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Da Deriva Continental à Tectónica de Placas

Reconstitui-se a construção de uma das maiores teorias das Ciências da Terra: a hipótese da deriva continental de Wegener, as provas que a sustentaram (morfológica, paleontológica, litológica e paleoclimática), a razão por que foi rejeitada (a falta de um mecanismo credível) e a sua reformulação, décadas depois, na Teoria da Tectónica de Placas. Como disciplina de opção do 12.º ano, a Geologia não tem Exame Final Nacional — o « Foco no Exame Nacional » indica o que a avaliação interna genuinamente valoriza.

4 secções~14 min de leitura3 competênciasNível Padrão 4

T·0111 / 16

Perfil de exame

Explicar a hipótese da deriva continental e avaliar criticamente as suas provasCompreender a passagem da deriva continental à Teoria da Tectónica de PlacasDistinguir litosfera e astenosfera e caracterizar os tipos de limites de placas

Operadores:explicadescrevejustificadistinguerelacionaavalia

nível básico

Reconhecer as provas da deriva continental e nomear os três tipos de limites de placas.

nível avançado

Avaliar criticamente o percurso científico da deriva à tectónica e relacionar cada tipo de limite com a sua atividade geológica característica.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Da Deriva Continental à Tectónica de Placas

A deriva continental de Wegener e as suas provas#

PadrãoAE-geologia-12-tectonica

As quatro provas da deriva continental

Fig. 2Fig. 2 — As quatro linhas de prova da deriva continental convergem para a existência da Pangeia.

Em 1912, o meteorologista e geofísico alemão Alfred Wegener propôs uma ideia revolucionária: os continentes não estão fixos, mas «derivam» lentamente sobre a superfície da Terra. Segundo a sua hipótese, há cerca de 300 milhões de anos todas as massas continentais estavam unidas num único supercontinente, a «Pangeia» (do grego, «toda a Terra»), rodeado por um único oceano, o «Pantalassa». A Pangeia ter-se-ia fragmentado progressivamente, e os fragmentos ter-se-iam afastado até às posições atuais. Esta era uma rutura profunda com o paradigma fixista então dominante.

A primeira prova, a «morfológica», partiu de uma observação antiga mas até então subestimada: o notável encaixe das linhas de costa dos dois lados do Atlântico, sobretudo entre a América do Sul e a África (ver Fig. 1). O ajuste é ainda melhor quando se consideram, não as linhas de costa atuais, mas os limites das plataformas continentais (a verdadeira margem do continente), o que sugere que estas massas estiveram efetivamente unidas.

O encaixe dos continentes (encaixe morfológico)

Fig. 1Fig. 1 — O encaixe das margens continentais da América do Sul e de África: a prova morfológica da deriva, reforçada pelo alinhamento de estruturas geológicas.

A segunda prova, a «paleontológica», baseia-se na distribuição de fósseis de seres que não poderiam ter atravessado um oceano. O réptil de água doce «Mesossauro» surge em rochas do Pérmico da América do Sul e da África; o feto «Glossopteris» distribui-se por todos os continentes do Sul. A ocorrência dos mesmos fósseis em continentes hoje separados por milhares de quilómetros de oceano só se explica se, à época, esses continentes estivessem unidos.

A terceira prova, a «litológica» (ou geológica), assenta na continuidade de estruturas e formações rochosas: cadeias montanhosas com a mesma idade e o mesmo tipo de rochas «terminam» abruptamente numa costa e «reaparecem» do outro lado do oceano — como os Apalaches (América do Norte) e as montanhas da Escócia e da Escandinávia. Reunindo os continentes, as estruturas voltam a alinhar-se num contínuo coerente.

A quarta prova, a «paleoclimática», resulta de indicadores de climas antigos «fora do lugar»: depósitos glaciários (tilitos) do Carbónico-Pérmico em regiões hoje tropicais (Índia, África, América do Sul), e carvão (formado em climas quentes e húmidos) em latitudes hoje frias. Reconstituindo a Pangeia, estes indicadores reorganizam-se em faixas climáticas coerentes, com uma calote glaciária centrada no polo Sul de então. As quatro linhas de prova, independentes entre si, convergiam para a mesma conclusão.

