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Curso de OCEANOGRAFIA GERAL MÓDULO II Atenção: O material deste módulo está disponível apenas como parâmetro de estudos para este Programa de Educação Continuada, é proibida qualquer forma de comercialização do mesmo. Os créditos do conteúdo aqui contido são dados a seus respectivos autores descritos na Bibliografia Consultada. 1 2 37 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores MÓDULO II APRESENTAÇÃO Este módulo irá abordar os aspectos gerais da OCEANOGRAFIA GEOLÓGICA. De forma geral a oceanografia geológica é o ramo da oceanografia que se vale da geologia para estudar os processos geológicos que se dão no oceano e ambientes transicionais. Estuda tópicos como: gênese dos oceanos, sedimentação marinha, geomorfologia, formação de feições geológicas, entre outros. 1 2 38 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores SUMÁRIO 1 Generalidades sobre nosso planeta 2 Origem e evolução da atmosfera e dos oceanos 3 Estrutura interna da Terra 3.1 Crosta terrestre 3.2 Crosta continental 3.3 Crosta oceânica 4 Tectônica Global 4.1 Placas tectônicas 5 Morfologia dos oceanos 5.1 Margens continentais 5.1.1 Margens passivas 5.1.2 Margens ativas 5.2 Bacias oceânicas 5.2.1 Cordilheira Meso-oceânica ou Dorsal Oceânica 6 Sedimentação marinha 7 Bibliografia Consultada, dicas e links interessantes. 1 2 39 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores OCEANOGRAFIA GEOLÓGICA 1 Generalidades sobre nosso planeta A Terra é o terceiro planeta do sistema solar com aproximadamente 6.370 km de raio. Massa de 1020 toneladas e idade estimada em cerca de 4,5 bilhões de anos. O Planeta é composto por várias camadas que se dispõe em função das suas densidades desde a Ionosfera, composta por gases rarefeitos e partículas livres, até o seu Núcleo Interno, composto por metais em estado sólido. Entre estes extremos encontram-se outras quatro camadas com diferentes composições: a Atmosfera (gasosa), a Hidrofesfera (líquida), a Litosfera (sólida) e o Manto (viscoso). O oceano pode ser definido como um grande corpo de água salgada que ocupa as depressões da superfície terrestre. Mais de 97% da água superficial ou subsuperficial encontra-se no oceano. O volume total dos oceanos é 11 vezes maior do que o volume das massas continentais acima do nível médio do mar. A média das altitudes das terras emersas é de apenas 840m, enquanto a média das profundidades do oceano é de 3.796m. Confira a tabela abaixo com informações gerais (Tabela 1), e a Tabela 2 com os pontos extremos do nosso planeta. Tabela 1: Informações gerais. Superfície do oceano 361 x 106 km2 Volume do oceano 1,37 X 109 km3 Profundidade média do oceano 3.796 m Profundidade máxima 11.022 m (Fossa das Marianas) Maior montanha mundial 8,844 m (Monte Everest) Cota média da Terra 2.686 m Temperatura média do oceano 3,9ºC 1 2 40 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Tabela 2: Conheça os extremos da Terra: A superfície do hemisfério Norte é constituída por 60,7% de oceano e 39,3% de áreas emersas; no hemisfério Sul essas percentagens são respectivamente de 80,9% e 19,1%. A tabela abaixo mostra a distribuição da água no nosso planeta (Tabela 3): Tabela 3: Distribuição de água na Terra. Reservatório Porcentagem do Total (%) Oceanos 97,96 Calota e Gelo Polar 1,64 Água Subterrânea 0,36 Rio e Lagos 0,04 Atmosfera 0,001 Continente Maior altitude Ásia Monte Everest (8.844 m) América do Sul Aconcágua (6.962 m) América do Norte Monte McKinley (6.194 m) África Kilimanjaro (5.895 m) Europa Monte Elbrus (5.642 m) Antártida Maciço Vinson (4.892 m) Oceania Monte Kosciuszko (2.228 m) ou Pirâmide Carstensz (4.884 m) Oceano Profundida de Oceano Pacífico 11.022 m Oceano Atlântico 8.648 m Oceano Índico 7.725 m Oceano Antártico 7.235 m Oceano Ártico 5,450 m Mar Mediterrâneo 5.121 m 1 2 41 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Fonte: www.pmmsama.sp.gov.br 2 Origem e evolução da atmosfera e dos oceanos Muitas teorias foram propostas para a formação do sistema solar. A Teoria da Acresção, proposta por Laplace (1786) que, de forma geral, afirmava que existia uma nuvem de gás e poeira e esta nuvem aos poucos agregou mais gás e poeira em um determinado ponto o qual veio formar o Sol, posteriormente os planetas formaram-se da mesma matéria interestelar. Atualmente esta teoria foi reformulada para poder adaptar os dados observacionais que balizam a idéia que os planetas e o Sol têm origem da mesma matéria interestelar. Para isto atestam suas abundâncias relativas