GEOLOGIA. Vinicius da Silva Seabra. Rio de Janeiro / 2010 TODOS OS DIREITOS RESERVADOS À UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO

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1 VICE-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO E CORPO DISCENTE CENTRO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA GEOLOGIA Conteudista Vinicius da Silva Seabra Rio de Janeiro / 2010 TODOS OS DIREITOS RESERVADOS À UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO

2 UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO Todos os direitos reservados à Universidade Castelo Branco - UCB Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, armazenada ou transmitida de qualquer forma ou por quaisquer meios - eletrônico, mecânico, fotocópia ou gravação, sem autorização da Universidade Castelo Branco - UCB. Un3g Universidade Castelo Branco Geologia / Universidade Castelo Branco. Rio de Janeiro: UCB, p.: il. ISBN 1. Ensino a Distância. 2. Título. CDD Universidade Castelo Branco - UCB Avenida Santa Cruz, Rio de Janeiro - RJ Tel. (21) Fax (21)

3 Apresentação Prezado(a) Aluno(a): É com grande satisfação que o(a) recebemos como integrante do corpo discente de nossos cursos de graduação, na certeza de estarmos contribuindo para sua formação acadêmica e, consequentemente, propiciando oportunidade para melhoria de seu desempenho profissional. Nossos funcionários e nosso corpo docente esperam retribuir a sua escolha, reafirmando o compromisso desta Instituição com a qualidade, por meio de uma estrutura aberta e criativa, centrada nos princípios de melhoria contínua. Esperamos que este instrucional seja-lhe de grande ajuda e contribua para ampliar o horizonte do seu conhecimento teórico e para o aperfeiçoamento da sua prática pedagógica. Seja bem-vindo(a)! Paulo Alcantara Gomes Reitor

4 Orientações para o Autoestudo O presente instrucional está dividido em cinco unidades programáticas, cada uma com objetivos definidos e conteúdos selecionados criteriosamente pelos Professores Conteudistas para que os referidos objetivos sejam atingidos com êxito. Os conteúdos programáticos das unidades são apresentados sob a forma de leituras, tarefas e atividades complementares. As Unidades 1, 2 e 3 correspondem aos conteúdos que serão avaliados em A1. Na A2 poderão ser objeto de avaliação os conteúdos das cinco unidades. Havendo a necessidade de uma avaliação extra (A3 ou A4), esta obrigatoriamente será composta por todo o conteúdo de todas as Unidades Programáticas. A carga horária do material instrucional para o autoestudo que você está recebendo agora, juntamente com os horários destinados aos encontros com o Professor Orientador da disciplina, equivale a 60 horas-aula, que você administrará de acordo com a sua disponibilidade, respeitando-se, naturalmente, as datas dos encontros presenciais programados pelo Professor Orientador e as datas das avaliações do seu curso. Bons Estudos!

5 Dicas para o Autoestudo 1 - Você terá total autonomia para escolher a melhor hora para estudar. Porém, seja disciplinado. Procure reservar sempre os mesmos horários para o estudo. 2 - Organize seu ambiente de estudo. Reserve todo o material necessário. Evite interrupções. 3 - Não deixe para estudar na última hora. 4 - Não acumule dúvidas. Anote-as e entre em contato com seu monitor. 5 - Não pule etapas. 6 - Faça todas as tarefas propostas. 7 - Não falte aos encontros presenciais. Eles são importantes para o melhor aproveitamento da disciplina. 8 - Não relegue a um segundo plano as atividades complementares e a autoavaliação. 9 - Não hesite em começar de novo.

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7 SUMÁRIO Quadro-síntese do conteúdo programático Contextualização da disciplina UNIDADE I CONCEITOS E CAMPOS DE ESTUDO DA GEOLOGIA UNIDADE II ORIGEM E EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA A Teoria do Big Bang e a Hipótese da Nebulosa O Planeta Terra Tectônica de Placas e a Deriva Continental As Placas Tectônicas UNIDADE III VULCÕES E TERREMOTOS O Vulcanismo Os Tipos de Vulcões Materiais Produzidos Pelas Atividades Vulcânicas Os Terremotos Como se Medem os Terremotos? Os Tsunamis Orogêneses e Epirogênese Falhas e Dobras UNIDADE IV MINERAIS E ROCHAS Propriedades Físicas dos Minerais Os Tipos de Rochas UNIDADE V O TEMPO GEOLÓGICO Glossário...51 Gabarito...52 Referências bibliográficas Anexos... 54

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9 Quadro-síntese do conteúdo programático 9 UNIDADES DO PROGRAMA OBJETIVOS I- CONCEITOS E CAMPOS DE ESTUDO DA GEO- LOGIA Abordar o conceito de geologia e apresentar suas diferentes áreas de conhecimento. II- ORIGEM E EVOLUÇÃO DO PLANETA TER- RA 2.1. A Teoria do Big Bang e a Hipótese da Nebulosa 2.2. O Planeta Terra 2.3. Tectônica de Placas e a Deriva Continental 2.4. As Placas Tectônicas Compreender o processo de formação do planeta Terra, sua evolução e composição; Entender o funcionamento das forças responsáveis pela dinâmica interna do planeta. III- VULCÕES E TERREMOTOS 3.1. O Vulcanismo 3.2. Os Tipos de Vulcões 3.3. Materiais Produzidos Pelas Atividades Vulcânicas 3.4. Os Terremotos 3.5. Como se Medem os Terremotos? 3.6. Os Tsunamis 3.7. Orogêneses e Epirogênese 3.8. Falhas e Dobras Apresentar a origem e consequências dos principais fenômenos endógenos, e sua importância na formação de importantes feições presentes na superfície terrestre. IV- MINERAIS E ROCHAS 4.1. Propriedades físicas dos minerais 4.2. Os Tipos de Rochas Discutir o processo de formação e as classificações das rochas e minerais existentes no planeta; V- MINERAIS E ROCHAS Apresentar a linha do tempo geológico e os eventos associados a cada momento da história do planeta.

