Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
TECTÓNICA DE PLACAS UMA TEORIA COM RAíZES ANTIGAS A. M. Galopim de Carvalho Desde há meio século, a TECTÓNICA DE PLACAS, entendida como uma visão da dinâmica interna da Terra, à escala global, é base de toda a investigação geológica que se pratica nos dias de hoje. Estratigrafia, paleontologia, mineralogia, petrologia, geoquímica, geofísica, vulcanololgia, geomorfologia, prospecção... Se representarmos um ano por um degrau, tivemos de subir mais de 2260 para chegarmos ao conhecimento que hoje temos sobre a tectónica de placas. Iniciada na Grécia antiga, foi longa a caminhada que conduziu aos admiráveis conhecimentos dos dias de hoje, contidos em milhares de contribuições que, em papel ou por via electrónica, circulam por todo o mundo. Tudo começa com Eratóstenes de Cirene (285- 194 a.C.), o astrónomo, geógrafo e matemático grego que, entre outras ideias e obras, o mesmo que calculou o raio da Terra. Cirene, colónia grega na Líbia. (Séc. II III a. C.) (1) defendeu o mobilismo terras-mares, e (2) previu que o interior da terra era uma fonte de calor. ousando contrariar o fixismo de Aristóteles Eratóstenes constatou que havia conchas de moluscos marinhos no alto de algumas montanhas. Em terra, portanto Cárpatos E advogava a existência de um fogo central. Ideia precursora do calor interno da Terra, essencial à movimentação das placas tectónicas. Estrabão de Amásia (64 a.C.-24 d.C.), geógrafo e historiador grego, chamou a atenção para a existência de “pedras com a forma de conchas de moluscos marinhos” em regiões afastadas do litoral e também concluiu pela presença do mar nessas terras em tempos passados. (Séc. I) Numa enciclopédia do século X, escrita colectivamente por uma fraternidade de filósofos ismaelitas que se admite terem vivido em Al Basrah (actual Bassorá), no Iraque, conhecida pelos Irmãos da Pureza, lê-se: “As terras actuais foram antigos fundos marinhos e os mares do presente serão futuros continentes”.. (Séc. X) anteciparam e influenciaram as de Alberto Magno (1206-1280), Jean Buridan (1300-1360), e Leonardo da Vinci (1452-1519). e aproximaram-se, por via da reflexão, de parte de uma ideia subjacente à visão tectónica global, do século XX. Estes filósofos retomaram as ideias de Eratóstenes e Estrabão e… Enciclopédia Alberto Magno (1200-1280), Bispo e Doutor da Igreja, reconhecia a alternância das terras e dos mares, tendo exercido grande influência entre os filósofos e os naturalistas da Idade Média. Doctor universalis A parição da virgem a Santo Alberto (pintura de Vicente Salvador Goméz (1637-1678). (Séc. XIII) Place Maubert, Paris. “Onde hoje se encontra o mar, foi outrora terra e inversamente, onde a terra firme está no presente, esteve o mar e aí voltará”. na transição para o Renascimento, séc. XIV, Jean Buridan (1300-1360), filósofo francês e reitor da Universidade de Paris, recuperando a sabedoria deixada pelos “Irmãos da Pureza”, escreveu: (Séc. XIV) Reafirmação do mobilismo 17 séculos, depois de Eratóstenes, Leonardo da Vinci (1452-1519) fez a mesma observação. Conchas de moluscos marinhos no alto de algumas montanhas. (Séc. XV) Reafirmação do mobilismo .Sensível à configuração do traçado das linhas de costa de África e da América do Sul, aparentando contornos justaponíveis, o geógrafo e cartógrafo flamengo Abraham Ortels (1527-1598) sugeriu que os continentes americanos se tinham desligado e afastado da África e da Europa. em consequência de eventos, à escala global, que imaginou catastróficos, mas cuja força motriz não soube explicar. 