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5: Placas tectônicas, tempo geológico e terremotos - Geociências

5: Placas tectônicas, tempo geológico e terremotos - Geociências


Ninguém duvida que a Terra é o planeta mais hospitaleiro do sistema solar. Temos uma atmosfera respirável e a temperatura, como disse Goldilocks sobre o mingau, está "perfeita". Vênus é muito quente, Marte é muito frio e a Lua e Mercúrio não têm atmosfera digna de menção.

Mas em termos de terremotos, os outros planetas podem ser considerados lugares mais seguros para se viver do que a Terra. Isso ocorre porque a camada externa da Terra é quebrada em grandes placas chamadas placas que se empurram e se chocam umas contra as outras como enormes blocos de gelo. No processo, todo aquele esmagamento entre as placas força partes da crosta a criar montanhas, causando terremotos no processo. Em contraste, a crosta dos outros planetas internos consiste inteiramente em rocha maciça que experimentou a maior parte de sua atividade de construção de montanhas há bilhões de anos, logo após a formação dos planetas. Agora, os movimentos da crosta terrestre nesses planetas foram parados. Não há o esmagamento das placas umas contra as outras, fazendo-as tremer.

Mas a Terra tem vulcões e terremotos ativos, que são fenômenos geológicos, e para entendê-los precisamos de uma breve introdução ao seu ambiente geológico. Isso exige que expandamos nossas mentes para pensar em mover massas de rocha que são extremamente grandes, com muitas dezenas de quilômetros de espessura e centenas de quilômetros de largura. Também devemos pensar em longos períodos de tempo. Assim como um astrônomo nos pede para pensar em grandes distâncias de centenas de bilhões de milhas, um geólogo nos pede para pensar em milhares, até milhões de anos. Um terremoto pode acontecer em menos de trinta segundos, mas é uma resposta ao movimento lento de enormes placas tectônicas na superfície da Terra, acumulando tensão ao longo de muitos milhares de anos.

Como estudamos terremotos? Podemos ver os efeitos de terremotos anteriores em rupturas de falhas na superfície da Terra. Podemos aprender sobre terremotos conforme eles acontecem pelos rabiscos que eles fazem em um registro de sismógrafo. Podemos pensar em terremotos futuros medindo o lento acúmulo de tensão tectônica na Terra, usando satélites em órbita e o Sistema de Posicionamento Global (GPS).


Ondas sísmicas de grandes terremotos passam por toda a Terra. Essas ondas contêm informações vitais sobre a estrutura interna da Terra. Conforme as ondas sísmicas passam pela Terra, elas são refratadas, ou dobradas, como raios de luz que se curvam quando passam por um prisma de vidro. Como a velocidade das ondas sísmicas depende da densidade, podemos usar o tempo de viagem das ondas sísmicas para mapear a mudança na densidade com a profundidade e mostrar que a Terra é composta de várias camadas.

Estrutura interna da Terra. BGS © UKRI.

Ondas P de um hipotético terremoto no Pólo Norte são refratadas no núcleo - limite do manto e zonas de sombra são criadas. Embora as ondas P reapareçam, as ondas S não. BGS © UKRI.

Essa camada mais frágil e externa varia em espessura de cerca de 25 a 70 km sob os continentes e de cerca de 5 a 10 km sob os oceanos. A crosta continental tem uma estrutura bastante complexa e é feita de muitos tipos diferentes de rochas.

Abaixo da crosta encontra-se o manto denso, estendendo-se por uma profundidade de 2.890 km. É constituído por rochas densas de silicato. As ondas P e S de terremotos viajam pelo manto, demonstrando que ele é sólido.

No entanto, há evidências separadas de que partes do manto se comportam como um fluido em escalas de tempo geológicas muito longas, com rochas fluindo lentamente em células de convecção gigantes.

A uma profundidade de cerca de 2.900 km está o limite entre o manto e o núcleo da Terra. O núcleo é composto de ferro e sabemos que existe porque refrata as ondas sísmicas criando uma & # 8216zona de sombra & # 8217 a distâncias entre 103º e 143º. Também sabemos que a parte externa do núcleo é líquida, porque as ondas S não passam por ela.


Teoria da Tectônica de Placas

Quando o conceito de expansão do fundo do mar surgiu, os cientistas reconheceram que era o mecanismo para explicar como os continentes podiam se mover na superfície da Terra. Como os cientistas antes de nós, vamos agora fundir as idéias da deriva continental e da propagação do fundo do mar na teoria das placas tectônicas.

Placas Tectônicas da Terra

O fundo do mar e os continentes se movem na superfície da Terra, mas o que está realmente se movendo? Que porção da Terra constitui as “placas” nas placas tectônicas? Essa pergunta também foi respondida por causa da tecnologia desenvolvida durante os tempos de guerra & # 8211, neste caso, a Guerra Fria. O pratos são constituídos pela litosfera.

Figura 1. Terremotos delineiam as placas.

Durante os anos 1950 e início dos anos 1960, os cientistas montaram redes de sismógrafos para ver se as nações inimigas estavam testando bombas atômicas. Esses sismógrafos também registraram todos os terremotos ao redor do planeta. Os registros sísmicos podem ser usados ​​para localizar um terremoto epicentro, o ponto na superfície da Terra diretamente acima do local onde ocorre o terremoto.

Os epicentros do terremoto contornam as placas. Dorsais meso-oceânicas, trincheiras e grandes falhas marcam as bordas das placas, e é aqui que ocorrem os terremotos (figura 1).

