Evolução Geológica e Climática da Região Neotropical 1
Ciclo das rochas Formação de rochas ígneas Planeta: 95% rochas são ígneas ou metamórficas 5% sedimentares Expostas: 75% sedimentares 25% Cristalinas (ígneas ou metamórficas) solidificação (por resfriamento) de magma Superfície (vulcânico), interior (plutônico) Rochas sedimentares: interpretações sobre os ambientes deposicionais Rochas Metamórficas Feições Recristalização de minerais Transformação por aumento de pressão e temperatura de rocha pré-existente Arenito (protólito) quartzito Ciclos de deposição, soterramento, deformação, soerguimento e erosão. 2
Sistema Terra - Energia Sistema Terra A entrada de energia vem do sol e a energia do interior é perdida. Vulcanismo Feições marinhas Distribuição das altitudes na superfície Feições Continentes Oceanos 8 km ~ 8848 m Cadeias de Montanhas Planaltos Continentais N. Mar ~ 875 m 30% C. 70% O. Plataforma Continental Submersa ~ 3700 m N. Mar 12 km Crosta Continental ~40% Planícies Abissais Crosta Oceânica ~60% Fossas Abissais ~ 11035 m 3
Movimento no manto Evolução de rifte oceânico Correntes de convecção atuantes na dorsal meso-oceânica. Fragmentação de uma massa continental e desenvolvimento de margens continentais passivas. Idades da crosta oceânica no Atlântico Norte Idade dos oceanos Distribuição das idades geocronológicas do fundo oceânico, onde se observam as idades (Ma) mais jovens próximas à dorsal médio - oceânica. Fragmentação da Pangea Divisão da crosta Esquema da estruturação topográfica de um rift submarino meso-oceânico e vulcanismo associado. Rifteamento processo de origem de falhas paralelas em grandes extensões A - Junção Tríplice no Oriente Médio, do Mar Vermelho e do interior da África; B. Junção Tríplice entre a América do Norte, África e América do Sul. 4
Contato entre placas Processos colisionais animação animação animação a. crosta oceânica x crosta oceânica; b. crosta continental x crosta oceânica; c. crosta continental x crosta continental. Crosta ocênica-continental Limite de placa tectônica convergente Oceano Pacífico Andes Crosta astenosfera litosfera ou placa Modelos clássicos de Orógenos: 1 Tipo Andino, Cordilheirano, envolvendo subducção-b de placa litosférica para baixo de placa com substrato continental 2 Tipo Colisão Continental, como evento terminal de ciclo de abertura e fechamento de oceano (Ciclo de Wilson) Limites convergentes entre Placas Tectônicas Colisão intra-oceânica - Exs. : Japão, Tonga. Sumatra, Altaids (Paleoz.) Cinturões Marginais do tipo Andino Exs.: Andes, California (Mesoz.) Colisão continental - Exs.: Alpes, Himalayas, Apalaches (Paleoz.) 5
Andean Orogeny Orógenos Acrescionários Nazca plate thick (50-70 км) hot and felsic crust Brasilian shield 3 cm/yr Subandean thin-skin deformation zone Domínios preponderantemente oceânicos. Ambiente tectônico de convergência de placas litosféricas e subducção-b, em que durante grande parte do tempo ambas as placas consistem de litosfera oceânica. Coalescência dos arcos magmáticos (vulcânicos/plutônicos) em processos de soft accretion, em que são ausentes os cinturões de rochas metamórficas de alto-grau. Características dos orógenos acrescionários Arcos de ilhas com material vulcânico-plutônico Material de plateaus oceânicos Presença de Ofiólitos Seqüências estratigráficas de placa oceânica Terrenos alóctones e microcontinentes Prismas acrescionários com material da placa inferior e material erodido da placa superior Continentes e Oceanos Feições principais do relevo Até onde, no tempo geológico, é válido o princípio do Atualismo? Quando iniciou-se o regime de Tectônica de placas? Conhecimento da quantificação de deformação nos cinturões orogênicos mais recentes. Exemplos: 1 - Colisão continental: Alpes e Himalayas 2 - Terrenos acrescionários e soft collision Rochosas no Canadá 3 - Orógenos de tipo Andino Andes 4 - Orógenos acrescionários incluindo terrenos com estratigrafia de placa oceânica - Japão CRÁTON vs FAIXA MÓVEL movimentos verticais escudos x plataformas cobertura cratônica embasamento ESTABILIDADE TECTÔNICA INTENSIDADE DE DEFORMAÇÃO orogênese dobramentos magmatismo metamorfismo regional falhamentos de empurrão nappes 6