de deutério, hidrogênio, lítio, silício e ferro. Elas são iguais nos planetas e no meio interestelar. A simultaneidade das idades do Sol e dos planetas é comprovada através da análise radioativa das rochas terrestres e da composição química atual do Sol. Após a fase de acresção na qual se formou o corpo que viria a ser a Terra, a temperatura era muito elevada tanto devido à energia liberada pelo intenso bombardeio da matéria em acresção quanto pela energia radioativa. O nosso planeta nada mais era que uma massa incandescente, nesse momento os 1 2 42 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores elementos químicos mais densos afundaram sendo que hoje fazem parte da composição do núcleo e do manto enquanto os menos densos como os silicatos vieram a formar a crosta. A formação da atmosfera é um dos pontos mais importantes para o entendimento do surgimento da vida. A atmosfera terrestre parece ter tido 3 momentos diferentes; o primeiro deles se refere à camada gasosa que se formou durante a acresção, esta atmosfera primitiva devia ser formada basicamente dos gases capturados na nebulosa solar primitiva, contudo devia ser constituída de gases leves que foram facilmente arrastados pelo intenso vento solar, em um segundo momento após a Terra ter se resfriado o suficiente, a emissão de gás das rochas e a intensa atividade vulcânica originou a proto-atmosfera. Esta atmosfera primordial era muito diferente da atual e era basicamente formada por metano (CH4), amônia (NH3), dióxido de carbono (CO2) e vapor de água. A 3,5 bilhões de anos (idade da rocha mais antiga encontrada na Terra) esta mistura foi gradualmente mudando para a atmosfera atual. Hoje na atmosfera predomina nitrogênio (N) e oxigênio (O2). Esta mudança foi ocasionada principalmente pelas trocas químicas e ação da fotossíntese. Confira no quadro abaixo a composição atual da atmosfera ( Tabela 4): Tabela 4: Composição atual daatmosfera. Principais elementos (%) Nitrogênio 78,084 Oxigênio 20,946 Argônio 0,934 Dióxido de carbono 0,038 Vapor de água 1 Outros 0,002 A teoria mais aceita sobre a origem dos oceanos é que a emissão de gás das rochas na formação do planeta liberou gases suficientes para o surgimento de um efeito estufa, parte destes gases era vapor d’água que se condensava a partir de certa altitude e voltava a cair sobre a superfície como chuva, no entanto o calor extremo do solo ainda semiliquefeito fazia com que a água evaporasse antes mesmo 1 2 43 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores de tocá-lo. Este vapor voltava a condensar-se e se precipitava na forma de verdadeiros “dilúvios”, este processo intermitente durou aproximadamente 100 milhões de anos. Neste período de tempo a constante precipitação e evaporação da água auxiliaram o abaixamento da temperatura superficial. No momento em que a temperatura do solo atingiu um ponto abaixo do ponto de ebulição da água esta pôde começar a se acumular nos pontos mais baixos da superfície do globo vindo a formar o primeiro grande oceano de nosso planeta. Foi calculada para o Oceano Atlântico uma idade de 76 milhões de anos para a crosta oceânica e no Pacífico, uma idade de 150 milhões de anos (KENNET, 1982). A rocha constituinte da crosta continental mais antiga tem a idade de 3,5 bilhões de anos o que dá indícios da existência de um sistema global de rejuvenescimento e destruição da crosta oceânica. Este processo não existe para a crosta continental que estaria a salvo de um possível processo de consumo devido à suas baixas densidades e estariam sempre à cima das rochas oceânicas evitando as subducções. 3 Estrutura interna da Terra A Terra é composta por três camadas concêntricas principais: 1) crosta (continental e oceânica); 2) manto (superior e inferior) e; 3) núcleo (externo e interno). Estas camadas representam, respectivamente, 0,4%, 67,2% e 32,4% da massa do planeta (Figura 1). O limite entre estas camadas é definido indiretamente através de Sismologia, por limites onde ocorrem mudanças na composição química e/ou no estado físico dos materiais, ou seja, altera a velocidade de propagação das ondas sísmicas. É importante destacar que o furo de sondagem mais profundo feito até hoje atingiu apenas 12 km (em Kola, Rússia). 