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11 Contextualização da Disciplina 11 Diversas organizações e instituições mundiais afirmam que, em breve, a população mundial alcançará o total de 7 bilhões de habitantes. Muitas destas pessoas vivem em áreas onde as forças do interior do planeta trazem riscos e fazem parte da cultura das populações locais. Tsunamis, terremotos, erupções vulcânicas e outros fenômenos geológicos são, até hoje, as causas de catástrofes que trazem significativas perdas econômicas e de vidas humanas. Por outro lado, algumas regiões do planeta foram ofertadas por riquezas minerais provenientes de processos geológicos ocorridos a milhões ou bilhões de anos atrás. As jazidas de petróleo do Oriente Médio, as minas de diamantes do continente africano, as reservas de minérios da China, dentre outros são hoje um dos importantes fatores que justificam o poderio econômico de algumas nações e, também, explicam a existência de variados conflitos territoriais em todo mundo. Podemos afirmar que toda população mundial vive hoje sobre um planeta que é vivo, e que está em permanente processo de evolução. Ainda que estejamos longe do risco de eventos catastróficos advindos de forças do interior do planeta, estamos em áreas que sofreram ações deste tipo no passado. As marcas destes eventos estão presentes em cada montanha, em cada morro e em várias outras feições conhecidas, e que serão apresentadas nesta disciplina. É importante ainda afirmar que toda a superfície terrestre sofre ainda com mudanças impulsionadas por forças provenientes de outras fontes, ou seja, que não são motivadas por forças oriundas do interior do planeta. A ação das águas das chuvas, dos rios, das geleiras, do mar é responsável pela formação de paisagens únicas e exuberantes, ricas tanto pela disponibilidade de recursos e/ou até mesmo pelo seu potencial turístico. A ação dos ventos ou do calor do Sol são outros importantes exemplos de como estas forças atuam em todas as partes do globo. Este instrucional tem como objetivo inserir o aluno de licenciatura em Geografia na discussão sobre os fenômenos geológicos e sua importância na compreensão da formação e evolução da superfície terrestre. Ao longo da apresentação dos conteúdos básicos da disciplina, serão incorporados textos complementares e sugeridos sites de consulta, que auxiliarão na busca por informações atualizadas e práticas, voltadas para o aprendizado de Geologia.

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13 UNIDADE I 13 CONCEITOS E CAMPOS DE ESTUDO DA GEOLOGIA Segundo a Sociedade Brasileira de Geologia (SBG), a Geologia é o estudo da composição da estrutura e dos fenômenos genéticos formadores da crosta terrestre, assim como do conjunto geral de fenômenos que agem não somente sobre a superfície, como também em todo o interior do nosso planeta. Estuda e procura determinar cronologicamente a evolução geral, as modificações estruturais, geofísicas e biológicas ocorridas na história da Terra. Percebemos na definição, que a Geologia preocupase com importantes alterações ocorridas no passado do planeta Terra, e busca, neste passado, as respostas para muitos fenômenos que se mostram presentes atualmente. Seria o mesmo que afirmar que a Geologia estuda toda a história de vida do nosso planeta, que hoje já ultrapassa os estimados 4,6 bilhões de anos. Cientistas de todo mundo, a partir de inúmeras evidências, acreditam que as primeiras células vivas surgiram na Terra a 3 bilhões de anos atrás, e que a vida humana surge somente a poucos milhões. Significa dizer, portanto, que a Geologia estuda fatos e eventos que ocorreram, e ainda ocorrem no nosso planeta, desde muito antes de nós, seres humanos, existirmos aqui. Sendo assim, podemos imaginar que a Geologia encontra-se subdividida em diferentes grandes campos de conhecimento, dentre os quais podemos destacar: Paleontologia: Desenvolve pesquisas que descrevem e classificam os antigos seres que se encontram nas rochas (fósseis). Os fósseis são importantes indicadores das condições de vida existentes no passado geológico, sendo preservados por meios naturais na crosta terrestre. Geologia Histórica: Descreve os eventos geológicos, biológicos e estruturais cronologicamente. Mineralogia: É o estudo da química, das estruturas moleculares e cristalinas e das propriedades físicas (incluindo ópticas e mecânicas) dos minerais, bem como a sua gênese, metamorfismo, evolução química e intemperismo. A Petrografia e a Petrologia: Estudam as rochas no sentido restrito, considerando seus aspectos descritivos e genéticos, respectivamente. A Estratigrafia é o ramo da geologia que estuda as sequências de camadas de rochas, buscando determinar os processos e eventos que as formaram. Geofísica: Trabalha no reconhecimento das propriedades físicas da Terra, para então entender sua estrutura interna. Esta parte da geologia estuda o campo magnético terrestre (intensidade, configuração e variação), o fluxo de calor interno da Terra, o movimento das ondas sísmicas, que estão associadas aos terremotos. Os estudos nesta área contribuem para o reconhecimento de reservas de gás, óleo, metais, água subterrânea. Geoquímica: A geoquímica estuda, por exemplo, os ciclos geoquímicos do carbono, nitrogênio, fósforo e enxofre; distribuição e abundância de isótopos na natureza e a exploração geoquímica, também chamada de prospecção geoquímica, que também é aplicada para a exploração mineral. Sedimentologia: A Sedimentologia estuda as formações sedimentares e os processos que possibilitaram suas origens. Inúmeras feições existentes nas rochas sedimentares podem explicar o funcionamento de determinados ambientes no passado, e facilitar a compreensão dos ambientes atuais. Geologia Econômica: É o ramo da Geologia que estuda a ocorrência e gênese dos jazimentos minerais, procurando identificar suas leis e formas de aproveitamento dos bens minerais, reais e potenciais. Hidrogeologia: Estuda os processos de acumulação de água abaixo da superfície terrestre (subsuperficie), as leis que regem sua movimentação (infiltração e fluxo subterrâneo), qualidade química (sais minerais dissolvidos) e como estas qualidades interferem na saúde humana, animal e vegetal. Geocronologia: Determina as idades das rochas e ventos geológicos a partir da desintegração de elementos radioativos. Geologia Ambiental: Realiza estudos geológicos voltados para a solução de problemas oriundos da intervenção humana no meio ambiente. Geotecnia: Ocupa-se de estudos geológicos com aplicações em construções civis de pequeno e grande portes.

14 14 A Geologia está correlacionada ainda, com inúmeras outras ciências ou ramos do conhecimento, tais como: a Geografia, a Cartografia Geológica, a Pedologia, a Geomorfologia, entre outros. Para alcançar um bom êxito no exercício de todas estas outras áreas, é vital o conhecimento profundo dos fenômenos e processos geológicos, ou seja, de geologia. Sites para visitar - Serviço Geológico do Brasil (CPRM). - Departamento de Recursos Minerais (DRM-RJ). - Sociedade Brasileira de Geologia (SBG). Exercícios Visite o portal e responda: 1. Qual o propósito do Projeto Caminhos Geológicos? 2. Segundo o projeto, qual a importância da Geologia para o turismo no Estado do Rio de Janeiro? 3. Quais Placas dos Caminhos Geológicos você achou mais interessante? Por quê?