A litosfera é dividida em uma dúzia de placas principais e várias placas secundárias (figura 2). As bordas das placas podem ser desenhadas conectando os pontos que marcam os terremotos e os epicentros # 8217. Uma única placa pode ser feita de toda a litosfera oceânica ou de toda a litosfera continental, mas quase todas as placas são feitas de uma combinação de ambas.

Figura 2. As placas litosféricas e seus nomes. As setas mostram se as placas estão se afastando, se movendo juntas ou deslizando uma pela outra.

O movimento das placas sobre a superfície da Terra é denominado placas tectônicas. As placas se movem a uma taxa de alguns centímetros por ano, aproximadamente a mesma taxa de crescimento das unhas.

Como as placas se movem

Figura 3. A convecção do manto impulsiona as placas tectônicas. O material quente sobe nas dorsais meso-oceânicas e afunda nas trincheiras do fundo do mar, o que mantém as placas em movimento ao longo da superfície da Terra.

Se a propagação do fundo do mar impulsiona as placas, o que impulsiona a propagação do fundo do mar? Imagine duas células de convecção lado a lado no manto, semelhante à ilustração da figura 3.

  1. O manto quente das duas células adjacentes sobe no eixo da crista, criando uma nova crosta oceânica.
  2. O ramo superior da célula de convecção se move horizontalmente para longe da crista da crista, assim como o novo fundo do mar.
  3. Os ramos externos das células de convecção mergulham no manto mais profundo, arrastando também a crosta oceânica. Isso ocorre nas trincheiras do fundo do mar.
  4. O material afunda até o núcleo e se move horizontalmente.
  5. O material se aquece e atinge a zona onde sobe novamente.

Confira esta animação da convecção do manto e assista a este vídeo:


Limites de placa

Limites da placa são as bordas onde duas placas se encontram. A maioria das atividades geológicas, incluindo vulcões, terremotos e construção de montanhas, ocorre nos limites das placas. Como duas placas podem se mover em relação uma à outra?

  • Limites de placa divergentes: as duas placas afastam-se uma da outra.
  • Limites de placa convergente: as duas placas movem-se uma em direção à outra.
  • Transforme os limites da placa: as duas placas deslizam uma sobre a outra.

O tipo de fronteira de placa e o tipo de crosta encontrada em cada lado da fronteira determinam que tipo de atividade geológica será encontrada lá.

Limites de placa divergente

As placas se separam nas dorsais meso-oceânicas, onde se forma um novo leito marinho. Entre as duas placas está um vale do Rift. A lava que flui na superfície esfria rapidamente para se tornar basalto, mas mais profundamente na crosta, o magma esfria mais lentamente para formar gabro. Portanto, todo o sistema de cristas é feito de rocha ígnea que é extrusiva ou intrusiva. Terremotos são comuns nas dorsais meso-oceânicas, uma vez que o movimento do magma e da crosta oceânica resulta em agitação da crosta. A grande maioria das dorsais meso-oceânicas está localizada nas profundezas do mar (figura 4).

Figura 4. (a) A Islândia é o único local onde a cordilheira está localizada em terra: a Dorsal Meso-Atlântica separa as placas da América do Norte e da Eurásia (b) O vale do rift na Dorsal Mesoatlântica na Islândia.

Figura 5. As placas árabes, indianas e africanas estão se separando, formando o Grande Vale do Rift na África. O Mar Morto preenche a fenda com água do mar.

Confira essas animações:

Os limites divergentes das placas podem ocorrer dentro de um continente? Qual é o resultado? Rifting Incontinental (figura 5), ​​o magma sobe abaixo do continente, tornando-o mais fino, rompido e, por fim, dividido. Uma nova crosta oceânica irrompe no vazio, criando um oceano entre os continentes.

Limites de placa convergente

Quando duas placas convergem, o resultado depende do tipo de litosfera de que as placas são feitas. Não importa o que aconteça, esmagar duas enormes placas de litosfera juntas resulta na geração de magma e terremotos.

Figura 6. A subdução de uma placa oceânica sob uma placa continental causa terremotos e forma uma linha de vulcões conhecida como arco continental.

Ocean-Continent

Quando a crosta oceânica converge com a crosta continental, a placa oceânica mais densa mergulha abaixo da placa continental. Este processo, denominado subducção, ocorre nas fossas oceânicas (figura 6). Toda a região é conhecida como zona de subducção. As zonas de subducção têm muitos terremotos intensos e erupções vulcânicas. A placa subdutora provoca o derretimento do manto. O magma sobe e entra em erupção, criando vulcões. Essas montanhas vulcânicas costeiras são encontradas em uma linha acima da placa subductora (figura 7). Os vulcões são conhecidos como arco continental.

Figura 7. (a) Na trincheira que reveste a margem oeste da América do Sul, a placa de Nazca está subdividindo sob a placa da América do Sul, resultando na Cordilheira dos Andes (planaltos marrons e vermelhos) (b) A convergência empurrou calcário para cima nos Andes Montanhas onde os vulcões são comuns.

Os vulcões do nordeste da Califórnia - Lassen Peak, Mount Shasta e o vulcão Medicine Lake - junto com o restante das Cascade Mountains do noroeste do Pacífico são o resultado da subducção da placa Juan de Fuca sob a placa norte-americana (figura 8). A placa Juan de Fuca é criada pela propagação do fundo do mar próximo à costa na crista Juan de Fuca.

Figura 8. As montanhas Cascade do noroeste do Pacífico são um arco continental.

