tectônica de placas-modificada [modo de compatibilidade]
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Tectônica de Placas ou Tectônica Global
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Etimologia das palavras
Placa na geologia = “laje” grande, rígida formada de rocha sólida.
Tectônica do grego = construir O termo Tectônica de Placas = “laje”
construída!!
Tectônica de Placas = superfície da Terra é construída por placas.
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História A teoria da tectônica de placas é
relativamente nova (final da década de 1960), e revolucionou o conhecimento sobre a dinâmica do nosso planeta.
A tectônica de placas é tão importante para as ciências da Terra como a teoria da relatividade foi para física e a teoria da evolução para a biologia!
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História A tectônica de placas explica questões
que têm sido especuladas por séculos tais como: • porque os terremotos e as erupções
vulcânicas violentas ocorrem em áreas específicas ao redor do mundo!
• Como e por que grandes cadeias de montanhas como os Alpes e Himalaias se formam!
Porém tudo começou com a Deriva Continental.....
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Teoria da Deriva Continental Em 1620 o filósofo inglês Francis Bacon mostrou o
perfeito encaixe entre as costas da América do Sul e África. Parece ter sido o primeiro a levantar a hipótese de que os continentes estiveram unidos no passado.
Alfred Wegener cientista alemão que se dedicava aosestudos de metereologia, geofísica, astronomia etc..Com base na observação dos contornos doscontinentes e no conteúdo de fosseis propôs (~ 1912),que os continentes estariam aglutinados em ummegacontinente chamado Pangea, que teria sequebrado em dois Supercontinentes chamados deGondwana (América do Sul, África, Índia, Austrália eAntártica) e Laurásia (América do Norte e Euro-Ásia)
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Pangea (do grego = todas as massas)
Decifrando a Terra, 2000
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Evidências que apóiam a Teoria da Deriva Continental
Semelhanças Geográficas, principalmente entre America do Sul-África
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Distribuição dos fósseis
Seria possível os animais terem cruzado o Atlântico a nado?!
Evidências
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Idade das rochas Regiões separadas hoje por um oceano----
deveriam ser adjacentes (cadeias de montanhas)
Evidências
Sem o Atlântico,as montanhas Paleozóicas seriam adjacentes
Marshak, 2019
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Glaciação Permo-Carbonífera somente no hemisfério Sul
Simulação de todos os continentes juntos
Decifrando a Terra, 2000
Evidências
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Teoria da Deriva Continental
Segundo Wegener os continentes eram massas e “boiavam” sobre o mar, o movimento aconteceria por deslizamento dos continentes sobre o fundo do mar
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Teoria da Deriva Continental
A Teoria da Deriva Continental não foiaceita porque Wegener (~1915) nãoconseguiu responder como as massascontinentais teriam se movido sem haverruptura, ou seja, que tipo de forçasseriam fortes o suficiente para movergrandes massas rochosas por grandesdistâncias?
Naquela época não se conhecia aspropriedades plásticas da astenosfera!
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Uma vez em descrédito Wegener passou o resto de sua vida procurando evidências que comprovassem suas idéias. Em 1930 morreu congelado durante uma expedição para a Groenlândia.
Após a morte de Wegener novas evidências surgiram e a teoria da deriva continental ressurge!
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Ressurgimento da Teoria da Deriva Continental
final da década de 1950
Novas Evidências
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Expedições Oceanográficas Expedições
oceanográficas permitiram o conhecimento do fundo do Mar (por batimetria, topografia) e revelaram, ao contrário do que se pensava, o fundo oceânico não é regular e apresenta algumas características.
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Topografia do Fundo Oceano
Se fosse possível retirar toda a água do mar, veríamos coisas impressionantes!!!
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O Fundo do Oceano
Cordilheira,~2-2,5 Km abaixo do nível do mar
Falhas Transformantes
Fossas ou Trincheiras
> 5km de profundidade
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Cadeia de Montanha Submarina (Vulcões-magma), em zig-zag.Cordilheira Meso-Oceânica ou Dorsal Oceânica
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O Fundo do OceanoFalhas Transformantes
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O Fundo do Oceano
“Buraco”= trincheira ou fossa
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O Fundo do Oceano
Então se fosse possível retirar a água dos oceanos, veríamos a Dorsais oceânicas (ou cadeia Mêso-Atlântica, para o Atlântico), as Fossas ou Tricheiras e as Falha Transformantes.
