Evolução Geológica e Climática da Região Neotropical

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Evolução Geológica e Climática

da Região Neotropical

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Ciclo das rochas

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)

Formação de rochas ígneas

Rochas sedimentares: interpretações

sobre os ambientes deposicionais

Arenito (protólito) quartzito

Rochas Metamórficas

•Recristalização de minerais

•Transformação por aumento de pressão e temperatura de

rocha pré-existente

Feições

Ciclos de deposição, soterramento, deformação, soerguimento e erosão.

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Sistema Terra - Energia

A entrada de energia vem do sol e a energia do interior é perdida.

Sistema Terra

Vulcanismo

1)

Feições marinhas

1)

Distribuição das altitudes na superfície

1) 8 km N. Mar 12 km 30% C. 70% O. ~ 11035 m ~ 3700 m Continentes Oceanos N. Mar ~ 8848 m ~ 875 m Cadeias de Montanhas Planaltos Continentais

Plataforma Continental Submersa

Planícies Abissais Crosta Continental ~40% Crosta Oceânica ~60% Fossas Abissais

Feições

1)

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Movimento no manto

Correntes de convecção atuantes na dorsal meso-oceânica.

Evolução de rifte oceânico

Fragmentação de uma massa continental e desenvolvimento de margens continentais passivas.

Idades da crosta oceânica no Atlântico Norte

1)

Distribuição das idades geocronológicas do fundo oceânico, onde se observam as idades (Ma) mais jovens próximas à dorsal

médio - oceânica.

Idade dos oceanos

Fragmentação da Pangea

1)

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.

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

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Contato entre placas

animação animação animação

Processos colisionais

a. crosta oceânica x crosta oceânica; b. crosta continental x crosta oceânica; c. crosta continental x crosta continental .

Crosta ocênica-continental

1) Crosta litosfera ou placa astenosfera Oceano Pacífico Andes

Limite de placa tectônica convergente

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.)

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Brasilian shield thick (50-70 км) hot and felsic crust Subandean thin-skin deformation zone Nazca plate 3 cm/yr

Andean Orogeny

Orógenos Acrescionários

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

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Evolução dos Continentes

Manto Crosta Oceânica Crosta Continental

Arcos Magmáticos Juvenis ~ 4560 Ma Arqueano ~2500 Ma Proterozóico ~ 540 Ma Fanerozóico Regime tectônico Permóvel Regime tectônico Plataformal (placas)

Decréscimo do calor interno Aumento das massas continentais

Fina (5-10 km) Espessa (25-50 km)

Placas tectônicas

Placas litosféricas

1)

A LITOSFERA, a camada rígida superficial da Terra, está dividida em grandes porções, chamadas PLACAS LITOSFÉRICAS.

Províncias tectônicas

Cráton – núcleo estável da crosta, composto de remanescentes erodidos de rochas muito antigas (inclui escudos e plataformas)

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• 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.

Escala do Tempo Geológico

ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO

ÉON FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO 4,5 Ba 3,8 Ba 2,5 Ba 0,54 Ba •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.

Pré-Cambriano

ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO

4,5 Ba 3,8 Ba 2,5 Ba 0,54 Ba ÉON FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO ERA PALEOZÓICO MESOZÓICO CENOZÓICO

ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO

ÉON ERA PERÍODO

FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO CENOZÓICO MESOZÓICO PALEOZÓICO QUATERNÁRIO TERCIÁRIO CRETÁCEO JURÁSSICO TRIÁSSICO PERMIANO PENSILVANIANO MISSISSIPIANO DEVONIANO SILURIANO ORDOVICIANO CAMBRIANO CARBONÍFERO 1,8 65 144 206 248 290 323 354 417 443 490 540 MILHÕES ANOS

ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO

PERÍODO 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

DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS E ANIMAIS 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

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•minerais mais antigos conhecidos 4280 Ma.

•rochas mais antigas conhecidas 4030 Ma.

•formação extensa de rochas continentais ~2700 Ma.

•Oxigênio livre na superfície do planeta ~2000 Ma.

•Supercontinente Rodínia ~1300 Ma.

•Supercontinente Gondwana ~700 Ma.

•início do Fanerozóico (expansão da vida) 545 Ma.

•Supercontinente Pangea 300 Ma.

•abertura do Atlântico Sul 120 Ma.

•início do Terciário (extinção dos grandes répteis) 65 Ma.

•início das glaciações do Quaternário 2,5 Ma.

•aparecimento do Homo sapiens 0,5 Ma.

História da Terra - súmula

Supercontinentes

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

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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

Províncias tectônicas

da América do Sul

Evolução 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.

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Frailey (2002) – Mioceno

Frailey 2002 - Mioceno

Frailey 2002 – Mioceno

_{Frailey 2002 – Plioceno}

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Dinâmica do Clima

Correntes de vento

Modelo independente das massas continentais (teórico – só oceano) •Atm. (78%N2, 21% O2, 338ppm

CO2), 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

Circulação Atmosférica

•Sazonalidade •Grande influência dos continentes e orógenos (destaque Platô do Himalaia) •Diferenças marcantes desde a fragmentação da Pangéia

Circulação Marinha Superficial

Distribuição de calor demora meses na parte superficial e mil anos nas mais profundas

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)

Clima atual

•Globalmente resulta da temperatura e precipitação segundo média anual e sazonalidade •Trópicos (temp pouco variável), precipitação (Floresta Tropical, Savana, Deserto)

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Clima Terra

•Clima da Terra – Períodos quentes e frios •Resfriamento da Terra - luminosidade, CO2, inclinação do planeta

•Flutuações climáticas, equilíbrio (aumento da radiação compensado pelo efeito estufa) •Dominância dos quentes

• Glaciais = avanço das geleiras; Interglaciais = recuo

Ciclos Milankovitch

•20 glaciações últimos 2 milhões anos •Energia solar menor no Hem.N •Alterações na órbita da Terra –

Sol – 100.000 anos Centro Planeta 22,1-24,5o_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 10o_{C + frio, oceano 2-3}o_C •Mar elevado no interglacial (transgressão) e baixo no glacial (regressão)

Glaciações – interglaciações

•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 CO2, mar 100-200m mais elevado, mares rasos)

•Cenozóico – clima quente até Eoceno

Flutuações de Temperatura

•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

Animaçãochapter 16