Exemplo resolvido

Interpretar uma prova paleoclimática

Encontram-se depósitos glaciários (tilitos) do Pérmico na Índia, na África do Sul e no Brasil, regiões hoje de clima quente. Explica como este facto apoia a deriva continental.

Reconhecer o indicador
Os tilitos formam-se sob gelo (calotes glaciárias) e indicam, portanto, clima frio no momento da sua deposição.
Identificar a incongruência
Hoje, essas regiões estão em latitudes baixas (climas quentes), pelo que a existência de glaciação nesses locais é incompatível com a posição atual dos continentes.
Reconstituir a Pangeia
Reunindo esses continentes num único bloco (Gondwana) próximo do polo Sul de então, os tilitos passam a distribuir-se de forma coerente em torno de um centro glaciário único.

Resultado: A distribuição dos tilitos só é coerente se os continentes tiverem estado unidos junto ao polo Sul e depois derivado para as posições atuais — uma prova paleoclimática da deriva continental.

Erros frequentes

Confundir a deriva continental (a hipótese de Wegener, sem mecanismo) com a Tectónica de Placas (a teoria moderna, que explica o mecanismo).
Reduzir as provas ao mero encaixe das costas, esquecendo as provas paleontológica, litológica e paleoclimática, que são independentes e igualmente decisivas.

Revisão ativa

Explica de que modo a distribuição do fóssil Mesossauro na América do Sul e em África constitui uma prova da deriva continental.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

As objeções: o problema do mecanismo#

PadrãoAE-geologia-12-tectonica

Apesar da força das suas provas, a hipótese de Wegener foi largamente rejeitada pela comunidade científica durante décadas. A objeção decisiva não incidia sobre os dados — que eram bons — mas sobre o «mecanismo»: Wegener não conseguia explicar «como» é que os continentes se deslocavam. Que força seria capaz de mover blocos continentais de milhares de quilómetros através da crosta oceânica?

As forças que Wegener invocou revelaram-se fisicamente inadequadas. Propôs que os continentes seriam empurrados pela força centrífuga da rotação da Terra e pela atração gravitacional do Sol e da Lua (forças de maré). Os físicos da época demonstraram que essas forças eram ordens de grandeza demasiado pequenas para deslocar continentes — e que, a existirem, teriam outros efeitos observáveis (como travar a rotação do planeta).

Havia ainda um erro conceptual no modelo original: Wegener imaginava os continentes, feitos de rochas menos densas (o «sial», granítico), a «sulcar» a crosta oceânica mais densa (o «sima», basáltico), como navios num mar sólido. Sabe-se hoje que essa imagem está errada — não são os continentes que sulcam o fundo oceânico, mas placas litosféricas «inteiras» (continente e fundo oceânico juntos) que se movem sobre uma camada mais plástica, a astenosfera.

Este episódio é exemplar do «método científico» e é, por isso, muito valorizado na disciplina: uma hipótese bem fundamentada em observações pode, ainda assim, ser rejeitada se não oferecer um mecanismo credível e testável. A ciência exige não só que se descreva «o quê», mas também que se explique «como» e «porquê», de forma coerente com as leis físicas conhecidas.

A hipótese não morreu, porém: ficou «em suspenso». Só a partir dos anos 1950-60, com a exploração dos fundos oceânicos (dorsais, expansão), o estudo do paleomagnetismo e a descoberta das correntes de convecção do manto, se encontrou finalmente o mecanismo em falta. A deriva de Wegener seria então reformulada e integrada numa teoria muito mais ampla e poderosa: a Tectónica de Placas.

Exemplo resolvido

Avaliar a força de maré como mecanismo

Wegener propôs que as forças de maré (Sol e Lua) moviam os continentes. Apresenta um argumento que refute esta proposta.

Estimar a ordem de grandeza
As forças de maré atuam sobre toda a massa da Terra e produzem deslocamentos milimétricos das águas; são minúsculas face à resistência que se oporia ao deslocamento de um continente através de rocha sólida.
Identificar um efeito colateral
Se essas forças fossem suficientes para mover continentes, seriam também suficientes para travar rapidamente a rotação da Terra — o que não se observa.
Concluir
As forças de maré são fisicamente insuficientes; o mecanismo correto viria a ser a convecção do manto, então desconhecida.

Resultado: As forças de maré são demasiado fracas e teriam efeitos incompatíveis com as observações — não podem ser o motor da deriva, o que justifica a rejeição da hipótese na época.

