A ideia da
deriva continental foi proposta pela primeira vez por Alfred Wegener em 1912.
Em 1915 publicou o livro "A origem dos Continentes e dos Oceanos",
onde propôs a teoria, com base nas formas dos continentes de cada lado do
Oceano Atlântico, que pareciam se encaixar.
Muito tempo
antes de Wegener, outros cientistas notaram este fato. A ideia da deriva
continental surgiu pela primeira vez no final do século XVI, com o trabalho do
cartógrafo Abraham Ortelius. Na sua obra de 1596, Thesaurus Geographicus,
Ortelius sugeriu que os continentes estivessem unidos no passado. A sua
sugestão teve origem apenas na similaridade geométrica das costas atuais da
Europa e África com as costas da América do Norte e do Sul; mesmo para os mapas
relativamente imperfeitos da época, ficava evidente que havia um bom encaixe
entre os continentes. A ideia evidentemente não passou de uma curiosidade que
não produziu consequências.
Outro
geógrafo, Antonio Snider-Pellegrini, utilizou o mesmo método de Ortelius para
desenhar o seu mapa com os continentes encaixados em 1858. Como nenhuma prova
adicional fosse apresentada, além da consideração geométrica, a ideia foi
novamente esquecida.
A
similaridade entre os fósseis encontrados em diferentes continentes, bem como
entre formações geológicas, levou alguns geólogos do hemisfério Sul a acreditar
que todos os continentes já estiveram unidos, na forma de um supercontinente
que recebeu o nome de Pangeia.
A hipótese da
deriva continental tornou-se parte de uma teoria maior, a teoria da tectônica
de placas. Este artigo trata do desenvolvimento da teoria da deriva continental
antes de 1950.
A Deriva dos Continentes
A crosta
terrestre é formada de pedaços chamados placas, que andam à deriva sobre a
camada de rocha fundida do manto. Há sete placas principais e várias outras
menores. As forças magnéticas do interior da Terra fazem com que as placas se
deslocarem lentamente pelo globo num vaivém constante.
Os geólogos
pensam que há cerca de 225 milhões de anos toda a Terra deste planeta estava
unida num "supercontinente" a que chamaram Pangeia. Mas, à medida que
as placas se deslocaram, a Terra deste supercontinente começou lentamente a
separar-se. Chama-se a este movimento a deriva dos continentes. Os mapas
mostram o que os geólogos pensam sobre o modo como os continentes se deslocaram
e se afastaram até formarem as massas de terra que conhecemos atualmente.
No hemisfério
Sul, há cerca de 150 milhões de anos, no período chamado Jurássico, as
correntes de convecção dividiram em pedaços o megacontinente Gondwana. Elas
fraturaram a crosta terrestre e separaram a América do Sul, África, Austrália,
Antárctica e Índia. Nas regiões de Gondwana, que hoje são Brasil e África, as
correntes de convecção formaram fissuras e fraturas na crosta terrestre, o que
gerou derramamento de lava. A ação contínua dessas forças também rompeu
completamente a crosta terrestre e formou o oceano Atlântico. Porém, ele não
parecia o vasto mar que é hoje: a fragmentação de Gondwana formou apenas um
pequeno oceano, que só cresceu quando Brasil e África começaram a se afastar de
forma gradual há, aproximadamente, 135 milhões de anos.
Tectônica das placas
As placas tectónicas da Terra foram cartografadas na segunda
metade do século XX
Tectônica de
placas (português europeu) ou tectônica de placas (português brasileiro) (do
grego τεκτονικός relativo à construção) é uma teoria da geologia que descreve
os movimentos de grande escala que ocorrem na litosfera terrestre.
Na teoria da
tectónica de placas a parte mais exterior da Terra está composta de duas
camadas: a litosfera, que inclui a crosta e a zona solidificada na parte mais externa
do manto, e a astenosfera, que inclui a parte mais interior e viscosa do manto.
Numa escala temporal de milhões de anos, o manto parece comportar-se como um
líquido super-aquecido e extremamente viscoso, mas em resposta a forças
repentinas, como os terramotos, comporta-se como um sólido rígido.
A litosfera
encontra-se fragmentada em várias placas tectónicas e estas deslocam-se sobre a
astenosfera.
Esta teoria
surgiu a partir da observação de dois fenómenos geológicos distintos: a deriva
continental, identificada no início do século XX por Alfred Wegener, e a
expansão dos fundos oceânicos, detectada pela primeira vez na década de
1960. A teoria propriamente dita foi desenvolvida no final dos anos 60 e
desde então tem sido universalmente aceite pelos cientistas, tendo
revolucionado as Ciências da Terra (comparável no seu alcance com o
desenvolvimento da tabela periódica na Química, a descoberta do código genético
na Biologia ou à mecânica quântica na Física).