1 2 44 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 1: Representação da estrutura interna da Terra. Fonte: http://br.geocities.com/sousaraujo/litosfera002.jpg. Abaixo da crosta terrestre encontra-se o manto superior, rígido, solidificado, basáltico e fundido com a crosta. Abaixo do manto superior ocorre a descontinuidade de Mohorovicic (Moho), onde ocorre uma mudança na composição química e na velocidade de propagação das ondas sísmicas. Esta porção formada por crosta terrestre, manto superior e descontinuidade de Moho é conhecida como litosfera e ocorre numa profundidade média de 50 km abaixo dos continentes e de 8 km abaixo dos oceanos. Abaixo da litosfera encontra-se a região do manto em estado parcialmente fundido, que é conhecida como astenosfera. Portanto, o manto tem duas regiões principais: manto superior (onde estão à litosfera e a astenosfera), e o manto inferior. Todo o manto possui aproximadamente 2.800 km de profundidade e densidade média de 4,5 g/cm3. A delimitação entre o manto e o núcleo é definida pela descontinuidade de Gutemberg. A região do núcleo externo possui 2.300 km de profundidade, constituída principalmente por ferro e enxofre, com densidade média de 11,8 g/cm3, nessa região origina-se o campo magnético da Terra. A porção central do nosso planeta ocorre o núcleo interno, com 1.140 km de espessura, densidade de 17 g/cm3, constituído por uma mistura de ferro e níquel (Figura 2). A seguir a crosta terrestre será abordada detalhadamente. 1 2 45 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 2: Representação da estrutura interna da Terra em camadas concêntricas. (Fonte: Decifrando a Terra / Teixeira, Toledo, Fairchild e Taioli - São Paulo: Oficina de Textos, 2000). 3.1 Crosta terrestre A crosta terrestre é a camada mais externa da Terra, sendo dividida em crosta continental e crosta oceânica. É menos densa que o material do manto e assim "flutua" sobre este. A espessura média da crosta é de 20 km, porém não é constante. 3.2 Crosta continental A crosta continental tem espessura entre 30-50 km, podendo alcançar 65 km sob cadeias de montanhas, sendo formada principalmente por rochas graníticas, com alta quantidade de Silício e Alumínio (SIAL); quartzo e feldspato. Possui densidade média de 2,8 g por centímetro cúbico e concentra os chamados elementos leves. As estimativas indicam que a idade da sua formação foi a 4,5 bilhões de anos. 1 2 46 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 3.3 Crosta oceânica A crosta oceânica é muito mais delgada do que a crosta continental, com espessura variando entre 5 a 8 km, porém é mais densa (3 g/cm3). É composta principalmente por rochas basálticas, formadas por Silício e Magnésio (SIMA) jovens (mais recentes que 180 milhões de anos). A formação da crosta oceânica provavelmente ocorreu a 4,5 bilhões de anos, concomitantemente com o resfriamento do planeta (tópico 3.2 – origem e evolução da atmosfera e dos oceanos). Porém devido aos processos de subducção, as porções mais antigas da crosta oceânica são consumidas e reincorporadas ao manto, nos limites convergentes (este assunto será abordado posteriormente no tópico “Tectônica Global”). As porções mais antigas da crosta oceânica estão preservadas nos continentes, como cinturões de rochas verdes (greenstone belts) e em ofiolitos. O assoalho oceânico forma-se nas regiões chamadas de limites divergentes de placas litosféricas, na região das cordilheiras meso-oceânicas, onde o magma ascende do manto criando o novo assoalho oceânico. 4 Tectônica Global A deriva continental e a tectônica de placas são as duas principais teorias em geociências que, no século passado, revolucionara o conhecimento sobre os processos geológicos atuantes no nosso planeta. A Terra é um planeta dinâmico, atualmente acreditamos que a litosfera terrestre é fragmentada em cerca de uma dúzia de placas, que se movem devido ao calor no interior da Terra (correntes de convecção). O nascimento da teoria da Tectônica de Placas ocorreu em 1620, quando o filósofo inglês, Francis Bacon, percebeu o perfeito encaixe entre as linhas de costa atlântica da América do Sul e da África, levantando a hipótese de que estes continentes estiveram unidos no passado. Porém esta teoria foi cientificamente embasada mais tarde, apenas no início do século XX, quando o visionário 1 2 47 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores explorador alemão Alfredo Wegener forneceu bons argumentos para sustentar a teoria. Wegener sugeriu que há certo tempo não havia o oceano Atlântico, e que as Américas estavam unidas com a Europa, Ásia,África, Austrália e Antártica em um grande continente. Esse supercontinente de 225 milhões de anos foi denominado de Pangea (Pan = todo; Gea = Terra), e esta teoria passou a ser conhecida como Deriva Continental. Poucas idéias no mundo