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TECTÔNICA GLOBAL (Tekton = construtor em grego) Professos Estefan Monteiro da Fonseca DSc. • Geotectônica - Estuda a movimentação das placas litosféricas e a arquitetura da crosta terrestre; Tectônica global Tectônica global • Evolução da Geologia comparada a criação da teoria da RELATIVIDADE PARA A FÍSICA, ou a do DNA PARA A BIOLOGIA. • A unificação da teoria aconteceu a menos de 40 anos, mas sua filosofia já existe desde o século XX. • Placa na geologia = “laje” grande, rígida formada de rocha sólida. • Tectônica do grego = construir • Tectônica de Placas = superfície da Terra construída por placas. • A teoria é nova (década de 60). Revolucionou nosso conhecimento sobre a dinâmica do nosso planeta. Tectônica global 5 Tempo geológico •É o tempo que mede a idade da Terra. O tempo geológico é dividido em eras, que são subdivididas em períodos. Cada etapa desse tempo é marcado por acontecimentos que o caracterizam. 6 Escala Geológica - pré-cambriana – A primeira Era é a chamada Pré-cambriana, que se divide em três períodos: – Azóica: por volta de 4,5 bilhões de anos atrás, esse período é marcado pela não existência de vida, esse período durou bilhões de anos. – Arqueozóica e Proterozóica: nesse período passaram a surgir os seres unicelulares e invertebrados (algas e bactérias). Formação das rochas magmáticas. 7 Escala Geológica - Paleozóica – A Era Paleozóica está dividida nos períodos: Permiano, Carbonífero, Devoniano, Siluriano, Ordoviciano e Cambriano. – Nestes períodos houve a existência de rochas sedimentares e metamórficas. Surgiu os peixes e os primeiros répteis. 8 Escala Geológica - Mesozóica – A próxima Era foi a Mesozóica, dividida pelos períodos Cretáceo, Jurássico e Triássico. Surgiram mamíferos e aves; répteis gigantescos (dinossauros); grandes florestas; e rochas sedimentares e vulcânicas. 9 Escala Geológica - Cenozóica – Já na Era Cenozóica existem dois períodos, Quaternário e Terciário. Este último houve o desenvolvimento dos mamíferos. Os répteis gigantes foram extintos, formou-se as bacias sedimentares. 10 Escala Geológica - Cenozóica – No período do Quaternário houve a glaciação no hemisfério norte; delineamento dos atuais continentes; formação das bacias sedimentares recentes; aparecimento do homem. TERRA • Planeta Dinâmico em constante deformação de suas estruturas; • Formada de uma dúzia de placas cuja força motriz se localiza no manto; Tectônica global • Placas são formadas nas dorsais mesooceânicas e ao se chocarem, provocam o mergulho da placa mais densa, retornando ao núcleo; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL • 1960 - Francis Bacon apontou o perfeito encaixe da América do Sul com a África; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL • Ao final do século XIX, o geólogo austríaco Eduard Suess postulou que o conjunto dos continentes meridionais atuais formaram um único continente gigante chamado GONDWANA. Tectônica global • Teoria da Tectônica de Placas: Início do Século XX por Alfred Wegener; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) Pangea (do grego = Todas as terras) (220 milhões de anos): Supercontinente formado dos demais ; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Pangea gerou Laurásia e o Gondwana; DERIVA CONTINENTAL (cont.) Wegener em A ORIGEM DOS CONTINENTES E OCEANOS, estudou através de evidências: • Como a direção da Serra do Cabo (África do Sul) quer seria a continuação da Sierra de La Ventana (Argentina); • Planalto na Costa do Marfim da África que teria continuidade no Brasil; • Montes Apalaches = Montanhas do Reino Unido e da Caledônia. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Presença de Fósseis Glossopteris em regiões da África e do Brasil. • A similaridade evolutiva de algumas espécies até o momento determinado como a quebra também suportaram a teoria; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Evidências de Glaciação a 300Ma na região Sudeste do Brasil, Sul da África, Índia, Oeste da Austrália e Antártica; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Alfred Wegener morreu durante uma expedição meteorológica à Groenlândia, em 1930. A idéia de comprovar a teoria da deriva continental ocupou toda a sua vida. • Algumas outras contribuições de Wegener na área diziam respeito à idade do assoalho oceânico. Ele percebeu que os oceanos mais rasos eram mais jovens, ou seja, que a crosta oceânica mais profunda é mais velha. Esta informação foi importante para a evolução da idéia da deriva continental para a teoria da Tectônica de Placas. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • A hipótese errônea do quão rápido os continentes migram reduziu sua credibilidade com outros cientistas. DERIVA CONTINENTAL (cont.) • OBS. A ausência de conhecimento do caráter plástico da astenosfera tirou a credibilidade do livro. • Após cerca de uma década os físicos convenceram que a grande rigidez das placas impossibilitaria seus movimentos. Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Em 1928 Arthur Holmes propôs idéias puramente especulativas a respeito de uma possível convecção do assoalho oceânico; Tectônica global DERIVA CONTINENTAL (cont.) • A 2ª Guerra Mundial possibilitou o desenvolvimento de técnicas de levantamento como sonares que detalham o fundo oceânico, quando descobriu-se as fossas que comprovaram a existência de um ambiente geologicamente muito mais ativo; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • No final da década de 40 e na década seguinte diversas expedições mapearam o fundo do oceano atlântico, o que permitiu o descobrimento da cadeia mesooceânica , cujo formato evidenciou um sistema tensional. • Além disso um fluxo térmico foi constatado; DERIVA CONTINENTAL (cont.) • Final de 50/Início de 60 – Desenvolvimento das técnicas de datação; • Faixas de rochas com mesma idade em lados opostos da cordilheira mesooceânica; • Estudos do magnetismo tb contribuíram para o embasamento da Tectônica – Expansão do Fundo Oceânico; Tectônica global Paleomagnetismo reverso registrado por rochas basálticas ao longo das mesocadeias • Harry Hess publica no início da década de 60 “A história da Bacia oceânica” onde apóia a idéia das estruturas oceânicas estarem ligadas a processos ocorrentes. • O fluxo de calor intenso emitido pela dorsal mesooceânica provocaria a ascensão de material do manto afastando as dorsais, acrescendo o fundo oceânico – CORRENTES DE CONVECÇÃO. Tectônica global • Por outro lado, as placas seriam consumidas nas zonas de subducção, onde a crosta mais densa mergulharia em direção ao interior da Terra. PLACAS TECTÔNICAS • Teoria que descreve o movimento entre placas e as forças atuantes entre elas. • Explica também a distribuição de muitas feições geológicas de grandes proporções que resultam do movimento ao longo dos limites das placas, como cadeias montanhosas, associações de rochas, estruturas do fundo do mar, vulcões e terremotos. Tectônica global PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • Litosfera – porção mais externa da crosta dividida em crosta e manto superior (média de 100km de espessura); • A crosta é dividida em continental (granítica/espessura de 20 a 80 km) e oceânica (basáltica/espessura de 5 a 10 km ); • Astenosfera – limite inferior da Litosfera (Zona de baixa velocidade das ondas P e S, onde a viscosidade resultante das altas temperaturas resultando na condução lenta das ondas;) Tectônica global NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS • As placas Litosféricas podem se divididas em oceânicas ou continentais. • Placas oceânicas podem não incluir fragmentos da crosta continental (Placa do Pacífico) • As característicasentre Crosta Oceânica e Continental está principalmente em sua composição litológica e química, morfologia, estruturas, idades, espessuras e dinâmica. Tectônica global NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • ROCHAS CONTINENTAIS – Composição variada. • As Rochas continentais podem ser divididas ainda em superiores (sedimentares, ígneas e metamórficas de baixo a médio grau) e inferiores (metamórficas de alto grau de natureza básica a intermediária). NATUREZA DAS PLACAS TECTÔNICAS (cont.) • A crosta continental está se formando a 3,96 bilhões de anos (gnaisses na região centro-norte que apresentam estruturas resultantes de longo histórico). – Gnaisse é uma rocha de origem metamórfica, resultante da deformação de sedimentos de granitos. • A crosta oceânica tem uma composição litológica muito mais homogênea, consistindo de rochas ígneas básicas (basaltos), cobertas em várias partes por uma fina camada sedimentar. O MOSAICO DE PLACAS • De acordo com a teoria da Tectônica de Placas, a Litosfera rígida não é uma capa contínua, mas fragmentada em um mosaico de cerca de uma dúzia de grandes placas rígidas, que estão em movimento sobre a superfície terrestre. • A maior é a placa do Pacífico. Algumas placas recebem o nome dos continentes que elas contêm. Os supercontinentes • O termo supercontinente é utilizado pela geologia para designar grandes agrupamentos de terra que abrangem a maioria das terras emersas do planeta Terra. Eles se formam quando os continentes se juntam, um processo que acontece em ciclos que duram varias centenas de milhões de anos. Os atuais continentes do planeta Terra estão em rota de colisão para no futuro distante, cerca de 250 milhões de anos, formarem um novo supercontinente. Geólogos e cientistas postularam a existência de supercontinentes no passado e futuro geológico da Terra, são eles: • Passados - Vaalbara, Kenorland, Columbia, Rodínia, Pannotia, Pangeia, Laurásia e Gondwana. • Futuros - Amásia, Neopangeia e Pangeia Última. • Todos estes