Princípios chave
A divisão do
interior da Terra em litosfera e astenosfera baseia-se nas suas diferenças
mecânicas. A litosfera é mais fria e rígida, enquanto que a astenosfera é mais
quente e mecanicamente mais fraca. Esta divisão não deve ser confundida com a
subdivisão química da Terra, do interior para a superfície, em: núcleo, manto e
crosta ou crusta.
Placas tectônicas
O princípio
chave da tectónica de placas é a existência de uma litosfera constituída por
placas tectónicas separadas e distintas, que flutuam sobre a astenosfera. A
relativa fluidez da astenosfera permite que as placas tectónicas se movimentem
em diferentes direções.
As placas contatam
umas com as outras ao longo dos limites de placa, estando estes comumente associados
a eventos geológicos como terramotos e a criação de elementos topográficos como
cadeias montanhosas, vulcões e fossas oceânicas. A maioria dos vulcões ativos
do mundo situa-se ao longo dos limites de placas, sendo a zona do Círculo de
Fogo do Pacífico a mais conhecida e altiva. Estes limites são apresentados em
detalhe mais adiante.
As placas
tectónicas podem incluir crusta continental ou crusta oceânica, sendo que,
tipicamente, uma placa contém os dois tipos. Por exemplo, a placa Africana
inclui o continente africano e parte dos fundos marinhos do Atlântico e do
Índico. A parte das placas tectónicas que é comum a todas elas, é a camada
sólida superior do manto que se situa sob as crustas continental e oceânica,
constituindo conjuntamente com a crusta a litosfera.
A distinção
entre crusta continental e crusta oceânica baseia-se na diferença de densidades
dos materiais que constituem cada uma delas; a crusta oceânica é mais densa devido às diferentes proporções dos elementos constituintes, em particular do
silício. A crusta oceânica é mais pobre em sílica e mais rica em minerais
máficos (geralmente mais densos), enquanto que a crusta continental apresenta
maior percentagem de minerais félsicos (em geral menos densos).
Como
consequência, a crusta oceânica está geralmente abaixo do nível do mar (como,
por exemplo, a maior parte da placa do Pacífico), enquanto que a crusta
continental se situa acima daquele nível (ver isostasia para uma explicação
deste princípio).
Tipos de limites de placas
São três os
tipos de limites de placas, caracterizados pelo modo como as placas se deslocam
umas relativamente às outras, aos quais estão associados diferentes tipos de
fenómenos de superfície:
Limites transformantes ou conservativos -
ocorrem quando as placas deslizam ou mais precisamente roçam uma na outra, ao
longo de falhas transformantes. O movimento relativo das duas placas pode ser
direito ou esquerdo, consoante se efetue para a direita ou para a esquerda de
um observador colocado num dos lados da falha.
Limites divergentes ou construtivos –
ocorrem quando duas placas se afastam uma da outra.
Limites convergentes ou destrutivos –
(também designados por margens ativas) ocorrem quando duas placas se movem uma
em direção à outra, formando uma zona de subdução (se uma das placas mergulha
sob a outra) ou uma cadeia montanhosa (se as placas simplesmente colidem e se
comprimem uma contra a outra).
Há limites de
placas cuja situação é mais complexa, nos casos em que três ou mais placas se
encontram, ocorrendo então uma mistura dos três tipos de limites anteriores.
Os três tipos
de limites de placas.
Limites transformantes ou
conservativos
O movimento
lateral esquerdo ou direito entre duas placas ao longo de uma falha
transformante pode produzir efeitos facilmente observáveis à superfície. Devido
à fricção, as placas não podem pura e simplesmente deslizar uma pela outra. Em
vez disso, a tensão acumula-se em ambas placas e quando atinge um nível tal, em
qualquer um dos lados da falha, que excede a força de atrito entre as placas, a
energia potencial acumulada é libertada sob a forma de movimento ao longo da
falha. As quantidades maciças de energia libertadas neste processo são causa de
terramotos, um fenómeno comum ao longo de limites transformantes.
Um bom
exemplo deste tipo de limite de placas é o complexo da falha de Santo André,
localizado na costa oeste da América do Norte o qual faz parte de um complexo
sistema de falhas desta região. Neste local, as placas do Pacífico e
norte-americana movem-se relativamente uma à outra, com a placa do Pacífico a
mover-se na direcção noroeste relativamente à América do Norte. Dentro de
aproximadamente 50 milhões de anos, a parte da Califórnia situada a oeste da
falha será uma ilha, próxima do Alasca.
