou abalos sísmicos — sismo é uma palavra de origem grega, sinô- nimo de terremoto — têm como principal característica a liberação repentina da tensão acumulada pelo movimento das placas tectônicas quando se tocam. Quando essa tensão atinge o ponto de resistência das rochas, acontece uma ruptura. Dessa forma, o evento dos terremotos está ligado ao movimento das placas tectônicas e, em particular, ao chamado falhamento ou falha geológica, que é a ruptura de uma rocha no interior da Terra. Muitas vezes, essa falha não é visível e está a muitos quilômetros abaixo da superfície. A intensidade da interação entre diferentes placas tectônicas resulta nas zonas de tensão, onde o contato entre corpos rochosos é muito intenso, gerando um sucessivo esforço. Quando essa tensão excede os limites de resistência das rochas, acontecem rompimentos que liberam enormes quantidades de energia que se manifestam em forma de tremores e vibrações no interior da Terra, podendo ser sentidas no relevo em pequenas ou grandes intensidades. O hipocentro também é chamado de foco sísmico de um abalo sísmico ou terremoto. Esse ponto é o local no interior do planeta onde começa a ruptura do material rochoso. Isso acarreta a liberação de energia em forma de ondas sísmicas. O hipocentro pode ser localizado na superfície, e os hipocentros mais profundos já registrados foram encontrados a cerca de 700 km de profundidade. O epicentro é o ponto da superfície da Terra que está exatamente acima do hipocentro do terremoto, geralmente, o mais afetado pelo abalo sísmico. Essas ondas e a sua magnitude podem ser captadas por equipamentos chamados sismógrafos (equipamento que detecta, amplifica e registra as vibrações do solo do planeta geradas pelas ondas sísmicas, que podem ocorrer por processos naturais ou pela ação humana). A teoria da deriva continental apresenta os movimentos dos continentes ao longo do tempo geológico do planeta, que tinham outras formas e situavam-se em outras localidades, em um contexto em que a crosta terrestre é formada por vários blocos, que são as placas litosféricas ou placas tectônicas. Esses gigantescos blocos estão em movimento constante, ora afastando-se, pro-duzindo a chamada zona de divergência, ora aproximando- se, originando a zona de convergência. Nas zonas de convergência, acontece a colisão entre as placas tectônicas ou a subducção, processo em que uma placa mais densa imerge sob uma menos densa. Esses acontecimentos produzem acumulação de pressão e descarga de energia. Isso faz com que se propaguem as ondas sísmicas que caracterizam o terremoto. Processos endógenos e formas da superfície terrestre 9 O local onde as placas tectônicas se tocam no interior da Terra é denomi- nado hipocentro, de onde partem as ondas sísmicas. As decorrências podem ser sentidas dependendo da proximidade do hipocentro e da magnitude do terremoto, ou seja, da quantidade de energia liberada no foco do terremoto. Essa magnitude é medida a partir da chamada Escala Richter, e a intensidade é entendida como a consequência da ação do sismo ou a destruição provocada por esse fenômeno. A escala utilizada para classificar a intensidade é a Mercalli (TEIXEIRA et al., 2000). A escala Richter mede a intensidade das vibrações das ondas sísmicas, que varia do abalo sísmico de grande magnitude, que destrói cidades inteiras, àque-les mais brandos, captados somente pelos sismógrafos (Quadro 1). Essa escala também compara as intensidades entre si, dando uma noção relativa da força de um abalo sísmico em relação a outro. Os tremores muito fracos têm grau menor, e aqueles mais fortes têm uma graduação maior. Essa escala mede a magnitude de um terremoto da seguinte forma: um terremoto de grau 6,0 libera dez vezes mais energia que um de grau 5,0, e cem vezes mais energia que um de grau 4,0. Por exemplo, no Brasil, há registros de terremotos em vários momentos do ano, porém não ultrapassam 2 graus na escala Richter e, muitas vezes, não são sentidos. Já no Japão, são identificados vários tremores que podem ultrapassar os 6 graus na escala Richter, que são sentidos e causam danos às pessoas e às estruturas. Quadro 1. Escala Richter (1935). Desenvolvida por Charles Richter e Breno Gutemberg. Maior registro: 9,5 (Chile, 1960) Descrição Magnitude Efeitos Frequência Micro < 2,0 Micro tremor de terra, não ~ 8000 por dia se sente. Muito 2,0–2,9 Geralmente, não se ~ 1000 por dia pequeno sente, mas é detectado/ registrado. Pequeno 3,0–3,9 É sentido com frequência, ~ 49000 por ano mas raramente causa danos. Ligeiro 4,0–4,9 Tremor notório de objetos ~ 6200 por ano no interior de habitações, ruídos de choque entre objetos. Danos importantes pouco comuns. 