Deformação dos materiais da litosfera Susana Prada. Tensão (força aplicada/unidade de área)

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1 Deformação dos materiais da litosfera Susana Prada Deformação: modificação da rocha quando sujeita a tensões dirigidas A Litosfera é a entidade externa, rígida, não estática, da Terra. Os diferentes blocos que a constituem, as placas, estão sujeitas a tensões, esforços, pressões, que tendem a dobrá-las, torcê-las ou fracturá-las. Há placas que se afastam, outras que se juntam, as que se elevam ou afundam e, ainda, as que se movem lateralmente. Consequência: as rochas deformam-se! Tensão (força aplicada/unidade de área) 1. Tensão confinante: pressão uniforme ou seja as forças aplicadas são as mesmas em todas as direcções (ex: pressão litostática). 2. Tensãodirigida: quando a pressão é diferente nas várias direcções (forças tectónicas). Há alteração na forma, há deformação. Tipos de tensões diferenciais ou dirigidas 1. Tensões distensivas ou de tracção, as forças alongam o corpo, ex: rifting. 2. Tensões compressivas, as forças comprimem o corpo, ex: subducção. 3. Tensões tangenciais, as forças provocam o movimento paralelo do corpo, em sentidos opostos, ex: falhas transformantes.

2 Alpes: Manifestações de uma fase orogénica recente (placa euroasiática/africana) Sedimentos mesozóicos e cenozóicos dobrados e metamorfizados Monte Everest (placa indo-australiana/euroasiática) Relevo vigoroso ainda em crescimento!

3 Comportamento mecânico ideal dos materiais (em laboratório) Corpo perfeitamente elástico: quando aplicada uma carga o corpo deforma-se sendo a deformação proporcional ao esforço aplicado, não interessando o tempo de duração do processo. Após a retirada da carga, o corpo recupera a forma e dimensões originais, a deformação é reversível (mola elástica, borracha). Corpo perfeitamente plástico: a deformação é permanente, ao terminar o esforço causador da deformação esta termina mas conserva o valor atingido (barra de aço). Corpo perfeitamente rígido: o corpo comporta-se como um sólido quebradiço, não suporta uma deformação permanente e fractura, há uma perda instantânea da resistência (vidro, giz) Corpo perfeitamente viscoso: o corpo exibe deformações que crescem proporcionalmente à tensão aplicada e ao tempo, indefinidamente. Após a retirada da tensão a deformação é permanente (plasticina). Realidade geológica: os materiais geológicos são heterogéneos e anisótropos; a actividade tectónica possui uma intensidade e orientação variável no tempo Factores de deformação ao nível da litosfera: 1. Pressão litostática ou confinante 2. Temperatura 3. Fluidos impregnados na rocha 4. Velocidade de deformação 5. Anisotropias do meio 6. Natureza e textura da rocha

4 1. Pressão litostática Em zonas profundas, com elevada pressão confinada, os materiais estão menos propensos a roturas em consequência da pressão envolvente que tende a dificultar a formação de fracturas. Mais próximo da superfície, o material será frágil e tende a fracturar mais cedo. 2. Temperatura O aumento da temperatura facilita e favorece a deformação plástica, as rochas tornam-se mais dúcteis com a profundidade. A deformação dúctil predomina nas zonas mais profundas da litosfera. 3. Fluidos de impregnação Os fluidos existentes nas rochas, quer nos seus poros quer na estrutura cristalina, libertam-se, favorecendo o comportamento dúctil, uma vez que actuam como lubrificante, diminuindo o atrito entre partículas. Algumas rochas molhadas tendem a comportar-se de forma dúctil, enquanto as rochas secas tendem a comportar-se de maneira frágil. 4. Velocidade de deformação O tempo é um factor muito importante nas deformações das rochas as quais se processam em intervalos de tempo muito grandes (Ma) Um corpo pode reagir plástica ou elasticamente, face a uma solicitação lenta e comportar-se rigidamente, face a uma solicitação brusca. As deformações mais lentas favorecem comportamento dúctil das rochas.

5 5. Existência de anisotropias As rochas são, em geral, anisótropas (é isótropa quando para uma determinada propriedade a rocha assume o mesmo valor em todas as direcções) A existência de anisotropias (estratificação nas sedimentares, foliação nas metamórficas) modifica as condições de deformação, variando estas consoante o ângulo existente entre a direcção em que se exercem os principais esforços e os planos de anisotropia. 6. Natureza e textura das rochas A composição mineralógica e a granularidade determinam, como é evidente, as propriedades das rochas mais directamente implicadas na deformação (rigidez, elasticidade, etc.), a sua maior ou menor susceptibilidade à deformação Quartzo, feldspatos e olivinas, são quebradiços enquanto as micas, a calcite e os minerais argilosos, são mais dúcteis. Factores de deformação na litosfera Comportamento das rochas/ mecanismos de deformação/ estruturas originadas Comportamento Rígido => Rotura, cisalhamento => Falhas Comportamento Dúctil => Estiramento, flexão => Dobras Comportamento Viscoso => Fluência => Dobras de fluência

6 Deformação em cadeias montanhosas Principais estruturas deformadas - dobras e falhas - em função do comportamento das rochas - dúctil ou rígido Falhas: São superfícies de fractura ao longo das quais houve movimento relativo de dois blocos afectados pela falha. Classificam-se de acordo com o movimento relativo entre os blocos. Dúcteis Rígidas

7 Falhas com movimento vertical: Normais(a) ou Inversas (b) Falhas normais: há extensão Falhas inversas: há compressão Falhas com movimento horizontal: são desligamentos direitos ou esquerdos Falha de Santo André Desligamento direito Esquerdo

8 Falhas com movimentos mistos (vertical e horizontal): falhas normais ou inversas com componente de desligamento direito ou esquerdo Qual o tipo de falha? Qual o tipo de falha?

9 Rejeito: distância que separa pontos homólogos - que antes de rotura estavam juntos. Plano de falha: plano ao longo do qual se deu o movimento Dobras Tipo de dobras

10 Caracterização de dobras Flancos: faces laterais Charneira: zona de máxima curvatura, zona de articulação Plano axial: plano que contém as charneiras Eixo da dobra: linha de intersecção do plano axial com a charneira Sinclinal: dobra com a concavidade virada para cima e em que a rocha mais recente se encontra no núcleo. Anticlinal: dobra com a concavidade virada para baixo e em que a rocha mais antiga se encontra no núcleo. Simetria (inclinação do plano axial) Verticais, simétricas Tombadas, Invertidas Inclinadas, assimétricas

11 Dobra-falha/cavalgamento Evolução de uma cadeia montanhosa, OROGÉNESE V