Se o magma em um arco continental for félsico, pode ser muito viscoso (espesso) para subir através da crosta. O magma resfriará lentamente para formar granito ou granodiorito. Esses grandes corpos de rochas ígneas intrusivas são chamados batólitos, que um dia pode ser elevada para formar uma cordilheira (figura 9).

Figura 9. O batólito de Sierra Nevada resfriou sob um arco vulcânico há cerca de 200 milhões de anos. A rocha está bem exposta aqui em Mount Whitney. Batólitos semelhantes provavelmente estão se formando abaixo dos Andes e das cascatas hoje.

Oceano-oceano

Quando duas placas oceânicas convergem, a placa mais velha e mais densa se subdividirá no manto. Uma trincheira oceânica marca o local onde a placa é empurrada para o manto. A linha de vulcões que cresce na placa oceânica superior é um arco da ilha. Você acha que terremotos são comuns nessas regiões (figura 10)?

Figura 10. (a) A subdução de uma placa oceânica sob uma placa oceânica resulta em um arco de ilha vulcânica, uma trincheira oceânica e muitos terremotos. (b) O Japão é um arco de ilha em forma de arco composto de vulcões do continente asiático, como pode ser visto nesta imagem de satélite.

Continente-Continente

As placas continentais são muito flutuantes para serem subdivididas. O que acontece ao material continental quando ele colide? Uma vez que não tem para onde ir, a não ser para cima, isso cria algumas das maiores cadeias de montanhas do mundo (figura 11). O magma não consegue penetrar nesta crosta espessa, portanto não há vulcões, embora o magma permaneça na crosta. Rochas metamórficas são comuns devido ao estresse que a crosta continental sofre. Com enormes placas de crosta se chocando, as colisões continente-continente causam numerosos e grandes terremotos.

Figura 11. (a) Na convergência continente-continente, as placas empurram para cima para criar uma alta cordilheira. (b) As montanhas mais altas do mundo, os Himalaias, são o resultado da colisão da placa indiana com a placa euro-asiática, vista nesta foto da Estação Espacial Internacional.

Assista a esta animação do aumento do Himalaia.

Os Montes Apalaches são os restos de uma grande cordilheira que foi criada quando a América do Norte se chocou com a Eurásia, cerca de 250 milhões de anos atrás.

Transformar limites de placa

Figura 12. Na falha de San Andreas na Califórnia, a placa do Pacífico está deslizando para noroeste em relação à placa da América do Norte, que está se movendo para sudeste. Na extremidade norte da imagem, o limite de transformação se transforma em uma zona de subducção.

Os limites da placa de transformação são vistos como transformar falhas, onde duas placas se movem em direções opostas. Falhas transformadoras em continentes causam terremotos massivos (figura 12).

A Califórnia é muito ativa geologicamente. Quais são os três principais limites de placas na Califórnia ou próximo a ela (figura 13)?

  1. Um limite de placa de transformação entre as placas do Pacífico e da América do Norte cria a Falha de San Andreas, a falha de transformação mais notória do mundo.
  2. Apenas no mar, um limite de placa divergente, cume Juan de Fuca, cria a placa Juan de Fuca.
  3. Um limite de placa convergente entre a placa oceânica Juan de Fuca e a placa continental norte-americana cria os vulcões Cascades.

Figura 13. Este mapa mostra os três principais limites de placas na Califórnia ou próximo a ela.

Uma breve revisão dos três tipos de limites de placa e as estruturas que são encontradas lá é o assunto deste vídeo sem palavras.

Superfície em mudança da Terra

Os geólogos sabem que Wegener estava certo porque os movimentos dos continentes explicam muito sobre a geologia que vemos. A maior parte da atividade geológica que vemos no planeta hoje é devido às interações das placas em movimento.

Figura 14. Cordilheiras da América do Norte.

No mapa da América do Norte (figura 14), onde estão localizadas as cadeias de montanhas? Usando o que você aprendeu sobre placas tectônicas, tente responder às seguintes perguntas:

  1. Qual é a origem geológica da Cordilheira das Cascades? As cascatas são uma cadeia de vulcões no noroeste do Pacífico. Eles não estão rotulados no diagrama, mas estão entre a Sierra Nevada e a Cordilheira Costeira.
  2. Qual é a origem geológica da Sierra Nevada? (Dica: essas montanhas são feitas de intrusões graníticas.)
  3. Qual é a origem geológica das Montanhas Apalaches ao longo do leste dos Estados Unidos?

Figura 15. Cerca de 200 milhões de anos atrás, as Montanhas Apalaches do leste da América do Norte provavelmente já foram tão altas quanto o Himalaia, mas foram desgastadas e erodidas significativamente desde o desmembramento da Pangéia.

Lembre-se de que Wegener usou a semelhança das montanhas nos lados oeste e leste do Atlântico como evidência para sua hipótese de deriva continental. As montanhas Apalaches formaram-se em um limite de placa convergente quando Pangéia se juntou (figura 15).

Antes de Pangea se unir, os continentes eram separados por um oceano onde agora fica o Atlântico. O oceano proto-atlântico encolheu à medida que o oceano Pacífico cresceu. Atualmente, o Pacífico está encolhendo enquanto o Atlântico está crescendo. este ciclo do supercontinente é responsável pela maioria das características geológicas que vemos e muitas outras que já desapareceram (figura 16).

Figura 16. Os cientistas pensam que a criação e a dissolução de um supercontinente ocorrem a cada 500 milhões de anos. O supercontinente antes de Pangea era Rodínia. Um novo continente se formará à medida que o oceano Pacífico desaparecer.

Esta animação mostra o movimento dos continentes nos últimos 600 milhões de anos, começando com a separação da Rodínia.