Deve salientar-se
que a verdadeira direção de movimento das placas que se encontram numa falha
transformante como a de Santo André, muitas vezes não coincide com o seu
movimento relativo na zona de falha. Por exemplo, segundo os dados obtidos a
partir de medições efetuadas por GPS, a placa norte-americana move-se para
sudoeste quase perpendicularmente à placa do Pacífico enquanto esta se move
mais em direção a oeste relativamente ao movimento para noroeste ao longo da
falha de Santo André. As forças compressivas resultantes são dissipadas por
soerguimentos na maior zona de falha. Os dobramentos presentes nesta zona, bem
como a própria falha de Santo André no sul da Califórnia, são o provavelmente
resultado de estiramento crustal na região da Grande Bacia, sobreposto ao
movimento global da placa norte-americana. Alguns geólogos especulam sobre o
possível desenvolvimento de um rift na Grande Bacia, uma vez que a crusta nesta
zona está a adelgaçar-se de forma mensurável.
Limites
divergentes ou construtivos
Nos limites
divergentes, duas placas afastam-se uma da outra sendo o espaço produzido por
este afastamento preenchido com novo material crustal, de origem magmática. A
origem de novos limites divergentes é por alguns associada com os chamados
pontos quentes. Nestes locais, células de convecção de grandes dimensões
transportam grandes quantidades de material astenosférico quente até próximo da
superfície e pensa-se que a sua energia cinética poderá ser suficiente para
produzir a fraturação da litosfera. O ponto quente que terá dado início à
formação da dorsal meso-atlântica situa-se atualmente sob a Islândia; esta
dorsal encontra-se em expansão à velocidade de vários centímetros por século.
Na litosfera
oceânica, os limites divergentes são típicos da dorsal oceânica, incluindo a
dorsal meso-atlântica e a dorsal do Pacífico oriental; na litosfera continental
estão tipificados pelas zonas de vale de rift como o Grande Vale do Rift da
África Oriental. Os limites divergentes podem criar zonas de falhamento maciço
no sistema de dorsais oceânicas. A velocidade de expansão nestas zonas
geralmente não é uniforme; em zonas em que blocos adjacentes da dorsal se
deslocam com velocidades diferentes, ocorrem grandes falhas transformantes.
Estas zonas de fratura, muitas delas designadas por um nome próprio, são uma
das principais origens dos terramotos submarinos. Um mapa do fundo oceânico
mostra um estranho padrão de estruturas constituídas de blocos separadas por
estruturas lineares perpendiculares ao eixo da dorsal. Se olharmos para o fundo
oceânico entre estas zonas de fratura como se de uma banda transportadora se
tratasse, a qual afasta a crista de cada um dos lados do rift da zona média em
expansão, este processo torna-se mais evidente. As cristas dispostas
paralelamente ao eixo de rifte encontram-se situadas a maior profundidade e
mais afastadas do eixo, quanto mais antigas forem (devido em parte à contração
térmica e à subsidência).
Foi nas
dorsais oceânicas que se encontrou uma das evidências chave que forçou a
aceitação da hipótese de expansão dos fundos oceânicos. Levantamentos
aeromagnéticos (medições do campo magnético terrestre a partir de um avião),
mostraram um estranho padrão de inversões magnéticas em ambos lados das cristas
e simétricas em relação aos eixos destas. O padrão era demasiado regular para
ser apenas uma coincidência, uma vez que as faixas de cada um dos lados das
dorsais tinham larguras idênticas. Havia cientistas que tinham estudado as
inversões dos polos magnéticos na Terra e fez-se então a ligação entre os dois
problemas. A alternância de polaridades naquelas faixas tinha correspondência direta
com as inversões dos pólos magnéticos da Terra. Isto seria confirmado através
da datação de rochas provenientes de cada uma das faixas. Estas faixas fornecem
assim um mapa espacio-temporal da velocidade de expansão e das inversões dos polos
magnéticos.
Há pelo menos
uma placa que não está associada a qualquer limite divergente, a placa das
Caraíbas. Julga-se que terá tido origem numa crista sob o Oceano Pacífico,
entretanto desaparecida, e mantém-se ainda assim em movimento, segundo medições
feitas com GPS. A complexidade tectónica desta região continua a ser objecto de
estudo.