científico foram tão fantásticas e revolucionárias quanto essa. As principais evidências apontadas por Weger para comprovar os movimentos horizontais entre os continentes foram: - coincidência entre as linhas de costas dos atuais continentes (encaixe perfeito), - presença de fósseis em regiões da África e do Brasil, - evidências de glaciação, há aproximadamente 300 Ma, na região Sudeste do Brasil, Sul da África, Índia, Oeste da Austrália e Antártica. Em 1915, Wegener reuniu todas as evidências em um livro denominado “A origem dos Continentes e Oceanos”. Porém sua teoria não foi aceita pela comunidade científica, pois uma questão não podia ser explicada: “Qual seria a força que movia os imensos blocos continentais?”. Novas evidências surgiram após a Segunda Guerra Mundial, com o desenvolvimento de modernos equipamentos, como os sonares, que permitiam traçar mapas detalhados do fundo oceânico. Foram descobertas as cordilheiras mesoceânicas (cadeias de montanhas), fendas e fossas profundas, mostrando um ambiente muito mais ativo do que até então se acreditava. Outra importante descoberta foi através do campo magnético do paleomagnetismo, que é o estudo das propriedades magnéticas das rochas antigas. Como as rochas orientam-se segundo o campo magnético da Terra, através desta técnica é possível datar o período de formação das mesmas. Comprovou-se que as rochas existentes no fundo das bacias oceânicas apresentam idades gradativamente maiores na medida em que se situam mais afastadas do centro de geração, ou seja, do eixo da cordilheira. O campo magnético da Terra já teve sua polaridade invertida pelo menos 170 vezes nos últimos 100 milhões de anos, a última inversão ocorreu há cerca de 700 mil anos. 1 2 48 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Em 1960 foi postulado por Harry Hess da Universidade de Princeton (EUA) o conceito de expansão do assoalho oceânico. Ele propôs que na astenosfera há correntes quentes de material fundido, devido à radioatividade natural do interior do planeta. Quando estas correntes ascendem, pois se tornam menos densas devido à temperatura, e atingem a litosfera deslocam-se até resfriarem-se e retornar ao interior da Terra, este movimento é chamado de “correntes ou células de convecção”. A teoria estava completa, agora se conhecia de onde vem a força que move as grandes massas continentais. Em determinadas ocasiões o magma que ascende atravessa a crosta oceânica e é expelido ao invés de retornar ao centro da Terra, formando montanhas e vulcões submarinos. Quando não é expelido o material empurra lateralmente a crosta para fora das fendas, desta forma ocorre a expansão do assoalho oceânico, na forma de crosta oceânica basáltica. Este processo ocorre nos chamados limites divergentes, que estão localizados nas cordilheiras mesoceânicas (Figura 3). Portanto os continentes viajariam como passageiros, fixos em uma placa, como se estivessem em uma esteira rolante. Desta forma a América do Norte e Europa gradualmente se separaram dando lugar ao fundo submarino do Atlântico Norte e de modo similar o mesmo processo aconteceria em todos os oceanos. 1 2 49 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 3: Representação do processo de expansão do fundo oceânico que ocorre nas cordilheiras meso-oceânicas. Idades em milhões de anos (mya). Fonte: KENNET, J. 1982. Surge então uma nova questão: como uma nova crosta é continuamente produzida e o tamanho do planeta não se altera? Bem a explicação para este fato é que existem regiões onde as antigas crostas são destruídas, nos chamados limites convergentes (zonas de subducção), localizados nas fossas submarinas. Nestas regiões a crosta oceânica mais densa mergulha para o interior da Terra, até sofrer as condições de pressão e temperatura suficientes para sofrer fusão e ser incorporada novamente ao manto (Figura 4). 1 2 50 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 4: Representação das correntes de convecção, assim como a região de formação da crosta oceânica (zona de divergência) e de destruição (zona de subducção). Fonte: http://www.geocities.com/swain_pt/vulcoes.htm. 4.1 Placas tectônicas A litosfera é composta por sete grandes placas: do Pacífico, Euro-Ásia, Africana, Indo-australiana, Norte e Sul Americana e Antártica. Além destas possui placas menores, como a de Cocos, Caribenha e de Nazca. São três os tipos de limites entre as placas tectônicas: (a) limites divergentes: marcados pelas dorsais meso-oceânicas, onde as placas tectônicas afastam-se umas das outras, com a formação de nova crosta oceânica; (b) limites convergentes: onde as placas tectônicas colidem, com a mais densa mergulhando sob a outra, gerando uma zona de intenso magmatismo a partir de processos de fusão parcial da crosta que mergulhou, nesses limites ocorrem fossas e províncias vulcânicas; (c) limites conservativos: onde as placas tectônicas deslizam lateralmente uma em relação à outra, sem destruição ou geração de crostas, ao longo de fraturas denominadas Falhas Transformantes. A Figura 5 apresenta a distribuição geográfica das placas tectônicas da Terra. 