Resumo

  • As placas da litosfera se movem devido às correntes de convecção no manto. Um tipo de movimento é produzido pela expansão do fundo do mar.
  • Os limites das placas podem ser localizados delineando os epicentros do terremoto.
  • As placas interagem em três tipos de limites de placa: divergente, convergente e transformada.
  • A maior parte da atividade geológica da Terra ocorre nos limites das placas.
  • Em um limite divergente, a atividade vulcânica produz uma dorsal meso-oceânica e pequenos terremotos.
  • Em uma fronteira convergente com pelo menos uma placa oceânica, uma trincheira oceânica, uma cadeia de vulcões se desenvolve e muitos terremotos ocorrem.
  • Em uma fronteira convergente onde ambas as placas são continentais, as cadeias de montanhas crescem e os terremotos são comuns.
  • Em um limite de transformação, há uma falha de transformação e terremotos massivos ocorrem, mas não há vulcões.
  • Processos que atuam por longos períodos criam as características geográficas da Terra.

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Falhas e dobras associadas nos Estados Unidos que se acredita serem fontes de terremotos M & gt6 durante o Quaternário (nos últimos 1.600.000 anos). Arquivo ZIP de 20 MB

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A camada mais externa da Terra consiste em um mosaico de “placas” rígidas que se moveram umas em relação às outras por centenas de milhões de anos.

Explore as várias camadas do Google Earth relacionadas à geologia e aos riscos geológicos da grande área da baía.

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Sombras de colinas de terra nua com resolução de 1 metro do conjunto de dados de topografia GeoEarthScope LiDAR do norte da Califórnia. Ao fazer o download deste arquivo e abri-lo no Google Earth, os usuários podem navegar em colinas com dois ângulos de iluminação (315 e 45 graus) para falhas no sistema de falha de San Andreas ao norte. A extensão dos dados LiDAR é mostrada pelos contornos coloridos ciano. As sombras serão carregadas assim que o usuário tiver ampliado uma área de interesse.

Mapa mostrando traços de falha ativa dentro da zona de falha de Hayward, incluindo um tour virtual da falha de Hayward no leste da região da Baía de São Francisco que pode ser visualizado no Google Earth.


Lista de placas tectônicas

O lista de placas tectônicas consiste em placas tectônicas comprovadas e propostas da Terra. As placas que não existem mais não são listadas.