continentes serão formados de acordo com um ciclo de aproximadamente 500 milhões de anos e o próximo irá ser devido ao desaparecimento do rifte do oceano Atlântico e à formação de zonas de subducção nas costas africanas e americanas. TIPOS DE LIMITES ENTRE PLACAS LITOSFÉRICAS Podem ser divididas em 3 tipos distintos: • LIMITES DIVERGENTES: dorsais mesooceânicas – formação de nova crosta; • LIMITES CONVERGENTES: onde as placas colidem – zona de intenso magmatismo; • LIMITES CONSERVATIVOS OU TRANSFORMANTES: deslizamento lateral sem geração ou destruição de crosta – ao longo das falhas transformantes (San Andreas América do Norte). • É nestes limites que se concentram sismos, vulcanismo e orogênese. • Como qualquer modelo, os limites supracitados são idealizados. Além destes existem os “limites oblíquos”, que combinam divergência ou convergência com falhamento transformante. • O comportamento das placas depende de sua natureza. A crosta continental é formada de rochas mais leves e menos resistentes que a crosta oceânica ou o manto abaixo da crosta. Por ser mais leve a crosta continental não é facilmente reciclada como a oceânica. • Como a crosta continental é menos resistente, os limites das placas tendem a ser mais espalhados e mais complicados que as placas oceânicas. PLACAS E SUAS FEIÇÕES MAIORES •As placas se chocam (colidem) nos limites convergentes (1). •As placas se afastam nos limites divergentes (2) = dorsais mesoceânicas. •As placas se tocam (deslizam) ao longo de limites conservativos (3): as falhas transformantes. LIMITES DIVERGENTES • Os limites divergentes nas bacias oceânicas são formados por riftes mais estreitos. • A divergência dentro dos continentes geralmente é mais complexa e distribuída sobre uma área mais larga. Separação de placas nos oceanos • No fundo do mar o limite entre as placas se dá em uma dorsal mesooceânica que exibe vulcanismo ativo, terremotos e rifteamento causados por forças extensionais (estiramento). Cadeias oceânicas e expansão do assoalho oceânico • A maior feição topográfica da superfície terrestre • Representa 20% da superfície terrestre1000-4000 km de largura • Cria novo assoalho oceânico • Nenhum assoalho oceânico possui idade superior ao Jurássico (180 ma) LIMITES DIVERGENTES Limites Convergentes • As placas se aproximam em determinados pontos como compensação pelo afastamento em outros. • O processo de aproximação é chamado de subducção. • A litosfera que descende afunda na astenosfera e é reciclada. • Na área de acavalamento forma-se uma profunda fossa. Nas fossa das Marianas é onde foram registradas as maiores profundidades o planeta Terra (Em torno de 10km). • A medida que a placa litosférica fria descende, esta aumenta de calor eliminando vapores de água. O material litosférico menos denso ascende na astenosfera ascende formando os arcos de ilha, atrás da fossa. Focos de terremotos nas vizinhanças das fossas do Japão Limites Convergentes Terremotos de focos profundos ocorrem ao longo de limites convergentes Convergência Oceano-Continente • Neste caso a placa continental é menos densa acavalando sobre a oceânica. A borda continental fica enrugada gerando uma cadeia de montanhas aproximadamente paralela a fossa de mar profundo. As forças de colisão geram terremotos ao longo da zona de subducção. • A tração entre as placas gera um desgaste da placa oceânica que solta material que é incorporado a continental gerando um registro extremamente complexo. • Exemplo: Andes gerados pela convergência da Placa Sul americana com a Nazca. Convergência Continente Continente • Subducção continuada podem colocar dois continentes juntos • Menos densa a litosfera continental não ocorre em subducção • Resulta uma colisão entre dois blocos continentais • Processo produz cadeias de montanhas (Himalaias, Alpes, Apalaches) Convergência Continente Continente A. Destruição da crosta por colisão de placas. Sismos e tsunamis podem ocorrer. B. Formação de fossas (depressões topográficas). C. Produção de magmas (por fusão da placa) que invadem a crosta, edificando o relevo continental, ou da ilha oceânica. D. Construção de cordilheiras de montanhas. Limite de Placa Convergente Tipos: 1) oceânico-continental (Andes) 2) oceânico-oceânico (Fossas Aleutas) 3) continental-continental (Himalaias) O Fundo Oceânico como um Gravador Magnético • Durante a 2ª guerra Mundial foram criados instrumentos de registros de campos magnéticos com o intuito de detectar submarinos. Para estudo de geologia, os mesmos instrumentos foram modificados e utilizados para o registro dos campos magnéticos pela litosfera. • Assim, foram registrados padrões de alternância magnética regulares, sendo chamadas de anomalias magnéticas. Estes sinais foram uma prova importante da expansão do fundo oceânico. • A teoria do dínamo descreve o processo pelo qual um fluido condutor em