Evolução dos Continentes Placas tectônicas Manto Crosta Oceânica Crosta Continental Fina (5-10 km) Espessa (25-50 km) ~ 4560 Ma Arqueano ~2500 Ma Proterozóico ~ 540 Ma Fanerozóico Arcos Magmáticos Juvenis Regime tectônico Permóvel Regime tectônico Plataformal (placas) Decréscimo do calor interno Aumento das massas continentais Placas litosféricas Províncias tectônicas A LITOSFERA, a camada rígida superficial da Terra, está dividida em grandes porções, chamadas PLACAS LITOSFÉRICAS. Cráton núcleo estável da crosta, composto de remanescentes erodidos de rochas muito antigas (inclui escudos e plataformas) Idade da Terra Idades tectônicas 7
Escala do Tempo Geológico ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO Objetivo: ordenar sequencialmente os processos geológicos para entendimento da evolução da Terra, do modo que se observa hoje. Principais ferramentas: estratigrafia, determinação da idade da rocha, comparações regionais; correlação global (história comum em diferentes continentes). Observação de processos naturais: erosão, glaciações, cadeias montanhosas, inundações e terremotos; Busca de respostas da geologia histórica no Tempo e Espaço: estudo da evolução da vida, da Terra e do Universo. 0,54 Ba 2,5 Ba 3,8 Ba 4,5 Ba ÉON FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO Pré-Cambriano 88% do Tempo Geológico. Inicialmente não identificado por causa da ausência de fósseis com carapaça. Geocronologia permitiu definir as idades absolutas das camadas rochosas. Caracterizado por processos intensos de deformação e metamorfismo. Erosão e deposição de sequências mais jovens. ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO ÉON ERA FANEROZÓICO CENOZÓICO 0,54 Ba PROTEROZÓICO MESOZÓICO 2,5 Ba 3,8 Ba 4,5 Ba ARQUEANO HADEANO PALEOZÓICO ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO ÉON ERA PERÍODO MILHÕES ANOS PERÍODO DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS E ANIMAIS FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO CENOZÓICO MESOZÓICO PALEOZÓICO QUATERNÁRIO TERCIÁRIO CRETÁCEO JURÁSSICO TRIÁSSICO PERMIANO PENSILVANIANO CARBONÍFERO MISSISSIPIANO DEVONIANO SILURIANO ORDOVICIANO CAMBRIANO 1,8 65 144 206 248 290 323 354 417 443 490 540 QUATERNÁRIO TERCIÁRIO CRETÁCEO JURÁSSICO TRIÁSSICO PERMIANO PENSILVANIANO MISSISSIPIANO DEVONIANO SILURIANO ORDOVICIANO CAMBRIANO 1,8 65 144 206 248 290 323 354 417 443 490 540 IDADE DOS MAMÍFEROS IDADE DOS RÉPTEIS IDADE DOS ANFÍBIOS IDADE DOS PEIXES IDADE DOS INVERTEBRADOS HUMANÍDEOS EXTINÇÃO DOS DINOSSAUROS E OUTRAS ESPÉCIES 1as. plantas angiospermas 1as. aves DINOSSAUROS dominam EXTINÇÃO TRILOBITA E OUTROS 1os. répteis Grandes pântanos ANFÍBIOS abundantes 1os. fósseis de insetos PEIXES dominam 1as. plantas terrestres 1os. peixes TRILOBITAS dominam 1os. organismos com conchas 8
História da Terra - súmula Supercontinentes minerais mais antigos conhecidos rochas mais antigas conhecidas formação extensa de rochas continentais Oxigênio livre na superfície do planeta Supercontinente Rodínia Supercontinente Gondwana início do Fanerozóico (expansão da vida) Supercontinente Pangea abertura do Atlântico Sul início do Terciário (extinção dos grandes répteis) início das glaciações do Quaternário aparecimento do Homo sapiens 4280 Ma. 4030 Ma. ~2700 Ma. ~2000 Ma. ~1300 Ma. ~700 Ma. 545 Ma. 300 Ma. 120 Ma. 65 Ma. 2,5 Ma. 0,5 Ma. Gondwana - 300 Ma (Orogênese Herciniana) Pangea - 600 Ma (Orogênese Brasiliana) Rodínia - 1000 Ma (Orogênese Grenville) Vários supercontinentes tentativos mais antigos: Columbia (?), Atlântica (?) Junção Tríplice no Oriente Médio a. riftes do Golfo de Aden, do Mar Vermelho e do interior da África; b. Junção Tríplice entre a América do Norte, África e América do Sul, no início da fragmentação do Pangea. 9