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Idade e espessura dos sedimentos
Idades das rochas; não há sedimentos com idades inferiores ao Jurássico (190 Ma) = oceano Atlântico não existia.
Idades dos sedimentos em relação a crista ou eixo das Dorsais, idades mais jovens próximas Dorsais e também sedimentos menos espessos
Evidências diretas:
sondagem
Composição basáltica da crosta
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Espessura dos Sedimentos x DorsalEvidências:
Os sedimentos são menos espessos próximo a Dorsal, (furos de sondagens - IODP)
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A partir dessas evidências, no inicio dos anos de 1960, o pesquisador Harry Hess propôs, por pura especulação, que o assoalho oceânico estava expandindo.
A hipótese de expansão do assoalho oceânico deixou de ser especulativa e tornou-se uma evidência conclusiva quando, poucos anos depois, Fred Vine e D.H. Matheus descobriram que o campo geomagnético inverte de polaridade!!
O Fundo do Oceano
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Anomalias Magnéticas no fundo oceânico
Foram realizados levantamentos magnéticos no fundo oceânico (juntamente com a topografia). Estes levantamentos foram efetuados com magnetômetros (instrumento que mede a magnetização) bastante sensíveis, desenvolvidos na II Guerra Mundial. Os primeiros levantamentos foram feitos no Pacífico.
O objetivo desses levantamentos era mapear variações na intensidade do campo geomagnético devido a diferenças nas propriedades magnéticas das rochas da crosta.
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Anomalias Magnéticas
O resultado mostra que há uma alternância entre: alta e baixa intensidade do campo geomagnético, ou seja, as anomalias magnéticas. Que foram interpretadas como inversão de polaridades. Há uma simetria em relação a Meso.
Alta-intensidade Normal e baixa Reversa.
baixa
alta
Vine & Matheus, 1963
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REVERSÕES MAGNÉTICAS (Paleomagnetismo)
Continente
Analogia entre reversões magnéticas registradasno oceano e continente.
Oceano
confirmaram a proposta de sea floor spreading.
Analogia entre reversões magnéticas registradasno oceano e continente.
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TESTANDO A HIPÓTESE Vine and Matthew (1963)
Antes da formação de uma dorsal –astenosfera em TºC mais elevada, acima da TºC Curie de qualquer óxido de Fe.
Na dorsal, a astenosfera funde e a lava resfria. Minerais ricos em ferro se magnetizam segundo a direção do campo magnético na época.
Geração de crosta oceânica
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REVERSÕES MAGNÉTICAS
(Paleomagnetismo)
Chron: intervalo de tempo na escala geomagnética entre as reversões de polaridade do campo geomagnético.
As reversões geomagnéticas associadas a geocronologia, permitem estabelecer uma escala de tempo de polaridade do campo geomagnético
preto: polaridade normalbranco: polaridade reversa
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Expansão do Soalho Oceânico Hess, (final da década de1960) teoria que evoluiu para a
Tectônica de Placas. Ponto decisivo para o estabelecimento da teoria, graças ao Paleomagnetismo.
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Tectônica de Placas
No final de 1968, o conceito da expansão dosoalho oceânico foi revisto e incorporado numateoria mais abrangente chamada de Tectônicade Placas ou Tectônica Global.
Esta teoria repousa no conceito de que aparte mais externa da Terra é formada porum mosaico de grande placas (litosféricas,oceano + continente) que se movem comounidades rígidas e sofrem deformaçõessomente nas suas margens com as placasvizinhas.
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Portanto, a Teoria da DerivaContinental evoluiu para ateoria da Expansão do SoalhoOceânico que evoluiu para aTeoria da Tectônica de Placasou Tectônica Global.
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As Placas Tectônicas
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As Placas Tectônicas
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Limites da PlacasFossas ou trincheiras= Convergente
Dorsal Meso-Oceânica
= Divergente
Fossa ou Trincheira=Convergente
Falha Transformante
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Limites da Placas
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Limite Divergente = Dorsal Oceânica
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Limite Divergente = Dorsal Onde ocorre a formação da crosta oceânica.
