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Orogénese e formação de cadeias montanhosas

Estuda-se a orogénese — o conjunto de processos (deformação, metamorfismo e magmatismo) que, nos limites convergentes, constrói as cadeias montanhosas. Distinguem-se os tipos de convergência e de cadeias (oceânica-continental, oceânica-oceânica e continental-continental), o ciclo de Wilson (abertura e fecho de oceanos) e a obducção com a formação de ofiolitos. Disciplina de opção sem Exame Final Nacional (avaliação interna).

4 secções·~12 min de leitura·3 competências·Nível Padrão 1 · Aprofundamento 3

T·0555 / 16
Perfil de exame
Explicar os processos orogénicos (deformação, metamorfismo e magmatismo)Distinguir os tipos de convergência e as cadeias montanhosas que originamCompreender o ciclo de Wilson e a obducção
Operadores:explicadistinguedescreverelacionajustifica

nível básico

Reconhecer que as cadeias montanhosas se formam nos limites convergentes e nomear os seus tipos.

nível avançado

Relacionar cada tipo de convergência com a cadeia e o magmatismo característicos e enquadrar a orogénese no ciclo de Wilson.

Profundidade

Profundidade de leitura: Aprofundado

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Conteúdo · 4 secções▾
  1. Orogénese e formação de cadeias montanhosas
    • 01O que é a orogénese◐
    • 02Tipos de convergência e de cadeias●
    • 03O ciclo de Wilson●
    • 04Obducção e ofiolitos●
§ 01

O que é a orogénese#

●●○PadrãoLPAE-geologia-12-tectonica

Pontos-chave

A «orogénese» (do grego oros, montanha) é o conjunto dos processos geológicos que conduzem à formação das cadeias montanhosas. Ocorre, essencialmente, nos «limites convergentes» de placas, onde a compressão e o encurtamento da crosta erguem grandes relevos. Uma cadeia montanhosa é, por isso, a « cicatriz » de uma convergência de placas — atual ou antiga.
A orogénese envolve, em conjunto, «três grandes processos» que atuam simultaneamente (ver Fig. 1). A «deformação» — dobramento e fracturação das rochas sob compressão — encurta e espessa a crosta, empilhando-a. O «metamorfismo» — transformação das rochas no estado sólido, sob o aumento de pressão e temperatura em profundidade — gera rochas metamórficas (xistos, gnaisses). O «magmatismo» — fusão parcial e ascensão de magmas — produz plutonismo (granitos em profundidade) e vulcanismo (à superfície).

Os processos da orogénese

Processos orogénicosGrafo, Convergência de placas → Deformação (dobras, falhas), Convergência de placas → Metamorfismo, Convergência de placas → Magmatismo, Deformação (dobras, falhas) → Cadeia montanhosa, Metamorfismo → Cadeia montanhosa, Magmatismo → Cadeia montanhosaConvergência deplacasDeformação(dobras, falhas)MetamorfismoMagmatismoCadeiamontanhosa
Fig. 1Fig. 1 — A convergência de placas desencadeia deformação, metamorfismo e magmatismo, que em conjunto edificam a cadeia montanhosa.
Estes processos organizam-se espacialmente. Nos níveis «superficiais», frios, a deformação é «frágil» (falhas); em «profundidade», mais quente, a deformação é «dúctil» (dobras) e desenvolve-se o metamorfismo. Ainda mais fundo, atinge-se a fusão parcial e gera-se magma. Uma cadeia montanhosa expõe, após erosão, este « corte » vertical: rochas metamórficas e granitos, antes profundos, aparecem hoje à superfície das montanhas antigas.
O resultado da orogénese é o «espessamento crustal»: a crosta, comprimida e empilhada, torna-se muito mais espessa (podendo atingir 60-70 km). Por isostasia (capítulo anterior), esse espessamento traduz-se numa raiz profunda e num relevo elevado. A orogénese e a isostasia estão, pois, intimamente ligadas: a primeira espessa a crosta, a segunda ergue o relevo correspondente.
As cadeias montanhosas têm « ciclos de vida »: nascem por convergência (orogénese ativa), atingem a sua altura máxima e, cessada a convergência, são lentamente desmanteladas pela erosão — que, auxiliada pelo soerguimento isostático da raiz, expõe progressivamente as rochas profundas. Cadeias muito antigas (como os Apalaches ou os relevos do Maciço Hespérico ibérico) são « raízes » de montanhas outrora imponentes, hoje muito erodidas.
Exemplo resolvido