15 UNIDADE II 15 ORIGEM E EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA A Teoria do Big Bang e a Hipótese da Nebulosa A hipótese mais aceita para a origem do Universo e de tudo que está contido nele é a famosa Teoria da Grande Explosão, ou como é mais conhecida, a Teoria do Big Bang. Esta teoria afirma que nosso Universo começou a existir há 13 ou 14 bilhões de anos atrás a partir de uma grande explosão cósmica. Estudos astronômicos afirmam que antes desta enorme explosão toda a matéria e energia existentes estavam comprimidas num único ponto de densidade inconcebível. Tal concentração ocasionou uma grande explosão, provocando a fragmentação de toda a matéria e a expansão do Universo, que continua até os dias de hoje. Com isso, podemos afirmar que a origem de todas as galáxias e sistemas existentes no Universo está relacionada ao Big Bang. O que se deu após esta grande explosão, no entanto, é motivo de novos estudos e teorias. Em 1755, o filósofo alemão Immanuel Kant sugeriu que a origem do sistema solar ocorreu a partir de processos originados da rotação de uma imensa nuvem de gás e poeira fina. Esta teoria ficou posteriormente conhecida como a Hipótese da Nebulosa (Fig.1) e propõe que há cerca de 4,6 bilhões de anos atrás a contração dos elementos desta nuvem de gás e poeira formou o Sol. Embora grande parte desta nuvem tenha dado origem ao Sol, outras pequenas partes restantes formaram partículas sólidas de gelo e rocha, que posteriormente se uniram, dando origem assim aos planetas. Quando os planetas se formaram, aqueles cujas órbitas estavam mais próximas do Sol desenvolveramse de maneira diferente daqueles com órbitas mais afastadas. Os planetas mais próximos do Sol são conhecidos como planetas rochosos, por serem constituídos principalmente por rochas e minerais. Estes planetas são Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Já os planetas mais afastados são conhecidos como planetas gigantes ou gasosos, justamente por serem muito maiores que os planetas rochosos, e também por serem constituídos principalmente de gelo e gases. Fig. 1 - Hipótese da Nebulosa

16 16 Sites para visitar - Instituto de Astronomia e Pesquisa (INAPE). - Instituto de Geociências da USP. - Projetos Telescópio na Escola. Exercícios Acesse o portal de artigos do Instituto Ciência Hoje 1 ( e com base no artigo Universo não teve início nem terá fi m, afirmam cientistas, responda: 1- Em que aspecto, as teorias de Paul Steinhardt e Neil Turok discordam da tradicional teoria do Big Bang? O Planeta Terra Fortes impactos entre a Terra e grandes corpos celestes fizeram com que fossem liberadas enormes quantidades de energia, comparáveis a vários trilhões de bombas atômicas. Esses impactos liberaram muitos detritos e geraram grandes quantidades de calor no planeta. Numa dessas ocasiões, um corpo celeste do tamanho de Marte impactou a Terra e o forte choque ejetou para o espaço uma chuva de detritos, tanto do corpo impactante quanto da Terra. Esses detritos, depois de agregados, deram origem à Lua. Esta colisão ainda acelerou a rotação da Terra e inclinou o seu plano orbital para 23º. Além dos fortes impactos, a radioatividade das rochas fez com que a Terra, recém-consolidada, derretesse. O ferro e o níquel fundiram-se e, por serem mais pesados, formaram o núcleo da Terra. Enquanto na superfície, flutuando em oceanos de rocha incandescente, estavam o silício, o alumínio e todos os gases. A Terra então passou a resfriar-se e grande parte dela se solidificou. Esse processo gerou a formação, no planeta, de 3 camadas principais: uma camada interna chamada Núcleo, uma externa chamada de Crosta e uma camada intermediária, conhecida como Manto (Figs. 2, 3 e 4). Fig. 2 - A Diferenciação da Terra primitiva resultou num planeta zoneado com um denso núcleo de ferro, uma crosta de rochas leves e um manto residual entre ambos. Fonte: Press et al. (2006). Understanding Earth. 1 Instituição vinculada à Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC).

17 O Manto estende-se desde cerca de 30 km e por uma profundidade de km. É composto por substâncias ricas em ferro e magnésio. Também apresenta características físicas diferentes da crosta. O material de que é composto o manto pode apresentar-se no estado sólido ou como uma pasta viscosa, em virtude das pressões elevadas. A Crosta tem uma extensão variável de acordo com a posição geográfica. Em alguns lugares chega a atingir 70 km, mas geralmente estende-se por aproximadamente 30 km de profundidade. É composta basicamente por silicatos de alumínio, sendo por isso também chamada de SiAl. A crosta terrestre é subdividida em crosta oceânica e crosta continental. A crosta oceânica, com espessura de 7 a 10 km, é constituída essencialmente por basalto, enquanto que a crosta continental, com espessura de 20 a 70 km, é constituída majoritariamente por rochas granitoides. A crosta oceânica é mais densa do que a crosta continental, por conter mais ferro em sua composição. O Núcleo é dividido em duas partes: o núcleo sólido, interno e com raio de cerca de km, e o núcleo líquido, que envolve o primeiro. Acredita-se que o núcleo sólido é composto primariamente por ferro e um pouco de níquel. Já o núcleo líquido deve ser composto de ferro líquido e níquel líquido (a combinação é chamada NiFe), com traços de outros elementos (Fig.4). 17 Fig.3 - As Camadas da Terra Fonte: Universidade de Tromso Noruega Fig. 4 - Elementos constituintes do Planeta Terra e da Crosta Terrestre. Fonte: Press et al. (2006). Understanding Earth.

18 18 Exercício Acesse o link abaixo, pertencente à Universidade de Tromsø Noruega, e com base nas animações sobre o interior do Planeta Terra, responda: 1- O que é o Fenômeno da Isostasia? les/brazil/earthsinterior_8pt_bra.html Tectônica de Placas e a Deriva Continental Em 1915, um cientista alemão chamado Alfred Wegener publicou uma hipótese afirmando que o continente africano e a América do Sul, atualmente separados pelo oceano Atlântico, estavam unidos no passado e formavam um continente único, que foi chamado de Pangea (que significa todas as terras ). Sua hipótese surgiu da observação de que ambos os continentes possuíam contornos que se encaixavam perfeitamente, como peças de um grande quebra-cabeça. Além dos perfeitos encaixes, outras evidências também o levariam a acreditar na existência da Pangea. Dentre estas evidências, as mais importantes foram as fortes correspondências encontradas entre rochas, fósseis, e orientações de estruturas geológicas existentes nas bordas da África e da América do Sul (Fig.5). Além disso, foram encontrados vestígios que indicavam a presença de depósitos de geleiras que existiam há 300 milhões de anos na América do Sul, na África, na Índia e na Austrália, o que só poderia ser explicado se, no passado, esses continentes estivessem juntos e bem próximos do Polo Sul. No entanto, a teoria apresentada por Wegener não explicava corretamente a causa do afastamento dos continentes, o que fez com que a comunidade científica não acreditasse na hipótese da Deriva Continental. A crença de que os continentes simplesmente eram arrastados sobre o fundo oceânico, pela força da maré ou das correntes marinhas, fez com que sua Teoria se tornasse ainda mais improvável. No entanto, em 1928, um geólogo britânico chamado Arthur Holmes chegou bem perto de expressar corretamente o que de fato provocou o afastamento dos continentes e a abertura dos oceanos. Em suas hipóteses, Holmes chegou a afirmar que determinadas correntes de convecção, provenientes do manto terrestre, eram as responsáveis pelos processos que davam todo esse dinamismo à crosta terrestre. O núcleo da terra é muito mais quente que a crosta terrestre. Logo, o magma que fica nas camadas mais profundas do manto torna-se mais quente que o magma mais próximo da crosta. As correntes de convecção se formam em razão da diferença de densidade do magma. Quando o magma é aquecido ele se expande e torna-se menos denso que o magma menos quente; dessa forma, o magma frio mais denso e mais pesado desce e o quente sobe formando as correntes de convecção. As correntes de convecção ascendentes faziam o magma aflorar em algumas áreas, formando assim uma nova crosta, e nas áreas onde estas correntes fossem descendentes, a crosta era arrastada até o manto e então era destruída. Holmes acreditava que as correntes ascendentes eram responsáveis pela expansão do assoalho oceânico, e faziam com que os continentes se afastassem. Nas bordas, onde as correntes estariam descendendo, eram formadas as grandes cadeias de montanhas (Fig.6). Fig. 5 - Teoria formulada por Wegener. As cores indicam associações do mesmo tipo de rochas antigas. Fonte: Press et al. (2006). Understanding Earth.