1ª grande contribuição (Séc. XVI) Para René Descartes (1596-1650), o globo terrestre, arrefecido exteriormente, começara por ser liso em superfície. Segundo ele, a formação das montanhas resultara do arrefecimento do planeta e consequente redução do seu volume, uma ideia conhecida por Teoria da Contracção. A aproximação de dois ou mais pontos da superfície, criariam as forças tangenciais de compressão necessárias ao enrugamento e, consequentemente, à formação das montanhas. Esta teoria era ainda aceite sem contestação pela generalidade dos geólogos de finais do século XIX e começos do XX. (Séc. XVII) Décadas mais tarde, o vulcanista veneziano Anton Lazzaro Moro (1687-1764), defendia que as montanhas se teriam elevado acima do oceano primordial pela força do vulcanismo que considerava alimentado pelo fogo central. (Séc. XVIII) Na Rússia, o cientista Vasilyevich Lomonosov (1711-1765), avançou e deu relevo a ideias afins das de Abraham Ortels, numa caminhada que ia acrescentando força à concepção que viria fazer a glória de Wegener, dois séculos mais tarde. Ao admitir que os icebergs do oceano meridional implicavam a existência de uma massa continental coberta de gelo na região polar do Sul, este notável académico previu a existência da Antárctida. (Séc. XVIII) George-Louis Leclerc (1707-1788), mais conhecido por Buffon, propôs que se observasse e estudasse o fundo do mar actual para que se descobrisse o passado geológico. Esta visão é uma notável antecipação da ideia da geologia marinha, que conduziu à moderníssima concepção da geologia à escala global, bem explanada na Teoria da Tectónica de Placas. (Séc. XVIII) O alemão Friedrich von Humboldt (1769-1859) interessou-se pelos vulcões da margem ocidental das Américas, tendo sido sensível ao seu alinhamento nesta directriz dos dois continentes. Procurou explicar esse facto pela existência de uma vasta fissura da crosta ao longo dessa margem. (Séc. XIX) Antecipa concepções desenvolvidas, mais tarde, por Kiyoo Wadati (1902-1995) e Hugo Benioff (1899-1968), conducentes à descoberta das zonas de subducção. O geólogo e geógrafo francês Antoine Snider-Pellegrini (1802-1885) defendeu a fragmentação de uma grande massa continental e o afastamento (deriva) dos continentes de um e outro lado do Atlântico, inspirado na correspondência do traçado das respectivas costas, sugerida, três séculos antes, por Abraham Ortels, e na ocorrência de fósseis idênticos nesses continentes. Segundo ele, todas as terras tinham estado unidas num único continente (a que Wegener viria a chamar Pangea), ao longo do qual se instalou uma enormíssima fenda que o rompeu de Norte a Sul e que separou o Novo e o Velho Mundos. Segundo ele, todas as terras tinham estado unidas num único continente (a que Wegener viria a chamar Pangea), ao longo do qual se instalou uma enormíssima fenda que o rompeu de Norte a Sul e que separou o Novo e o Velho Mundos. . (Séc. XIX) A ideia da deriva tinha, contudo, um travão poderoso, contido na visão solidista do matemático e físico francês, Siméon Denis Poisson (1781-1840) que, sem negar uma possível fase inicial do planeta em estado de fusão, defendia que a Terra se comportava como um corpo já arrefecido e, portanto, rígido, na sua totalidade. Lembrado como um destacado solidista, Poisson opunha-se às ideias fluidistas, numa visão coincidente com a do matemático e filósofo alemão Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), na centúria anterior, visão na qual se destacou, mais tarde, Lord Kelvin (1824-1907), o conhecido físico inglês, também lembrado como um acérrimo solidista. O geólogo americano James Hall (1818-1898) estudou em pormenor a sequência estratigráfica do sector norte dos Montes Apalaches o que lhe permitiu, nos anos de 1850, reconstituir a paleogeografia daquela região durante grande parte dos tempos paleozóicos. Concluiu que, durante aquele intervalo de tempo, as camadas sedimentares se tinham depositado numa vasta depressão muito alongada como um imenso sulco. Segundo Hall, à medida que esta depressão se ia afundando lentamente, os sedimentos iam-se acumulando, atingindo espessuras de milhares de metros, ao longo de muitas dezenasde milhões de anos. Mais tarde, sujeita a compressões laterais, que não soube explicar, esta acumulação