Devido a expansão o soalho oceânico fica cada vez mais longo e os continentes dos dois lados se movem opostamente
-Há uma simetria dos dois lados do eixo central da Meso. Ocorre falhamentos, terremotos rasos
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Idade do soalho oceânico
Idades mais jovens próximo a dorsal Marshak, 2019
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Limite Convergente = Fossas ou trincheiras
ocorre destruição da litosfera - colisão.
Terremotos – rasos e profundosA placa do Pacífico “entra” (subductata) sob o Japão
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Limite Convergente = Fossas ou trincheiras
Característica do limite convergente=Prisma acrecionário = Formado devido aos sedimentos existentes na superfície da placa “descendente”, assim como os sedimentos vindos do continente são incorporados na forma de uma cunha.
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Divergência e convergência de duas placas litosféricas
subducção: manifestada com plutonismo/vulcanismo
colisão
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Limite Conservativo = Falha Transformantes
não há geração e nem destruição da crosta – as placas deslizam através dessas falhas.
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falhas transformantes
1. Limite conservativo entre placas tectônicas.2. Movimento ocorre entre as duas Dorsais.3. Zonas de sismos rasos (< 50 km prof.),
preferencialmente entre os eixos da dorsal.4. Termo introduzido por J. Tuzo Wilson (deter, o mov)
dorsal
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As falhas transformante também podem ocorrer na litosfera continental (são poucas):
Ex: Falha de San Andres
É o limite entre a placa Norte Americana e placa do Pacífico.
A porção da Califórnia localizada a oeste da falha é parte da placa do Pacífico, enquanto que a porção à leste da falha é placa Norte Americana
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Distribuição Mundial de Vulcões
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Distribuição Mundial de Sismos
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Sismos Vulcões
Limites das placas
O que podemos concluir da análise desses mapas?
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Observações Importantes
Os terremotos e vulcões não estão distribuídos ao caso, mas ocorrem em locais bem definidos.
A ocorrência de terremotos e vulcões coincide com os limites da Placas.
Portanto as Placas estão em movimento contínuo, se afastando e se encontrando.
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Como as placas trabalham!
As placas se afastam nos limites divergentes = dorsais meso-oceânicas.
As placas se chocam (colidem) nos limites convergentes.
As placas deslizam através das falhas transformantes.
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Limite DivergenteDorsal Meso Oceânica –onde a crosta oceânica é gerada- Resfriamento e subsidência da margem rifteada permitindo a deposição de sedimentos marinhos. Formação de bacias marginais. Terremotos, vulcões submarinos.
Continuação da separação e subsidência com formação de plataformas carbonáticas.
A margem continental cresce com os sedimentos provindos da erosão dos continentes
Margem passiva
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Zona de Rifteamento Continental -Exemplo atual – rift do leste africano
Vales em riftes paralelos
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Rift do leste africanoO processo de expansão do soalho oceânico já separou a Arábia Saudita do resto do continente Africano formando o Mar Vermelho. Ocorre uma junção tríplice onde o Mar Vermelho encontra o Golfo de Ádem.
Pode ocorrer vulcanismo em função do desenvolvimento sob a África ao longo da zona do rift do leste Africano.
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Colisão das Placas
Onde ocorre a colisão das placas tectônicas há destruição da litosfera. Com o encontro de duas placas ocorrem terremotos, vulcões e formação de cadeias de montanha.
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Colisão das PlacasAs rochas e feições fisiográficas formadas depende da natureza das placas envolvidas;
São de três tipos as colisões: oceânica x continental oceânica x oceânica continental x continental
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Limite Convergente - ZONA DE SUBDUCÇÃO
oceano-continente
oceano-oceano
convergência de duas placas litosféricas, local de consumo (destruição) da litosfera. São as margens ativas das placas
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Colisão de Placa – Crosta Oceânica x Continental
Exemplo Andes, encontro das placas de Nazca e Sul-Americana
A placa mais densa (oceânica) mergulha sob a outra (continental), na zona de subducção
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Limite Convergente-crosta oceânica e continental
Aproximação de massas continentais
Ocorre: Arco vulcânico, terremotos rasos e profundos – na zona de subducção.
Colocação de rochas graníticas, metamorfismo etc.. Os sedimentos também são carregados para a zona de subducção.
