As Placas tectonicas

A teoria que os continentes não estiveram sempre nas suas posições actuais, foi conjecturada muito antes do século vinte; este modelo foi sugerido, pela primeira vez, em 1596 por um fabricante holandês, Abraham Ortelius. Ortelius sugeriu de que as Américas " foram rasgadas e afastadas da Europa e África por terramotos e inundações " e acrescentou: " os vestígios da ruptura revelam-se, se alguém trouxer para a sua frente um mapa do mundo e observar com cuidado as costas dos três continentes." A idéia de Ortelius foi retomada no século dezanove. Entretanto, só em 1912 é que a idéia do movimento dos continentes foi seriamente considerada como uma teoria científica designada por Deriva dos Continentes, escrita em dois artigos publicados por um meteorologista alemão chamado Alfred Lothar Wegener. Argumentou que, há cerca de 200 milhões de anos, havia um supercontinente - Pangeia=Pangea - que começou a fracturar-se. Alexander Du Toit, professor de geologia na Universidade de Joanesburgo e um dos defensores mais acérrimos das ideias de Wegener, propôs que a Pangeia, primeiro, se dividiu em dois grandes continentes, a Laurásia no hemisfério norte e a Gondwana no hemisfério sul. Laurásia e Gondwana continuaram então a fracturar-se, ao longo dos tempos, dando origem aos vários continentes que existem hoje.A teoria de Wegener foi apoiada em parte por aquilo que lhe pareceu ser o ajuste notável dos continentes americanos e africanos do sul, argumento utilizado por Abraham Ortelius três séculos antes. Wegener também estava intrigado com as ocorrências de estruturas geológicas pouco comuns e dos fósseis de plantas e animais encontrados na América do Sul e África, que estão separados actualmente pelo Oceano Atlântico. Deduziu que era fisicamente impossível para a maioria daqueles organismos ter nadado ou ter sido transportado através de um oceano tâo vasto. Para ele, a presença de espécies fósseis idênticas ao longo das costas litorais de África e América do Sul eram a evidência que faltava para demonstrar que, uma vez, os dois continentes estiveram ligados. Segundo Wegener, a Deriva dos Continentes após a fracturação da Pangeia explicava não só as ocorrências fósseis, mas também as evidências de mudanças dramáticas do clima em alguns continentes. Por exemplo, a descoberta de fósseis de plantas tropicais (na formação de depósitos de carvão) na Antárctida conduziu à conclusão que este continente, actualmente coberto de gelo, já esteve situada perto do equador, com um clima temperado onde a vegetação luxuriante poderia desenvolver-se. Do mesmo modo que os fósseis característicos de fetos (Glossopteris) descobertos em regiões agora polares, e a ocorrência de depósitos glaciários em regiões áridas de África , tal como o Vaal River Valley na África do sul, foram argumentos factuais invocados a favor da teoria da Deriva dos Continentes.
A teoria da Deriva Continental transformar-se-ia na "bomba" que explodiu na comunidade científica da época, de tal modo fez surgir uma nova maneira de ver a Terra. Contudo, apesar das evidências, a proposta de Wegener não foi tão bem recebida, pela comunidade científica, como se possa pensar, embora estivesse, em grande parte, de acordo com a informação científica disponível, naquele tempo. Uma fraqueza fatal na teoria de Wegener era o facto de não poder responder satisfatoriamente à pergunta mais importante levantada pelos seus críticos: que tipo de forças podia ser tão forte para mover massas de rocha contínua tão grandes ao longo de tais distâncias tão grandes? Wegener sugeriu que os continentes se separavam através do fundo do oceano, mas Harold Jeffreys, um geofísico inglês notável, contra-argumentou, de modo científico, que era fisicamente impossível para uma massa de rocha contínua tão grande separar-se através do fundo oceânico sem se fragmentar na totalidade. Entretanto, após a morte de Wegener, em 1930, novas evidências a partir da exploração dos fundos oceânicos, bem como outros estudos geológicos e geofísicos reacenderam o interesse pela teoria de Wegener, conduzindo finalmente ao desenvolvimento da teoria da Tectónica de Placas.A Tectónica de Placas provou ser tão importante para as ciências de terra como a descoberta da estrutura do átomo foi para a Física e Química, assim como a Teoria da Evolução foi para as Ciências da Vida. Embora, actualmente, a teoria da Tectónica de Placas seja aceite pela comunidade científica, existem várias vertentes da teoria que continuam a serem debatidas.