Limites
convergentes ou destrutivos
A natureza de
um limite convergente depende do tipo de litosfera que constitui as placas em
presença. Quando a colisão ocorre entre uma densa placa oceânica e uma placa
continental de menor densidade, geralmente a placa oceânica mergulha sob a
placa continental, formando uma zona de subdução. À superfície, a expressão
topográfica deste tipo de colisão é muitas vezes uma fossa, no lado oceânico e
uma cadeia montanhosa do lado continental. Um exemplo deste tipo de colisão
entre placas é a área ao longo da costa ocidental da América do Sul onde a
placa de Nazca, oceânica, mergulha sob a placa Sul-americana, continental. À
medida que a placa subduzida mergulha no manto, a sua temperatura aumenta
provocando a libertação dos compostos voláteis presentes (sobretudo vapor de
água). À medida que esta água atravessa o manto da placa sobrejacente, a
temperatura de fusão desta baixa, resultando na formação de magma com grande
quantidade de gases dissolvidos. Este magma pode chegar à superfície na forma
de erupções vulcânicas, formando longas cadeias de vulcões para lá da
plataforma continental e paralelamente a ela. A cadeia montanhosa dos Andes
apresenta vulcões deste tipo em grande número. Na América do Norte, a cadeia de
montanhas de Cascade, que se estende para norte a partir da Serra Nevada na
Califórnia, é também deste tipo. Este tipo de vulcões caracteriza-se por
apresentar alternância de períodos de dormência com erupções pontuais que se
iniciam com a expulsão explosiva de gases e partículas finas de cinzas
vulcânicas vítreas, seguida de uma fase de reconstrução com magma quente. A
totalidade do limite da placa do Pacífico apresenta-se cercada por longas
cadeias de vulcões, conhecidos coletivamente como Círculo de Fogo do Pacífico.
Onde a
colisão se dá entre duas placas continentais, ou elas se fragmentam e se
comprimem mutuamente ou uma mergulha sob a outra ou (potencialmente)
sobrepõe-se à outra. O efeito mais dramático deste tipo de limite pode ser
visto na margem norte da placa Indiana. Parte desta placa está a ser empurrada
por baixo da placa Euroasiática, provocando o levantamento desta última, tendo
já dado origem à formação dos Himalaias e do planalto do Tibete. Causou ainda a
deformação de partes do continente asiático a este e oeste da zona de colisão.
Quando há
convergência de duas placa de crusta oceânica, tipicamente ocorre a formação de
um arco insular, à medida que uma placa mergulha sob a outra. O arco é formado
a partir de vulcões que eruptam através da placa sobrejacente à medida que se
dá a fusão da placa mergulhante. A forma de arco aparece devido à esfericidade
da superfície terrestre. Ocorre ainda a formação de uma profunda fossa
submarina em frente a estes arcos, na zona em que o bloco descendente se
inclina para baixo. Bons exemplos deste tipo de convergência de placas são as
ilhas do Japão e as Ilhas Aleutas, no Alasca.
Oceano / Continental
Continental / Continental
Oceânico / Oceânico
Nem todos os
limites de placas podem ser definidos. Alguns são largas faixas cujo movimento
ainda é mal conhecido pelos cientistas. Um exemplo é o limite
mediterrânico-alpino que envolve duas placas principais e várias microplacas.
Causas do movimento das placas
Conforme foi
referido acima, as placas movem-se graças à fraqueza relativa da astenosfera.
Pensa-se que a fonte da energia necessária para produzir este movimento seja a
dissipação de calor a partir do manto. Imagens tridimensionais do interior da
Terra (tomografia sísmica), mostram a ocorrência de fenómenos de convecção no
manto (Tanimoto 2000). A forma como estes fenómenos de convecção estão
relacionados com o movimento das placas é assunto de estudos em curso bem como
de discussão. De alguma forma, esta energia tem de ser transferida para a
litosfera de forma a que as placas se movam. Há essencialmente duas forças que
o podem conseguir: o atrito e a gravidade.
Movimento das
placas baseado em dados de satélites GPS (NASA) JPL. Os vectores mostram a
direção e a magnitude do movimento
Atrito do
manto: as correntes de convecção do manto são transmitidas através da
astenosfera; o movimento é provocado pelo atrito entre a astenosfera e a
litosfera.
Sucção nas fossas: correntes de convecção
locais exercem sobre as placas uma força de arrasto friccional, dirigida para
baixo, em zonas de subducção nas fossas oceânicas.
As correntes
de convecção são um fenómeno que ocorre devido ao calor que é produzido pelo
núcleo terrestre, o que gera a subida de massas quentes no manto, enquanto que
as mais superficiais que estão mais frias descem. Forma-se assim um género de
"tapete rolante" que arrasta as placas litosféricas.