Cordilheiras
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Limite Convergente-crosta oceânica e continental
Andes
Placa de Nazca
Placa Sulamericana
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Cinturão de FogoA convergência crosta oceânica-continental é responsável por muitos dos vulcões ativos. A atividade vulcânica é associada a zona de subducção.
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Principais feições geológicas formadas na convergência oceano-continente
São subdivididas em três regiões: ANTEARCO, ARCO VULCÂNICO e TRÁS-ARCO
1- Ante-arco (ou forearc): é limitado pela trincheira e o arco (front) vulcânico;2- Arco vulcânico: região onde o magmatismo (/vulcanismo) ocorre;3- Trás-arco (ou backarc): se extende a partir do arco vulcânico.
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Limite Convergente-crosta continental e crosta continental
Colisão Continente-Continente
Ocorre – Formação de cadeias de montanhas, terremotos, exumação e geração de rochas magmáticas e metamórficas. Sem ou com pouco vulcanismo
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Colisão Continente-Continente Os continentes se chocam, em
geral, após o processo de
subdução de crosta oceânica
que os aproximaram;
A massa continental levada
pela crosta oceânica mergulha
sob a outra;
Pouco vulcanismo e intenso
metamorfismo.
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Colisão Continente-Continente
Formação dos Himaláias- Choque entre as placas: da Índia e Eurásia
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Formação dos Himaláias
Tempo total ~ 50 milhões de anos
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Colisão crosta oceânica crosta oceânica A placa mais densa, mais
antiga, mais fria e mais espessa mergulha sob a outra placa (subducção);
Na zona de subducção forma-se uma fossa;
Produz vulcanismo sob a forma de arquipélagos, conhecidos como Arcos de Ilha, de 100 a 400 km distante da zona de subducção.
Os arcos de ilhas vulcânicas são curvados aproximadamente paralelos á trincheiras. Ocorrem violentos terremotos. Ex: Ilhas Aleuta, Ilhas do Japão.
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Colisão listofera oceânica x listofera oceânica
Formação de magma em zonas de subducção: a água quecobre a placa de subducção é adicionadca ao manto e causa afusão parcial. Quando a taxa de fusão for suficiente, o líquido(material fundido) ascende pois é menos denso que o materialsólido ao redor.
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Subducção oceano - oceano
Formação de ilhas vulcânicas, bacias oceânicas do tipo forearc.
Prisma de acresção
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Em limites CONVERGENTE…..
As placas colidem Há destruição de placa Uma placa é subductada sob a margem da
outra placa e incorporada na astenosfera Espessamento da crosta Caracterizados por deformação,
vulcanismo, formação de montanhas, terremoto, depósitos minerais
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Limites Conservativo
Há o deslizamento lateral das placas ao longo das Falhas Transformantes;
Sem a geração ou destruição de crosta.
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Placas Maiores e os Eventos nas bordas
Formação de cadeia de montanhas, vulcanismo, terremotos, bacias marginais
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Em síntese
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Ciclo de Wilson
inicia-se com riftcontinental,
abertura de pequena bacia oceânica,
expande-se e forma um oceano,
inicia-se uma subducção de litosfera oceânica em uma ou mais margem,
pode ocorrer o fechamento total ou parcial do oceano.
A abertura e o fechamento de bacias oceânicas ou oceanos é conhecida como Ciclo de Wilson:
Ocorreu várias vezes na história da Terra.
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Qual o agente motor responsável pelo movimento das placas?
Sabemos que a litosfera é a parte mais externa da Terra, é rígida e logo abaixo dela temos a astenosfera que pode ser considerada “fluida”, ou seja, tem um comportamento plástico.
O movimento das placas ocorre devido às correntes de convecção no Manto Superior. Embora outros fatores contribuam
Começam na Dorsal.
Células convectivas
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Alguns modelos - convecçãoConvecção no manto superior - astenosfera
Convecção em todo o Manto
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Outros mecanismo responsáveis pelo movimento das placas
• Ridge-push – “empurrão da cadeia”
A placa pode ser empurrada para os lados pela criação de nova litosfera nas cadeias meso-oceânicas.
• Slab-pull – “placa puxada para baixo”
A placa mais longe da cadeia meso-oceânicas é: mais antiga, mais fria mais densa e mais espessa. Isso tenderiam a puxar a litosfera descendente para o interior em direção a astenosfera. No limite com a astenosfera a placa fica inclinada. Mesmo que esta inclinação seja muito baixa, o próprio peso da placa tectônica poderia induzir uma movimentação.
