Textos

2. Terra em transformação

2.1. A Terra conta a sua história

Para conhecer as transformações por que passou a Terra e a evolução da vida, os cientistas recorrem ao estudo dos fósseis - restos de seres vivos ou da sua actividade que ficaram preservados nas rochas, no passado geológico.

Amonite

O ramo da Geologia que se dedica ao estudo dos fósseis denomina-se Paleontologia. 

Em Paleontologia analisam-se as estruturas anatómicas e as suas formas de vida, de modo a compreender-se as suas particularidades. Esta disciplina baseia-se, entre outras coisas, numa comparação com animais e vegetais actuais, fazendo uma ligação entre as ciências geológicas e biológicas.

Podemos obter uma grande quantidade de informações úteis que podem ajudar a interpretar o passado geológico, estudando os restos das formas vivas antigas — os fósseis.

Os fósseis de animais e de vegetais que vivem em condições muito precisas (de temperatura, salinidade da água, profundidade, etc.), como os corais e outros seres vivos, são bons indicadores de ambientes.

Outros fósseis, por terem curta longevidade e grande área de dispersão, isto é, grande distribuição geográfica, são bons indicadores da idade das rochas onde se encontram.

2.2. Dinâmica interna da Terra

Teoria da Deriva Continental

Wegener propôs em 1912 a hipótese da deriva continental, baseada numa enorme quantidade de evidências geológicas, paleontológicas e climatológicas. Obteve reacções tanto favoráveis como desfavoráveis.

Em 1923, Wegener, fez uma comunicação à Sociedade de Filosofia Americana, em Filadélfia, apresentando a sua hipótese da deriva continental e não foi bem aceite pela maioria dos presentes, tendo sido alvo de duras críticas. O que irritava os presentes era que esta hipótese de Wegener contrariava todas as teorias estabelecidas na época, sendo considerada uma afronta. No entanto, não era uma ideia totalmente nova. As ideias de Wegener foram ainda ridicularizadas muito tempo depois da sua morte no Árctico, em 1930.

Wegener observou que sequências de rochas marinhas e terrestres da mesma idade tinham sido encontradas em continentes actualmente distanciados.

Alfred Wegener argumentou que tão grande quantidade de evidências, a partir de uma variedade de fontes, seguramente indicava que os continentes deveriam ter estado juntos no passado e que a dada altura se teria dado a sua deslocação até às posições que ocupavam actualmente - deriva continental.

Os dados ou provas em que Wegener se baseou foram, assim:

1. Geográficos
2. Geológicos e Estruturais
3. Paleontológicos
4. Paleoclimatológicos

Dados Geográficos: Os contornos dos continentes podem ajustar-se entre si, sobretudo se se consideram como linhas de contacto intercontinental os bordos das suas plataformas marinhas -que marcam o limite entre litosfera oceânica e continental.

                                                                    Exemplo: as costas de África e América do Sul podem encaixar quase perfeitamente se se unirem através dos seus verdadeiros bordos.

Dados Geológicos e Estruturais: As margens dos continentes do hemisfério Norte ou Sul não revelam qualquer relação entre si na sua posição actual, mas revelam um continuidade geológica: dobras, falhas, cadeias montanhosas etc.

                                                                                                                                                               Junção geológica do Atlântico Sul

Dados Paleontológicos: A partir das faunas e floras fósseis, correspondentes ao Carbónico, Pérmico e inícios do Mesozóico — a flora de Glossopteris e a sua fauna associada — foram deduzidos os argumentos mais convincentes. Supõe-se que África e a América do Sul, a índia, a Austrália e a Antárctida formavam o Gondwana no Paleozóico e durante  parte do Mesozóico.

Evidências paleontológicas

 Dados Paleoclimatológicos: Estudou climas antigos e as semelhanças entre condições climáticas e litológica e o registo fóssil, em zonas afastadas como Londres, Paris e Gronelândia. A existência de rochas sedimentares e depósitos glaciares do Pérmico encontrados em vários locais não era explicável pela sua posição actual.