Interpretar rochas de uma cadeia erodida

Numa cadeia montanhosa antiga e muito erodida afloram gnaisses e granitos. Que processos orogénicos revelam e o que indicam sobre a história da cadeia?

  1. 01Interpretar os gnaisses

    Os gnaisses são rochas metamórficas de alto grau, formadas em profundidade, sob pressão e temperatura elevadas — revelam metamorfismo intenso durante a orogénese.

  2. 02Interpretar os granitos

    Os granitos são rochas plutónicas, cristalizadas em profundidade a partir de magma — revelam magmatismo orogénico.

  3. 03Concluir sobre a história

    O afloramento de rochas antes profundas indica que a cadeia foi fortemente erodida e a raiz soerguida (isostasia), expondo o seu interior profundo.

Resultado: Gnaisses e granitos revelam metamorfismo e magmatismo profundos; o seu afloramento indica erosão intensa e soerguimento da raiz de uma cadeia antiga.

Foco no Exame Nacional

  • Explicar a orogénese como conjunto de deformação, metamorfismo e magmatismo nos limites convergentes.
  • Relacionar o espessamento crustal orogénico com o relevo e a raiz (isostasia).

Erros frequentes

  • Reduzir a orogénese à deformação — envolve também metamorfismo e magmatismo, atuando em conjunto.
  • Pensar que as montanhas antigas são baixas por serem « pequenas » — são raízes profundas de cadeias outrora elevadas, muito erodidas.

Revisão ativa

Explica que processos geológicos atuam durante a orogénese e como se distribuem em profundidade numa cadeia montanhosa.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

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

§ 02

Tipos de convergência e de cadeias#

●●●AprofundamentoLPAE-geologia-12-tectonica

Pontos-chave

Existem «três tipos de convergência», consoante a natureza (oceânica ou continental) das placas envolvidas, e cada um origina uma cadeia com características próprias (ver Fig. 2 e Fig. 3). A chave está na «densidade»: a litosfera oceânica é densa e subducta com facilidade; a litosfera continental é pouco densa e « resiste » à subducção.

Tipos de convergência e de cadeias

Tipos de convergênciaTabela com 3 colunas e 3 linhas, Dados: Convergência · Estrutura formada · Exemplo; Oceânica-continental · Fossa + arco vulcânico continental · Andes; Oceânica-oceânica · Fossa + arco insular · Japão, Antilhas; Continental-continental · Cadeia de colisão (sem arco) · Himalaias, AlpesCONVERGÊNCIAESTRUTURA FORMADAEXEMPLOOceânica-continentalFossa + arco vulcânicocontinentalAndesOceânica-oceânicaFossa + arco insularJapão, AntilhasContinental-continentalCadeia de colisão (sem arco)Himalaias, Alpes
Fig. 2Fig. 2 — Os três tipos de convergência e as cadeias/estruturas que originam.