de sedimentos sofreu violentas deformações, de que resultam os enrugamentos que elevaram os ditos Montes Apalaches. (Séc. XIX) Montes Apalaches Continuação, na América, da Orogenia Varisca. O geólogo americano James Dwight Dana (1813- 1895), confirmou a interpretação de Hall e criou, em 1873, o conceito de geossinclinal. Para ele, o período de sedimentação numa depressão como esta, concebido como muito longo (centenas de Ma), termina sempre por uma orogenia (dezenas de Ma). geossinclinal (Séc. XIX) Em 1900, o geólogo e paleontólogo francês, Gustave-Émile Haug (1861-1927), trouxe para a Europa o interesse pelos geossinclinais. (Séc. XIX) Em 1853, o francês Jean-Baptiste Élie de Beaumont (1798-1874) retomou e deu força às ideias de Descartes (Teoria da Contracção). (Séc. XIX) Eduard Suess (1831-1914), geólogo austríaco, levantou o problema da mobilidade dos blocos continentais, com base no estudo de Glossopteris, planta que viveu há cerca de 300 milhões de anos, na América do Sul, na África, na Índia e da Antárctida. 3ª grande contribuição (Séc. XIX) Segundo Suess, estes territórios do Sul estiveram unidos num único supercontinente, a que deu o nome de Gonduana, em referência à região do mesmo nome, na Índia, onde Glossopteris foi encontrada pela primeira vez. Gonduana Suess reflectiu sobre a relação entre a África e a Europa e admitiu, e bem, que as camadas de rochas que constituem a Cadeia Alpina se tinham formado no fundo de um oceano, a que deu o nome de Thetys, e que os Mares Mediterrâneo, Negro e Cáspio são o que resta desse oceano a caminho do seu fecho. Thetys Thetys Placa africana Placa euro-asiática Thetys Em Inglaterra, o eclesiástico Osmond Fisher (1817-1914) ficou na história da ciência mobilista as ao conceber, em1881, as correntes de convecção três décadas antes das translações continentais, de Alfred Wegener (1915) e oito décadas antes da expansão dos fundos oceânicos, de Harry Hess (1962). 4ª grande contribuição (Séc. XIX) Essas correntes eram ascendentes sob os oceanos e descendentes sob os continentes, numa notável antecipação à Teoria da Tectónica de Placas. oceano c o n tin e n te As correntes de convecção térmica, apontadas como principais responsáveis pela tectónica de placas, são hoje motivo de intensa discussão entre os geocientistas. A conjugação destas correntes com a existência, cada vez mais comprovada, de plumas mantélicas, originárias da fronteira manto/núcleo e geradoras, à superfície, dos chamados “pontos quentes, está na agenda do dia destes especialistas. Segundo Fisher, alguns continentes ter-se-iam contraído, formando montanhas nas suas margens. Os primeiros, como defensores do estado arrefecido e solidificado do interior da Terra; os segundos, como acérrimos seguidores de uma doutrina filosófica de base aristotélica, que sustentava que os continentes se teriam mantido, desde sempre, estáveis e fixos nas posições que hoje ocupam. Não obstante os argumentos científicos do seu autor, em grande parte válidos, esta visão de Fisher foi ostensivamente rejeitada e, até, ridicularizada por solidistas e fixistas. Um conceito fundamental à moderna visão tectónica de placas é o de astenosfera, introduzido pelo geólogo americano Joseph Barrell (1869-1919) e definida como uma camada menos rígida, do manto superior, mantida num estado de plasticidade. 5ª grande contribuição (Séc. XIX) PORRA A astenosfera alimenta e promove parte importante do vulcanismo, permite a mobilidade das placas litosféricas, os reajustamentos isostáticos e toda a série de processos geodinâmicos daí decorrentes. Barrell desenvolveu ainda o conceito de litosfera, formada pela crosta e pela parte superior, rígida, do manto. É com Alfred Wegener (1880- 1930), meteorologista alemão, que surge, em 1912, a Teoria das Translações Continentais. 