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Evolução Geológica da Terra Animação da crosta Províncias tectônicas da América do Sul Províncias tectônicas da América do Sul Ciclos orogênicos: Andino e Herciniano Brasiliano/Pan-Africano Rondoniano/Sunsás Transamazônico Núcleos do Arqueano Evolução da América do Sul Províncias tectônicas da América do Sul Vários períodos de transgressões (= invasões) e regressões (recuo) dos mares Orógeno importante (Andes) com atividade tectônica variável Ponte entre América do Norte e do Sul Intercâmbio de fauna terrestre, isolamento de fauna marinha. 11
Frailey (2002) Mioceno Frailey 2002 - Mioceno Frailey 2002 Mioceno Frailey 2002 Plioceno Frailey 2002 Plioceno-Pleistoceno (1,8-0,17 mya)-atual Istmo do Panamá e Antilhas 12
Dinâmica do Clima Correntes de vento Atm. (78%N 2, 21% O 2, 338ppm CO 2 ), o gás carbônico tem saído da atm pelo ciclo do Carbono Radiação Solar 0,5cal/cm2/min = 342W/m2 decresce pólos Modelo de circulação atmosférica Rotação da Terra Calor dos trópicos vai para pólos na parte superior da Troposfera Celas de Hadley Modelo independente das massas continentais (teórico só oceano) Circulação Atmosférica Circulação Marinha Superficial Distribuição de calor demora meses na parte superficial e mil anos nas mais profundas Sazonalidade Grande influência dos continentes e orógenos (destaque Platô do Himalaia) Diferenças marcantes desde a fragmentação da Pangéia Clima Atual Clima atual ITCZ = Intertropical convergence zone Andes (8500 km) maior barreira para circulação do globo Andes climas e floras distintos nos vales Pacífico influencia costa W e El Niño Atlântico influencia quase toda América do Sul Cratons influencias a chuva nas bordas inclinadas ITCZ em julho tem deflecção para Chaco e Altiplano Extremo S da Américo do Sul com Chuva abundante no lado Chileno (geleiras e florestas temperadas) Globalmente resulta da temperatura e precipitação segundo média anual e sazonalidade Trópicos (temp pouco variável), precipitação (Floresta Tropical, Savana, Deserto) 13
Clima Terra Ciclos Milankovitch Clima da Terra Períodos quentes e frios Resfriamento da Terra - luminosidade, CO 2, inclinação do planeta Flutuações climáticas, equilíbrio (aumento da radiação compensado pelo efeito estufa) Dominância dos quentes Glaciais = avanço das geleiras; Interglaciais = recuo 20 glaciações últimos 2 milhões anos Energia solar menor no Hem.N Alterações na órbita da Terra Sol 100.000 anos Centro Planeta 22,1-24,5 o C Estrelas Lyra ou Ursa Menor 80% Glaciações no Hem.N No Hem.S em zonas Subantárticas e altos de montanhas Glaciais reduziram circulação ar, trópicos com ventos secos Continente 10 o C + frio, oceano 2-3 o C Mar elevado no interglacial (transgressão) e baixo no glacial (regressão) Glaciações interglaciações Flutuações de Temperatura Amplitude de 10 C (média global) Glaciações Marinoana e Gondwanica cobrirem boa parte do planeta Grandes extinções (Permiano) e Cenozóico (2-2,5maa) Mesozóico clima muito quente (cont. separando, tectonismo, muito CO 2, mar 100-200m mais elevado, mares rasos) Cenozóico clima quente até Eoceno Decréscimo desde Mesozóico Impacto do Meteoro (Cretáceo-Terciário) Extinções no Cenozóico Teoria dos Refúgios Último Máximo Glacial 18.000 aa Florestas último glacial IDADE DO GELO (110-18 mil anos atrás) Wisconsin ou Würm Último Glacial Grande calota no Hemisfério Norte (- calor TERRA, nível do mar baixo) Extensas áreas de savanas Florestas tropicais restritas PALEOMAP http://www.scotese.com/earth.htm Animação chapter 16 14