Nome Área em
steradiant & # 911 e # 93
Posição
Placa africana & # 912 e # 93
(Placa núbia)
(tb Prato da África)
1.44065 Continente da África a oeste do Vale do Rift da África Oriental
Placa do Mar Egeu & # 913 e # 93 0.00793 Peloponeso, ilhas do Mar Egeu, costa oeste da Anatólia
Altiplano Plate & # 914 e # 93 0.02050 sul do Peru, Bolívia, norte do Chile
Placa Amur & # 915 e # 93 0.13066 sudeste da Rússia a leste do Lago Baykal, Manjuria, Coreia, principais ilhas ocidentais do Japão
Placa da Anatólia & # 913 e # 93
(tb Placa de Anatólia)
0.01418 Anatólia, exceto costa norte e oeste, norte de Chipre
Placa Antártica & # 912 e # 93 1.43268 Antártica, sul do Oceano Pacífico, a maior parte do Oceano Antártico
Placa árabe & # 912 e # 93 0.12082 Oriente ao sul das montanhas Taurus e Zagros, península Arábica
Australian Plate & # 912 & # 93
(tb Australia Plate)
1.13294 Austrália, partes da Nova Zelândia, metade sul da Nova Guiné, sul do Oceano Índico até a oeste de Sumatra
Balmoral Reef Plate & # 911 e # 93 0.00481 parte norte de Fiji
Banda Sea Plate & # 916 e # 93 0.01715 metade sul de Sulawesi, Mar de Banda, Ambon (Indonésia)
Placa de cabeça de pássaro & # 911 e # 93 0.01295 Península de Vogelkop, Halmahera (Indonésia)
Burma Plate & # 917 e # 93 0.01270 Ilhas Andaman, Ilhas Nicobar, ponta norte de Sumatra
Caribbean Plate & # 918 e # 93 0.07304 Honduras, El Salvador, Nicarágua, Antilhas, exceto Cuba
Caroline Plate & # 919 e # 93 0.03765 Palau, carolinas ocidentais (Micronésia)
Cocos Plate & # 912 e # 93 0.07223 Oceano Pacífico ao largo da Mesoamérica
Conway Reef Plate & # 911 e # 93 0.00356 parte sul de Fiji
Placa da Ilha de Páscoa & # 9110 e # 93 0.00411 Oceano Pacífico a oeste da Ilha de Páscoa
Eurasian Plate & # 912 e # 93
(tb Placa Eurasia)
1.19630 quase toda a Eurásia, exceto Anatólia, Oriente, península Arábica, Índia, Sudeste Asiático e leste da Sibéria
Futuna Plate & # 911 e # 93 0.00079 Oceano Pacífico ao redor de Wallis e Futuna
Galapagos Plate & # 9111 & # 93 0.00036 Oceano Pacífico ao redor do arquipélago de Galápagos
Prato Indiano & # 912 e # 93
(tb India Plate)
0.30637 Índia, Sri Lanka, norte do Oceano Índico
Juan de Fuca Plate & # 9112 & # 93 0.00632 Oceano Pacífico ao largo da costa de Oregon, estado de Washington e Colúmbia Britânica
Juan Fernandez Plate & # 9113 & # 93 0.00241 Oceano Pacífico ao sul da Ilha de Páscoa
Placa Kermadec & # 911 e # 93 0.01245 metade oriental da Ilha do Norte (Nova Zelândia), Ilhas Kermadec
Placa Manus & # 9114 & # 93 0.00020 Oceano Pacífico ao sul de Lavongai (Papua Nova Guiné)
Placa Maoke & # 911 e # 93 0.00284 parte noroeste da Nova Guiné sem a península de Vogelkop
Mariana Plate & # 911 e # 93 0.01037 Ilhas Marianas (oeste do Oceano Pacífico)
Molucca Sea Plate & # 916 e # 93 0.01030 metade norte de Sulawesi, Buru, Mar das Molucas (Indonésia)
Placa de Nazca & # 912 e # 93 0.39669 Oceano Pacífico entre a Ilha de Páscoa e a América do Sul
New Hebrides Plate & # 911 e # 93 0.01585 Novas Hébridas (oeste do Oceano Pacífico)
Placa Niuafo'ou & # 9115 e # 93 0.00306 Oceano Pacífico a noroeste de Tonga
Placa norte-americana & # 912 e # 93
(tb Placa da América do Norte)
1.36559 América do Norte, incluindo México e Guatemala, nordeste da Sibéria, Cuba, oeste da Islândia
Placa dos Andes do Norte & # 9116 e # 93 0.02394 Columbia, Equador
Placa North Bismarck & # 9117 & # 93 0.00956 Arquipélago de Bismarck, exceto Nova Grã-Bretanha
Okhotsk Plate & # 9118 e # 93 0.07482 Kamchatka, Sakhalin, Ilhas Curilas, ilhas principais do norte do Japão
Okinawa Plate & # 911 e # 93 0.00802 Ilhas Ryukyu, ponta norte de Formosa
Panama Plate & # 9119 & # 93 0.00674 Panamá, Costa Rica
Pacific Plate & # 911 e # 93 2.57685 Oceano Pacífico a oeste da Ilha de Páscoa, exceto nas bordas oeste
Philippine Sea Plate & # 919 e # 93 0.13409 Mar filipino
Rivera Plate & # 9120 & # 93 0.00249 Oceano Pacífico na costa de Jalisco (México)
Salomon Sea Plate & # 911 e # 93 0.00317 Mar Salomão (oeste do Oceano Pacífico)
Prato de sanduíche & # 9121 & # 93 0.00454 Oceano Antártico a oeste das Ilhas Sandwich do Sul
Scotia Plate & # 9121 e # 93 0.04190 Oceano Antártico da passagem de Drake a oeste das Ilhas Sandwich do Sul
Shetland Plate & # 911 e # 93
(hipotético)
0.00178 Ilhas Shetland do Sul (Oceano Antártico)
Somália Plate & # 9122 e # 93 0.47192 África a leste do Vale do Rift da África Oriental, Madagascar, Oceano Índico ocidental
Placa Sul Americana & # 912 e # 93
(tb Placa da América do Sul)
1.03045 América do Sul, exceto Colômbia, Equador, sul do Peru, Bolívia, norte do Chile
Placa South Bismarck & # 9123 e # 93 0.00762 Nova Grã-Bretanha, costa da Nova Guiné a oeste da Nova Grã-Bretanha
Sunda Plate & # 916 e # 93 0.21967 Sumatra, Bornéu, Java, Bali, Sumbawa, Sudeste Asiático
Timor Plate & # 911 e # 93 0.00870 Flores, Sumba, ilhas Timor
Placa Tonga & # 9115 e # 93 0.00625 Tonga
Woodlark Plate & # 9117 & # 93 0.01116 parte central da nova guiné
Placa Yangtze & # 915 e # 93 0.05425 sudeste da China

Mapa das placas tectônicas após Bird 2003 & # 911 & # 93. As setas marcam a direção do movimento das placas e sua velocidade em milímetros por ano em relação à placa africana.


Paleomagnetismo, Polar Wander e Plate Tectonics

O estudo do campo magnético da Terra, conforme registrado no registro da rocha, foi uma chave importante na reconstrução da história dos movimentos das placas. Já vimos como o registro de reversões magnéticas levou à confirmação da hipótese de expansão do fundo do mar. O conceito de caminhos de deriva polar aparente foi útil para determinar a velocidade, direção e rotação dos continentes.

Wander polar aparente

Para ilustrar a ideia de vagar polar, imagine que você tem um vulcão composto em um continente como o do esboço abaixo. Garanto que o esboço será mais bem compreendido se você também assistir ao screencast em que falo enquanto o desenho.