rotação e convecção mantém um campo magnético. Hot spots Causado pela subida das plumas a partir de material do manto; Vulcões podem formar sobre eles (Cadeia de ilhas do Havaí); A maioria das plumas mantélicas são estruturas de longa-vida e algumas podem se originar de grandes profundidades (talvez do limite manto- núcleo) ; ATIVAS: • Limites convergentes de placas de placas tectônicas onde ocorrem subducção e falhas transformantes; • Atividades tectônicas importantes, formação de cordilheiras (orogênese). Exemplo: Costa do Pacífico. • Se formam mélanges e ofiolitos. PASSIVAS: • Se formam durante o processo de formação de novas bacias oceânicas, quando dafragmentação de continentes (rifteamento); • Ponto de junção entre 3 riftes é chamado ponto tríplice • A abertura e fechamento de bacias se chama “Ciclo de Wilson” Limites de Falhas Transformantes • Não há destruição nem criação de litosfera. São encontradas ao longo das coordilheiras mesooceânicas, onde o limite divergente tem sua continuidade quebrada. • Ex: falha de San Andreas. Limite Transformante • O terceiro tipo de limite • Placas deslizam entre si mas a litosfera não é criada nem destruída • Falhas Transformantes • A maioria junta dois segmentos da cadeia meso- oceânica como parte de quebra linaer na crosta oceânica conhecida como zonas de fraturas. • Agentes Endógenos: Tectonismo, vulcanismo, abalos sísmicos, orogênese e epirogênese. • Agentes Exógenos: Intemperismo, erosão. Agentes Modeladores dos Relevos Agentes Exógenos Intemperismo Químico Físico Biológico Químico ► Chuva, água do mar, águas fluviais. Ocorre principalmente em zonas tropicais. Físico ► Vento e variações da temperatura. Ocorre principalmente em zonas com elevadas amplitudes térmicas (desertos, altas latitudes). Principais tipos de Relevos: • Planalto: relevos altos, irregulares ou não e que sofrem mais com a erosão. • Planície: relevos baixos (até 300 m), planos e que sofrem mais com a sedimentação. • Depressão: Podem ser absolutas (abaixo do nível do mar) ou relativas; planas e que sofrem mais com a erosão. Falésias: Falésias • Formas de relevo litorâneo com quedas abruptas ou escarpadas, esculpidas através da ação de solapamento do mar. Desta maneira, é o resultado da erosão marinha – zona de abrasão. • No litoral brasileiro do Espírito Santo para o norte temos bons exemplos destes relevos – denominados de séries barreiras. São formadas principalmente por estruturas sedimentares. Restingas: • Faixa de areia depositada lateralmente ao litoral, graças ao dinamismo destrutivo e construtivo das águas oceânicas. • Esses depósitos são feitos com apoio em pontas ou cabos que comumente podem barrar uma série de pequenas lagunas, como acontece no litoral do Rio de Janeiro. Restingas: Dunas: • Montes de areia móveis, depositados pela ação dos ventos. • Só é possível onde há um grande estoque de areia disponível (litoral ou continente). • O levantamento topográfico em uma região de Dunas é muito difícil por causa do deslocamento constante. São encontradas nas áreas litorâneas (Cabo Frio e Região Nordeste). Lençois Maranhenses é a principal região. Dunas: Relevos Cársticos: Geodiversidade marinha Um assoalho oceânico de topografia variável configura importante papel ambiental, uma vez que os altos fisiográficos interferem diretamente na circulação das correntes marítimas, no surgimento de ressurgência das massas d’água, na distribuição de sedimentos, bem como na produtividade e distribuição das espécies marinhas (GORDON; BARRON, 2011; SEMA, 2008). Em geral, elevações submarinas são resultantes de processos vulcânicos que podem vir a se constituir em áreas de relevante potencialidade econômica, com ocorrência, em superfície, de depósitos de granulados (siliciclásticos e bioclásticos), vasas organogênicas, crosta e nódulos polimetálicos e ocorrências de subsuperfície, tais como sal, petróleo e gás (MARTINS; SOUZA, 2008). Segundo Gordon e Barron (2011), a gestão de conservação de habitat e espécies não pode ter sucesso sem referência à geologia subjacente, aos solos e aos processos geomorfológicos. Compreender as ligações funcionais entre geodiversidade e biodiversidade é particularmente importante em ambientes dinâmicos, como o marinho, para manter a diversidade do habitat e as funções ecológicas do meio. Para esses autores, a geodiversidade marinha não possui apenas interesse científico, mas também visa à ocupação, uma vez que a compreensão dos processos ocorridos no passado é relevante para o entendimento dos eventos futuros, visto que as atividades humanas no ambiente marinho têm se tornado cada vez mais freqüentes (pesca, extração de recursos minerais, obras de engenharia, eliminação de resíduos de dragagem e de atividade militar, dentre outros). Estudos sobre geodiversidade envolvendo diretamente o assoalho marinho vêm sendo realizados no