Gravidade
Ridge-push: O movimento das placas é
causado pela maior elevação das placas nas cristas meso-oceânicas. A maior
elevação é causada pela relativamente baixa densidade do material quente em
ascensão no manto. A verdadeira força produtora de movimento é esta ascensão e
a fonte de energia que a sustenta. No entanto é difícil explicar a partição dos
continentes a partir desta ideia.
Slab pull: o movimento das placas é causado
pelo peso das placas frias e densas, afundando-se nas fossas. Há evidências
consideráveis de que ocorre convecção no manto. A ascensão de materiais nas
cristas meso-oceânicas é quase de certeza parte desta convecção. Alguns modelos
mais antigos para a tectónica de placas previam as placas sendo levadas por
células de convecção, como em bandas transportadoras. Porém, hoje em dia, a
maior parte dos cientistas acredita que a astenosfera não é suficientemente
forte para produzir o movimento por fricção. Pensa-se que o arrasto causado por
blocos será a força mais importante aplicada sobre as placas. Modelos recentes
mostram que a sucção nas fossas também tem um papel importante. No entanto, é
de notar que a placa norte-americana, não sofre subdução em parte alguma e
ainda assim move-se. O mesmo se passa com as placas africana, euroasiática e da
Antártida. As forças que realmente estão por detrás do movimento das placas bem
como a fonte de energia por detrás delas continuam a ser tópicos de aceso
debate e de investigações em curso.
Atrito lunar: num estudo publicado em
Janeiro-Fevereiro de 2006 no boletim da Geological Society of America, uma
equipa de cientistas italianos e estado-unidenses defende a tese de que uma
componente do movimento para oeste das placas tectónicas é devida ao efeito de
maré produzido pela atração da Lua. À medida que a Terra gira para este,
segundo eles, a gravidade da Lua vai pouco a pouco puxando a camada superficial
da Terra de volta para oeste. Isto poderá também explicar porque é que Vénus e
Marte não têm placas tectónicas, uma vez que Vénus não tem luas e as luas de
Marte são demasiado pequenas para produzirem efeitos de maré sobre este planeta. Ainda assim, não se trata de uma ideia nova. Foi pela primeira vez
avançada pelo "pai" da hipótese da tectónica de placas, Alfred
Wegener e desafiada pelo físico Harold Jeffreys que calculou que a magnitude do
atrito provocado pelo efeito de maré que seria necessária, teria causado a
paragem da rotação da Terra há muito tempo. De notar também que muitas das
placas na realidade movem-se para norte e este, não para oeste.O movimento
das placas é medido diretamente pelo sistema GPS.
Supercontinentes
Ao longo do
tempo o movimento das placas tem causado a formação e separação de continentes,
incluindo a formação ocasional de um super continente contendo todos ou quase
todos os continentes. O super continente Rodínia terá sido formado há cerca de
1000 milhões de anos contendo todos ou quase todos os continentes da Terra,
tendo-se fragmentado em oito continentes há cerca de 600 milhões de anos.
Posteriormente, estes oito continentes voltaram a formar um outro super
continente chamado Pangea. Este super continente acabaria por dividir-se em
dois, Laurasia (que daria origem à América do Norte e Eurásia) e Gondwana (que
daria origem aos restantes continentes atuais).
História e impacto (Deriva continental)
A deriva
continental foi uma das muitas ideias sobre tectônica propostas no final do
século XIX e princípios do século XX. Esta teoria foi substituída pela tectônica de placas e os seus conceitos e dados igualmente incorporados nesta.
Padrão de
distribuição de fósseis nos vários continentes.
Em 1915
Alfred Wegener foi o primeiro a produzir argumentos sérios sobre esta ideia, na
primeira edição de The origin of continents and oceans. Nesta obra ele
salientava que a costa oriental da América do Sul e a costa ocidental de África
pareciam ter estado unidas antes. No entanto, Wegener não foi o primeiro a
fazer esta sugestão (precederam-no Francis Bacon, Benjamin Franklin e Antonio
Snider-Pellegrini), mas sim o primeiro a reunir significativas evidências
fósseis, paleo-topográficas e climatológicas que sustentavam esta simples
observação. Porém, as suas ideias não foram levadas a sério por muitos
geólogos, que realçavam o facto de não existir um mecanismo que parecesse ser
capaz de causar a deriva continental. Mais concretamente, eles não entendiam
como poderiam as rochas continentais cortar através das rochas mais densas da
crusta oceânica.
Padrão de distribuição de fósseis nos vários continentes.