Esboço aparente de vagar polar

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A fim de ilustrar um caminho de deriva polar aparente, digamos que temos a Terra aqui, e ela tem seus pólos assim, do jeito que são hoje. As linhas do campo magnético estão indo assim. E digamos que temos um continente sentado aqui. Se parece com isso. Há um vulcão neste continente e é um vulcão composto. Um vulcão composto expele lava e gradualmente sobe a encosta da montanha com seus fluxos de lava como este. Aqui está a lava descendo deste lado. Vamos fingir que somos geólogos e vamos para este vulcão e vamos tirar algumas amostras desses fluxos de lava. Vamos ampliar esses fluxos de lava aqui. A amostra superior do fluxo de lava, vamos chamá-la de verde aqui. Abaixo daquele verde, há um fluxo de lava mais laranja-amarelo e, abaixo dele, há este mais antigo aqui. Temos um magnetômetro e, portanto, podemos tentar descobrir em que direção todos esses fluxos de lava pensavam para o norte quando se formaram e esfriaram. Digamos que o vermelho aponte nessa direção e o amarelado se pareça com isso. O verde se formou durante o campo como é hoje, então o norte é assim. Existem duas explicações possíveis para como isso poderia ter ocorrido. Vamos desenhá-los bem aqui. A explicação 1 é que os pólos se moveram e o continente ficou no mesmo lugar. Nesse caso, temos um continente sentado aqui. Quando a lava mais recente se formou, essa coisa verde, o pólo estava bem aqui, onde está hoje. Mas, quando esse vulcão estava produzindo lava amarela, o pólo estava em um lugar ligeiramente diferente. Era mais como aqui. O fluxo de lava mais antigo está registrando um pólo que parecia mais naquela direção. Nesse caso, terminamos com o que chamamos de caminho de flutuação polar aparente. Com o tempo, de quando até o presente, o pólo moveu-se nessa direção. A outra possibilidade é que o continente tenha se movido e o pólo tenha ficado no mesmo lugar. Nesse caso, o continente verde de hoje estaria aqui. Quando essa lava congelou, ela estava apontando para o norte, em direção ao pólo norte. Na época em que essa lava amarela se formou, se o pólo estava no mesmo lugar, o continente teria que estar aqui em algum lugar assim porque sua lava congelou apontando para o norte, mas depois, com o tempo, esse continente mudou para sua posição atual com a lava ainda congelado no lugar, ele agora aponta para uma direção diferente que não é mais onde o norte está. Se voltarmos ainda mais longe no tempo em direção à lava vermelha, então o continente deve ter se sentado em uma posição mais ou menos assim. Quando sua lava se formou, ela estava apontando para o norte, então, quando este continente passou por essa rotação, esta lava já estava congelada no lugar, então a direção que ela aponta não é o mesmo lugar que o norte está agora. Podemos construir um caminho - um caminho de perambulação aparente, se você quiser - do continente. Podemos ver que o continente deve ter ficado mais ou menos assim. Isso é na direção oposta da que construímos antes.

Este vulcão entra em erupção de vez em quando e, quando sua lava se solidifica e esfria, ele registra a direção do campo magnético da Terra. Um geólogo armado com um magnetômetro poderia amostrar através das camadas de lava solidificada e assim rastrear a direção e intensidade do campo ao longo do período de tempo geológico registrado por aquele vulcão. Na verdade, os geólogos fizeram isso e descobriram que a direção do pólo norte não era estacionária ao longo do tempo, mas aparentemente mudou bastante. Havia duas explicações possíveis para isso:

  1. Ou o pólo estava estacionário e o continente mudou ao longo do tempo, ou
  2. O continente estava estacionário e o pólo havia se movido com o tempo.

A propagação do fundo do mar salva o dia!

Antes que as placas tectônicas fossem aceitas, a maioria dos geólogos pensava que o pólo devia ter se movido. No entanto, mais uma vez e mais medições foram feitas em continentes diferentes, descobriu-se que todos os diferentes caminhos de errância polar não podiam ser reconciliados. O pólo não poderia estar em dois lugares ao mesmo tempo e, além disso, todos os fundos do oceano eram registrados no norte ou no sul, mas não nas direções intermediárias. Então, como as lavas da mesma idade em diferentes extensões de terra poderiam mostrar direções históricas do pólo norte de forma diferente uma da outra? Uma vez que a expansão do fundo do mar foi reconhecida como um mecanismo viável para mover a litosfera, os geólogos perceberam que esses "caminhos aparentemente polares" poderiam ser usados ​​para reconstruir os movimentos anteriores dos continentes, partindo do pressuposto de que o pólo estava sempre no mesmo lugar ( exceto durante reversões).

Calculando uma Latitude Paleomagnética

O exemplo em meu desenho fabuloso dá uma descrição bastante vaga da ideia por trás do uso de dados paleomagnéticos para reconstruir as antigas posições dos continentes, mas como isso é realmente feito? Usamos magnetômetros.

O ângulo entre o campo magnético da Terra e a horizontal é chamado de inclinação magnética. Como a Terra é um corpo redondo em um campo dipolo, a inclinação depende diretamente da latitude. Na verdade, a tangente do ângulo de inclinação é igual a duas vezes a tangente da latitude magnética, que é a latitude na qual a rocha permanentemente magnetizada estava assentada quando ficou magnetizada. Portanto, dado o conhecimento de sua localização atual e uma leitura do magnetômetro da inclinação do seu item geológico de interesse, como um fluxo de basalto, você pode calcular a latitude magnética no momento de sua formação, compará-la com sua localização atual e determinar quantos graus de latitude a sua localização atual mudou desde que a rocha esfriou.


Placas Tectônicas e o Anel de Fogo

O Anel de Fogo é uma série de vulcões e locais de atividade sísmica, ou terremotos, nas margens do Oceano Pacífico.

Ciências da Terra, Geologia, Geografia, Geografia Física

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O Anel de Fogo é uma série de vulcões e locais de atividade sísmica, ou terremotos, nas margens do Oceano Pacífico. Aproximadamente 90% de todos os terremotos ocorrem ao longo do Anel de Fogo, e o anel é pontilhado com 75% de todos os vulcões ativos na Terra.

O Anel de Fogo não é um anel bem circular. Tem o formato de uma ferradura de 40.000 quilômetros (25.000 milhas). Uma cadeia de 452 vulcões se estende do extremo sul da América do Sul, ao longo da costa da América do Norte, através do estreito de Bering, descendo pelo Japão e na Nova Zelândia. Vários vulcões ativos e adormecidos na Antártica, entretanto, & ldquoclose & rdquo o anel.