19 19 Fig.6 - As Correntes de Convecção e a Deriva Continental Fonte: Universidade de Tromsø Noruega Após a Segunda Guerra Mundial, desenvolveram-se exaustivos esforços de mapeamento do fundo oceânico. Rapidamente, foram identificadas a Dorsal Mesoatlântica e outras importantes dorsais meso-oceânicas. Estas dorsais são na verdade extensas cadeias de montanhas submarinas onde é comum a ocorrência de terremotos. A Dorsal Mesoatlântica, por exemplo, estende-se de norte a sul ao longo do Oceano Atlântico e é uma região com típica ocorrência de fenômenos sísmicos (Fig.7) Fig.7 - Dorsal Oceânica Fonte: Google Earth.

20 20 Amostras de rochas do fundo marinho foram recolhidas e posteriormente datadas. Dos estudos realizados a partir destes dados, percebeu-se que existia uma diferença significativa na idade das rochas coletadas. O padrão dessas amostras indicava que as rochas mais jovens estavam mais próximas da linha que dividia as dorsais, e as mais antigas estavam mais distantes. Foi aí que, no início da década de 60, Harry Hess e Robert Dietz propuseram que a crosta separava-se ao longo do riftes 1 das dorsais (Figs. 8, 9 e 10). Fig. 8 - Divergência de Placas A A A A B B A Fig. 9 - Separação dos continentes e a idade das rochas da crosta oceânica. As datações provaram que as rochas mais antigas (A) estão presentes nas porções mais próximas dos continentes, e as mais jovens no rift da dorsal mesoceânica (B). 2 Termos utilizados para designar vales formados e limitados por falhamentos geológicos. Fonte: CPRM.

21 21 Fig A Formação dos Continentes desde 600 milhões de anos atrás aos dias de hoje. Fonte: Google Earth. Sites para visitar - Understanding Earth. - Universidade de Tromsø, Noruega. Exercício Acesse o link da Universidade de Tromsø (Noruega) e de acordo com as informações contidas nas animações, responda: les/brazil/plate_tect_bra.html les/brazil/mantle_dyn_bra.html 1. Quais foram as evidências que levaram Alfred Wegener a acreditar que no passado os continentes Sul Americano e Africano estavam unidos, formando um continente maior, chamado de Pangea? 2. De que maneira é possível medir em que velocidade e direção as placas tectônicas de movimentam? As Placas Tectônicas A parte mais exterior da Terra é composta por 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. A litosfera é sólida, fragmentada em distintas placas tectônicas, e encontra-se flutuando sobre o magma viscoso presente na astenosfera. É importante ainda ressaltar que uma placa tectônica pode conter dois tipos de crosta, a crosta oceânica (mais densa) e a crosta continental (menos densa). A fluidez do magma presente na astenosfera, e as correntes de convecção que ocorrem nele, fazem com que as placas tectônicas se movimentem em diferentes direções, chocando-se umas com as outras em alguns limites e fazendo-as divergir em outros (Fig. 11). As áreas onde ocorrem os choques ou as divergências entre as placas tectônicas são as regiões onde ocorrem, quase que na totalidade, os fenômenos tectônicos, tais como: terremotos, tsunamis, vulcanismo e outros.

22 22 As placas tectônicas da Terra se encaixam como peças de um gigantesco quebra-cabeças. Fig. 11- As placas tectônicas e seus limites (CPRM apud Baumann, 2008). Consideramos que as zonas onde ocorrem os encontros das placas tectônicas podem ser classificadas como limites transformantes ou conservativos, limites divergentes ou construtivos, e ainda limites convergentes ou destrutivos. Nos limites transformantes ou conservativos as placas deslizam horizontalmente uma pela outra e não há criação nem consumo de crosta oceânica. As falhas que constituem este limite chamam-se transformantes (Fig. 12.1). Nos limites divergentes ou construtivos, as placas se afastam uma da outra e nesse movimento é expandida a crosta oceânica. Para este caso, temos como exemplo as dorsais oceânicas (Fig. 12.2). Já nos limites convergentes ou destrutivos, uma placa é empurrada contra outra e assim mergulha para o interior da Terra (Fig. 12.3). Se a colisão ocorrer entre placas continentais, forma-se uma cordilheira de montanhas, como é o caso dos Himalaias. Se a colisão ocorrer entre duas placas oceânicas, surge um arco insular, mas se ocorrer entre uma placa oceânica e uma placa continental forma-se um arco vulcânico Fig Os diferentes tipos de falhas. O exemplo mais conhecido de um limite transformante ou conservativo, com a presença de uma importante falha transformante, se prolonga por cerca de km através da Califórnia, nos EUA (Fig. 13). A falha de San Andrés marca um limite transformante entre a Placa do Pacífico e a Placa Norte-americana. Essa conhecida falha foi responsável por produzir terremotos catastróficos, como o terremoto de 1906 que destruiu a cidade de São Francisco-EUA. Somente no ano da ocorrência deste evento catastrófico (1906), a placa do Pacífico e a placa Norte-americana deslocaram-se, em transcorrência, ou seja, uma em relação à outra, ao longo de 6 metros. Em algumas áreas dos EUA, esta falha possui uma largura que chega até 100 Km.