Em 1947 uma equipa de cientistas liderada por Maurice Ewing
a bordo do navio de pesquisa oceanográfica Atlantis da Woods Hole Oceanographic
Institution, confirmou a existência de uma elevação no Oceano Atlântico central
e descobriu que o fundo marinho por baixo da camada de sedimentos era
constituído por basalto e não granito, rocha comum nos continentes. Descobriram
também que a crusta oceânica era muito mais delgada que a crusta continental.
Estas descobertas levantaram novas e intrigantes questões [3].
A partir da década de 1950 os cientistas, utilizando
instrumentos magnéticos (magnetómetros) adaptados de aeronaves desenvolvidas
durante a Segunda Guerra Mundial para a detecção de submarinos, começaram a
aperceber-se de estranhas variações do campo magnético ao longo dos fundos
marinhos. Esta descoberta, apesar de inesperada, não era inteiramente
surpreendente pois sabia-se que o basalto – uma rocha vulcânica rica em ferro -
contém magnetite, um mineral fortemente magnético, podendo em certos locais
causar distorção nas leituras de bússolas. Esta distorção já era conhecida dos
marinheiros islandeses desde o século XVIII. Mais importante ainda, uma vez que
a magnetite dá ao basalto propriedades magnéticas mensuráveis, estas
recém-descobertas variações magnéticas forneciam um novo meio de estudar os
fundos marinhos. Quando se dá o arrefecimento de rochas portadoras de minerais
magnéticos, estes orientam-se segundo o campo magnético terrestre existente
nesse momento.
À medida que na década de 1950 se procedia à cartografia de
cada vez maiores extensões de fundos marinhos, estas variações magnéticas
deixaram de parecer isoladas e aleatórias, antes revelando padrões
reconhecíveis. Quando se fez o levantamento destes padrões magnéticos numa área
bastante alargada, o fundo do oceano mostrou um padrão de faixas alternantes.
Estas faixas alternantes de rochas magneticamente diferentes estavam dispostas
em linhas em cada um dos lados da dorsal oceânica e paralelamente a esta: uma
faixa com polaridade normal e a faixa adjacente com polaridade invertida.
Quando os estratos rochosos das bordaduras de continentes
separados são muito similares, isto sugere que estas rochas se formaram todas
da mesma maneira, implicando que inicialmente se encontravam juntas. Por
exemplo, algumas partes da Escócia contêm rochas muito similares às encontradas
no leste da América do Norte. Além disso, os Montes Caledonianos da Europa e
partes dos Montes Apalaches da América do Norte são muito semelhantes
estrutural e litologicamente.
Continentes flutuantes
O conceito dominante era o de que existiam camadas
estratificadas e estáticas sob os continentes. Cedo se observou que apesar de
nos continentes aparecer granito, os fundos marinhos pareciam ser constituídos
por basalto, mais denso. Parecia pois, que uma camada de basalto estava
subjacente às rochas continentais.
Porém, baseando-se em anomalias na deflexão de fios de prumo
causadas pelos Andes no Peru, Pierre Bouguer deduziu que as montanhas, menos
densas, teriam que ter uma projeção na camada subjacente, mais densa. A ideia
de que as montanhas têm "raízes" foi confirmada cem anos mais tarde
por George Biddell Airy, enquanto estudava o campo gravítico nos Himalaias,
tendo estudos sísmicos posteriores detectado as correspondentes variações de
densidade.
Em meados da década de 1950 permanecia sem resposta a
questão sobre se as montanhas estavam ancoradas em basalto ou flutuando como
icebergs.
Teoria da tectónica de placas
Durante a década de 1960 fizeram-se grandes progressos e
mais foram despoletados por várias descobertas, sobretudo a da dorsal
meso-atlântica. Salienta-se a publicação, em 1962, de uma comunicação do
géologo americano Harry Hess (Robert S. Dietz publicou a mesma ideia um ano
antes na revista Nature. No entanto, a prioridade deve ser dada a Hess, pois
ele distribuiu um manuscrito não publicado do seu artigo de 1962, em 1960).
Hess sugeriu que os continentes não se moveriam através da crusta oceânica
(como sugerido pela deriva continental) mas que uma bacia oceânica e o
continente adjacente moviam-se conjuntamente numa mesma unidade crustal ou
placa. Nesse mesmo ano, Robert R. Coats do U.S. Geological Survey descreveu as
principais características da subducção no arco insular das Ilhas Aleutas. Esta
sua publicação, ainda que pouco notada na altura (tendo sido até
ridicularizada), tem sido de então para cá considerada como seminal e
presciente. Em 1967, Jason Morgan propôs que a superfície da Terra consiste de
12 placas rígidas que se movem umas em relação às outras. Dois meses mais
tarde, em 1968, Xavier Le Pichon publicou um modelo completo baseado em 6
placas principais com os seus movimentos relativos.
