A CONVENÇÃO NO
MANTO TERRESTRE E O
MOVIMENTO DAS
PLACAS LITOSFÉRICAS
Andreia Morgado Costa Nº3 12ºB
Dinâmica do manto terrestre
■ ATerra é uma máquina térmica devido à presença de materiais a elevadas
temperaturas no seu interior. Uma origem deste calor interno pode ser a libertação da
quantidade de calor remanescente de fenómenos de acreção aquando da formação
inicial do planeta, resultante de inúmeros impactos de corpos celestes, como
meteoritos e asteroides, que ao serem agregados permitiram a acumulação de uma
enorme quantidade de energia no interior daTerra.
Estrutura interna daTerra
Modelo Físico Modelo Químico
Desintegração de isótopos
■ Outra fonte possível para a existência de calor interno é a desintegração de isótopos
radioativos, sendo mesmo considerada por muitos investigadores como uma das
principais fontes da maquina térmica terrestre. Certos elementos radioativos, como,
por exemplo, o Urânio-238, oTório-232 e o Potássio-40 são importantes isótopos que
estavam presentes nos materiais que experimentaram acreção e que no decurso da
diferenciação do Globo foram sendo concentrados nas rochas que constituem a crosta
e o manto, participando na produção do calor do manto.
No processo de transferência de calor do
interior daTerra para a superfície intervêm
dois processos fundamentais:
Condução litosférica
■ É o mecanismo pelo qual o calor é transferido, sendo o calor transmitido de átomo a
átomo, de zonas de mais alta temperatura para zonas de mais baixa temperatura. Este
processo depende da diferença de temperatura, da distância e da condutividade
térmica das rochas atravessadas.
Convecção
■ É o processo que ocorre quando um fluido quente se dilata, este reduz a densidade e
ascende por ser menos denso que o meio envolvente. Logo, as correntes de convecção
são resultantes de um fluxo de calor que faz com que o material mais quente e menos
denso ascenda à superfície. Este processo ocorre quer no núcleo quer no manto e dele
resulta uma transferência efetiva de calor do interior para a superfície daTerra.
Arthur Holmes (1890-1965)
■ Em 1928Arthur Holmes, sugeriu que o mecanismo de
convecção térmica ao nível do manto poderia ser o
motor da deriva proposta porWegener.
■ Segundo ele, os movimentos da litosfera deviam-se à
existência de convecção mantélica que estava
organizada em células, em que no ramo descendente
se daria a libertação de calor por subida de material de
origem profunda e a elevadas temperaturas, enquanto
que no ramo descendente ocorreria a destruição de
material litosférico, que sendo mais frio se tornaria
mais denso e, deste modo, afundar-se-ia ao nível das
fossas oceânicas.
Harry Hess (1906-1969)
■ As ideias de Holmes levaram Hess, geólogo
americano, a apresentar em 1962 a hipótese de
uma possível expansão dos fundos oceânicos,
afirmando que os continentes teriam sido
transportados lateralmente como parte da crusta
terreste.
■ De acordo com a sua teoria, a maior parte das
formações existentes nos fundos oceânicos eram
originadas ao nível das cordilheiras médio-
oceânicas, como resultado da ascensão do
material vindo do manto. As correntes de
convecção seriam o mecanismo responsável pelo
processo geológico associado à expansão dos
fundos oceânicos.
■ Foram propostos vários modelos de convecção
mantélica.
Modelo de circulação convectiva num só
nível
• A matéria atravessa a zona de
transição.
• Não existe camada limite térmica a
este nível.
Modelo de circulação convectiva a dois
níveis
• Não existem trocas de matérias entre o
manto superior e o mando inferior
• Manto superior e inferior são separados
por uma camada limite térmica ao nível
da descontinuidade dos 670km
• A placa que submerge sofre fusão aos
670km de profundidade
Modelo de convecção penetrativo
• A zona de transição abranda a
convecção mas não a impede.
• Os movimentos convectivos ocorrem
no manto inferior mas a colisão de
placas provoca alguns movimentos no
manto superior.
• A placa que subducta penetra no
manto inferior, fundido neste devido
às altas temperaturas aparecendo
então um ponto quente.
• Os pontos quentes também se podem
originar no manto superior.
■ A dinâmica atualmente proposta para o manto assume que as dorsais oceânicas não
estão sempre situadas verticalmente sobre o ramo ascendente de determinada célula
de convecção.
■ A ascensão por convecção de material rochoso a elevadas temperaturas, mas ainda
sólido, formando uma pluma térmica, que só atinge o ponto de fusão a algumas
dezenas de quilómetros da superfície, é hoje um fenómeno muito importante na
compreensão da dinâmica do manto e da interpretação de algumas estruturas
geológicas.
