A Teoria da Tectônica de Placas

Evidências fossiliferas comuns que levaram Wegener a compor a teoria da deriva dos continentes: Fonte U.S. Geological Survey

Quando os primeiros mapas mundiais confiáveis começaram a ser construídos, os cientistas notaram que os continentes, particularmente a América do Sul e a África, podiam encaixar-se como em um jogo de quebra cabeças. Em 1516, o geógrafo flamenco Abraham Ortelius observou o encaixe dos limites dos continentes em ambos os lados do oceano Atlântico, como se as Américas, Europa e África tivessem sido agrupadas em algum tempo e posteriormente separadas. Próximo do final do Século 19, o geólogo austríaco Eduard Suess juntou algumas peças do quebra cabeças e postulou que outrora os continentes meridionais tinham formado um único continente gigante, o Gonduana.

Evidências fossiliferas comuns que levaram Wegener  a compor a teoria da deriva dos continentes: Fonte U.S. Geological Survey
Entretanto, foi um meteorologista alemão, Alfred Wegener, no início do Século 20, o primeiro a investigar exaustivamente a idéia da deriva dos continentes (continental drift). Em seu livro "A Origem dos Continentes e Oceanos" de 1915, Wegener baseou sua teoria não somente na forma dos continentes, mas também em evidências geológicas, tais como similaridades entre as rochas, estruturas geológicas e os fósseis encontrados no Brasil e na África.

A proposta de Wegener para a fragmentação do Supercontinente Pangea: Fonte U.S. Geological Survey Nos anos que se seguiram, Alfred Wegener postulou a formação de um supercontinente chamado Pangea na Era Paleozóica (565-252 Ma), que estava unido até o Período Carbonífero (354-290 milhões de anos) e que começou a se fragmentar na Era Mesozóica (200 Ma), formando os continentes que conhecemos atualmente, com o oceano preenchendo os espaços entre eles.

O meteorologista alemão acreditava que os continentes, constituídos de rochas silicosas menos densas, eram arrastados sobre as rochas mais densas do fundo oceânico por forças relacionadas a rotação da Terra que criariam uma força centrífuga em direção ao Equador. Wegener acreditava que o Supercontinente Pangea tinha originado-se perto do pólo sul e que a força centrífuga do planeta tinha provocado o rompimento do protocontinente, movendo então os continentes recém formados na direção do Equador. Faltava a Wegener dados sobre a natureza da formação da crosta oceânica, o que lhe impediu a formação de uma teoria mais completa da dinâmica terrestre.

Após uma década de debates acalorados, a maioria dos geólogos e geofísicos rejeitaram a teoria de Alfred Wegener, pois segundo eles, as forças geradas pela rotação da Terra seriam insuficientes para mover os continentes. Entretanto, alguns poucos geólogos europeus, sul-africanos e australianos, entre os quais se destacam Alexander L. du Toit e Arthur Holmes, acrescentaram novos e importantes dados geológicos, paleontológicos e paleoclimáticos a teoria dos movimentos dos continentes.

Esquema mostrando as células de convecção comumente vistas em recpiente com água fervendo: Fonte U.S. Geological Survey

Em 1929, Arthur Holmes propôs a idéia que o manto terrestre sofria convecção termal, baseando seu conceito no fato que pode ser observado facilmente quando se aquece um recepiente com água. Quando uma substância é aquecida sua densidade diminui e por conseqüência ascende para a superfície. Na superfície ela é resfriada, aumenta sua densidade e então mergulha para baixo novamente.

Diagrama mostrando o conceito das células de convecção no manto. Abaixo da profundidade de 700 Km, a placa descendente começa a amolecer e fluir, perdendo sua forma original: Fonte U.S. Geological Survey

Repetidos aquecimentos e resfriamentos resultariam em uma corrente mantélica que poderia ser suficiente para provocar o rompimento e movimento dos continentes. Esta idéia também recebeu pouca atenção na época.

 
Foi só quando a topografia do assoalho oceânico começou a ser mapeada nos anos entre 1950-1960 que houve um grande avanço no desenvolvimento na teoria da Tectônica de Placas. Quando estes estudos foram compilados, revelaram que algum oceanos são divididos por uma grande cordilheira submersa, com aproximadamente 65.000 Km de comprimento e em torno de 1.500 Km de largura. Entretanto, na parte central da cordilheira existe um vale, com 1-3 Km de profundidade. Esta feição constitui um rifte, isto é, um local com profundas rachaduras tectônicas que provocam a separação de blocos devido a tensão na crosta. Outras evidências mostraram uma variedade de diferenças entre as crostas continentais e oceânicas. Pesquisas mostraram que a crosta oceânica é muito mais jovem do que a crosta continental, e amostras de sondagens da crosta oceânica revelaram que ela é composta principalmente de basalto e, portanto, tem composição completamente diferente da crosta continental "granítica". Estudos sísmicos mostraram que a crosta oceânica é também mais fina que a crosta continental, não sendo portanto, sujeita a grandes deformações devido a forças compressionais.