Críticas a Wegener

 Wegener foi muito criticado pelos biogeógrafos da época:

• aceitavam a semelhança climática;
• pensavam que a fauna e flora semelhantes provavam a existência de ligações (pontes terrestres) entre os continentes. Segundo eles, as ligações entre os continentes teriam submergido nos oceanos, embora cem anos antes se tenha provado que tal fenómeno era impossível;
• afirmavam que a maioria dos argumentos apresentados por Wegener eram falsos e a principal causa desse descrédito era desconhecerem o mecanismo ou processo com potência suficiente para separar continentes!

Mas surgiram também evidências adicionais, a favor de Wegener:

 Arthur Holmes idealizou a datação de rochas por métodos radioactivos (1927) e lançou (1929) o conceito de Correntes de Convecção, movimentos impulsionados pelo calor radioactivo existente no interior da Terra.

 Alguns cientistas acreditavam que no interior do manto terrestre a matéria era quente e fundida, e ascendia à superfície, e posteriormente ao arrefecer voltava a afundar no seu interior, ou seja, existiria um fluxo circular de matéria - convecção. Segundo Arthur Holmes, as forças responsáveis pela deriva dos continentes teriam de ser internas, pois era inimaginável que uma força externa pudesse causar tais movimentos. Assim, determinadas áreas da Terra aumentam a sua temperatura devido ao calor que se liberta durante a desintegração de pequenas quantidades de elementos radioactivos contidos nas rochas. Com o tempo as rochas mais quentes ascendem à superfície terrestre, arrefecem e afundam no interior da Terra como material denso e frio. Seriam estes os movimentos para as deslocações dos continentes. Na altura, todos duvidaram da existência de tais forças internas, tal como Holmes as propunha. No entanto, mais à frente terás ocasião de verificar que esse foi um julgamento precipitado, resultante de uma má avaliação das ideias dos outros.

 Teoria da Tectónica de placas: teoria geológica que descreve os movimentos de grande escala que ocorrem na litosfera terrestre.

Houve o reavivar do interesse pela hipótese de Wegener, durante a década de cinquenta, em resultado de novas evidências fornecidas pelos estudos paleomagnéticos, resultando desses estudos a prova para o estabelecimento da teoria de Wegener, da Deriva Continental.

Os geólogos começaram a explorar os fundos oceânicos.

Desenvolve-se então a Teoria da Tectónica de Placas, um marco nas ciências geológicas, que se desenvolveu rapidamente durante as décadas de 70 e 80. Ficou claro que esta teoria explicava muito mais do que a coincidência entre rochas e fósseis.

Forneceu um quadro teórico para, a uma escala global e sistémica, se interpretar a composição, estrutura e processos internos da Terra:

a) sismos: dão-se onde as placas colidem;

b) erupções vulcânicas: situam-se onde as placas se separam ou mergulham no manto;

c) as cordilheiras montanhosas são levantadas nos locais onde as placas colidem deformando as margens dos continentes.

Segundo a teoria da tectónica de placas, a listosfera está dividida em placas, as placas litosféricas, que se movem sobre a astenosfera.

 Limites de Placas Litosféricas

Zonas de actividade vulcânica, actividade sísmica ou ambas marcam a maioria dos limites de placas. Ao longo destes limites as placas:

• divergem - limites construtivos;
• convergem - limites destrutivos;
• deslizam umas pelas outras - limites conservativos ou transformantes.

Limites Divergentes ou construtivos

• as placas afastam-se à medida que o magma ascende da astenosfera para a superfície;
• são construtivos porque o magma solidifica formando rocha (é acrescentado novo material à dorsal) que se liga à placa em movimento;

Limites Convergentes ou destrutivos 

• as placas movem-se uma em direcção à outra e uma delas afunda sob a outra, ao longo da zona de subducção; a placa mergulha para o interior da Terra, aquece e derrete, gerando magma;

• é destrutivo porque aquando da colisão a crusta oceânica, sendo mais densa, desce ao longo da zona de subducção, sendo destruída e originando violentas erupções vulcânicas.

Exemplo: Os Andes (colisão placa continental - placa oceânica), são um exemplo de uma cadeia montanhosa vulcânica, formada devido à subducção, ao longo de um limite de placas convergente.

Limites conservativos ou transformantes

• através de uma ruptura (falha transformante), as placas deslizam uma pela outra, originando grandes pressões que provocam a ruptura dos materiais terrestres;
• originam grandes sismos, mas sem erupções vulcânicas;
• como não há nem formação nem destruição de crusta, é considerado um limite conservativo.