Subducção oceânica-continental (tipo Andes)

Subducção oceânica-continentalFigura geométrica, fossa, manto, convergência, nível do mar, litosfera oceânica, placa em subducção, litosfera continental, arco vulcânicofossamantox1x2litosferaoceânicaplaca emsubducçãolitosferacontinentalarcovulcâniconível domarconvergência
Fig. 3Fig. 3 — Convergência oceânica-continental: a placa oceânica subducta, formando uma fossa e um arco vulcânico continental (tipo Andes).
Na convergência «oceânica-continental», a placa oceânica (mais densa) mergulha sob a continental, numa zona de subducção. Forma-se uma «fossa oceânica» junto à margem e um «arco vulcânico continental» (magmatismo andesítico) sobre o continente, associado a uma cadeia montanhosa. O exemplo clássico é a Cordilheira dos «Andes», onde a placa de Nazca subducta sob a Sul-Americana.
Na convergência «oceânica-oceânica», uma placa oceânica subducta sob outra. Forma-se igualmente uma fossa, mas o vulcanismo constrói um «arco insular» — um alinhamento de ilhas vulcânicas «no oceano». São exemplos o «Japão», as Filipinas ou as Antilhas. À medida que o arco cresce e acumula material, pode evoluir para crosta mais espessa.
Na convergência «continental-continental», após o fecho de um oceano interposto, colidem duas massas continentais. Como nenhuma subducta facilmente (ambas pouco densas), a crosta é intensamente comprimida, dobrada e empilhada, formando uma enorme «cadeia de colisão», sem arco vulcânico significativo mas com metamorfismo intenso. O exemplo maior são os «Himalaias» (colisão da Índia com a Ásia); os «Alpes» resultaram da colisão de África/microplacas com a Europa.
Distinguir estes tipos é essencial e muito perguntado. Uma síntese útil: onde há oceano a subductar, há «fossa + arco vulcânico» (Andes = arco continental; Japão = arco insular); onde colidem dois continentes, há «cadeia de colisão sem vulcanismo de arco» (Himalaias). O tipo de magmatismo (presente ou ausente) e a existência ou não de fossa são pistas decisivas para identificar o tipo de convergência a partir de dados.
Exemplo resolvido

Identificar o tipo de convergência

Observa-se um alinhamento de ilhas vulcânicas em pleno oceano, junto a uma fossa profunda, longe de qualquer continente. Que tipo de convergência é? Justifica.

  1. 01Interpretar as ilhas vulcânicas

    Um arco de ilhas vulcânicas « no oceano » (arco insular) indica subducção de litosfera oceânica sob litosfera oceânica.

  2. 02Interpretar a fossa

    A fossa profunda confirma a existência de uma zona de subducção.

  3. 03Concluir

    Trata-se de convergência oceânica-oceânica (arco insular) — como o Japão ou as Antilhas.

Resultado: É convergência oceânica-oceânica: a subducção de uma placa oceânica sob outra gera a fossa e o arco insular vulcânico.

Foco no Exame Nacional

  • Distinguir os três tipos de convergência e as cadeias/estruturas que cada um origina, com exemplos.
  • Usar a presença de fossa, arco vulcânico e tipo de magmatismo para identificar o tipo de convergência.

Erros frequentes

  • Esperar vulcanismo de arco na colisão continental-continental — aí não há subducção sustentada nem arco vulcânico significativo.
  • Confundir arco vulcânico continental (Andes, sobre o continente) com arco insular (Japão, no oceano).

Revisão ativa

Numa margem observam-se uma fossa oceânica e uma cadeia com vulcões andesíticos sobre o continente. Que tipo de convergência é? Dá um exemplo real.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

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

§ 03

O ciclo de Wilson#

●●●AprofundamentoLPAE-geologia-12-tectonica

Pontos-chave

Os oceanos não são permanentes: nascem, crescem, encolhem e fecham, num grande ciclo de «abertura e fecho» conhecido por «ciclo de Wilson» (em honra de J. Tuzo Wilson). Este ciclo integra numa única narrativa a divergência, a subducção e a colisão, e explica por que as cadeias montanhosas e os oceanos se sucedem ao longo do tempo geológico (ver Fig. 4).