Diagrama ilustrando as cordilheiras meso-oceânicas e zonas de subducção: Fonte U.S. Geological SurveyNo início da década de 1960, os geólogos Harry Hess da Universidade de Princeton e Robert Dietz da Universidade da Califórnia, baseados nestes novos dados científicos, propuseram hipóteses similares, no qual o assoalho oceânico separava-se ao longo dos riftes, denominados agora de cordilheiras meso-oceânicas, devido a correntes de convecção no manto e são movidos simetricamente para cada lado da cordilheira. O contínuo movimento lateral produz rachaduras no rifte, no qual material mantélico quente (magma) é injetado para cima tornando-se a nova crosta oceânica (espalhamento do assoalho oceânico). A corrente de convecção no manto empurra os continentes para longe da cordilheira meso-oceânica e na direção das fossas oceânicas. Neste local, a crosta oceânica submerge para o manto, sendo então reabsorvida. Deste modo, o fundo oceânico é completamente regenerado em 200 ou 300 milhões de anos.

Dados paleomagnéticos foram utilizados para testar a idéia do espalhamento do assoalho oceânico. Certas rochas vulcânicas, como o basalto, contém minerais de ferro chamados magnetita. Quando o basalto resfria atingindo temperaturas abaixo de 500 graus Celsius, as magnetitas tornam-se orientadas na direção do campo magnético terrestre daquele momento. Deste modo, os minerais que constituem a rocha tornam-se magnetos fósseis, isto é, mostram a orientação do campo magnético terrestre no momento da cristalização e resfriamento. Este processo é chamado de paleomagnetismo termoremanente.

Algumas rochas sedimentares podem também mostrar um outro tipo de magnetismo remanente. As rochas sedimentares são formadas quando partículas de sedimentos assentam e acumulam, por exemplo, no fundo de um corpo de água. Grãos magnéticos entre as partículas, como fragmentos de magnetita, tornam-se alinhados na direção do campo magnético terrestre no momento da deposição, e esta orientação poderá ser incorporada na rocha quando as partículas tornarem-se litificadas. Este tipo de magnetismo é chamado de paleomagnetismo remanente deposicional.

 Diagrama ilustrando um modelo polaridade magnética do fundo mar. A nova crosta oceânica forma-se continuamente na cordilheira meso-oceânica, resfria e move-se para longe da cordilheira com o espalhamento do fundo oceânico: a) espalhamento oceânico em torno de 5 milhões de anos atrás; b) em torno de 2 a 3 milhões de anos atrás; e c) atualmente: Fonte U.S. Geological SurveyO estudo das propriedades magnéticas de numerosas amostras de basaltos oceânicos, de muitos locais da Terra, demonstraram que o campo magnético terrestre mudou muitas vezes nos últimos 70-80 milhões de anos. Épocas de polaridade normal (isto é, períodos quando o campo magnético estava orientado como ele é hoje, com o pólo norte magnético no norte e próximo a sua locação atual) têm sido seguidas por períodos durante o qual as locações do pólo norte magnético e pólo sul magnético foram revertidos. Se o espalhamento do assoalho oceânico realmente ocorre, ele pode ser registrado no magnetismo dos basaltos na crosta oceânica, pois se o campo magnético muda intermitentemente, novos basaltos extrudidos no rifte podem ser magnetizados de acordo com a polaridade do tempo em que eles se formaram. Investigações subseqüentes do fundo mar comprovaram esta teoria, pois quando o assoalho oceânico se movimenta, o campo magnético é registrado na crosta ao longo de cada lado da cordilheira oceânica, com as rochas identificando períodos com polaridades normais e reversas alternadas.

Para muitos geólogos, a evidência mais convincente para a comprovação da teoria da Tectônica de Placas vem desde a amostragem dos sedimentos que estão sobre o assoalho oceânico. Os sedimentos mais jovens e com menor espessura estão localizados sobre o fundo do mar próximo da cordilheira oceânica, onde nova crosta está sendo criada. Longe da cordilheira, os sedimentos que estão diretamente acima dos basaltos oceânicos tornam-se progressivamente mais antigos e mais espessos, estando os sedimentos mais antigos próximos das margens continentais.

No final da década de 1960, uma nova geração de geólogos ampliou os conceito da deriva continental e do espalhamento do assoalho oceânico em uma teoria mais ampla, a Tectônica de Placas. Eles estenderam as idéias iniciais em torno da mobilidade da litosfera com a identificação dos limites de placas e a discussão de seus movimentos relativos e dos fenômenos tectônicos, vulcânicos e sísmicos que ocorrem nos seus limites.

O desenvolvimento da Teoria da Tectônica de Placas foi para a geociências o que a Teoria da Relatividade de Einstein foi para a Física e a Teoria da Evolução de Darwin foi para a Biologia, uma revolução no conhecimento científico. Essa teoria teve um grande impacto nas ciências geológicas e isso aconteceu porque ela fez com que os geólogos reconhecessem que tudo está interligado no planeta. Não existe, por exemplo, uma teoria sobre como os sedimentos se formam e outra que explique como os vulcões agem. Tudo faz parte de um só grande quadro e compreender cada parte desse quadro ajuda a entender todo o sistema. Esse sistema, é claro, é a Terra.

A teoria da Tectônica de Placas está atualmente firmemente estabelecida, sendo aceita como a teoria fundamental da dinâmica terrestre. Ela foi primeiramente utilizada, como foi visto acima, para explicar as feições do assoalho oceânico. Agora a ênfase tem mudado para os continentes, e muitas das primeiras observações geológicas continentais estão sendo reexaminadas na luz dessa teoria.

 

Referências bibliográficas utilizadas na confecção do texto acima:

Hamblin, W.K. & Christiansen, E.H. 1998. Earth,s Dynamic Systems (Eighth Edition). Prentice-Hall, Inc. 740 p.

Press, F. & Siever, R. 1998. Understanding Earth (Second Edition). W.H. Freeman and Company. 682 p.

 

 

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