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Velocidade das Placas
Movimento relativo – uma placa em relação a outraMovimento absoluto – em relação a um local fixo dentro da Terra, no Manto
O tamanho das setas representa a velocidade. Vermelhas movimento absoluto, pretas movimento relativo
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Hot Spots – Pontos Quentes Embora a maioria dos
vulcões e terremotos ocorram próximo aos limites das placas, alguns vulcões são formados dentro de uma placa, por exemplo, aqueles no meio do oceano Pacífico a mais de 3200 km do limite da placa mais próxima. É o caso das Ilhas do Havaí.
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Hotspots – Plumas termais no Manto
Para explicar esses vulcões J.Tuzo Wilson (1963) elaborou a teoria das plumas quentes. Estas plumas ocorrem de baixo das placas e promovem fontes localizadas altamente aquecidas para sustentar o vulcanismo.
Os hotspots são estacionários, em grandes profundidades e a placa é que se move.
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Hot-Spots
Como a placa do Pacífico continua se movendo W-NW, a ilha do Havaí será levada além do hot-spot pelo movimento da placa. E nesse estágio ocorre a formação de uma nova ilha vulcânica.
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O longo hot-spots do Havaí
Mapa de uma parte da bacia do Pacífico, mostrando o crescimento do hot-spots havaiano
6000 km ao longo da cadeia Havaiana cadeia Emperor seamounts.
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Hot-Spots do Havaí
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A Dança dos Continentes (Placas) Os estudos geológicos demonstram que a
aglutinação e fragmentação de massas continentais ocorreram diversas vezes no passado geológico;
o Pangea foi apenas a última importante aglutinação de continentes (200 milhões de anos);
os primeiros continentes formaram-se a 3,9 bilhões de anos, e foram crescendo através da orogênese até atingir as dimensões atuais.
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Fragmentação do Supercontinente Pangea
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Antes do Pangea......
Supercontinente Rodínia – Alguns Modelos
Tectônica de Placas no Pré-cambriano – Cinturões Orogênicos
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Alguns Modelos
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A Tectônica de Placas e as Pessoas
O movimento das placas é mais um processo geológico que se processa juntamente com outros eventos tais como: Glaciação e Erosão. Todos esses eventos têm criado alguns dos cenários naturais mais impressionantes. Os Himaláias, os Alpes Suiços, e os Andes são alguns dos exemplos espetaculares.
No entanto, violentos terremotos relacionados a tectônica de placas causaram e ainda causam catástrofes terríveis, como o terremoto de 7.7 graus na China que matou 800.000 pessoas!
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Os Azares Naturais
Atingem as pessoas que vivem nos países onde os limites das placas estão próximos aos grandes centros. Tal como o cinturão de Fogo do pacífico (América do Sul) com violentos terremotos, vulcões e tsunames.
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Terremotos
Terremoto – Califórnia- entortou o muro
Cavalos mortos devido ao terremoto de 1906, na Califórnia.
Movimentação da Falha de San Andreas
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TerremotoTerremoto ocorrido em São Francisco, USA, matou centenas de pessoas.
Até hoje esperam o “Big One”
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Terremoto na California
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Terremoto no Equador
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VulcõesOldoinyo Lengai-vulcão ativo no leste africano, na zona do rift.
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Vulcões Mount Pinatubo na
placa da Filipinas, em 1991 colocou mais 40 km de cinzas no ar
USA
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Vulcões
Vulcão no Havaí
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Tsunamis
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Tsunamis
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Os Benefícios da Tectônica de Placas
Muitos das fontes de energia e recursos minerais estão concentrados próximo aos atuais ou antigos limites das placas. A utilização desses recursos sustentam as civilizações no presente e no passado.
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Vulcões-Benefícios
Rochas vulcânicas intemperizadas podem ser usadas como fertilizantes.
Crescimento de arroz em solo vulcânico na Indonésia.
Depósitos de minerais metálicos (ouro, cobre, prata, zinco) são formados por magmas que não chegam a atingir a superfície,
O centro dorsais cria um ambiente para a circulação de fluidos ricos em minerais formadores de minérios.
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Energia geotermal - Vulcões
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Placas