Em termos geológicos, uma placa é uma "grande laje", formada por rochas rígidas. O termo tectónica vem da raiz grega " construir." Unindo estas duas palavras, passamos a ter tectónica de placas, o que quer dizer que a superfície da terra é construída por placas. A teoria da tectónica de placas diz-nos que a camada superficial da terra (litosfera) (Ver Tema Estrutura da Terra) está fragmentada numa meia dúzia de placas maiores, e algumas outras menores, que estão em movimento relativo umas em conexão com as outras, enquanto assentam sobre uma camada estrutural mais quente, menos rígida e mais móvel (astenosfera). A tectónica de placas é um conceito científico relativamente recente, introduzido há cerca de 40 anos, que revolucionou a nossa compreensão do planeta dinâmico ("Vivo") em cima do qual nós vivemos. A teoria globaliza o estudo da terra recorrendo a muitos dos domínios das Ciências da Terra, desde a Paleontologia (o estudo dos fósseis) á Sismologia (o estudo dos terramotos). Forneceu explicações às perguntas sobre as quais os cientistas especularam durante séculos, tais como: porque é que os terramotos e as erupções vulcânicas ocorrem em áreas muito específicas do globo terrestre, e como é que as grandes montanhas como os Alpes e os Himalaias se formaram?
A Tectónica de Placas é aceite actualmente de forma quase universal, os seus mecanismos são plausíveis e com bastantes demonstrações. Entretanto, muitos detalhes dos mecanismos terão ainda que serem comprovados, e algumas teorias que envolvem vários detalhes da tectónica de placas são bastante questionáveis. Vamos tentar definir alguns dos princípios básicos do mecanismo global, e examinar seu efeito na criação das terras continentais.O que se segue não é um sumário do pensamento actual sobre a tectónica de placas e os seus mecanismos; frequentemente, novas, e provavelmente controversas, idéias são apresentadas à consideração dos cientistas. O que vamos apresentar é uma exposição simples dos princípios básicos que devem reger os movimentos das placas, algumas hipóteses sobre os mecanismos de convexão, o transporte dos continentes e a sua "reciclagem", bem como alguns cenários previstos para os eventos passados e futuros da tectónica de placas.
Aproximadamente dois terços da superfície da terra encontram-se abaixo dos oceanos. Antes do século 19, as profundidades dos oceanos eram matéria de pura especulação, e a maioria das pessoas pensavam que o fundo dos oceanos era relativamente liso e sem quaisquer aspectos relevantes. A exploração oceânica, durante os tempos seguintes, melhorou profundamente o nosso conhecimento sobre os fundos dos oceanos e a sua expansão. Nós sabemos agora que a maioria dos processos geológicos que ocorrem na terra estão ligados, diretamente ou indiretamente, à dinâmica dos fundos oceânicos.

Em 1947, os sismologistas que se encontravam no navio de pesquisa Atlantis dos E. U. A. descobriram que a camada de sedimento no fundo do Oceano Atlântico era muito mais fina do que pensavam inicialmente. Os cientistas acreditavam que os oceanos existiam, pelo menos, há 4 bilhões de anos, logo a camada de sedimento deveria de ser muito espessa. Porque é que havia tão pouca acumulação de sedimento e de restos e fragmentos sedimentares no fundo do oceano? A resposta a esta e outras perguntas, que surgiram após uma exploração mais pormenorizada e avançada, provaria ser vital para o surgimento do conceito de tectónica de placas. No início dos anos de 1950, os cientistas, usando instrumentos de medida do magnetismo (magnetômetros), começaram a reconhecer variações magnéticas impares através do fundo dos oceanos. Esta descoberta, embora inesperada, não foi inteiramente surpreendente porque se sabia que o basalto -- uma rocha vulcânica rica em ferro e que faz parte dos fundos dos oceanos -- contêm um mineral fortemente magnético (magnetite), que pode localmente obrigar à distorção das leituras da bússola. Sabendo que a presença da magnetite dá ao basalto propriedades magnéticas mensuráveis, estas variações magnéticas, recentemente descobertas, forneceram novos meios para o estudo dos fundos dos oceanos profundos.