■ Quando estas plumas atingem a superfície expressam-se sob a forma de pontos
quentes, delimitando regiões de extensão limitada, na ordem das centenas de km de
diâmetro.
■ A distribuição dos pontos quentes não assume uma forma aleatória, ocorrendo em
zonas de enorme arqueamento do geoide terrestre, estas estão normalmente situadas
ou em zonas entre placas, ou em zonas de dorsais.
Tomografia Sísmica
■ A tomografia sísmica tem permitido realizar uma cartografia do interior daTerra,
tendo por base a velocidade de propagação das ondas sísmicas a uma determinada
profundidade. Com este método foi possível identificar variações laterais no interior
do manto, assim, podemos identificar zonas onde a velocidade de propagação é mais
rápida e outras zonas onde tal velocidade é mais lenta.
■ As variações na velocidade das ondas sísmicas por comparação com uma velocidade
média de referência podem ser interpretadas como devidas a uma variação de
temperatura. Uma velocidade mais lenta revela um manto mais quente e uma
velocidade mais rápida revela um manto mais frio.
MOVIMENTOSVERTICAIS DA
LITOSFERA
Equilíbrio isostático■ O estudo da atração gravitacional daTerra pode ser utilizado para um melhor
conhecimento da estrutura da litosfera e da sua mobilidade.
■ Geólogos como Edward Suess colocavam a hipótese de as alterações do nível médio
das águas do mar ocorrerem devido a modificações ao nível do volume de água no
oceano, por exemplo, devidas a alterações climáticas. No entanto, Clarence Dutton
sugeriu que as alterações das linhas de costa podiam ser o resultado de ajustamentos
dos materiais continentais, mantendo-se constante o volume de água da hidrosfera.
Edward Suess Clarance Dutton
Teoria da isostasia
■ São as hipóteses que procuram interpretar as compensações que ocorrem em
profundidade dos relevos superficiais em função da sua densidade. A partir de
determinada profundidade (50-100km), no manto superior a temperatura é suficiente
para haver um comportamento plástico dos materiais constituintes dessa zona e o
material crustal mais rígido (a crusta continental e a crusta oceânica) ‘’flutua’’ sobre o
material plástico- Nível de compensação isostático
Principio de Arquimedes
■ Segundo o princípio de Arquimedes, se um determinado bloco for suportado por
materiais mais plástico e mais denso que ele, este bloco deve flutuar nesse substrato.
Sendo a astenosfera uma camada constituída por material com um comportamento
plástico, a litosfera (menos densa) está em equilíbrio sobre esta zona do manto
superior, ou seja, o equilíbrio é conseguido através de um ajustamento do tipo
isostático com movimentos verticais de ascensão e descida dos diferentes materiais.
Logo, se a litosfera se encontra num equilíbrio isostático com a astenosfera, tal
significa que em qualquer zona da litosfera deve ter igual peso.
Mecanismos de conservação do equilíbrio
■ Os mecanismos de conservação do equilíbrio designados por ajustamentos isostáticos
foram defendidos por John Pratt e George Airy.
Anomalias isostáticas
■ É frequente encontrar em alguns pontos da superfície terrestre anomalias isostáticas,
ou seja, verifica-se uma diferença entre o valor do peso medido e o valor calculado
para esse local após as devidas correções. Dizer que num dado local existe uma
anomalia isostática negativa significa que na vertical da estação de medida existe um
défice de massa, portanto um excesso de rocha de baixa densidade. Se, pelo contrário,
se determina a existência de uma anomalia isostática positiva, isso significa que na
vertical da estação onde foi efetuada a medição existe um excesso de materiais de
elevada densidade.
Ex. fenómenos como o gelo e a erosãoEx. processos como a sedimentação e as glaciações
O levantamento da Escandinávia
■ O levantamento da Escandinávia pode ser referido como um exemplo de anomalia
isostática negativa.Através de registros históricos , pôde constatar-se que durante o
séc.XIX o golfo Bótnia se elevou aproximadamente 9mm/ano.Tais observações são
confirmadas através de marcas que foram sendo colocadas nas bermas das praias e
que agora se encontram elevadas a grandes altitudes.
Bibliografia/Netgrafia
FÉLIX, Mário José; SENGO, Isabel Cristina; CHAVES, Rosário
Bastos. Geologia 12. Rua da Restauração: Porto Editora, 2014
https://www.google.pt/imghp?hl=pt-PT&tab=wi
http://geostones.blogspot.pt/2011/10/os-diferentes-modelos-de-
conveccao.html?q=harry+hess&x=0&y=0
http://anossageologia.blogspot.pt/2012/12/isostasia.html

A convenção no manto terrestre e o movimento das placas litosféricas

  • 1.