2.3. Consequências da dinâmica interna da Terra

2.3.1. VULCANOLOGIA: Um vulcão é uma ruptura na crosta através da qual a lava atinge a superfície terrestre. A lava, que é expelida pelos vulcões, é uma matéria que se encontra num estado mais ou menos viscoso e a elevada temperatura.

Vulcão - Aparelho geológico natural constituído por lavas e outros produtos da actividade vulcânica.

Lava - Material em fusão que sai da cratera.

Chaminé vulcânica - Canal de comunicação entre as zonas profundas da Terra e a superfície, através do qual material em fusão ascende durante as erupções.

Cratera - Abertura superior dos vulcões por onde são expelidas as lavas e os outros produtos da actividade vulcânica. Os produtos da erupção de um vulcão do tipo central ascendem através de um tubo cilíndrico conhecido por chaminé vulcânica e atingem a superfície através de um abertura chamada cratera.

Com repetidas erupções de lavas e/ou cinzas e outros materiais vulcânicos vai haver sobreposição em torno da cratera e forma-se um cone vulcânico . As formas dos cones vulcânicos dependem fundamentalmente do tipo de lava.

 Piroclastos - Além da lava, os vulcões produzem abundantes fragmentos sólidos, que são expelidos através da cratera. Estes materiais, a que se dá o nome de piroclastos, possuem designações próprias, em função dos respectivos tamanhos e formas.

Assim, o material mais fino, à base de fragmentos com tamanho inferior a 4 mm de diâmetro, tem o nome de cinzas ou poeiras . A bagacina ou «lapilli»  tem um diâmetro entre 4 e 32 mm e os pedaços maiores que 32 mm são conhecidos por bombas , quando arredondados, e por blocos, se angulosos.

Magma - Fluido a alta temperatura existente em zonas mais ou menos profundas da Terra.

Erupção vulcânica - Ascensão e expulsão de magma, com gás dissolvido, para a superfície terrestre.

Rochas vulcânicas - Rochas que resultam da consolidação do magma à superfície.

TIPOS DE ERUPÇÃO VULCÂNICA

Como se caracteriza uma erupção vulcânica? Uma erupção vulcânica caracteriza-se pela emissão, para a superfície terrestre, de produtos magmáticos durante a actividade de um vulcão.

Como se distinguem as erupções vulcânicas efusivas das erupções vulcânicas explosivas?

A erupção efusiva manifesta-se pela emissão lenta de lava, que pode deslocar-se a grandes distâncias.

A erupção explosiva  é determinada pela projecção de consideráveis massas de materiais sólidos e por um violento desprendimento de gases.

2.3.2. SISMOLOGIA: Um sismo, pode ser considerado como um abalo da crosta terrestre que ocorre num período de tempo restrito, em determinado local.

O lugar onde se localiza o sismo, isto é, o local onde o abalo tem origem, designa-se por foco sísmico ou hipocentro.

O ponto da superfície que se situa, na maior parte dos casos, na vertical do hipocentro, isto é, a projecção na superfície do foco sísmico é conhecido por epicentro. É precisamente no epicentro que os terramotos apresentam maior intensidade.

A profundidade a que se localiza o hipocentro varia desde a superfície até 700 km. Os sismos classificam-se em superficiais, intermédios e profundos conforme o foco se situa, respectivamente, entre a superfície e os 40 km de profundidade, entre os 40 e 350 km e para além dos 350 km. Para outros autores aqueles valores são fixados em 70 km, 70 e 300 km e mais de 300 km, respectivamente.

A avaliação de um sismo pode fazer-se ou pela intensidade, parâmetro subjectivo, e/ou pela magnitude, parâmetro objectivo.

A intensidade permite determinar como se sentiu um sismo numa região da superfície terrestre. Mede-se pelos efeitos que produz sobre as populações e nos estragos que causa.

O estudo das respostas dadas pelas populações da área afectada pelo sismo a um questionário padrão que lhes é fornecido, permite avaliar os efeitos e estragos produzidos e determinar o grau de intensidade do sismo, por exemplo, na escala internacional.