Como, durante os anos das décadas de 1950 e 60, foram sendo traçados mais mapas das anomalias magnéticas dos fundos oceânicos, logo mais informação, ficou provado que as variações magnéticas não eram aleatórias mas obedeciam a padrões determinados. Quando estes padrões magnéticos foram traçados sobre grandes regiões, o fundo do oceano apresentou um padrão do tipo “zebra” (Ver figura da página anterior-formação da banda de anomalias magnéticas-). As bandas alternas de diferente polaridade magnética estavam colocadas, do lado de fora, em faixas, de um e do outro lado da crista médio-oceânica (meso-oceânica): uma faixa com polaridade normal e a faixa adjacente com polaridade invertida. O teste padrão total, definido por estas faixas alternadas de rocha magnetizada com polarização normal e inversa, tornou-se conhecido como o “listado” magnético.
A descoberta do “listado” magnético alertou, naturalmente, para mais perguntas: como se forma o teste padrão magnético do “listado”? E por que são as faixas simétricas em torno das cristas ou dorsais médio-oceânicos? Estas perguntas não poderiam ser respondidas sem se saber o significado destas dorsais. Em 1961, os cientistas começaram a teorizar sobre a estrutura das zonas das dorsais da crista médio-oceânica onde o fundo oceânico era rasgado em dois, longitudinalmente, ao longo da crista. O magma novo, proveniente de grandes profundidades da terra, subia facilmente, ao longo destas zonas de fraqueza, e era expelido ao longo da crista, criando uma crusta oceânica nova. Este processo, operando durante muitos milhões de anos construiu o sistema de 50.000 quilómetros ao longo das cristas ou dorsais médio-oceânicos. Esta hipótese era suportada por diversas linhas da evidência: (1) junto da crista, as rochas são muito novas, e tornam-se progressivamente mais velhas quando afastadas da crista; (2) a rocha, mais nova, junto à crista, tem sempre uma polaridade (normal) actual; e (3) as “listas” das rochas paralelas e simétricas à crista alternam na polaridade magnética (normal-invertida-normal, etc.), sugerindo que o campo magnético da terra se inverteu muitas vezes.
A evidência adicional da expansão do fundo oceânico veio de uma fonte inesperada, a exploração do petróleo ao longo das margens continentais, nas plataformas marinhas. Quando as idades das amostras foram determinadas por métodos de datação paleontológica e isotópica (datação radiométrica - "absoluta"- ver Tempo Geológico), forneceram a evidência que faltava para provar a hipótese da expansão dos fundos oceânicos. Uma consequência profunda da expansão dos fundos oceânicos seria que a nova crusta oceânica, sendo, continuamente, criada ao longo das cristas oceânicas, implicava um grande aumento no tamanho da terra desde a sua formação. A maioria de geólogos sabem que a terra mudou pouco no tamanho desde sua formação há 4,6 bilhões de anos, levantando uma pergunta chave: como pode a nova crusta oceânica ser adicionada, continuamente, ao longo das cristas oceânicas sem aumentar o tamanho da terra? Esta pergunta intrigou, particularmente, Harry H. Hess e Robert S. Dietz. Hess formulou o raciocínio seguinte: se a crusta oceânica se expandia ao longo das cristas oceânicas, ela tinha de ser "consumida" noutros lugares da terra. Deste modo, sugeriu que a nova crusta oceânica espalhou-se, continuamente, afastada das cristas, segundo um movimento de transporte do tipo "correia". Milhões de anos mais tarde, a crusta oceânica desce, eventualmente, nas fossas oceânicas, onde seria "consumida". De acordo com Hess, enquanto o Oceano Atlântico estava a expandir-se o Oceano Pacífico estava a contrair-se. Assim, as ideias de Hess, davam uma explicação clara porque a terra não aumentava de tamanho.

Durante o século 20, os cientistas chegaram à conclusão que os sismos (tremores de terra) tendem a concentrar-se em determinadas áreas, ao longo das fossas e das cristas oceânicas. Os sismologistas, começaram a identificar diversas zonas proeminentes dos tremores de terra. Estas zonas tornaram-se, mais tarde, conhecidas como zonas de Wadati-Benioff, ou simplesmente zonas de Benioff . Os dados permitiram que os sismologistas traçassem com precisão as zonas de concentração dos sismos de todo o planeta Terra.