23 23 Placa do Pacífico Placa Norte-Americana 13 - Falha de San Andrés EUA. Fonte: Google Earth. Além da Dorsal Mesoatlântica (Fig. 15), responsável pela separação do continente Africano e continente Sul-americano, existem outras importantes áreas onde ocorre o movimento de divergência, ou seja, de expansão de um oceano ou abertura de um rift. Uma dessas importantes áreas é a Grande Fenda Africana (Figs. 14 e 15), ou simplesmente "Vale da Fenda". Esta área é um complexo de falhas tectônicas iniciado há cerca de 35 milhões de anos, com a separação das placas tectônicas da África e da Arábia. A estrutura estende-se no sentido norte-sul por cerca de km, desde o norte da Síria até o centro de Moçambique, com uma largura que varia entre 30 e 100 km e, em profundidade, de algumas centenas a milhares de metros. Continuando a separação destas placas, dentro de alguns milhões de anos, a região onde hoje se encontra o rift africano será inundada pelo Oceano Índico e se formará uma grande ilha com a região da costa da África Oriental.

24 24 Fig. 14a - O Rift Africano. Fonte Press et al. (2006). Understanding Earth.

25 25 Subplaca da Somália Fig. 14b - O Rift Africano. Fonte: Google Earth. Fig A Dorsal Mesoatlântica. Fonte Press et al. (2006). Understanding Earth.

26 26 A consequência da colisão entre duas placas tectônicas nos limites convergentes dependerá dos tipos de placas em questão. Quando a colisão ocorre entre uma densa crosta oceânica e uma crosta continental de menor densidade, geralmente a crosta oceânica mergulha sob a crosta continental, formando uma zona de subducção. Nesse tipo de colisão surge uma fossa no lado oceânico e uma cadeia montanhosa do lado continental. Um exemplo desse 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 (Fig. 16). Placa Sul-americana Placa de Nazca Fig Colisão de Placas nos Andes. Fonte: Google Earth.

27 A deformação provocada pelo choque entre as placas de Nazca (crosta Oceânica) e a Placa Sul americana (crosta Continental) é responsável pela formação da Cordilheira dos Andes, a maior cadeia de montanhas do mundo, possuindo aproximadamente km de extensão (Fig. 17). 27 Fig Esquema da colisão de Placas nos Andes. Onde ocorre a colisão entre duas placas continentais pode ocorrer uma compressão e fragmentação de ambas, ou uma pode mergulhar sob a outra, ou ainda podem se sobrepor uma à outra. A colisão mais impressionante neste tipo de limite pode ser vista na margem norte da placa Indiana. Parte desta placa está sendo empurrada sob a placa Euroasiática, provocando o levantamento da mesma, dando origem à formação da cadeia de montanhas dos Himalaias e do planalto do Tibete (Figs. 18 e 19). Fig Colisão de Placas no Himalaia. Fonte: Google Earth.

28 28 Fig. 1 - Esquema da colisão de Placas no Himalaia. Fonte: Universidade de Tromsø Noruega Quando ocorre a convergência de crostas oceânicas, geralmente ocorre a formação de um arco insular, na medida em que uma placa se sobrepõe ou mergulha em relação a outra. Esses arcos insulares são formados a partir de erupções vulcânicas que se dão pelo processo de 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 esses 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 (Fig. 20). Fig Colisão de Placas nas ilhas do norte do Japão. Fonte: Google Earth. Sites para visitar - Understanding Earth. - Universidade de Tromso, Noruega. - CPRM

29 Exercício 1. Por que a compreensão dos fenômenos provocados pela movimentação das placas tectônicas é muito importante para a explicação das atuais formas existentes no relevo terrestre? Construa desenhos esquemáticos mostrando o movimento de placas transcorrentes, divergentes e convergentes. Apresente ainda as diferentes consequências geradas quando a colisão entre as placas se dá entre duas crostas oceânicas, duas crostas continentais ou entre uma crosta oceânica e uma continental.

30 30 UNIDADE III VULCÕES E TERREMOTOS O Vulcanismo Os vulcões são estruturas geológicas por onde extravasa magma (lava) que, na verdade, é rocha fundida de alta temperatura, constituída em grande parte de silicatos, misturados com vapor de água e gás. Essa estrutura comunica-se com uma câmara subterrânea profunda, onde o magma fica armazenado, a câmara magmática. Além do magma, saem pelo vulcão outros materiais, como gases e partículas quentes (como cinzas). Fig Vulcões. Fonte: Universidade de Tromso. Os vulcões que conhecemos são cônicos, muito semelhantes às montanhas (fig. 21). Essa estrutura é característica do vulcanismo de erupção central, mas na verdade nem todos os vulcões são assim. Em muitos casos, o extravasamento do magma (lava) se dá em forma de derrames, ou seja, o magma aflora por grandes fendas na crosta, sem a ocorrência de erupções. O surgimento e a distribuição dos vulcões estão fortemente correlacionados com a movimentação das placas tectônicas. Nos limites onde ocorre o choque entre duas placas constituídas inteiramente de crosta oceânica, ou seja, de basalto, uma mergulhará sob a outra e sofrerá fusão. Nessa zona de subducção, surge um conjunto de pequenas ilhas vulcânicas distribuídas em forma de arco. De todos os vulcões visíveis, 95% estão em zonas de subducção. A placa oceânica por ser mais densa e pesada acaba afundando e sendo consumida pelo magma ao chocar-se com uma placa continental. Um exemplo desse choque é o que ocorre com a placa do Pacífico e a placa Norte-americana, ou seja, no anel de fogo do Pacífico, onde temos a origem de cerca de 60% dos vulcões ativos do planeta. Outro exemplo é o da placa de Nazca que se choca contra a placa da América do Sul, dando origem à cordilheira dos Andes, caracterizada por possuir muitos vulcões e fortes terremotos. Se o choque for de duas placas continentais, pode não haver subducção (mergulho de uma sob a outra), e surgir uma cadeia de montanhas pela deformação das rochas. Nessas áreas, o vulcanismo pode estar ausente, ainda que os terremotos sejam perigosos. Um exemplo é a Cordilheira do Himalaia, formada pelo choque da placa da Índia com a placa da Ásia. A placa Africana está se chocando contra a placa Eurasiana, provocando terremotos na Turquia e no Irã, por exemplo. Mas, na região onde estão o Etna e o Vesúvio (na Itália), há uma pequena subducção, por isso existem esses dois vulcões. Na divergência entre duas placas tectônicas ocorre o afloramento do magma. Este extravasamento é responsável pela expansão da crosta oceânica em diversas áreas do planeta. Esse tipo de vulcanismo é o mais comum de todos, representando 80% da atividade vulcânica da Terra, mas é muito pouco observado por ocorrer no fundo dos oceanos. A lava sai através de fraturas na crosta e se espalha para os dois lados da fratura, sem grandes eventos explosivos. Essas fraturas podem ter poucos metros de largura e