O ciclo de Wilson

Ciclo de WilsonGrafo, Rifte continental → Oceano jovem, Oceano jovem → Oceano maduro, Oceano maduro → Subducção (fecho), Subducção (fecho) → Colisão continental, Colisão continental → Rifte continentalRiftecontinentalOceano jovemOceano maduroSubducção(fecho)Colisãocontinental
Fig. 4Fig. 4 — O ciclo de Wilson: abertura (rifte → oceano) e fecho (subducção → colisão) de um oceano.
O ciclo começa com um «rifte continental»: um continente é fracturado e distendido, começa a rasgar-se (como hoje o Rifte da África Oriental). Se a distensão prossegue, forma-se um «oceano jovem e estreito» (como o Mar Vermelho), com uma dorsal a criar nova litosfera oceânica no seu eixo. A continuação da expansão gera um «oceano maduro e largo», com margens passivas de cada lado (como o Atlântico atual).
A dado momento, o oceano começa a «fechar»: inicia-se a «subducção» de uma das suas margens (a litosfera oceânica, ao envelhecer e arrefecer, torna-se densa e afunda). O oceano estreita-se progressivamente à medida que a litosfera é consumida nas fossas. Quando o oceano fecha por completo, as duas massas continentais que o ladeavam «colidem», originando uma grande cadeia de colisão (fase final, tipo Himalaias) — a «sutura».
A cadeia de colisão marca a « soldadura » de dois continentes e o fim de um ciclo; mais tarde, uma nova fase de rifte pode voltar a fragmentar essa massa, reiniciando o ciclo. É por isto que se encontram, no interior dos continentes, «suturas antigas» — cadeias montanhosas erodidas que assinalam oceanos há muito desaparecidos (oceanos « fósseis »).
O ciclo de Wilson é uma das grandes sínteses da Tectónica de Placas: mostra que a geografia da Terra é «transitória». A Pangeia foi apenas a mais recente de várias reuniões de continentes; antes dela existiram outros supercontinentes (como Rodínia), e no futuro os continentes voltarão a reunir-se. Compreender este ciclo permite « ler » a história tectónica de uma região a partir das suas rochas e estruturas.
Exemplo resolvido

Ordenar as fases do ciclo de Wilson

Associa cada situação à fase do ciclo de Wilson: (a) Rifte da África Oriental; (b) Mar Vermelho; (c) Oceano Atlântico; (d) Himalaias.

  1. 01Rifte da África Oriental

    Continente a começar a rasgar-se — fase de rifte continental (abertura incipiente).

  2. 02Mar Vermelho

    Oceano jovem e estreito, com dorsal ativa — fase de oceano jovem.

  3. 03Oceano Atlântico

    Oceano largo com margens passivas — fase de oceano maduro.

  4. 04Himalaias

    Cadeia de colisão após o fecho de um oceano (o Tétis) — fase de colisão continental.

Resultado: Ordem no ciclo: Rifte Africano (rifte) → Mar Vermelho (oceano jovem) → Atlântico (oceano maduro) → … → Himalaias (colisão, fecho).

Foco no Exame Nacional

  • Ordenar as fases do ciclo de Wilson (rifte → oceano jovem → oceano maduro → subducção → colisão).
  • Associar exemplos atuais a cada fase (Rifte Africano, Mar Vermelho, Atlântico, Pacífico em fecho, Himalaias).

Erros frequentes

  • Pensar que os oceanos são permanentes — abrem e fecham ciclicamente (ciclo de Wilson).
  • Confundir a ordem das fases — a subducção (fecho) só se inicia depois de o oceano estar formado.

Revisão ativa

Associa cada uma das seguintes situações a uma fase do ciclo de Wilson: Rifte da África Oriental, Mar Vermelho, Oceano Atlântico, Himalaias.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

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

§ 04

Obducção e ofiolitos#

●●●AprofundamentoLPAE-geologia-12-tectonica

Obducção de litosfera oceânica

Obducção e ofiolitoFigura geométrica, obducção, cavalgamento (obducção), litosfera continental, ofiolito (litosfera oceânica cavalgante)x1x2litosferacontinentalofiolito(litosfera …cavalgamento(obducção)obducção
Fig. 5Fig. 5 — Na obducção, um fragmento de litosfera oceânica cavalga a margem continental, ficando preservado como ofiolito.