Erros frequentes

Pensar que a deriva foi rejeitada por falta de provas — foi rejeitada por falta de um mecanismo aceitável.
Afirmar que são os continentes (isoladamente) que se movem — movem-se placas litosféricas completas, com crosta continental e/ou oceânica.

Revisão ativa

Justifica a afirmação: «A rejeição da deriva continental ilustra uma exigência do método científico.»

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Da deriva à Tectónica de Placas#

PadrãoAE-geologia-12-tectonica

A Teoria da Tectónica de Placas, consolidada no final da década de 1960, é a grande teoria unificadora da Geologia. Reformula a intuição de Wegener a partir de um conceito novo e essencial: a «litosfera» — a camada rígida e externa da Terra, que engloba a crosta (continental ou oceânica) e a parte superior, também rígida, do manto — está fragmentada em «placas litosféricas» que se movem umas em relação às outras.

A chave está na distinção entre litosfera e «astenosfera» (ver Fig. 3). A litosfera é rígida e quebradiça; a astenosfera, imediatamente por baixo, é a parte do manto superior que, embora sólida, se comporta de forma «plástica» (dúctil), fluindo muito lentamente ao longo de milhões de anos. As placas litosféricas «assentam» e «deslizam» sobre esta astenosfera plástica — é esta a solução para o problema do mecanismo que faltara a Wegener.

Estrutura interna da Terra (recapitulação)

Fig. 3Fig. 3 — As camadas da Terra segundo a composição. A litosfera rígida (crosta + topo do manto) desliza sobre a astenosfera plástica do manto.

A distinção litosfera/astenosfera é «reológica» (baseada no comportamento mecânico dos materiais) e não deve confundir-se com a distinção crosta/manto, que é «química» (baseada na composição). A crosta e o manto distinguem-se pela composição, separados pela descontinuidade de Mohorovičić (Moho); a litosfera e a astenosfera distinguem-se pela rigidez. A litosfera inclui, portanto, a crosta «e» a parte superior rígida do manto — a fronteira litosfera-astenosfera situa-se dentro do manto.

As placas litosféricas são maioritariamente «mistas»: cada uma pode conter porções de crosta continental e de crosta oceânica (a placa Sul-Americana, por exemplo, contém o continente e metade do fundo do Atlântico Sul). Reconhecem-se cerca de uma dúzia de placas principais (Pacífica, Norte-Americana, Sul-Americana, Euroasiática, Africana, Indo-Australiana, Antártica) e várias microplacas. As placas movem-se a velocidades da ordem de alguns centímetros por ano — comparáveis ao ritmo de crescimento das unhas.

A teoria é «unificadora» porque, com um único quadro conceptual, explica de forma coerente fenómenos antes dispersos: a distribuição mundial dos sismos e dos vulcões (concentrados nos limites das placas), a formação das cadeias montanhosas e das fossas oceânicas, a expansão dos fundos oceânicos, e a própria deriva dos continentes. É esse poder explicativo global que a torna o paradigma central das Ciências da Terra.

Exemplo resolvido

Litosfera vs astenosfera

Distingue litosfera de astenosfera quanto ao critério de definição e ao comportamento mecânico, e indica onde se situa a sua fronteira.

Critério
A distinção é reológica (comportamento mecânico), não química.
Comportamento
A litosfera é rígida e quebradiça; a astenosfera é sólida mas plástica (flui lentamente).
Localização da fronteira
A fronteira litosfera-astenosfera situa-se dentro do manto superior, abaixo da Moho (que separa, quimicamente, crosta e manto).

Resultado: Litosfera = camada rígida (crosta + topo do manto); astenosfera = manto plástico subjacente; a fronteira entre ambas é reológica e localiza-se no manto, abaixo da Moho.

Erros frequentes

Confundir a fronteira crosta/manto (Moho, química) com a fronteira litosfera/astenosfera (reológica) — a litosfera inclui a crosta e o topo rígido do manto.
Pensar que existem placas exclusivamente continentais ou exclusivamente oceânicas — a maioria é mista.