31 alguns quilômetros de comprimento. A Cadeia Mesoatlântica é uma extensa crista que existe no meio do oceano Atlântico, e que mostra focos de vulcanismo desse tipo. Ela marca a zona de separação da placa sul-americana e da placa africana. Na Islândia, essa cadeia aflora e ali é o único local onde se vê vulcanismo basáltico continental. 31 Fig Erupção Fissural (derrames). Vulcão Mauna Loa Havaí Fonte: USGS Embora seja pouco comum, ocorre também o vulcanismo no interior das placas tectônicas, longe das suas margens. Esse fenômeno acontece quando existe, no manto terrestre, um ponto onde o magma se concentra e ascende até a superfície ao encontrar uma fissura na crosta (hotspot). Neste caso, quando a placa continua se movendo, mas o hotspot permanece fixo, aparecem na superfície da Terra vários vulcões ao longo de uma linha. Exemplo desse tipo de vulcanismo são as ilhas vulcânicas do Havaí (Figs. 22 e 23). A localização dos pontos quentes pode ter pouca ou nenhuma relação com as placas tectônicas, mas alguns cientistas acreditam que muitas dessas áreas marcam os antigos limites de placas. Fig Exemplo de Hotspot nas ilhas do Pacífico

32 Os Tipos de Vulcões Os tipos de vulcões dependem muito da característica do magma que é expelido. Dos vulcões do Havaí são extravasadas lavas muito fluidas e muito quentes, que se espalham facilmente, sem grandes explosões. O cone vulcânico é muito largo, assemelhando-se a um escudo. Vulcões que expelem lavas viscosas formam grandes cones, normalmente com uma pequena cratera no cume e flancos íngremes. Como a lava é viscosa, ela escoa com dificuldade e no final da erupção obstrui a cratera. Dos vulcões que expelem lavas viscosas, quando o magma começa a aflorar novamente, o tampão formado dificulta sua saída, o que leva a um grande aumento da pressão por ele exercida. Chega um ponto em que a pressão supera a resistência do tampão de lava e ocorre uma explosão muito forte, muitas vezes tão forte que destrói todo o cone vulcânico. Na maioria das vezes considera-se como ativo o vulcão que está em erupção ou que mostra sinais de instabilidade, com pequenos abalos ou emissões de gás significativas (Fig. 25). Alguns autores consideram ativo qualquer vulcão que se saiba já ter um dia entrado em erupção. Vulcão dormente é aquele que não se encontra atualmente em atividade, mas que poderá mostrar sinais de perturbação e entrar de novo em erupção. O Vulcão extinto é aquele que os vulcanólogos consideram pouco provável que entrem em erupção de novo (Fig. 24). Essa classificação é discutível, porque ninguém, a rigor, pode garantir que um vulcão nunca mais entrará em erupção ou que outro, inativo há anos, não vá entrar em atividade. A caldeira de Yellowstone, por exemplo, não entra em erupção há anos, mas é considerado um vulcão ativo porque tem atividade sísmica, atividade geotérmica e porque o solo na região está sendo soerguido em ritmo bastante acelerado. Fig Exemplo de Vulcão Inativo Poços de Caldas-MG

33 33 Fig Vulcão Santa Helena EUA Materiais Produzidos Pelas Atividades Vulcânicas Os produtos formados pelas atividades vulcânicas são: Lava: material rochoso em estado de fusão que atinge a superfície terrestre. As mais comuns são as lavas basálticas, que atingem a 1.200ºC. Deslocam-se com velocidade de alguns quilômetros por hora, mas já se registrou derrame de lava a 100 km/h. Piroclastos: fragmentos de rocha lançados na atmosfera em erupções explosivas. Vulcanoclastos: fragmentos de rocha formados por erosão. Depósitos piroclásticos: materiais soltos ou misturas de cinzas vulcânicas, bombas, blocos e gases produzidos em erupções violentas de gases. Fragmentos angulosos pré-existentes ou da própria erupção depois de cimentados formam brechas vulcânicas. Os fragmentos menores, jogados no ar e depois depositados, formam os tufos vulcânicos. Nuvens ardentes: torrentes de gases superaquecidos de baixa densidade que se deslocam costa abaixo, com velocidades extremamente altas (até 200 km/h), e temperaturas também altíssimas (em geral mais de 700º C), acompanhadas de som ensurdecedor. Fumarolas: exalações de gases e vapores através de pequenos condutos que podem continuar em atividade por décadas e até séculos após a erupção vulcânica. Gêiseres: fontes que expelem água em altas temperaturas e com grande regularidade. A água infiltra-se a partir da superfície e retorna a ela por ação do calor proveniente do magma. O jato de água dá-se em sentido vertical e o intervalo varia desde alguns segundos até muitas semanas. A temperatura da água varia, sendo às vezes inferior a do seu ponto de ebulição, podendo, excepcionalmente, atingir 138ºC. Os gêiseres ocorrem nas regiões de vulcanismo moderno, sendo assim considerados atividades finais do vulcanismo. Tanto neles como nas fumarolas, sente-se cheiro de enxofre, às vezes forte. (Fonte: CPRM. Pércio de Moraes Branco (Consultado em ) Leitura Complementar: Vulcanismo no Brasil CPRM ( htm) No Brasil, não existe nenhum vulcanismo ativo, mesmo em tempos geologicamente recentes. O território nacional não foi afetado por nenhuma atividade vulcânica durante os últimos 80 milhões de anos. O vulcanismo mais recente foi o responsável pela formação de diversas ilhas do Atlântico brasileiro, como Fernando de Noronha, Trindade e Abrolhos.