Pontos-chave

Na maior parte dos casos, a litosfera oceânica é «subductada» (mergulha sob outra placa e é reciclada no manto). Mas, em circunstâncias particulares — sobretudo durante colisões —, um fragmento de litosfera oceânica pode fazer o contrário: em vez de mergulhar, é «empurrado por cima» da margem continental. A este cavalgamento de litosfera oceânica sobre litosfera continental chama-se «obducção» (o oposto de subducção).
O produto da obducção são os «ofiolitos»: fragmentos de litosfera oceânica (crosta oceânica e manto superior) preservados «em terra», sobre os continentes. Um complexo ofiolítico típico apresenta, de baixo para cima, a sequência da litosfera oceânica: peridotitos do manto, gabros, complexo filoniano (diques), basaltos em almofada (pillow lavas) e sedimentos pelágicos.
Os ofiolitos são «testemunhos preciosos»: como amostras de litosfera oceânica trazidas à superfície, permitem estudar diretamente a estrutura e a composição de uma crosta oceânica que, de outro modo, estaria submersa ou já teria sido subductada. A sua presença numa cadeia montanhosa é uma «marca de sutura» — indica que ali existiu, no passado, um oceano que se fechou por colisão.
A identificação de ofiolitos numa cordilheira é, assim, uma prova geológica de que se trata de uma «cadeia de colisão» resultante do fecho de um antigo oceano. Encontram-se ofiolitos, por exemplo, nos Alpes, nos Himalaias e em muitas outras cadeias, alinhados ao longo das antigas suturas — os « restos » de oceanos desaparecidos.
A obducção completa, assim, o quadro dos processos de convergência: a maioria da litosfera oceânica desaparece por subducção, mas uma fração é preservada por obducção sob a forma de ofiolitos, registando para sempre a existência de oceanos que o ciclo de Wilson já fez desaparecer.
Exemplo resolvido

Interpretar um ofiolito

No interior de uma cadeia montanhosa continental encontra-se uma faixa de basaltos em almofada, gabros e peridotitos. Que fenómeno tectónico revelam e o que indicam sobre a história da região?

  1. 01Identificar a sequência

    Basaltos em almofada, gabros e peridotitos constituem a sequência típica da litosfera oceânica — um ofiolito.

  2. 02Reconhecer a obducção

    A presença desta litosfera oceânica em terra, sobre o continente, indica que foi obductada (cavalgada), não subductada.

  3. 03Concluir sobre a história

    O ofiolito é uma marca de sutura: ali existiu um oceano que se fechou por colisão, deixando este fragmento preservado.

Resultado: A faixa é um ofiolito, obductado durante uma colisão; marca a sutura de um antigo oceano fechado — prova de um ciclo de Wilson completo.

Foco no Exame Nacional

  • Distinguir obducção de subducção e explicar a formação de ofiolitos.
  • Interpretar a presença de ofiolitos como marca de sutura (fecho de um antigo oceano).

Erros frequentes

  • Confundir obducção (litosfera oceânica cavalga a continental) com subducção (mergulha sob outra placa).
  • Não reconhecer os ofiolitos como fragmentos de litosfera oceânica preservados em terra (marcas de sutura).

Revisão ativa

Explica por que a presença de ofiolitos numa cadeia montanhosa indica o fecho de um antigo oceano.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

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

Conteúdo

Secção -- / 04

    • 01O que é a orogénese◐
    • 02Tipos de convergência e de cadeias●
    • 03O ciclo de Wilson●
    • 04Obducção e ofiolitos●

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Dos resumos à prática

Orogénese e formação de cadeias montanhosas

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Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

  • Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano

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