mar Báltico, no golfo da Finlândia e nos mares da Escócia, como forma de estabelecer as relações entre geodiversidade marinha e biodiversidade e, com isso, propor áreas para proteção e fomentar políticas de gestão pública (BROOKS et al., 2009, 2011, 2012; GORDON; BARRON, 2011; GORDON et al., 2006; KASKELA et al., 2012; ROVERE et al., 2010, 2011). MORFODINÂMICA E SEDIMENTAÇÃO EM AMBIENTE MARINHO O substrato oceânico é constituído, fundamentalmente, pela extensão submersa dos continentes, por rochas vulcânicas decorrentes do processo de abertura e separação dos continentes e, secundariamente, pela sedimentação em mar aberto (PRESS et al., 2006). O efeito conjugado desses fatores gerou no assoalho oceânico uma série de feições fisiográficas e morfológicas que refletem os processos evolutivos a que foi submetido ao longo do tempo, principalmente relacionados à variação do nível dos mares durante o Quaternário. O quadro morfológico e fisiográfico do assoalho oceânico atual é resultado da evolução tectônica global atuante desde a fragmentação do supercontinente Pangeia e de agentes modificadores, associados a processos de erosão e sedimentação nas margens continentais e bacias oceânicas (BATISTA NETO; SILVA, 2004). Segundo esses autores, o aperfeiçoamento de dados ecobatimétricos, após a Segunda Guerra Mundial, possibilitou a análise mais detalhada da morfologia dos fundos oceânicos, com a definição de três províncias fisiográficas distintas, definidas por Heezen et al. (1959) em margens continentais, bacias oceânicas e cordilheiras Meso-Oceânicas. AMBIENTES MARINHOS Os ambientes marinhos geralmente subdivididos de acordo com as profundidades da água, que tem ligação direta com a dinâmica de correntes atuante no local. Outra forma de classificação é através da distância até a margem continental. Relevos Submarinos: • Margem continental A margem continental pode ser definida, do ponto de vista geológico, como extensão do continente, porém situada abaixo do nível do mar, representando a zona de transição entre os continentes e as bacias oceânicas. É classificada em margem continental do tipo “Atlântico” e margem continental do tipo “Pacífico”. Uma margem continental do tipo “Atlântico” (caso da margem continental brasileira) pode ser subdividida, segundo critérios estabelecidos por Heezen et al. (1959 apud CHAVEZ, 1979), nas províncias fisiográficas descritas a seguir. • Plataforma continental é porção dos fundos marinhos que começa na linha de costa e desce com um declive suave até a talude continental (onde o declive é muito mais pronunciado). • Em média, a plataforma continental desce até uma profundidade de 200 metros. AMBIENTES MARINHOS Plataforma continental • Extensão submersa dos continentes, localizada entre a linha de costa e a quebra da plataforma continental, localizada, em média, a cerca de 180-240 m de profundidade. • Apresenta relevo predominantemente plano, com variações inferiores a 20 m, gradientes suaves (1:1.000 ou 0°03,44’) e largura variando entre 8 km (Bahia) e 350 km (foz do rio Amazonas), com média em torno de 65 km. • É uma região de intensos processos de sedimentação e erosão relacionados às oscilações do nível do mar ao longo do Quaternário. • Segundo Suguio (1992), essa porção da margem continental esteve quase totalmente emersa durante o clímax da última glaciação pleistocênica há cerca de 18.000 anos antes do presente. • A sedimentação é predominantementecontinental, podendo ocorrer intensa atividade biológica. Registram-se, ainda, desníveis no terreno sob a forma de terraços de abrasão e pequenas elevações carbonáticas, vales e ravinamentos. Plataforma continental Pode ser dividida, com base na profundidade e no nível energético, nos seguintes domínios dinâmicos em direção offshore (NITROUER; SUGUIO, 1992; WRIGHT, 1994): • plataforma interna (localizada no nível da maré baixa a cerca de 30 m de profundidade, grande influência de ondas e correntes junto ao leito marinho, transporte de sedimentos mais intenso que em outras regiões da plataforma); • plataforma média (região de transição entre os regimes de fluxo, localizada entre 30 a 90 m de profundidade, na qual o regime do fluxo e as influências de ondas e correntes sobre o fundo decrescem em freqüência e intensidade); • plataforma externa (90 a 200 m de profundidade, abaixo da influência das ondas) e a borda da plataforma. Plataforma continental Talude continental • Zona de transição entre a plataforma e o sopé continental. Apresenta gradiente topográfico acentuado (3° a 26°), profundidade variando de 100 - 200 m a 1.300 - 3.500 m e largura variando de 10 a 200 km. • Ocasionalmente, os taludes são interrompidos por platôs e terraços marginais que são gerados por processos erosivos ou por influência estrutural. A sedimentação é espessa, associada, principalmente, a processos de deslocamento