6ª grande contribuição (Séc. XIX) Conhecedor das ideias de Ortels e Snider-Pellegrini - as costas de África e da América do Sul uniam-se como num puzzle - Wegener reuniu elementos científicos que demostravam este encaixe. Era o mobilismo a anunciar o fim do fixismo. Em 1911, Wegener deparou com um artigo científico, no qual se afirmava que fósseis de antigos animais (Cynognatus e Lystrosaurus, répteis mamalianos do Triásico, e Mesosaurus, do Pérmico), e de plantas, como Glossopteris, do Pérmico, haviam sido encontrados em lados opostos do Atlântico. Wegener teve o mérito de a ter concebido e divulgado como tal, no seio de uma comunidade científica ortodoxa, marcada pelas ideias fixistas. Estimulado por este facto, iniciou uma série de estudos que conduziram à teoria que o celebrizou. Cynognatus Lystrosaurus Mesosaurus Glossopteris Fósseis de Cynognatus e Lystrosaurus, do Triásico, Mesosaurus, do Pérmico e de Glossopteris, da mesma idade, foram, ainda, encontrados nos continentes…. Para ser aceite como uma teoria, a ideia da deriva dos continentes necessitava de um conjunto suficiente de provas que a suportassem. Wegener descobriu então, entre outros argumentos geológicos, que antigos terrenos de África tinham continuidade na América do Sul. Wegener tomou ainda conhecimento de fósseis de plantas inequivocamente tropicais (fetos arbóreos) recolhidos em terrenos hoje sob climas frios, com é a ilha de Spitzberg, no Árctico. Vestígios de antigos glaciares na África do Sul, América do Sul, Madagáscar, Índia e Austrália, levaram-no a admitir que, no passado, essas regiões teriam ocupado uma posição próxima do Pólo Sul. Wegener defendia então que, há cerca de 300 milhões de anos, os continentes teriam estado unidos num único supercontinente, a que deu o nome de Pangea, rodeado pelo também único oceano, que referiu por Pantalassa. PANTALASSA mas foi o primeiro a reunir os dados científicos disponíveis e, com eles, elaborar uma hipótese com o potencial de uma teoria, utilizando argumentos geográficos, geológicos, paleontológicos e paleoclimáticos.. É certo que Wegener não foi o primeiro cientista a sugerir que os continentes estiveram ligados no passado e que, depois, se afastaram entre si, Incapaz de explicar as forças motoras da translação de tão grandes massas continentais, a concepção wegeneriana não resistiu às ideias fixistas e às objecções da comunidade científica da época, em especial, a norte-americana, ficando esquecida por cerca de meio século. Um dos primeiros apoiantes da teoria de Alfred Wegener, foi Émile Argand (1879-1940). professor de Geologia na Universidade de Neuchatel e especialista em tectónica das regiões montanhosas. Na continuação do pensamento de Suess, este suíço admitia que a colisão continental era a que melhor explicava a formação dos Alpes, ideia que extrapolou para o continente asiático. (Séc. XX) colisão continental Um outro apoiante da deriva dos continentes foi o geólogo sul-africano Alexander du Toit (1878-1948), que estudou a estratigrafia e a geocronologia dos terrenos da orla oriental da América do Sul e as da orla ocidental de África. Com base nesta sua pesquisa apoiou as ideias de Wegener. (Séc. XX) Partindo do conceito de Pangea, Alexander Du Toit propôs que este supercontinente se separou em duas grandes massas continentais, a Laurásia, a norte, e a Gondwana, a sul, separadas pelo Oceano de Thetys (nome da deusa grega das águas). Posteriormente estas duas massas ter-se-iam dividido em unidades menores e constituído os actuais continentes: América do Norte e Eurásia, a norte, e América do Sul, África, Índia, Austrália e Antárctida, a sul. Em 1931, propôs uma explicação dinâmica de vanguarda, muito próxima do modelo actualmenteaceite. Para Arthur Holmes (1890-1965) o vulcanismo não era suficiente para dissipar o calor interno da Terra, quer o remanescente da sua origem como planeta do sistema solar, quer o produzido pela desintegração de certos radionuclídeos, como o 235U, 238U, 232Th, 40K e outros. Deu ênfase às correntes de convecção térmica no manto terrestre, sugeridas por Fisher, em 1881, susceptíveis de mover a crosta à superfície, ideia que constituiu um dos pilares da tectónica de placas. 