1 2 51 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 5: Placas tectônicas. Fonte: http://www.escolavesper.com.br/placas_tectonicas.htm Cada uma destas placas tectônicas move-se em diferentes direções e, assim, as fronteiras das placas são locais de atividades tectônicas, onde ocorrem terremotos, vulcanismo e crescimento de montanhas. 5 Morfologia dos oceanos Os oceanos podem ser didaticamente divididos em cinco: Oceano Atlântico, Oceano Pacífico, Oceano Índico, Oceano Glacial Ártico e Oceano Glacial Antártico. Estima-se que os oceanos recobrem aproximadamente 71% da superfície terrestre, sendo que o Oceano Pacífico constitui o maior corpo aquoso, com área aproximada de 180 milhões de km2, ou seja, 53 % da área oceânica, seguido pelo Oceano Índico (24% em área) e o Atlântico, com cerca de 23% da área total. O relevo dos oceanos pode ser dividido em três províncias fisiográficas principais: (1) margens continentais; (2) bacias oceânicas; (3) cordilheiras mesoceânicas. 1 2 52 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 5.1 Margens continentais As margens continentais representam a zona de transição entre os continentes e as bacias oceânicas, são consideradas como constituintes dos continentes, muito embora se situem abaixo do nível do mar. Estas feições representam 20% da área total ocupada pelos oceanos. As margens continentais são agrupadas em dois tipos principais: (1) margens passivas (tipo Atlântico) e; (2) margens ativas (tipo Pacífica). 5.1.1 Margens passivas As margens continentais passivas sãomais largas, típicas de regiões tectonicamente menos ativas, que se formaram quando os continentes se separaram (“rifteamento”) formando o novo assoalho oceânico. As margens leste da América do Norte e da América do Sul, assim como leste e oeste da África, são exemplos típicos de margens passivas. As margens passivas apresentam três províncias fisiográficas distintas, definidas principalmente por variações de profundidade (gradiente batimétrico): (a) plataforma continental; (b) talude continental; (c) sopé ou elevação continental. a) Plataforma continental: representa uma extensão submersa dos continentes, com gradientes suaves, em média de 1:1. 000 (ou seja, a cada 1.000 metros horizontais a profundidade aumenta 1 metro). A plataforma continental estende-se da linha de costa até a região denominada de “quebra da plataforma continental” localizada em média à profundidades de 130 metros, onde a declividade aumenta substancialmente. A área das plataformas continentais representa 7,5% do total da área oceânica, apresentam larguras variáveis, sendo a média de 78 km. No Brasil, a maior largura da plataforma continental ocorre na foz do rio Amazonas (AM), com cerca de 330 km. Já em Salvador (Ba), a plataforma 1 2 53 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores continental possui apenas 8 km de extensão. A localização da quebra da plataforma continental (ou borda da plataforma) varia sua profundidade entre 40 metros na região de Natal (RN), atingindo 180 metros ao sul da cidade de Santos (SP) e próximo à cidade de Tramandaí (SC). As plataformas continentais são ambientes muito produtivos, principalmente pela baixa profundidade e por estarem localizadas próximas aos continentes recebem o aporte das drenagens continentais. Para se ter idéia da importância destes ambientes, 90% da produção pesqueira mundial é de organismos capturados neste ambiente. b) Talude continental: o talude continental inicia a partir da quebra da plataforma continental marcada pela abrupta alteração da declividade, que passa de 1.1000 m (plataforma) para 1,40 m, até profundidades da ordem de 3.000 m. Os taludes correspondem a 5,6% da superfície da Terra, com larguras de 10 km até 200 km. Apresentam as maiores espessuras sedimentares, podendo ultrapassar 10 km de sedimentos. Com sedimentos mais finos que os da plataforma, compostos principalmente por materiais finos (lamas). As superfícies dos taludes não são planas e