Expansão dos fundos oceânicos
A descoberta da alternância de polaridade magnética das
rochas dos fundos marinhos e da sua simetria relativamente às cristas
meso-oceânicas sugeria uma relação. Em 1961, os cientistas começaram a teorizar
que as cristas meso-oceânicas corresponderiam a zonas estruturalmente débeis
onde o fundo oceânico estava a ser rasgado em dois, segundo o comprimento ao
longo da crista. O magma fresco proveniente das profundezas do interior da
Terra sobe facilmente através destas zonas de fraqueza e eventualmente flui ao
longo das cristas criando nova crusta oceânica. Este processo, mais tarde
designado por expansão dos fundos oceânicos, em funcionamento há muitos milhões
de anos é o responsável pela criação dum sistema de dorsais oceânicas com uma
extensão próxima de 50 000 km. Esta hipótese era apoiada por vários tipos de
observações: nas cristas ou nas
suas proximidades, as rochas são muito jovens, tornando-se mais antigas à
medida que nos afastamos delas; as rochas mais
jovens presentes nas cristas apresentam sempre a polaridade atual (normal); faixas de rocha
paralelas às cristas com alternância de polaridade magnética
(normal-inversa-normal…) sugerem que o campo magnético da Terra tem sofrido
muitas inversões ao longo do tempo.
Ao explicar quer o padrão de alternância de polaridade das
rochas, quer ainda a construção do sistema de dorsais meso-oceânicas, a
hipótese da expansão dos fundos oceânicos ganhou adeptos e representou mais um
grande avanço no desenvolvimento da teoria da tectónica de placas. Mais ainda,
a crusta oceânica passou a ser vista como um registo magnético natural da
história das inversões do campo magnético terrestre.
A descoberta da subducção
Uma importante consequência da expansão dos fundos oceânicos
era que nova crusta estava a ser (e é-o ainda hoje), formada ao longo das
cristas das dorsais oceânicas. Esta ideia caiu nas graças de alguns cientistas
que afirmaram que a deslocação dos continentes pode ser facilmente explicada
por um grande aumento do tamanho da Terra desde a sua formação. Porém, esta
chamada teoria da Terra expandida, não era satisfatória pois os seus defensores
não podiam apontar um mecanismo geológico convincentemente capaz de produzir
tão súbita e enorme expansão. A maioria dos geólogos acredita que o tamanho da
Terra terá variado muito pouco ou mesmo nada desde a sua formação há 4.6
biliões de anos, levantando assim uma nova questão: como pode ser continuamente
adicionada nova crusta ao longo das cristas oceânicas, sem aumentar o tamanho
da Terra?
Esta questão intrigou particularmente Harry Hess, geólogo da
Universidade de Princeton e contra-almirante na reserva e ainda Robert S.
Dietz, um cientista do U.S. Coast and Geodetic Survey, que havia sido o primeiro
a utilizar o termo expansão dos fundos oceânicos. Dietz e Hess estavam entre os
muito poucos que realmente entendiam as implicações da expansão dos fundos
oceânicos. Se a crusta da Terra se expandia ao longo das cristas oceânicas,
teria que estar a encolher noutro lado, raciocinou Hess. Sugeriu então que a
nova crusta oceânica se espalhava continuamente a partir das cristas oceânicas.
Muitos milhões de anos mais tarde, essa mesma crusta oceânica acabará
eventualmente por afundar-se nas fossas oceânicas – depressões muito profundas
e estreitas ao longo das margens da bacia do Pacífico. Segundo Hess, o Oceano
Atlântico encontrava-se em expansão enquanto o Oceano Pacífico estava em
retracção. Enquanto a crusta oceânica antiga era consumida nas fossas, novo magma
ascendia e eruptava ao longo das cristas em expansão, formando nova crusta. Com
efeito, as bacias oceânicas estavam perpetuamente a ser "recicladas",
com a criação de nova crusta e a destruição de antiga crusta oceânica a
ocorrerem simultaneamente. Assim, as ideias de Hess explicavam claramente por
que é que a Terra não aumenta de tamanho com a expansão dos fundos oceânicos,
por que é tão pequena a acumulação de sedimentos nos fundos oceânicos e por que
é que as rochas oceânicas são muito mais jovens que as rochas continentais.