34 34 No fim da era Mesozoica, o Brasil foi afetado por atividades vulcânicas de caráter alcalino-sódico, com ampla distribuição. São representantes deste vulcanismo as intrusões alcalinas de Lajes (SC), Poços de Caldas (MG), Jacupiranga (SP), Araxá (MG) e Itatiaia (RJ). Ainda na era Mesozoica, no período Cretáceo, a América do Sul, em especial o Brasil, foi palco de uma das maiores atividades vulcânicas do tipo fissural que se conhece no planeta. Todo o sul do país, incluindo áreas do Uruguai, Argentina e Paraguai, foi atingido por este super vulcanismo, que abrangeu mais de um milhão de quilômetros quadrados e que constituiu um dos maiores episódios geológicos de todos os tempos. As rochas vulcânicas que integram este extenso conjunto de derrames estão agrupadas geologicamente sob a denominação de Formação Serra Geral. Próximo à cidade de Torres, no Rio Grande do Sul, o conjunto de derrames atinge aproximadamente metros de espessura. A sondagem realizada pela PE- TROBRAS em 1958, em Presidente Epitácio SP, atravessou mais de metros de rochas vulcânicas, mostrando a pujança deste episódio vulcânico. Este vulcanismo está diretamente ligado à separação da América do Sul e África, durante a ruptura do supercontinente Gondwana no período Cretáceo. *Para obter mais informações sobre os fenômenos vulcânicos no território brasileiro, consulte o site ( html). Sites para Pesquisa - Understanding Earth. - Universidade de Tromsø, Noruega. - CPRM -USGS. Exercício 1. Explique porque nos limites entre placas convergentes e continentais, como no caso do Himalaia, é comum não existirem atividades vulcânicas Os Terremotos O terremoto é um fenômeno de vibração brusca e passageira da superfície da Terra, resultante, principalmente, dos movimentos das placas tectônicas, das atividades vulcânicas, ou por deslocamentos (migração) de gases no interior da Terra. Os tremores são causados pela liberação rápida de grandes quantidades de energia sob a forma de ondas sísmicas. Anualmente, ocorrem no mundo todo cerca de 100 mil terremotos, onde 90% destes têm intensidade tão fraca, que dificilmente são percebidos por nossos sentidos. Outros 9% são muito fracos, e também podem passar despercebidos. Os terremotos de média intensidade apresentam-se com um percentual aproximado de 0,9%, enquanto o outro 0,1% pode ser de intensidade forte, e alguns poucos, ainda, de intensidade catastrófica. A maior parte dos terremotos ocorre nas áreas próximas aos limites de placas tectônicas, ou em grandes falhas (rupturas onde se observam movimentos entre dois blocos rochosos ou placas tectônicas) entre dois blocos rochosos (Fig. 26). Fig Terremotos no mundo.

35 O hipocentro do terremoto é o ponto no interior da crosta onde se deu a origem do terremoto, ou seja, onde se deu a ruptura que originou os tremores. Este ponto pode estar localizado em até 700 km abaixo da superfície terrestre. O Epicentro de um terremoto é o ponto na superfície terrestre localizado exatamente acima do hipocentro, ou seja, do foco do terremoto (Fig. 27). 35 Fig Hipocentro e Epicentro Calcula-se que 10% ou menos da energia de um sismo se reproduz por ondas sísmicas. Existem também sismos induzidos, que são compatíveis à ação antrópica. Originam-se de explosões, extração de minérios, de água ou fósseis, ou até mesmo por queda de edifícios; mas apresentam magnitudes bastante inferiores dos terremotos tectônicos. As consequências de um terremoto são: Vibração do solo; Abertura de falhas; Deslizamento de terra; Tsunamis, Mudanças na rotação da Terra Como se Medem os Terremotos? O tamanho relativo dos sismos é chamado de magnitude. Ela é medida usando-se a chamada Escala Richter, criada em 1935, por Charles Richter. Essa escala é logarítmica, ou seja, de um grau para o grau seguinte a diferença na amplitude das vibrações é de dez vezes. E a diferença da quantidade de energia liberada é de 30 vezes. Isso significa que um terremoto de magnitude 8 tem vibrações dez vezes maiores que um terremoto de magnitude 7 e cem vezes maiores que um cuja magnitude é 6. A mídia costuma afirmar que a Escala Richter vai até 9, mas isso está errado. É verdade que nunca se registrou um terremoto de 10 graus, mas o fato é que a escala não tem limite, nem superior, nem inferior. Um abalo muito fraco pode inclusive ter magnitude negativa, pois a escala apenas compara os terremotos entre si. Modernamente, usa-se também outra escala que é absoluta e não relativa como a Richter. Ela se baseia no chamado momento sísmico. De acordo com ela, o maior terremoto já registrado foi um que atingiu o sul do Chile em Para se ter uma ideia mais exata do que representa um terremoto muito forte, se ele atingir magnitude 9 na Escala Richter, provocará uma rachadura que cortará a crosta terrestre numa distância igual à que separa o Rio de Janeiro de São Paulo, com cada bloco se afastando 10 m em relação ao outro. Em 90% dos casos, a magnitude de um terremoto não passa de 7,0 graus. Outra maneira de medir os terremotos é avaliando os efeitos que eles causam em determinado lugar. Para isso, usa-se a Escala Mercalli modificada. A Escala Mercalli não se baseia em medições feitas com instrumentos, mas sim na avaliação visual do efeito causado pelo terremoto em objetos e construções e sobre as pessoas. Quando se passa de um grau dessa escala para o grau seguinte, a aceleração do solo aumenta aproximadamente o dobro. Essa es-

36 36 cala é menos precisa que a Escala Richter, porque usa conceitos subjetivos, sem definir números exatos. Mas, por outro lado, é importante para se avaliar um terremoto ocorrido há muito tempo, numa época em que não havia estações sismográficas. (Fonte: CPRM. Pércio de Moraes Branco (Consultado em ) Fonte: A figura 28 mostra o terremoto que assolou as Ilhas Samoa, no Pacífico, no dia 29 de setembro de2009. O programa Google Earth, disponibilizado gratuitamente na internet, dispõe de um plug in que cria um link com o Serviço Geológico Americano, disponibilizando dados de todas as estações sismológicas do mundo. Os pontos indicam a ocorrência de um terremoto, e o tamanho dos pontos indicam a magnitude dos tremores. Os da Ilha Samoa foram de 8 pontos na escala Richter, e geraram um catastrófico Tsunami. Fig Terremotos nas Ilhas Samoa. Fonte: Google Earth Os Tsunamis Um tsunami é uma onda ou uma série delas que ocorre após perturbações abruptas que deslocam verticalmente a coluna de água, como, por exemplo, um sismo, atividade vulcânica, um abrupto deslocamento de terras ou gelo, ou devido ao impacto de um meteorito dentro ou perto do mar (Fig.29). Há quem identifique o termo com "maremoto" contudo, maremoto refere-se a um sismo no fundo do mar, semelhante a um sismo em terra firme e que pode, de fato originar um tsunami (Fig. 30).

37 37 Fig Tsunami na Tailândia Fig Esquema de um Tsunami Orogêneses e Epirogênese Os movimentos das placas tectônicas são responsáveis ainda pela formação de feições como as grandes cadeias de montanhas, fossas oceânicas, grandes dobramentos, rebaixamento de algumas áreas, soerguimento de outras, e ainda podem ser a causa de movimentos de transgressões e regressões marinhas. Estes movimentos da Crosta podem ser classificados como movimentos orogenéticos ou movimentos epirogenéticos. A orogenia pode ser convergente, quando há colisão de placas, ou divergente, quando ocorre separação das mesmas. A orogênese convergente é a grande causa da formação das grandes cadeias montanhosas como a cordilheira dos Andes e a cordilheira do Himalaia. Sua área de atuação é marcada pela ocorrência frequente de sismos e pela presença abundante de vulcões. A epirogênese é um conjunto de processos que resultam no movimento da crosta terrestre, no sentido ascendente ou descendente. Além disso, atinge vastas áreas continentais de forma lenta, ocasionando regressões e transgressões marinhas. As áreas onde encontramos a maior parte das montanhas do planeta Terra são designadas como faixas orogenéticas ou orogênicas (Fig. 31, 32 e 33).