regulares como as da plataforma, e freqüentemente são cobertos por depressões e promontórios. São os locais de maior instabilidade do fundo devido aos gradientes íngremes. Os cânions submarinos são importantes feições que ocorrem nestes ambientes, e são caracterizados como vales profundos em forma de “V” ou “U” com paredes muito inclinadas, podendo atingir mais de 370 km de comprimento. A origem destas feições é associada a antigas drenagens continentais, que atualmente têm papel importante no transporte de sedimentos das regiões costeiras para as áreas profundas dos oceanos. O transporte de sedimento pode ocorrer através de diferentes mecanismos: correntes de turbidez ou de densidade, deslizamentos e desmoronamentos. Outras feições fisiográficas que são comuns nestes ambientes são platôs e terraços marginais. 1 2 54 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores No Brasil há grande abundância de cânions submarinos, embora geralmente pequenos, principalmente nas regiões nordeste e norte. Como exemplos de alguns cânios, podem ser citados: do Amazonas, do Gurupi e do Pará (região norte); de Natal, Oceânico de Alagoas, de São Francisco, de Salvador (região nordeste); de Cabo Frio, de Macaé, São Sebastião e São Paulo (região sudeste-sul). c) Sopé ou elevação continental: ocorrem na base dos taludes continentais, estende-se de profundidades entre 3.000-5.000 metros e apresenta declividades intermediárias entre as observadas nas plataformas e talude continental. É formado pelos sedimentos depositados na base do talude. No Brasil a maior largura do sopé continental ocorre na altura do banco de Abrolhos (ES) com 850 km. 5.1.2 Margens ativas As margens ativas ou do tipo Pacífico, localizam-se nas regiões de convergência das placas tectônicas, onde ocorre a subducção de uma placa sobre a outra gerando a formação de uma fossa oceânica. São margens normalmente mais estreitas, raramente ultrapassando 50 km, com menor cobertura sedimentar. Nestas regiões concentram-se as principais atividades vulcânicas e sísmicas da Terra. A Figura 6 apresenta a localização dos epicentros de terremotos na Terra, é possível perceber que a grande ocorrência de terremotos está localizada sobre os limites convergentes das placas. 1 2 55 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 6: Localização dos epicentros de Terremotos na Terra (pontos pretos). Fonte: NASA. Nas margens ativas não ocorre o sopé ou elevação continental. As feições fisiográficas que ocorrem são: plataforma continental, talude continental e fossas oceânicas. O talude continental, assim como a plataforma, também é estrito com gradientes que podem chegar a 1:20 nas fossas oceânicas. As margens ativas ocorrem em duas situações: (a) encontro de duas placas oceânicas, onde uma mergulha sob a outra; (b) encontro de uma placa continental com uma placa oceânica, onde a placa oceânica (mais densa) mergulha sob a continental. As fossas oceânicas são as feições mais profundas da Terra, com largura média de 100 km e estão associadas às margens ativas. As fossas mais profundas localizam-se no Pacífico Oeste, como a fossa das Marianas (10.915 m), fossa de Tonga (10.800 m), fossa das Fipilinas (10.055 m). No Pacífico Leste devido ao aporte sedimentar as fossas são menos profundas, como a fossa Peru-Chile (8.100 m) e a fossa da América Central (6.700 m). ATENÇÃO: No Brasil não ocorrem fossas oceânicas, pois se trata de uma margem passiva. 1 2 56 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 5.2 Bacias oceânicas As bacias oceânicas correspondem à porção do assoalho marinho que se estende do sopé continental até a cordilheira meso-oceânica. Nestas regiões ocorrem as planícies abissais, que são áreas extensas, de relevo relativamente plano, que ocorrem em profundidades entre 3.000 e 6.000 metros. As planícies abissais mais planas ocorrem no Atlântico e no Índico, devido ao maior aporte sedimentar. Já no Pacífico os sedimentos ficam retidos nas diversas fossas e não atinge as planícies abissais, resultando em um fundo mais irregular, com a presença de colinas e montes submarinos. Diversas feições ocorrem nas planícies abissais como: platôs submarinos, montes submarinos (ex: Havaí), elevações (Elevação de Rio Grande-RS), guyots, atóis. As partes emersas das irregularidades do relevo das planícies abissais constituem as ilhas oceânicas. 