Cartografando terramotos
Mapa mostrando a distribuição da actividade tectónica
(tectonismo e vulcanismo)
Durante o século XX, as melhorias na instrumentação sísmica
e o uso mais disseminado pelo mundo de instrumentação de registo de terramotos
(sismógrafos), permitiu aos cientistas descobrir que os terramotos tendem a
concentrar-se em determinadas zonas, sobretudo ao longo das fossas oceânicas e
das cristas expansivas. No final da década de 1920, os sismólogos começavam a
identificar várias zonas sísmicas paralelas às fossas, com uma inclinação
típica entre 40 e 60º a partir da horizontal e que se estendiam por várias
centenas de quilómetros em direcção ao interior da Terra. Estas zonas
tornaram-se mais tarde conhecidas com zonas de Wadati-Benioff, em honra dos
sismólogos que as identificaram pela primeira vez, Kiyoo Wadati do Japão e Hugo
Benioff dos Estados Unidos. O estudo da sismicidade a nível global avançou
grandemente nos anos 60 com a criação da Worldwide Standardized Seismograph
Network (WWSSN) com o objectivo de monitorizar o cumprimento do tratado de 1963
que bania ensaios de armas nucleares à superfície. Os dados de muito melhor
qualidade obtidos pelos instrumentos da WWSSN permitiram aos sismólogos
cartografar com precisão as zonas de concentração de terramotos a nível
mundial.
Mudança de paradigma geológico
A aceitação das teorias da deriva continental e da expansão
dos fundos oceânicos (os dois elementos chave da tectónica de placas) pode ser
comparada à revolução que Copérnico produziu na astronomia (ver Nicolaus
Copernicus). Num período de apenas alguns anos, ocorreu uma revolução na
geofísica e sobretudo na geologia. O paralelismo é notório; da mesma forma que
a astronomia pré-copérnica era altamente descritiva mas ainda assim incapaz de
fornecer explicações para o movimento dos corpos celestes, as teorias da
geologia anteriores à tectónica de placas descreviam o que se observava mas
debatiam-se com a falta de quaisquer mecanismos fundamentais. O problema
residia na questão Como?. Antes da aceitação da tectônica de placas a geologia
estava presa numa caixa "pré-copérnica".
Ainda assim, quando comparada com o que se passou na
astronomia, a revolução na geologia foi muito mais repentina. Aquilo que fora
rejeitado por todas as publicações científicas dignas desse nome, foi
avidamente aceite poucos anos depois, nas décadas de 1960 e 1970. Qualquer
descrição geológica anterior era apenas descritiva. Todas as rochas estavam
descritas e uma variedade de razões eram avançadas, por vezes com um detalhe
quase doentio, para o porquê de se encontrarem onde se encontravam. As
descrições continuam válidas, contudo, as razões então apontadas hoje em dia
parecem-se bastante com a astronomia pré-copérnica.
Apenas temos que ler as descrições anteriores à tectónica de
placas sobre por que existem os Alpes ou os Himalaias para ver a diferença. Na
tentativa de responder a questões como Como podem rochas que são claramente de
origem marinha existir a milhares de metros acima do nível do mar?, ou, Como se
formaram as margens concavas e convexas da cadeia Alpina?, qualquer avanço
esbarrava na complexidade que se resumia a jargão técnico sem um contributo
significativo para a compreensão dos mecanismos associados.
Com a tectónica de placas as respostas rapidamente ocuparam
o seu lugar ou tornou-se claro qual o caminho para a sua obtenção. As colisões
de placas convergentes possuíam a força necessária para levantar o fundo
marinho até à atmosfera rarefeita. A origem das fossas oceânicas estranhamente
situadas ao largo de arcos insulares ou de continentes e dos vulcões a eles
associados, tornou-se clara quando se compreenderam os processos de subducção
em placas convergentes. Por que existem paralelismos entre a geologia de partes
da América do Sul e de África? Por que a América do Sul e África parecem duas
peças de um quebra-cabeças que parecem encaixar? Para respostas complexas temos
que procurar as explicações pré-tectónicas. Para respostas simples e que
explicam muito mais, temos que recorrer à tectónica de placas. Um grande rift,
semelhante ao Grande Vale do Rift no nordeste de África, dividiu um continente
em dois, eventualmente formando o Oceano Atlântico e estas forças continuam
ainda hoje a fazer-se sentir na crista meso-atlântica.
Herdou-se alguma da antiga terminologia, mas o conceito
fundamental é tão radical e simples como o de que A Terra move-se foi na
astronomia.
Fonte de pesquisa