descendente de material. • Constitui-se como área de maior instabilidade do fundo, favorável a deslizamentos e outros movimentos de massa, sendo comum a ocorrência de cânions e incisões submarinas que atuam como canais de transporte de sedimentos e materiais terrígenos para regiões mais profundas do oceano, por meio das correntes de turbidez. • Pode ser dividido em talude inferior, médio e superior. • Em geral, é nessa província que ocorre a transição entre as crostas continentais e oceânicas. • Segundo Kowsmann e Costa (1979), o talude é formado em decorrência da oscilação do nível do mar a partir do Mioceno, que promoveu fases de regressão e transgressão marinha, influenciando a dinâmica sedimentar, embora a componente estrutural esteja também associada. Talude continental • Talude Continental Porção dos fundos marinhos com declive muito pronunciado que fica entre a plataforma continental e a margem continental (ou "sopé continental"), onde começam as planícies abissais. Como esta faixa é caracterizada por gradiente topográfico acentuado onde são geradas, com frequência, correntes de turbidez, as sequências de deposição associadas e características das regiões de talude e sopé são sistemas de turbiditos. AMBIENTES MARINHOS • Talude Continental AMBIENTES MARINHOS Correntes de turbidez • As correntes de densidade são fluxos granulares induzidos pela gravidade, em que a densidade global do fluido afetado é maior do que a do fluido envolvente. • Os fatores responsáveis pelo aumento da densidade global desse fluido podem ser a menor temperatura, a salinidade maior e/ou o maior conteúdo em matéria em suspensão. Correntes de turbidez • Os mecanismos indutores das correntes turbidíticas são variados, podendo ser abalos sísmicos, grandes temporais, deslizamentos de terras, etc. Elevação Continental • Elevações continentais ou sopés continentais ocorrem na base dos taludes continentais, entre as profundidades de 3000 a 5000 metros, e apresenta declives intermediários entre os observados nas plataformas e taludes continentais. São formadas pelos sedimentos depositados na base do talude. AMBIENTES MARINHOS PROFUNDOS Sopé ou elevação continental • Região de difícil caracterização, localizada entre a base do talude continental e as planícies abissais. Apresenta largura variando de 100 a 1.000 km, com profundidade entre 1.300 e 4.000 m, gradientes suaves (1°25,93’ a 0°04,40’) e formas de relevo com baixa amplitude (< 40 m). Como o limite externo do sopé é de difícil delimitação, em geral, convenciona-se delimitá-lo a partir de gradientes de declividade acima de 1:1.000 (0°03,44’). • Abaixo desse gradiente estipulam-se as bacias oceânicas. Registram-se espessos depósitos sedimentares de origem continental, transportados por fluxo gravitacional de massa, por meio do talude e de cânions, sob a forma de leques submarinos. É comum a presença de canais submarinos escavados e montes submarinos que se elevam do assoalho oceânico, por vezes chegando à superfície. • Planície Abissal é o termo utilizado para designar a parte mais profunda do oceano. São extensas áreas que variam entre 2.000 a 6.000 metros de profundidade. Estas áreas entendem-se desde o talude continental até as encostas das cordilheiras oceânicas. Por vezes, essa planície é interrompida por montes submarinos (com alturas entre 200 metros e 1.000 metros) ou mesmo por montanhas submarinas, de origem vulcânica com elevações superiores a 1.000 metros, dando origem por vezes a ilhas oceânicas AMBIENTES MARINHOS Bacias oceânicas • As bacias oceânicas são feições formadas em regiões localizadas entre as margens continentais e os flancos das cordilheiras Meso-Oceânicas. Constituem uma área de sedimentação de material fino (silte e argilas), oriundo das margens continentais, transportado por correntes de fundo e de turbidez e por material de origem biogênica, tal como carapaças e esqueletos. • Em geral, a topografia é plana, com gradientes inferiores a 1:1.000 e profundidades variando entre 3.000 e 6.000 m, formando as planícies abissais (BATISTA NETO; SILVA, 2004). • Localmente, registram-se colinas abissais, picos e montes submarinos formados pelo soerguimento do substrato oceânico causado por falhamentos e atividades magmáticas. • A amplitude das formas de relevo pode variar de 100 m, no caso das colinas abissais, a mais de 1 km, como no caso dos montes submarinos. Bacias oceânicas • Outras feições podem se mostrar presentes nas bacias oceânicas, tais como guyots e canais submarinos. • Os guyots são montes vulcânicos submersos, de topo aplainado, sugerindo que em algum tempo geológico já estiveram acima do nível do mar (HESS, 1946 apud ALMEIDA, 2006). • Já os canais submarinos constituem feições de ligação entre as porções das planícies abissais isoladas pelas elevações submarinas, podendo também fazer a conexão entre os