Geodinâmica e Convecção do Manto
A geodinâmica aplica a física de sólidos e fluidos deformáveis à Terra, explicando a tectónica de placas, a convecção do manto e o fluxo lento que impulsiona a formação de montanhas, sismos e vulcanismo.
Definition
Geodinâmica é o estudo das forças e processos que impulsionam o movimento e a deformação na Terra sólida, aplicando a mecânica do contínuo, a dinâmica dos fluidos e o transporte de calor a fenómenos como a tectónica de placas e a convecção do manto.
Scope
Esta área abrange a dinâmica da Terra sólida: a tectónica de placas como expressão superficial da convecção do manto, a reologia e a convecção térmica do manto, a resistência e deformação da litosfera, e a mecânica do contínuo de tensão, deformação e transporte de calor que governam tudo isso. Trata das forças que impulsionam o movimento das placas, dos estilos e vigor do fluxo do manto, e da evolução a longo prazo do estado térmico e mecânico do planeta. A ênfase está nos processos físicos que movem e deformam a Terra sólida ao longo do tempo geológico.
Sub-topics
Core questions
- Que forças impulsionam as placas e como funciona a tectónica de placas numa esfera?
- Como o manto sólido entra em convecção e o que controla seu vigor e estilo?
- Como a resistência e a reologia da litosfera moldam a deformação?
- Como a tensão, a deformação e o transporte de calor governam a dinâmica da Terra sólida?
Key concepts
- Tectónica de placas e forças nas fronteiras das placas
- Convecção do manto e o número de Rayleigh
- Reologia do manto e da litosfera
- Tensão, deformação e mecânica do contínuo
- Evolução térmica da Terra
Key theories
- Tectónica de placas
- A litosfera é dividida em placas rígidas que se movem sobre a astenosfera mais fraca, interagindo em dorsais oceânicas, zonas de subducção e falhas transformantes; McKenzie e Parker mostraram que os movimentos das placas obedecem a uma rotação rígida numa esfera, unificando a deriva continental e a expansão do fundo oceânico.
- Convecção térmica do manto
- O manto, embora sólido, deforma-se lentamente ao longo do tempo geológico e entra em convecção para remover o calor interno da Terra; o vigor da convecção, governado pelo número de Rayleigh, organiza as plumas ascendentes e descendentes que impulsionam os movimentos das placas.
Clinical relevance
A geodinâmica fornece o quadro explicativo para sismos, vulcanismo, formação de montanhas e a distribuição de recursos naturais, e informa a avaliação de riscos a longo prazo e a nossa compreensão da evolução térmica e tectónica da Terra e de outros planetas.
History
Wegener propôs a deriva continental em 1912 e Holmes sugeriu a convecção do manto como seu motor, mas só na década de 1960 a expansão do fundo oceânico e a cinemática de placas rígidas de McKenzie, Parker e Morgan estabeleceram a tectónica de placas, após o que a geodinâmica quantitativa e a modelagem da convecção do manto amadureceram.
Key figures
- Alfred Wegener
- Arthur Holmes
- Dan McKenzie
- Donald Turcotte
Related topics
Seminal works
- turcotte2014
- schubert2001
- mckenzie1967
Frequently asked questions
- Como o manto sólido pode fluir e entrar em convecção?
- Ao longo de milhões de anos, a rocha deforma-se como um fluido extremamente viscoso através da lenta migração de defeitos cristalinos, de modo que, embora o manto seja sólido em escalas de tempo humanas, ele deforma-se lentamente e entra em convecção em escalas de tempo geológicas, transportando calor e impulsionando o movimento das placas.
- O que impulsiona o movimento das placas tectónicas?
- As placas são impulsionadas principalmente por forças ligadas à convecção do manto, especialmente a atração de placas frias e densas em subducção que afundam no manto e o empurrão nas dorsais oceânicas, com todo o sistema organizado pela remoção convectiva do calor interno da Terra.