    A CONVENÇÃO NO MANTOTERRESTRE E O MOVIMENTO DAS PLACAS LITOSFÉRICAS Andreia Morgado Costa Nº3 12ºB
  • 2.
    Dinâmica do mantoterrestre ■ ATerra é uma máquina térmica devido à presença de materiais a elevadas temperaturas no seu interior. Uma origem deste calor interno pode ser a libertação da quantidade de calor remanescente de fenómenos de acreção aquando da formação inicial do planeta, resultante de inúmeros impactos de corpos celestes, como meteoritos e asteroides, que ao serem agregados permitiram a acumulação de uma enorme quantidade de energia no interior daTerra.
  • 3.
    Estrutura interna daTerra ModeloFísico Modelo Químico
  • 4.
    Desintegração de isótopos ■Outra fonte possível para a existência de calor interno é a desintegração de isótopos radioativos, sendo mesmo considerada por muitos investigadores como uma das principais fontes da maquina térmica terrestre. Certos elementos radioativos, como, por exemplo, o Urânio-238, oTório-232 e o Potássio-40 são importantes isótopos que estavam presentes nos materiais que experimentaram acreção e que no decurso da diferenciação do Globo foram sendo concentrados nas rochas que constituem a crosta e o manto, participando na produção do calor do manto.
  • 5.
    No processo detransferência de calor do interior daTerra para a superfície intervêm dois processos fundamentais:
  • 6.
    Condução litosférica ■ Éo mecanismo pelo qual o calor é transferido, sendo o calor transmitido de átomo a átomo, de zonas de mais alta temperatura para zonas de mais baixa temperatura. Este processo depende da diferença de temperatura, da distância e da condutividade térmica das rochas atravessadas.
  • 7.
    Convecção ■ É oprocesso que ocorre quando um fluido quente se dilata, este reduz a densidade e ascende por ser menos denso que o meio envolvente. Logo, as correntes de convecção são resultantes de um fluxo de calor que faz com que o material mais quente e menos denso ascenda à superfície. Este processo ocorre quer no núcleo quer no manto e dele resulta uma transferência efetiva de calor do interior para a superfície daTerra.
  • 8.
    Arthur Holmes (1890-1965) ■Em 1928Arthur Holmes, sugeriu que o mecanismo de convecção térmica ao nível do manto poderia ser o motor da deriva proposta porWegener. ■ Segundo ele, os movimentos da litosfera deviam-se à existência de convecção mantélica que estava organizada em células, em que no ramo descendente se daria a libertação de calor por subida de material de origem profunda e a elevadas temperaturas, enquanto que no ramo descendente ocorreria a destruição de material litosférico, que sendo mais frio se tornaria mais denso e, deste modo, afundar-se-ia ao nível das fossas oceânicas.
  • 9.
    Harry Hess (1906-1969) ■As ideias de Holmes levaram Hess, geólogo americano, a apresentar em 1962 a hipótese de uma possível expansão dos fundos oceânicos, afirmando que os continentes teriam sido transportados lateralmente como parte da crusta terreste. ■ De acordo com a sua teoria, a maior parte das formações existentes nos fundos oceânicos eram originadas ao nível das cordilheiras médio- oceânicas, como resultado da ascensão do material vindo do manto. As correntes de convecção seriam o mecanismo responsável pelo processo geológico associado à expansão dos fundos oceânicos. ■ Foram propostos vários modelos de convecção mantélica.
  • 10.
    Modelo de circulaçãoconvectiva num só nível • A matéria atravessa a zona de transição. • Não existe camada limite térmica a este nível.
  • 11.
    Modelo de circulaçãoconvectiva a dois níveis • Não existem trocas de matérias entre o manto superior e o mando inferior • Manto superior e inferior são separados por uma camada limite térmica ao nível da descontinuidade dos 670km • A placa que submerge sofre fusão aos 670km de profundidade
  • 12.
    Modelo de convecçãopenetrativo • A zona de transição abranda a convecção mas não a impede. • Os movimentos convectivos ocorrem no manto inferior mas a colisão de placas provoca alguns movimentos no manto superior. • A placa que subducta penetra no manto inferior, fundido neste devido às altas temperaturas aparecendo então um ponto quente. • Os pontos quentes também se podem originar no manto superior.
  • 13.