7ª grande contribuição (Séc. XX) Holmes supunha que este calor seria suficiente para criar as ditas correntes de convecção e que estas, muito lentas (na ordem de escassos cm/ano), teriam sido a causa da rotura ao nível dos continentes, separação dos blocos continentais de um e outro lado desse acidente e subsequente deriva. Físico de formação, Arthur Holmes trocou a física pela geologia, tendo sido professor desta disciplina na Universidade de Edimburgo. Retomando as ideias de Fisher, Holmes concebeu que os materiais do manto, sobreaquecidos, ascendem, migram horizontalmente e, por fim, voltam a mergulhar para o interior da Terra. Numa antecipação notável, Holmes imagina os riftes e as zonas de Benioff. Segundo ele, a referida rotura teria atingido a Pangeia e separado os continentes que hoje marginam, a Este e Oeste, o Oceano Atlântico. Esta sua outra contribuição para o progresso do conhecimento do tempo geológico em termos absolutos, foi o outro pilar que, como se verá, deu corpo à referida Teoria da Tectónica de Placas. Físico de formação, Holmes foi pioneiro da geocronologia isotópica e o primeiro responsável pela revisão e aperfeiçoamento da escala cronostratigráfica. Geocronologia isotópica Esta descoberta permitiu conceber o processo geodinâmico conhecido por subducção, uma porção da litosfera oceânica mergulha ao longo de um plano inclinado a que foi dado o nome de zona de Benioff-Wadati, uma das fronteiras de placas sobre as quais assenta a tectónica global. Em 1927, o sismólogo japonês Kivoo Wadati (1902-1995) demonstrou que muitos sismos ocorriam em locais bastante profundos da crosta terrestre. Mais tarde, na década de 1950, o sismógrafo norte-americano Hugo Benioff (1899-1968), verificou que esses locais se situavam quase sempre na vizinhança das fossas oceânicas. Verificou, ainda, que os focos desses sismos se aprofundavam à medida que se afastavam da fossa, no sentido do continente. (Séc. XX) 8ª grande contribuição Em 1939, o geofísico americano David Tressel Griggs (1911-1974) explicava a formação das montanhas (orogénese) pela existência de correntes de convecção do manto tal como as definira Arthur Holmes, oito anos antes.. Segundo ele, a convecção criava a bacia de sedimentação e a isóstase, ao elevar os sedimentos ali acumulados, gerava a correspondente cadeia montanhosa. A resposta às grandes interrogações dos geólogos dos séculos XVIII e XIX - a elevação de uma cadeia de montanhas - estava finalmente dada. (Séc. XX) 9ª grande contribuição Esta formulação de Griggs permitiu associar as dorsais oceânicas às directrizes coincidentes com faixas de encontro de correntes de convecção ascendentes, e as zonas de subducção, às faixas de encontro das correntes de convecção descendentes. Terminada a convecção, esta massa tenderia a elevar-se para alcançar o inevitável equilíbrio isostático, gerando a montanha. Griggs admitia que, numa faixa de convergência, no lado descendente deste tipo de correntes se formava uma depressão alongada que se enchia de sedimentos oriundos das terras emersas de ambos os lados e, portanto, menos densa (na ordem de 2,7) do que o substrato oceânico (com uma densidade na ordem de 2,9) em que se afundava. Nos anos de 50 do século passado o geólogo norte-americano Bruce Charles Heezen (1924-1977) cartografou o alinhamento de relevos submarinos constituinte da dorsal meso-atlântica, caracterizada por elevado fluxo térmico e actividade sísmica considerável. (Séc. XX) 10ª grande contribuição 1 2 3 4 Em 1953, oceanógrafo e geofísico Robert Sinclair Dietz (1914-1995), estudou a natureza do conjunto de relevos submarinos na vizinhança das ilhas havaianas, concluindo que estes montes vulcânicos se tinham deslocado, como que transportados num tapete rolante. (Séc. XX) 11ª