sistemas de cânions e canais do talude e da elevação continental. Cordilheira Meso-Oceânica • As cordilheiras Meso-Oceânicas (CMO) ou dorsais são locais de intensa atividade vulcânica e tectônica relacionada ao processo de formação e expansão da crosta oceânica, onde ocorre a divergência das placas litosféricas. • As rochas originadas por esse processo apresentam, basicamente, composição basáltica e formam cadeias montanhosas que se estendem por todo o oceano por mais de 80.000 km, podendo atingir cerca de 3.000 m de amplitude acima do piso oceânico. • A sedimentação é praticamente ausente, mas, quando presente, recobre parcialmente os desníveis dos flancos das cordilheiras. • À medida que a margem oceânica se afasta do eixo da cordilheira em direção ao continente, a espessura dos depósitos sedimentares, a taxa de sedimentação e a idade da crosta aumentam progressivamente. Cordilheira Meso-Oceânica • Em muitos locais, as dorsais se encontram deslocadas lateralmente por falhas transformantes, sendo caracterizadas como regiões de intensa atividade sísmica. Em determinados locais, o deslocamento do eixo da cordilheira pode atingir centenas de quilômetros (BATISTA NETO; SILVA, 2004). Cordilheira Meso-Oceânica • Cordilheiras ou Dorsais Meso-oceânicas” são nomes atribuídos às grandes cadeias montanhosas que existem ao longo dos oceanos. Essas cordilheiras dividem a crosta submarina em duas partes, representandouma ruptura ou cicatriz, produzida durante a divergência entre placas tectônicas e são marcadas por intensa atividade sísmica (tremores) e vulcânica. AMBIENTES MARINHOS SEDIMENTAÇÃO MARINHA Segundo Ponzi (2004), a cobertura sedimentar marinha atual reflete a natureza predominante de seus componentes: • Terrígena, • carbonática, • ação dos mecanismos de transporte • retrabalhamento dos sedimentos. Os sedimentos oceânicos são provenientes de fontes diversas, constituindo- se no resultado da interação de processos que envolvem: • Natureza do aporte de material (orgânicos e inorgânicos) e a ação dos agentes de transporte/retrabalhamento (marés, ventos, ondas, rio, geleiras, gravidade etc.). O controle da sedimentação é influenciado por mecanismos relacionados a: • Aporte sedimentar; • Tectônica • Eustasia e oscilação eustática do nível do mar, • Fatores biológicos; • Interações animal-sedimento; • Composição do sedimento; • Qímica da água do mar (JOHNSON; BALDWIN, 1996; PONZI, 2004; TESSLER; MAHIQUES, 2001). SEDIMENTAÇÃO MARINHA Diferentes ambientes de sedimentação costeira e fontes de sedimentos Os sedimentos são classificados: • de acordo com a origem (alóctone ou autóctone); • granulometria (cascalho, areia, silte e argila); e • fonte (terrígeno, vulcanogênico, cosmogênico, autigênico e bioquímico) (PONZI, 2004). OS SEDIMENTOS TERRÍGENOS são originados pela desagregação de rochas continentais emersas e transportadas para o oceano por rios, ventos, glaciares, movimentos de massa e erosão costeira. Tais sedimentos têm naturezas diversas, com grande variação composicional e mineralógica, formando depósitos de grãos polimineralógicos, destacando-se quartzo,feldspato, mica, argila e minerais pesados. Os SEDIMENTOS VULCANOGÊNICOS são aqueles oriundos de erupções vulcânicas, lançados na atmosfera, transportados de forma subaérea ou subaquosa e depositados no fundo marinho. As partículas e fragmentos vulcânicos são relativamente freqüentes nos sedimentos oceânicos, principalmente nas proximidades de arcos vulcânicos e fossas abissais, sendo constituídos quase inteiramente por cinzas vulcânicas e piroclastos. • Os sedimentos cosmogênicos são provenientes de fragmentos de meteoritos e poeiras cósmicas que caem na superfície dos oceanos e precipitam no fundo. Os SEDIMENTOS AUTIGÊNICOS são aqueles formados dentro da própria bacia de deposição, sendo produto de reações químicas e bioquímicas durante deposição e soterramento, formando importantes depósitos minerais, como nódulos de manganês, fosforitas, glauconita e zeólitas (DIAS, 2004). Os SEDIMENTOS BIOGÊNICOS são aqueles formados pela ação dos organismos presentes nos oceanos ou por remanescentes de esqueleto (dentes, vértebras etc.), endoesqueletos da microfauna e microflora marinha (carapaças de foraminíferos, valvas de diatomáceas, espículas de radiolários etc.) e até mesmo fezes (coprólitos). Tais depósitos dão origem às vasas orgânicas (radiolários, diatomáceas, pterópodes e globigerina). • Os sistemas sedimentares presentes no ambiente marinho são complexos e seus depósitos apresentam espessura variável, oscilando entre milímetros a centenas de metros, podendo atingir cerca de 9 km, como as fossas abissais. • Suas idades também são muito variadas. • Estima-se que os sedimentos oceânicos mais antigos possuam cerca de 200 milhões de anos (DIAS, 2004). Os processos dinâmicos que controlam a sedimentação marinha são