    ■ A dinâmicaatualmente proposta para o manto assume que as dorsais oceânicas não estão sempre situadas verticalmente sobre o ramo ascendente de determinada célula de convecção. ■ A ascensão por convecção de material rochoso a elevadas temperaturas, mas ainda sólido, formando uma pluma térmica, que só atinge o ponto de fusão a algumas dezenas de quilómetros da superfície, é hoje um fenómeno muito importante na compreensão da dinâmica do manto e da interpretação de algumas estruturas geológicas. ■ Quando estas plumas atingem a superfície expressam-se sob a forma de pontos quentes, delimitando regiões de extensão limitada, na ordem das centenas de km de diâmetro. ■ A distribuição dos pontos quentes não assume uma forma aleatória, ocorrendo em zonas de enorme arqueamento do geoide terrestre, estas estão normalmente situadas ou em zonas entre placas, ou em zonas de dorsais.
  • 14.
    Tomografia Sísmica ■ Atomografia sísmica tem permitido realizar uma cartografia do interior daTerra, tendo por base a velocidade de propagação das ondas sísmicas a uma determinada profundidade. Com este método foi possível identificar variações laterais no interior do manto, assim, podemos identificar zonas onde a velocidade de propagação é mais rápida e outras zonas onde tal velocidade é mais lenta. ■ As variações na velocidade das ondas sísmicas por comparação com uma velocidade média de referência podem ser interpretadas como devidas a uma variação de temperatura. Uma velocidade mais lenta revela um manto mais quente e uma velocidade mais rápida revela um manto mais frio.
  • 15.
    MOVIMENTOSVERTICAIS DA LITOSFERA Equilíbrio isostático■O estudo da atração gravitacional daTerra pode ser utilizado para um melhor conhecimento da estrutura da litosfera e da sua mobilidade. ■ Geólogos como Edward Suess colocavam a hipótese de as alterações do nível médio das águas do mar ocorrerem devido a modificações ao nível do volume de água no oceano, por exemplo, devidas a alterações climáticas. No entanto, Clarence Dutton sugeriu que as alterações das linhas de costa podiam ser o resultado de ajustamentos dos materiais continentais, mantendo-se constante o volume de água da hidrosfera. Edward Suess Clarance Dutton
  • 16.
    Teoria da isostasia ■São as hipóteses que procuram interpretar as compensações que ocorrem em profundidade dos relevos superficiais em função da sua densidade. A partir de determinada profundidade (50-100km), no manto superior a temperatura é suficiente para haver um comportamento plástico dos materiais constituintes dessa zona e o material crustal mais rígido (a crusta continental e a crusta oceânica) ‘’flutua’’ sobre o material plástico- Nível de compensação isostático
  • 17.
    Principio de Arquimedes ■Segundo o princípio de Arquimedes, se um determinado bloco for suportado por materiais mais plástico e mais denso que ele, este bloco deve flutuar nesse substrato. Sendo a astenosfera uma camada constituída por material com um comportamento plástico, a litosfera (menos densa) está em equilíbrio sobre esta zona do manto superior, ou seja, o equilíbrio é conseguido através de um ajustamento do tipo isostático com movimentos verticais de ascensão e descida dos diferentes materiais. Logo, se a litosfera se encontra num equilíbrio isostático com a astenosfera, tal significa que em qualquer zona da litosfera deve ter igual peso.
  • 18.
    Mecanismos de conservaçãodo equilíbrio ■ Os mecanismos de conservação do equilíbrio designados por ajustamentos isostáticos foram defendidos por John Pratt e George Airy.
  • 19.
    Anomalias isostáticas ■ Éfrequente encontrar em alguns pontos da superfície terrestre anomalias isostáticas, ou seja, verifica-se uma diferença entre o valor do peso medido e o valor calculado para esse local após as devidas correções. Dizer que num dado local existe uma anomalia isostática negativa significa que na vertical da estação de medida existe um défice de massa, portanto um excesso de rocha de baixa densidade. Se, pelo contrário, se determina a existência de uma anomalia isostática positiva, isso significa que na vertical da estação onde foi efetuada a medição existe um excesso de materiais de elevada densidade. Ex. fenómenos como o gelo e a erosãoEx. processos como a sedimentação e as glaciações
  • 20.
    O levantamento daEscandinávia ■ O levantamento da Escandinávia pode ser referido como um exemplo de anomalia isostática negativa.Através de registros históricos , pôde constatar-se que durante o séc.XIX o golfo Bótnia se elevou aproximadamente 9mm/ano.Tais observações são confirmadas através de marcas que foram sendo colocadas nas bermas das praias e que agora se encontram elevadas a grandes altitudes.
  • 21.
    Bibliografia/Netgrafia FÉLIX, Mário José;SENGO, Isabel Cristina; CHAVES, Rosário Bastos. Geologia 12. Rua da Restauração: Porto Editora, 2014 https://www.google.pt/imghp?hl=pt-PT&tab=wi http://geostones.blogspot.pt/2011/10/os-diferentes-modelos-de- conveccao.html?q=harry+hess&x=0&y=0 http://anossageologia.blogspot.pt/2012/12/isostasia.html