5.2.1 Cordilheira Meso-oceânica ou Dorsal Oceânica As Cordilheiras Oceânicas são feições longas e contínuas, fraturadas, com escarpamentos ladeados pelas planícies abissais. Esse sistema ocorre em todos os oceanos com uma extensão total superiora 70.000 km, em profundidades médias de 2.500 m, representando 33% da superfície dos oceanos. Normalmente as cordilheiras localizam-se na porção central dos oceanos com exceção da cordilheira do Pacífico Leste. As porções centrais das cordilheiras apresentam as porções de maior atividade tectônica dos fundos oceânicos atuais. Apresentam relevo extremamente irregular, a crista da cordilheira pode atingir até 3.000 metros acima do assoalho oceânico. No Oceano Atlântico a Cordilheira é denominada de Meso- Atlântica, e localiza-se na porção central (Figura 7). 1 2 57 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 7: Representação da estrutura interna da Terra. (Fonte: LEINZ & AMARAL, 1975). 6 Sedimentação marinha O fundo oceânico é coberto por uma camada de sedimentos que varia quanto à espessura desde poucos centímetros a até 4 km, dependendo da área ou das condições locais. As fontes dos sedimentos marinhos são diversas, mas podem ser agrupadas em duas amplas categorias: (a) sedimentos alóctones; (b) sedimentos autóctones. Os sedimentos alóctones, também chamados extra-baciais, provêem de áreas continentais adjacentes, que fornecem sedimentos de origem terrígena, nesta categoria estão incluídos os sedimentos cosmogênicos. Os sedimentos autóctones, também chamados intrabaciais, são originados na própria bacia de sedimentação, decorrentes de precipitações entre a água do mar e compostos químicos orgânicos e inorgânicos, envolvendo inclusive os sedimentos autígenos. a) Sedimentos alóctones São fragmentos ou partículas de distintos tamanhos, decorrentes de processos de intemperismo (desagregação mecânica e decomposição química) e erosão das rochas continentais. Estes fragmentos são transportados até o oceano 1 2 58 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores principalmente através de rios, e também pela ação eólica e glacial. Os sedimentos terrígenos podem ser orgânicos (remanescentes vegetais) ou inorgânicos (fragmentos de rochas, grãos minerais). Os constituintes mais comuns nos sedimentos terrígenos em geral são o quartzo e o feldspato, minerais mais comuns nas rochas terrestres. Os sedimentos terrígenos são depositados principalmente na margem continental, mas também formam boa parte do assoalho marinho. O tamanho dos grãos (granulometria) varia conforme a distância da fonte que o originou: próximo às regiões costeiras são mais grossos como areias, e quanto mais distantes mais finos como siltes e argilas, devido à competência do agente transportador. Os sedimentos podem ser transportados por tração (partículas maiores – grânulos e areia) ou por suspensão (partículas finas – silte e argila). A Tabela 5 apresenta as classes granulométricas da escala Wentworth. Tabela 5: Classes granulométricas segundo a escala Wentworth. Classe Diâmetro da partícula (milímetros) Matacão > 256 Calhau 256-64 Seixo 64-2 Grânulo 4-2 Areia 2-0, 062 Silte 0,062-0,004 Argila <0,004 1 2 59 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Os sedimentos cosmogênicos também estão incluídos nesta classe de sedimentos alóctones. Estes sedimentos têm nos micro-fragmentos de meteoritos seus principais componentes. A maioria penetra na atmosfera terrestre sendo posteriormente depositada tanto na superfície continental como dos oceanos. Porém estes sedimentos constituem uma porção muito reduzida em comparação com as demais fontes. b) Sedimentos autóctones Os sedimentos autóctones predominam nos assoalhos das bacias oceânicas, onde a contribuição terrígena é muito reduzida. Em ambientes rasos estes sedimentos são constituídos principalmente por fragmentos esqueletais, carapaças, ossículos de vários organismos, entre os quais se destacam os foraminíferos, briozoários, algas, esponjas, ouriços do mar, entre outros. Nestes ambientes rasos, após a morte dos organismos seus detritos irão formar cascalhos e areias biodetríticas nas margens continentais. Em ambiente de mar profundo os sedimentos biogênicos se acumulam como vasas carbonáticas e silicosas, através do lento processo de assentamento ao longo da coluna de água, caracterizando a sedimentação pelágica. As vasas são definidas como sedimentos de origem pelágica, que contém pelo menos 30% de material de origem orgânica. As vasas calcárias são principalmente originadas de foraminíferos (protozoários herbívoros ou omnívoros de águas quentes), mas também de cocolitoforídeos (protozoários flagelados) e pterópodos (moluscos). As vasas silicosas são principalmente provenientes da carapaça de diatomáceas e radiolários (algas e protozoários planctônicos, respectivamente). Os sedimentos denominados autígenos são formados no mesmo ambiente onde são encontrados, portanto também pertencem ao grupo dos autóctones. Podem ser formados por grande variedade de elementos, geralmente precipitados diretamente da água do mar. Como exemplos de sedimentos autígenos podem ser citados os mais conhecidos, que são os nódulos polimetálicos e as fosforitas. Estes dois recursos minerais foram descobertas na viagem do Challenger, em 1873. 