considerados, por Swift e Thorne (1991), como resultado da interação de cinco variáveis interdependentes: • taxa do aumento relativo do nível do mar; • taxa de entrada de sedimento; • tipo do sedimento; • força do fluido; • taxa de transporte de sedimento. Tais variáveis interagem ao longo do tempo geológico, resultando na formação e distribuição das fácies sedimentares e nas formas de relevo do fundo. • Há várias propostas para classificação e descrição das classes texturais, muitas baseadas em dimensão das partículas e composição dos grãos (DIAS, 2004). • As mais utilizadas são as de Folk (1954) e Shepard (1954), que utilizam um diagrama triangular para representar os percentuais de areia, silte e argila. A classificação de Folk indica as características do ambiente de deposição, enquanto a de Shepard apresenta o comportamento descritivo, sem oferecer indicativo do comportamento hidrodinâmico do ambiente. • Classificações mais atuais são voltadas para indicação do comportamento hidrodinâmico do ambiente, tal como o diagrama triangular para classificação de sedimentos, elaborado por Flemming (2000 apud DIAS, 2004), que utiliza o conteúdo da areia como indicador hidrodinâmico principal. A classificação de sedimentos marinhos pode ainda ser baseada na granulometria e no teor de carbonato de cálcio (CaCO3) presente nos sedimentos, conforme Larsonneur (1977 apud ALBINO, 1999), onde se estabelecem, em função do percentual de carbonato de cálcio, quatro classes: • sedimentos litoclásticos (< 30%), • sedimentos litobioclásticos (30 a 50%), • sedimentos biolitoclásticos (50 a 75%) • e sedimentos bioclásticos (> 75%). A distribuição, remobilização e o retrabalhamento dos sedimentos através da plataforma em direção a offshore estão comumente relacionados aos seguintes fatores físicos: • fluxos dirigidos pelo vento, incluindo ressurgência e subsidência; • ondas internas; • fluxos orbitais; • plumas estuarinas (positivas ou negativas); • processos da zona de surfe e remobilização por ação das ondas (NITROUER; WRIGHT, 1994). Principal processo responsável pelo transporte sedimentar é a ressedimentação, cujos mecanismos envolvem movimentos de massa subaquosos decorrentes de fatores tais como: • ação das ondas, • maré, • tempestades, • fluxos gravitacionais (turbidíticos), • correntes marinhas (superficiais e de fundo), • correntes de Ekman (correntes induzidas pelo vento), • circulação termo-halina (processos relacionados às trocas de calor, como aquecimento, resfriamento) e/ou água doce (evaporação, precipitação), • correntes de contorno, dentre outros (PONZI, 2004; SUGUIO, 2003) (Figura 7). • Como resultado da interação dos processos físicos sobre os sedimentos inconsolidados do fundo marinho, várias feições sedimentares são formadas, cujas características estão relacionadas à dinâmica sedimentar da região fisiográfica e ao regime das correntes locais (JOHNSON; BALDWIN, 1996; PONZI, 2004; REINECK; SINGH, 1980). • Considerando o regime de fluxo, as formas resultantes são classificadas em: regime de fluxo inferior, cuja resistência ao fluxo é alta e o transporte de sedimento é relativamente baixo, formando pequenas ripples ou megarripples como formas de fundo associadas; regime de transição, o qual origina megarripples erodidas; regime superior, cuja resistência ao fluxo é baixa,enquanto o transporte de sedimentos é alto, originando fundos aplainados. • As feições deposicionais e erosionais possíveis de serem formadas em uma plataforma continental, onde prevalecem a presença de material arenoso e a influência das correntes de maré, foram modeladas por Belderson et al. (1982 apud PONZI, 2004), que propuseram um modelo de formação de feições arenosas com base no volume de areia, na variação de velocidade e de direção das correntes (Figura 8). Modelos de feições arenosas formadas em plataformas dominadas por correntes de maré. • Segundo Ponzi (2004), as plataformas continentais dominadas por tempestades apresentam fluxo controlado por ondas e correntes geradas pelo vento, suscetíveis a modificações sazonais condizentes com as variações meteoceanográficas. Segundo a autora, as formas produzidas no fundo são caracterizadas por camadas gradacionais. • Naregião de talude continental, sopé e bacias oceânicas, os processos deposicionais e de transporte estão associados a mecanismos de deslocamento descendente de material, originados pela instabilidade entre a inclinação e a rugosidade da superfície, envolvendo ressedimentação, ação de correntes de fundo, deposição pelágica e processos autigênicos (MIDDLETON; HAMPTON, 1976; PONZI, 2004) (Figura 9). Segundo Middleton e Hampton (1976), fluxos gravitacionais de sedimentos podem ser subdivididos em quatro tipos: fluxo de detritos, correntes de turbidez, fluxo fluidizado e fluxo de grãos.
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