Limites de placa & # 8232

O Anel de Fogo é o resultado da tectônica de placas. As placas tectônicas são enormes placas da crosta terrestre, que se encaixam como peças de um quebra-cabeça. As placas não são fixas, mas se movem constantemente sobre uma camada de rocha sólida e derretida chamada manto. Às vezes, essas placas colidem, se afastam ou deslizam uma ao lado da outra. A maior parte da atividade tectônica no Anel de Fogo ocorre nessas zonas geologicamente ativas.

Um limite de placa convergente é formado por placas tectônicas colidindo umas com as outras. Os limites convergentes costumam ser zonas de subducção, onde a placa mais pesada desliza sob a placa mais leve, criando uma vala profunda. Essa subducção transforma o material denso do manto em magma flutuante, que sobe através da crosta até a superfície da Terra. Ao longo de milhões de anos, o magma ascendente cria uma série de vulcões ativos conhecidos como arco vulcânico.

Se você drenasse a água do Oceano Pacífico, veria uma série de fossas oceânicas profundas que correm paralelas aos arcos vulcânicos correspondentes ao longo do Anel de Fogo. Esses arcos criam ilhas e cadeias de montanhas continentais.

As Ilhas Aleutas no estado americano do Alasca, por exemplo, correm paralelamente à Trincheira das Aleutas. Ambas as características geográficas continuam a se formar à medida que a placa do Pacífico se subduz sob a placa da América do Norte. A Fossa das Aleutas atinge uma profundidade máxima de 7.679 metros (25.194 pés). As Ilhas Aleutas têm 27 dos Estados Unidos & rsquo 65 vulcões historicamente ativos.

A Cordilheira dos Andes da América do Sul corre paralela à Fossa Peru-Chile, criada como a placa de Nazca subductos abaixo da placa sul-americana. A Cordilheira dos Andes inclui o vulcão ativo mais alto do mundo, Nevados Ojos del Salado, que se eleva a 6.879 metros (mais de 22.500 pés) ao longo da fronteira Chile-Argentina. Muitos vulcões na Antártica estão tão geologicamente ligados à parte sul-americana do Anel de Fogo que alguns geólogos se referem à região como & ldquoAntarctandes. & Rdquo

A divergent boundary is formed by tectonic plates pulling apart from each other. Divergent boundaries are the site of seafloor spreading and rift valleys. Seafloor spreading is the process of magma welling up in the rift as the old crust pulls itself in opposite directions. Cold seawater cools the magma, creating new crust. The upward movement and eventual cooling of this magma has created high ridges on the ocean floor over millions of years.

The East Pacific Rise is a site of major seafloor spreading in the Ring of Fire. The East Pacific Rise is located on the divergent boundary of the Pacific Plate and the Cocos Plate (west of Central America), the Nazca Plate (west of South America), and the Antarctic Plate. In addition to volcanic activity, the rise also has a number of hydrothermal vents.

A transform boundary is formed as tectonic plates slide horizontally past each other. Parts of these plates get stuck at the places where they touch. Stress builds in those areas as the rest of the plates continue to move. This stress causes the rock to break or slip, suddenly lurching the plates forward and causing earthquakes. These areas of breakage or slippage are called faults. The majority of Earth&rsquos faults can be found along transform boundaries in the Ring of Fire.

The San Andreas Fault, stretching along the central west coast of North America, is one of the most active faults on the Ring of Fire. It lies on the transform boundary between the North American Plate, which is moving south, and the Pacific Plate, which is moving north. Measuring about 1,287 kilometers (800 miles) long and 16 kilometers (10 miles) deep, the fault cuts through the western part of the U.S. state of California. Movement along the fault caused the 1906 San Francisco earthquake, which destroyed nearly 500 city blocks. The earthquake and accompanying fires killed roughly 3,000 people and left half of the city&rsquos residents homeless.

The Ring of Fire is also home to hot spots, areas deep within the Earth&rsquos mantle from which heat rises. This heat facilitates the melting of rock in the brittle, upper portion of the mantle. The melted rock, known as magma, often pushes through cracks in the crust to form volcanoes.

Hot spots are not generally associated with the interaction or movement of Earth&rsquos tectonic plates. For this reason, many geologists do not consider hot spot volcanoes part of the Ring of Fire.

Mount Erebus, the most southern active volcano on Earth, sits over the eruptive zone of the Erebus hot spot in Antarctica. This glacier-covered volcano has a lava lake at its summit and has been consistently erupting since it was first discovered in 1841.

Active Volcanoes in the Ring of Fire

Most of the active volcanoes on The Ring of Fire are found on its western edge, from the Kamchatka Peninsula in Russia, through the islands of Japan and Southeast Asia, to New Zealand.

Mount Ruapehu in New Zealand is one of the more active volcanoes in the Ring of Fire, with yearly minor eruptions, and major eruptions occurring about every 50 years. It stands 2,797 meters (9,177 feet) high. Mount Ruapehu is part of the Taupo Volcanic Arc, where the dense Pacific Plate is subducting beneath the Australian Plate.

Krakatau, perhaps better known as Krakatoa, is an island volcano in Indonesia. Krakatoa erupts less often than Mount Ruapehu, but much more spectacularly. Beneath Krakatoa, the denser Australian Plate is being subducted beneath the Eurasian Plate. An infamous eruption in 1883 destroyed the entire island, sending volcanic gas, volcanic ash, and rocks as high as 80 kilometers (50 miles) in the air. A new island volcano, Anak Krakatau, has been forming with minor eruptions ever since.