10 Processos endógenos e formas da superfície terrestre Quadro 1. Escala Richter (1935). Desenvolvida por Charles Richter e Breno Gutemberg. Maior registro: 9,5 (Chile, 1960) Descrição Magnitude Efeitos Frequência Moderado 5,0–5,9 Pode causar danos maiores 800 por ano em edifícios mal conce- bidos em zonas restritas. Provoca danos ligeiros em edifícios bem construídos. Forte 6,0–6,9 Pode ser destruidor em 120 por ano áreas habitadas, em um raio de até 180 km. Grande 7,0–7,9 Pode provocar danos gra- 18 por ano ves em zonas mais vastas. Importante 8,0–8,9 Pode causar danos sérios 1 por ano em um raio de centenas de quilômetros. Excepcional 9,0 < Devasta zonas em um raio 1 a cada 20 anos de milhares de quilômetros. Fonte: Adaptado de Apollo 11.com (2019). A Escala de Mercalli é qualitativa, usadapara determinar a intensidade de um sismo com base nos efeitos sobre as pessoas e sobre as estruturas cons-truídas e naturais. Para essa escala, a intensidade de um sismo é um padrão que distingue os efeitos produzidos nas pessoas, nas estruturas construídas, nos objetos e no meio ambiente em determinado local. Assim, são avaliados os efeitos do sismo sobre cada ponto do território, considerando a distância do epicentro, as características estruturais dos terrenos que são atravessados pelas ondas sísmicas e o tipo de ocupação humana e de construções. Essas variáveis espaciais dos efeitos possibilitam traçar as áreas onde o sismo foi sentido com mesma intensidade. Há numerosos efeitos de um terremoto de grande magnitude em áreas que são povoadas, como a destruição de infraestruturas — prédios, casas, pontes, ruas, estradas — e morte de pessoas. Quando os sismos ocorrem nos oceanos, o resultado é a formação de ondas gigantes chamadas tsunamis, que podem Processos endógenos e formas da superfície terrestre 11 atingir os continentes e destruir cidades inteiras. Geralmente, um tsunami ocorre a partir do deslocamento de uma enorme massa de água por causa de terremotos, seja na massa continental ou no assoalho oceânico. Ele também pode ocorrer por meio de erupções vulcânicas, surgindo repentinamente na superfície marinha, fazendo deslizar de forma vertical a massa de água, com ondas de até 30 metros de altura, atingindo cidades litorâneas e próximas ao litoral, causando mortes e destruição (Figura 6). Figura 6. Efeitos causados por um tsunami em uma cidade. Inúmeros terremotos são constatados todos os dias no planeta, podendo causar tsunamis ou extravasamento de magma, no caso dos vulcões. A maioria dos terremotos detectados são de baixa intensidade, pouco percebidos na superfície, com o hipocentro muito profundo. Alguns exemplos de países atingidos por centenas de terremotos diariamente são Japão, México, Tur-quia, Indonésia, Índia, Filipinas, Nova Guiné, Estados Unidos, Haiti e Chile, todos situados em zonas de convergência de placas. A Figura 7 demonstra a destruição de uma cidade atingida por um terremoto. 12 Processos endógenos e formas da superfície terrestre Figura 7. Efeitos do terremoto em uma cidade. APOLLO.11.com. Como os terremotos são medidos? A escala Richter. 2019. Disponível em: https://www.apolo11.com/perguntas_e_respostas_sobre_terremotos.php?faq=3. Acesso em: 15 jul. 2019. GOULART, M. Placas tectônicas e vulcões ativos no planeta Terra. 2016. 1 mapa, color. Dis-ponível em: http://descomplicaageografia.blogspot.com/2016/06/placas- tectonicas-e--vulcoes-ativos-no.html. Acesso em: 10 jul. 2019. PENA, R. F. A. Orogênese e epirogênese. Alunos online, [s. l.], [2019]. Disponível em: https:// alunosonline.uol.com.br/geografia/orogenese-epirogenese.html. Acesso em: 10 jul. 2019. PRESS, F. et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. ROSS, J. L. S. (org.) Geografia do Brasil. 6. ed. São Paulo: Edusp, 2011. STRAHLER, A. N. Geografia física. 3. ed. Barcelona: Omega, 1989. TEIXEIRA, W. et al. (org.). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina das Letras, 2000. TERREMOTO. [201–?]. 1 ilustração. Disponível em: https://3.bp.blogspot.com/- r1SBz--UaD4E/WxmRPzwDE8I/AAAAAAAAAI8/CoZ76zhi9PAiH3u26C1CfCHfq2nF- ecdACLcB-GAs/s1600/sangari_terremto.jpg. Acesso em: 10 jul. 2019. VULCÃO. [201–?]. 1 ilustração. Disponível em: https://1.bp.blogspot.com/-SIQWOptCkAY/ VVttQg3_LhI/AAAAAAAAAAs/SjjfQJbA9Pw/s1600/Fig4.png. Acesso em: 10 jul. 2019.