38 38 Fig Formação das faixas Orogenéticas. Placa oceânica x placa continental. Fonte: Universidade de Tromsø Fig Formação das faixas Orogenéticas. Placa continental x placa continental. Fonte: Universidade de Tromsø Fig Colapso de Grandes Montanhas. Fonte: Universidade de Tromsø Falhas e Dobras As forças que deformam a crosta podem ser classificadas ainda como forças compressivas, distensivas e de cisalhamento (Fig. 34). As forças compressivas levam à compressão e encurtamento da crosta, as forças distensivas estiram a crosta e as forças de cisalhamento empurram as duas partes da crosta em direções opostas.

39 39 Fig Tipo de Falhas e Dobras. Fonte: Universidade de Tromsø. Quando o material (rochas) é submetido a estas forças nas partes superiores da crosta, ou seja, com temperaturas baixas, teremos uma deformação de tipo frágil. Estas deformações são conhecidas como falhas (Fig.35). As falhas reversas ocorrem quando um bloco cavalga sobre outro, com a atuação de uma força compressiva. As falhas normais ocorrem quando um bloco desliza sobre o outro, e quando a força de atuação é distensiva. Quando ocorrem as forças de cisalhamento em partes superiores da crosta (temperatura baixa) temos como resultado as falhas direcionais ou transcorrentes. No entanto, quando as rochas da crosta terrestre são submetidas às forças em regiões de altíssima temperatura, ou seja, em alta profundidade, as deformações encontradas são do tipo dúctil (Fig. 36). Essas deformações são conhecidas como dobras, quando a força é compressiva; como estiramento, quando a força é distensiva; e zona de cisalhamento, quando as forças são opostas umas às outras. Fig Exemplo de Falhas. Fonte: Universidade de Tromsø Fig Exemplo de Dobras. Fonte: Universidade de Tromsø

40 40 Sites para visitar - Universidade de Tromsø, Noruega. - CPRM -USGS. Leitura Complementar Jornal do Brasil 08/06/2008 Reflexos no Brasil de terremotos distantes Fenômeno é influenciado por características do solo e das construções George Sand França Universidade de Brasília Marcelo Assumpção Universidade de São Paulo Cidades como São Paulo, Manaus, Curitiba e Brasília registraram considerável aumento de tremores de terra nos últimos 10 anos. Na verdade, a maioria desses tremores é reflexo de terremotos ocorridos na região da cordilheira dos Andes, a oeste da América do Sul. Os abalos são sentidos a distância devido a características do terreno sobre o qual essas cidades se situam e os tremores podem ser potencializados pela estrutura das construções erguidas sobre esses territórios. Entender o fenômeno ajudará a planejar ações para lidar com os tremores, assim como para projetar as próprias edificações. Terremotos acontecem quando os blocos da camada exterior da Terra (as chamadas placas tectônicas) se deslocam por causa do movimento do manto de lava sobre o qual repousam. Ao se deslocarem, esses blocos provocam um acúmulo de tensões que, quando aliviadas, fazem com que as rochas se rompam, liberando parte da energia acumulada sob a forma de ondas sísmicas e calor. São essas ondas (vibrações das rochas) que, ao chegarem à superfície, provocam danos. Na América do Sul, a costa do Pacífico é um limite entre duas placas tectônicas, a de Nazca e a Sulamericana. Devido ao contato entre as placas, os terremotos acontecem em toda a costa Sul-americana do Pacífico. O Brasil, por estar situado no centro da placa Sul-americana está parcialmente livre de terremotos. Parcialmente? Sim, já que ocorrem também abalos sísmicos no interior de placas, os chamados terremotos intraplacas. A ocorrência destes, no entanto, é menor que a de terremotos na região de limites das placas. Várias hipóteses buscam explicar a sismicidade intraplaca. A mais aceita proposta pelo sismólogo Norte-americano Lynn R. Sykes em 1978, é a de que a área de atividade sísmica provavelmente é uma zona de fraqueza, na qual qualquer alteração causaria um tremor. No território brasileiro, além das áreas citadas, existem algumas outras sujeitas a tremores no Nordeste (Rio Grande do Norte e Ceará), no Sudeste (na plataforma continental, ao largo da costa) e no Centro-oeste (na chamada 'faixa sísmica Goiás- Tocantins'). Reflexos distantes Desde 1922, 50 terremotos na costa oeste sul-americana foram sentidos no Brasil. Entre as regiões que mais provocam esse fenômeno estão as províncias de Jujuy e San Juan, na Argentina; a área costeira do Peru e do Chile; e a região sudeste da Bolívia. Mas, por que isso acontece? As estruturas geológicas sob as cidades são a primeira condição para que aconteçam reflexos de terremotos distantes. Quando ocorre um terremoto, as vibrações sísmicas geradas propagam-se pelo interior da Terra. A velocidade e a amplitude dessas ondas dependem do meio que atravessam. São Paulo, Curitiba e Manaus situam-se sobre rochas menos consolidadas (menos 'firmes') e as ondas, ao entrarem aí, são amplificadas. Já Brasília se situa sobre rochas que estão se transformando de um tipo em outro, o que também faz com que os abalos sejam mais facilmente sentidos. Outro ponto importante é a ressonância entre a vibração do solo e dos edifícios. Construções assim como todo objeto - têm um período característico de oscilação natural. Quando a onda sísmica gerada em um terremoto atinge a base de um prédio, sua oscilação pode coincidir com a oscilação natural deste. Nesses casos, surge o fenômeno chamado ressonância, no qual ocorre transferência de energia de um sistema oscilante para o outro. Calcula-se que o período de oscilação natural em edifícios com 30 andares seria próximo dos períodos nas ondas sísmicas de terremotos andinos e, por isso, esses prédios são mais afetados pelos reflexos. Por fim, há o aspecto ainda em estudo da posição dos edifícios nas áreas em que é maior o deslocamento lateral do solo, em relação à direção de propagação da onda sísmica. Isso explicaria por que, em uma região com diversos edifícios, apenas alguns sentem de modo mais intenso os reflexos dos terremotos. Em 2000, após um terremoto em Jujuy, na Argentina, com reflexos na capital paulista, a Universidade de São Paulo (USP) estimou as orientações de cinco edifícios que sentiram o abalo. Quatro desses prédios estavam 'alinhados' com a linha de propagação da onda e posicionados perpendicularmente ao deslocamento do solo. Ou seja, estavam em condição de receber toda a energia da onda.