Mount Fuji, Japan&rsquos tallest and most famous mountain, is an active volcano in the Ring of Fire. Mount Fuji last erupted in 1707, but recent earthquake activity in eastern Japan may have put the volcano in a &ldquocritical state.&rdquo Mount Fuji sits at a &ldquotriple junction,&rdquo where three tectonic plates (the Amur Plate, Okhotsk Plate, and Philippine Plate) interact.

The Ring of Fire&rsquos eastern half also has a number of active volcanic areas, including the Aleutian Islands, the Cascade Mountains in the western U.S., the Trans-Mexican Volcanic Belt, and the Andes Mountains.

Mount St. Helens, in the U.S. state of Washington, is an active volcano in the Cascade Mountains. Below Mount St. Helens, the Juan de Fuca plate is being subducted beneath the North American Plate. Mount St. Helens lies on a particularly weak section of crust, which makes it more prone to eruptions. Its historic 1980 eruption lasted 9 hours and covered nearby areas in tons of volcanic ash.

Popocatépetl is one of the most dangerous volcanoes in the Ring of Fire. The mountain is one of Mexico&rsquos most active volcanoes, with 15 recorded eruptions since 1519. The volcano lies on the Trans-Mexican Volcanic Belt, which is the result of the small Cocos Plate subducting beneath the North American Plate. Located close to the urban areas of Mexico City and Puebla, Popocatépetl poses a risk to the more than 20 million people that live close enough to be threatened by a destructive eruption.


5: Tectonic Plates, Geologic Time, and Earthquakes - Geosciences

Plate tectonics is often seen as the missing piece of the puzzle for geologists. Plate tectonics explains, either directly or indirectly, just about every topic discussed in geology. It is the glue that binds everything together. Before plate tectonics, geologists had no explanation for these (and other) questions:

  1. What causes the tectonic plates to move the way they do?
  2. Why is the oceanic crust younger than continental crust?
  3. Why do the continents look the way they do, like puzzle pieces or are positioned as they are?
  4. Why are Japan and California so prone to earthquakes and volcanoes?
  5. How did the Himalayas form?
  6. Why do we find evidence of aquatic species at the very top of the Himalayas and other mountainous areas?
  7. How do mountains form?
  8. Why do the oceans look the way they do?
  9. What factors contributed to the occurrence of the ice ages?
  10. Why the same species can be found on continents on opposite sides of the oceans?

As you move through this section, keep in mind all of these questions and make note of any other impacts the Theory of Plate Tectonics has had on the field of geology.


Continent-Continent Convergence Zones

Where continents collide, earthquakes are scattered over a much wider area compared to earthquakes along mid-ocean ridges, transform margins, or subduction zones. An example is where the Indian plate collides with the Eurasian plate (Figure 12.21). At one time, India was a separate continent, and ocean crust separated India from the Eurasian plate. For a time, a subduction zone existed where ocean lithosphere from the Indian plate subducted beneath the Eurasian plate. But when the two land masses finally met, they became locked together and the subduction zone was closed off. Today the Indian plate is still pushing against the Eurasian plate in the regions indicated by the red arrows in Figure 12.21. The collision is accommodated by transform boundaries along the Indian plate. Regions of overall transform motion are indicated in Figure 12.21 with blue arrows.

Figure 12.21 Earthquakes of M4.5 and greater from 1990 to 2017 along the collision zone between the Indian and Eurasian plates. Red lines- plate boundaries red arrows- collision zones blue arrows- transform zones. Source: Karla Panchuk (2017) CC BY 4.0. Base maps with epicentres generated using the U. S. Geological Survey Latest Earthquakes website. Visit Latest Earthquakes

The majority of earthquakes in Figure 12.21 occur at depths less than 70 km, however they are still abundant down to 150 km, and extend to more than 300 km depth at some locations. Deeper earthquakes may be caused by continued northwestward subduction of part of the Indian plate beneath the Eurasian plate in this area. Even though the area is no longer a subduction zone, the subducted slab still remains, and is subject to stresses that can trigger earthquakes.

Some of the earthquakes in Figure 12.21 are related to the transform faults on either side of the Indian plate, and most of the others are related to the squeezing caused by the continued convergence of the Indian and Eurasian plates. That squeezing has caused the Eurasian plate to be thrust over the Indian plate, building the Himalayas and the Tibet Plateau to enormous heights. Most of the earthquakes of Figure 12.21 are related to the thrust faults shown in Figure 12.22 (and to hundreds of other similar ones that cannot be shown at this scale). The southernmost thrust fault in Figure 12.22 (the Main Boundary Fault) is equivalent to the convergent boundary in Figure 12.21.

Figure 12.22 Schematic diagram of the India-Asia convergent boundary, showing examples of the types of faults along which earthquakes are focused. Source: Steven Earle (2015) CC BY 4.0 view source after D. Vuichard (Figure 2.3) in Ives and Messerli (1989).


Divergent Boundaries

At divergent boundaries in the oceans, magma from deep in the Earth's mantle rises toward the surface and pushes apart two or more plates. Mountains and volcanoes rise along the seam. The process renews the ocean floor and widens the giant basins. A single mid-ocean ridge system connects the world's oceans, making the ridge the longest mountain range in the world.

On land, giant troughs such as the Great Rift Valley in Africa form where plates are tugged apart. If the plates there continue to diverge, millions of years from now eastern Africa will split from the continent to form a new landmass. A mid-ocean ridge would then mark the boundary between the plates.


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