Tectónica de Placas e Dinâmica do Manto

A camada externa rígida da Terra está dividida em placas que se movem sobre o manto em convecção, interagindo em dorsais, fossas e falhas transformantes para produzir a maioria dos sismos, vulcanismo e formação de montanhas do planeta.

Definition

A tectónica de placas é a teoria de que a litosfera da Terra está dividida em placas rígidas que se movem umas em relação às outras sobre a astenosfera, com a deformação concentrada nos seus limites, impulsionada por forças resultantes da convecção do manto.

Scope

Este tópico abrange a teoria da tectónica de placas e a sua ligação à dinâmica do manto: a cinemática de placas rígidas em movimento sobre uma esfera, os três tipos de limites (divergente, convergente e transformante), a expansão do fundo oceânico e a subducção, e a descrição do movimento relativo das placas pelo polo de Euler. Trata as forças que impulsionam as placas, especialmente a tração da placa (slab pull) e o empurrão da dorsal (ridge push), o ciclo de Wilson de abertura e fecho de oceanos, e a ligação entre o movimento das placas superficiais e o fluxo subjacente do manto. A ênfase é na cinemática e dinâmica do movimento das placas.

Core questions

• Como é descrito cinematicamente o movimento de placas rígidas numa esfera?
• Que processos ocorrem nos limites de placas divergentes, convergentes e transformantes?
• Que forças impulsionam o movimento das placas, e qual a importância da tração da placa (slab pull) versus o empurrão da dorsal (ridge push)?
• Como o movimento das placas superficiais está relacionado com a convecção no manto?

Key concepts

• Placas litosféricas e astenosfera
• Limites divergentes, convergentes e transformantes
• Expansão do fundo oceânico e subducção
• Polos de Euler e movimento relativo das placas
• Tração da placa (slab pull), empurrão da dorsal (ridge push) e o ciclo de Wilson

Key theories

Cinemática de placas rígidas numa esfera

McKenzie e Parker, e independentemente Morgan, demonstraram que os movimentos das placas podem ser descritos como rotações rígidas em torno de polos de Euler numa esfera, fornecendo uma estrutura cinemática precisa que unificou a expansão do fundo oceânico, as falhas transformantes e a deriva continental na tectónica de placas.

Tração da placa (slab pull) e forças motrizes das placas

A força dominante na maioria das placas é a tração gravitacional de placas subductoras frias e densas, complementada pelo empurrão da dorsal (ridge push) a partir de centros de expansão elevados, integrando o movimento das placas com as correntes descendentes da convecção do manto.

Mechanisms

Nova litosfera forma-se e expande-se nas dorsais oceânicas, arrefecendo e espessando à medida que envelhece até que, densa o suficiente, afunda nas zonas de subducção; a flutuabilidade negativa da placa que afunda puxa a placa traseira enquanto a dorsal elevada empurra por trás, e estas forças, acopladas ao fluxo viscoso do manto, definem as velocidades das placas, com deformação e sismicidade concentradas nos limites entre os interiores rígidos das placas.

Clinical relevance

A tectónica de placas explica a distribuição global de sismos, vulcões e cadeias montanhosas, enquadra o risco sísmico e vulcânico a longo prazo, e justifica a localização de muitos recursos minerais, de hidrocarbonetos e geotérmicos.

History

Com base na deriva continental de Wegener e na expansão do fundo oceânico de Hess, o reconhecimento das falhas transformantes por Wilson em meados da década de 1960 e as formulações de placas rígidas de McKenzie, Parker, Morgan e Le Pichon estabeleceram a tectónica de placas, a teoria unificadora da Terra sólida, em poucos anos.

Key figures

• Dan McKenzie
• Jason Morgan
• John Tuzo Wilson
• Xavier Le Pichon

Seminal works

• mckenzie1967
• morgan1968
• turcotte2014

Frequently asked questions

Quais são os três principais tipos de limites de placas?

Limites divergentes, onde as placas se afastam e nova crosta se forma, como nas dorsais oceânicas; limites convergentes, onde as placas colidem e uma pode subduzir sob a outra; e limites transformantes, onde as placas deslizam horizontalmente uma pela outra, como ao longo da Falha de San Andreas.

Por que a maioria dos sismos ocorre nos limites das placas?

Os interiores das placas são relativamente rígidos e movem-se quase como unidades, de modo que o movimento relativo é acomodado principalmente nas suas bordas, onde as tensões se acumulam e são liberadas como sismos; isso concentra a sismicidade em cinturões estreitos que traçam os limites das placas.