grande contribuição Baseando-se nos seus estudos sobre arcos insulares, anomalias gravíticas no substrato marinho e nos trabalhos de Holmes, Griggs, Heezen, Dietz e outros, Hess formulou, em 1960, a sua hipótese de expansão dos fundos oceânicos. Esta sua formulação fez renascer a velha teoria das translações continentais de Alfred Wegener 12ª grande contribuição (Séc. XX) Hess confirmou que as cristas ou dorsais meso-oceânicas, percorridas longitudinalmente por um rifte com vulcanismo activo, correspondem à expressão superficial de correntes de convecção térmica do manto nos seus troços ascendentes. Postulou, ainda, que a crosta oceânica nasce aí por ascensão de material ígneo diferenciado do manto, que arrefece, solidifica e, a partir daí, cresce e alastra lateralmente, afastando, entre si, os continentes de um e de outro lado do oceano assim formado. Por fim, sugeriu que a velocidade de expansão dos fundos oceânicos, para um e outro lado do rifte, é da ordem de 1 cm por ano. Rifte na Islândia Entretanto, o canadiano Lawrence Whitaker Morley (1920-2013) propusera, de modo independente, uma explicação similar, em Janeiro de 1960, mas o seu trabalho foi rejeitado pelos periódicos científicos Nature e Journal of Geophysical Research, permanecendo por publicar até 1967, quando apareceu na revista literária Saturday Review. (Séc. XX) Frederick Vine (1939 -) Drummond Matthews (1931-1997) Em 1963 propuseram que as anomalias magnéticas referidas como positivas e negativas coincidem com as inversões de polaridade geomagnética que, periodicamente, tiveram lugar ao longo das últimas duas centenas de milhões de anos. 13ª grande contribuição(Séc. XX) Esta conclusão dos dois geofísicos britânicos constitui um dos suportes mais sólidos do alastramento dos fundos oceânicos, sendo uma das bases fundamentais da Teoria da Tectónica de Placas. Na mesma época, o geofísico inglês, Edward Crisp Bullard (1907-1980), usando técnicas de computação, tentou encaixar, como num puzzle, os contornos dos continentes. Em vez de usar as linhas de costa, como outros tinham feito, Bullard usou a isóbata dos 2000 metros. Obteve, assim, uma quase perfeita justaposição entre os ditos contornos o que confirmou as conclusões de Hess, Vine e Matthews. (Séc. XX) 14ª grande contribuição Em 1965, o geólogo e geofísico canadiano, John Tuzo Wilson (1908-1993), deu a conhecer o conceito de falha transformante. 15ª grande contribuição (Séc. XX) Anel de Fogo do Pacífico A rede mundial de sismos e vulcões e a definição das placas litosféricas Em sua homenagem foi dado o nome de “Ciclo de Wilson” ao ciclo geotectónico completo, no âmbito da teoria da tectónica da placas, de que também foi um dos autores. Continuando o trabalho de Dietz, Tuzo Wilson, em 1953, mostrou que o deslizamento das ilhas havaianas se faz sobre um hotspot (ponto quente) responsável pelo vulcanismo que as gerou. pontos quentes As idades absolutas das rochas dos fundos oceânicos, que são tanto mais antigas quanto mais afastadas se encontram do rifte, comprovou o alastramento dos ditos fundos. Um esquema síntese Um geopoema em 1979 34 anos depois, João Duarte e a sua equipa, juntamente com António Ribeiro, Pedro Terrinha, Filipe Rosas e Marc-André Gutcher dão conta da recente descoberta, ao largo da costa de Portugal, de uma possível zona de subducção nas suas primeiríssimas fases de formação. Tal significa que, daqui a uns 200 milhões de anos, o Oceano Atlânticopoderá vir a desaparecer e que as massas continentais da Eurásia e da Laurência se voltarão a juntar num novo supercontinente. No artigo que publicaram, online, na revista Geology, em 2013, são revelados os primeiros indícios de transformação da margem sudoeste ibérica (uma margem passiva, do tipo atlântico) numa margem activa, do tipo pacífico. Agradeço ao Prof. Rui Dias, da Universidade de Évora, meu brilhante ex-aluno, a revisão crítica deste documento de ensino.
Compartilhar