1 2 60 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Atualmente, estes e outros recursos minerais de oceano profundo tem despertado o interesse econômico e estratégico de diversos países. A Figura 8 mostra a taxa de sedimentação nas bacias oceânicas, resultante em sua maioria da deposição de vazas. As maiores taxas observadas próximo às bordas continentais, na região das plataformas, deve-se ao suprimento sedimentar proveniente dos continentes. A maior parte do fundo oceânico é caracterizada por taxas de sedimentação inferiores 0,01 mm/ano, espessura correspondente a um grão de argila. 1 2 61 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Figura 8: Taxa de sedimentação nas bacias oceânicas. (Fonte: http://www.cpgg.ufba.br/%7Eglessa/geomar2/). A Tabela 6 apresenta, de forma geral, a porcentagem dos tipos sedimentares que recobrem as bacias oceânicas. Tabela 6: Distribuição geral (%) dos tipos sedimentares nas bacias oceânicas. Tipo sedimento O. Pacífico (%) O. Atlântico (%) O. Índico (%) Vasas foraminíferos 36 65 54 Vasas diatomáceas 10 7 20 Vasas radiolários 5 - 1 Argilas continentais 49 26 25 A seguir é feito um comparativo entre o Oceano Pacífico e o Oceano Atlântico: 1 2 62 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores O quadro a seguir ( Tabela 7) resume as categorias e as suas subdivisões conforme a classificação adotada pelo Projeto REMAC (Reconhecimento da Margem Continental Brasileira, 1979) para a região oceânica adjacente à Margem Continental Brasileira. Tabela 7: Categorias e subdivisões paraa região oceânica adjacente à Margem Continental Brasileira. (REMAC, 1979) 1 2 63 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores BIBLIOGRAFIA CONSULTADA: Dicas e links interessantes. As informações dos textos acima foram principalmente baseadas nos seguintes livros: BATISTA NETO, J.A.; PONZI, V.R.A. E SICHEL, S.E. 2004. Introdução à Geologia Marinha. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 279 p. 1 2 64 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M.; FAIRCHILD, T. R. & TAIOLI, F. Decifrando a Terra. 2001. Oficina de Textos, São Paulo. 558 p. SCHMIEGELOW, J. M. M. 2004. O Planeta Azul - Uma introdução às ciências marinhas. Ed. Interciência, Rio de Janeiro, 202p. KENNET, J. 1982. Marine Geology. Prentice-Hall, INC., Englewood Cliffs, N.J. 813p. LEINZ, V. & AMARAL, S. E., 1975. Geologia Geral. 6ª Ed. Companhia Editora Nacional, São Paulo. 360p. Informações mais detalhadas podem ser encontradas nos seguintes livros: SVERDRUP, H. U.; JOHNSON, M. W.; FLEMING, R. H. The Oceans (Cap. 20). SHEPARD, F. P. Submarine Geology (Caps.: 5, 8, 14, 16, 17). OTTMAN, F. Introduccion a la Geologia Marina y Litoral (Cap. 6). KUENEN, Ph. Marine Geology (Caps.: 4, 5, 6, 8). LISITZIN, A. Sedimentation in the World Ocean (todos os capítulos). KUKAL, Z. Geology of Recent Sediments (todos os capítulos). 1 2 65 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Links Interessantes: Um site (http://www.cpgg.ufba.br/%7Eglessa/geomar2/), criado pelo professor Guilherme Lessa da Universidade Federal da Bahia, traz informações interessantes. Viagens virtuais à Cadeia Meso Oceânica, veja detalhes das fontes hidrotermais: (http://www.oceanexplorer.noaa.gov/explorations/02fire/logs/magicmountain/welcom e.html). Imagens coloridas do relevo submarino - NOAA- http://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. Interessado em viajar pelo fundo do mar sem sair de casa? Confira o site: http://www.pmel.noaa.gov/vents/nemo/index.html. Um livro muito interessante, “This Dynamic Earth: the story of plate tectonics”, está disponível na internet (grátis!), confira no site: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/dynamic.html. O site (http://w3.ualg.pt/%7Ejdias/oceangeol/) da disciplina de Oceanografia Geológica, da Universidade do Algarve também trás informações adicionais. ----------------FIM DO MÓDULO II-----------------
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