A escala internacional, de 12 graus, resultou da modificação da escala proposta, em 1902, por G. MERCALLI, famoso sismólogo italiano que foi director do Observatório do Vesúvio.

As intensidades determinadas nas diferentes localidades permitem elaborar um mapa em que são separadas por linhas as regiões de diferente intensidade. As linhas de igual intensidade sísmica designam-se por isossistas e a carta onde se encontram inscritas é conhecida por mapa de isossistas.

A magnitude de um sismo corresponde à energia libertada no seu foco. A escala para avaliação da magnitude foi estabelecida, em 1935, por CHARLES F. RICHTER e compreende dez graus, de O a 9, correspondendo cada grau a uma energia libertada dez vezes superior à do precedente.

Na escala de RICHTER, um sismo superficial (por exemplo 10 a 30 km) de magnitude menor do que 3 sente-se na zona próxima do epicentro. Entre 4 e 5, sente-se e produz quedas de objectos e pequenos danos.  A partir da magnitude entre 5 e 6 os prejuízos são apreciáveis, aumentando rapidamente para os grandes sismos destruidores de magnitude 7 e 8.

A magnitude de um sismo determina-se medindo a amplitude das ondas sísmicas registadas por um sismógrafo.

2.4. Estrutura interna da Terra

Através do estudo dos dados obtidos pelos métodos directos e indirectos, os cientistas elaboraram dois modelos da estrutura interna da Terra.

Como se conheceu a estrutura e a dinâmica interna da Terra?

Para o estudo da estrutura interna da Terra existem dois métodos: os métodos directos e os métodos indirectos.

Métodos Indirectos

Quase toda a informação, que permite determinar com algumas reservas as características estruturais do interior da Terra, é fornecida, essencialmente, pela observação das velocidades e trajectórias das ondas sísmicas e dos dados fornecidos pelos satélites.

Métodos Directos

Fornecem dados a partir da observação directa das rochas e dos fenómenos geológicos. Estes métodos incluem o estudo das rochas provenientes dos afloramentos, das sondagens e das minas e o estudo dos materiais expelidos pelos vulcões. Actualmente o estudo directo da estrutura interna da Terra está limitado a uma fina película à superfície.

No estado actual do conhecimento científico e tecnológico, as informações que mais contribuem para o estudo das zonas profundas da Terra são provenientes dos métodos indirectos.

A constatação das características apresentadas pelos constituintes das diferentes camadas da Terra permitiu que os cientistas chegassem às seguintes conclusões:

Crusta: É constituída pela crusta continental (essencialmente de natureza granítica), com cerca de 20 a 70 km de profundidade, e pela crusta oceânica (essencialmente de natureza basáltica), com cerca de 5 a 10 km de profundidade. A crusta é mais espessa sob os continentes e mais fina sob os oceanos.

Manto: É a camada que se segue à crusta, estendendo-se até uma profundidade com cerca de 2900 km. O manto é dividido em duas camadas: o manto superior e o manto inferior.

O manto superior é constituído, essencialmente, por material sólido. Estende-se até a uma profundidade com cerca de 700 km e as ondas sísmicas mostraram que esta camada apresenta valores de rigidez diferentes. A parte superior desta camada forma, com a crusta, a litosfera.

Os cientistas admitem que, por baixo da litosfera, existe uma camada menos rígida e parcialmente fluida. Esta camada chama-se astenosfera. É sobre a astenosfera que as placas tectónicas "flutuam". Por baixo da astenosfera, o manto superior é novamente rígido.

Núcleo: Ocupa o centro da Terra, a partir dos 2900 km de profundidade. É dividido em duas camadas: o núcleo externo e o núcleo interno.

O núcleo externo: É líquido, devido às enormes temperaturas que se fazem sentir nesta camada, e é constituído por ferro e níquel. Estende-se até uma profundidade com cerca de 5170 km.

O núcleo interno: É sólido, devido às enormes pressões que está sujeito. É constituído, essencialmente, por ferro e níquel e tem um raio aproximado de 1200 km.  O núcleo interno e o núcleo externo formam uma camada designada  endosfera.

2.5. Dinâmica externa da Terra

Fonte: http://tic.ipiaget.org/macedo2010/sabina/terraemtranformacao.htm