Revisão ativa

Explica por que a distinção entre litosfera e astenosfera foi decisiva para resolver o problema do mecanismo que Wegener não conseguira explicar.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Os tipos de limites de placas#

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Quase toda a atividade geológica «interna» — sismos, vulcões, formação de montanhas — se concentra nas fronteiras entre placas, os «limites de placas». Distinguem-se três tipos fundamentais, definidos pelo movimento relativo das placas: divergentes, convergentes e transformantes (ver Fig. 4). Compreendê-los é a chave para interpretar a geografia geológica do planeta.

Os três tipos de limites de placas

Fig. 4Fig. 4 — Os três tipos de limites de placas e a atividade geológica que os caracteriza.

Nos «limites divergentes» (ou construtivos), as placas afastam-se uma da outra. O espaço criado é preenchido por magma que ascende do manto e solidifica, gerando nova litosfera oceânica — é aqui que a litosfera «nasce». O exemplo típico é a dorsal médio-oceânica (como a Dorsal Médio-Atlântica); em terra, o Rifte da África Oriental é um exemplo de divergência continental incipiente. Caracterizam-se por vulcanismo efusivo e sismos superficiais.

Nos «limites convergentes» (ou destrutivos), as placas aproximam-se e colidem. Quando pelo menos uma é oceânica, ela mergulha sob a outra numa «zona de subducção», sendo reciclada no manto — é aqui que a litosfera oceânica «morre». A convergência gera fossas oceânicas, arcos vulcânicos, cadeias montanhosas e os sismos mais fortes e profundos do planeta. Quando colidem duas placas continentais, nenhuma subducta facilmente (por serem pouco densas) e forma-se uma grande cadeia de colisão, como os Himalaias.

Nos «limites transformantes» (ou conservativos), as placas deslizam «lateralmente» uma em relação à outra, sem criação nem destruição de litosfera. O atrito acumula tensão que se liberta em sismos, muitas vezes superficiais mas intensos. O exemplo mais conhecido é a Falha de Santo André (San Andreas), na Califórnia, onde a placa Pacífica desliza junto à Norte-Americana. Estas falhas transformantes segmentam frequentemente as dorsais oceânicas.

Um balanço global importante: como a Terra não aumenta de tamanho, a área de litosfera criada nos limites divergentes é «compensada» pela área destruída nas zonas de subducção. Este equilíbrio entre criação e destruição — o «ciclo» da litosfera oceânica — mantém constante a superfície do planeta e está no centro da dinâmica das placas.

Exemplo resolvido

Classificar limites a partir de dados

Numa região oceânica observa-se vulcanismo efusivo, sismos superficiais e idade dos fundos que aumenta simetricamente para ambos os lados de um alinhamento. Que tipo de limite é? Justifica.

Interpretar a simetria de idades
A idade crescer simetricamente a partir de um eixo central indica criação de litosfera nesse eixo, com afastamento para os dois lados.
Associar os fenómenos
Vulcanismo efusivo (magma que ascende) e sismos superficiais são típicos da criação de litosfera, não de subducção (que dá sismos profundos).
Concluir
Trata-se de um limite divergente (construtivo) — uma dorsal médio-oceânica.

Resultado: É um limite divergente (dorsal): a simetria de idades, o vulcanismo efusivo e os sismos superficiais indicam criação de nova litosfera oceânica.

Erros frequentes

Trocar « divergente/construtivo » (nasce litosfera) com « convergente/destrutivo » (destrói-se litosfera).
Pensar que os limites transformantes criam ou destroem litosfera — apenas conservam área, com deslize lateral.

Revisão ativa

Indica e caracteriza o tipo de limite de placas onde ocorrem, respetivamente, a criação e a destruição de litosfera oceânica, com um exemplo de cada.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano

Da Deriva Continental à Tectónica de Placas

4 secções~14 min de leitura3 competênciasNível Padrão 4

Da Deriva Continental à Tectónica de Placas

Pontos-chave

Interpretar uma prova paleoclimática

Pontos-chave

Avaliar a força de maré como mecanismo

Pontos-chave

Litosfera vs astenosfera

Pontos-chave

Classificar limites a partir de dados

Fontes

Da Deriva Continental à Tectónica de Placas

Pontos-chave

Interpretar uma prova paleoclimática

Pontos-chave

Avaliar a força de maré como mecanismo

Pontos-chave

Litosfera vs astenosfera

Pontos-chave

Classificar limites a partir de dados

Fontes