O nascimento dinâmico do oceano Atlântico

O Oceano Atlântico é a segunda maior bacia oceânica da Terra, cobrindo cerca de 106 milhões de quilômetros quadrados. Enquanto suas vastas águas separam as Américas da Europa e África, esta imensa extensão é geologicamente jovem. A bacia nem sempre estava lá; foi formada pelo movimento implacável das placas tectónicas da Terra. Este processo, conhecido como fundo do mar espalhando-se em diferentes limites de placas, continua a moldar o planeta. O Atlântico ainda está crescendo mais largo hoje, impulsionado por forças profundas da Terra que separam continentes e forjam nova crosta oceânica.

Compreender a formação do Atlântico proporciona uma janela direta para a mecânica fundamental da tectônica de placas. Este artigo explora a ciência por trás de fronteiras divergentes, a história do nascimento do Atlântico a partir do supercontinente Pangeia, o motor vulcânico do Médio Atlântico Ridge, e as evidências que confirmaram essas teorias inovadoras.

O motor da placa tectônica

A Litosfera Dinâmica

A camada externa da Terra é quebrada em várias peças rígidas chamadas placas tectónicas. Estas placas, compostas pela crosta e pelo manto superior, formam a litosfera. A litosfera flutua sobre uma camada mais quente e mais dúctil do manto conhecida como a astenosfera. As correntes de convecção dentro da astenosfera, impulsionadas pelo calor do núcleo da Terra, geram forças que movem estas placas através da superfície do planeta.

A tectônica da placa é a teoria unificadora da geologia, explicando a distribuição de terremotos, vulcões, cordilheiras e bacias oceânicas. O movimento relativo das placas é classificado em três tipos principais: convergente (placas que se movem em direção uma à outra), transformado (placas que deslizam umas pelas outras) e divergente (placas que se separam). A formação do Oceano Atlântico é um resultado direto deste último tipo – fronteiras de placas divergentes.

O papel das fronteiras divergentes

Numa fronteira divergente, as placas tectônicas se afastam umas das outras. À medida que as placas se separam, a litosfera sobrejacente se desfaz e se quebra. A redução da pressão sobre o manto subjacente desencadeia ] descompressão derretendo . Esta rocha derretida, ou magma, é menos densa do que a rocha sólida circundante e sobe booyantly para preencher a lacuna. À medida que o magma esfria e solidifica, forma nova crosta oceânica. Este processo contínuo é chamado ] de espalhamento do assoalho do mar.

O Oceano Atlântico é cercado por um sistema de fronteira divergente único e contínuo: o cume médio-atlântico. Este cume desce o eixo norte-sul da bacia do oceano. Para o oeste do cume, as placas norte-americanas e sul-americanas estão se afastando das placas eurasianas e africanas para o leste. O espaço deixado por esta separação é constantemente preenchido por uma nova crosta que sobe do manto.

Anatomia de uma Fronteira de Placa Divergente

Estilhaço: A separação inicial

A formação de uma nova bacia oceânica começa com estrias continentais. Um continente é submetido a forças extensíveis, fazendo com que se estenda, diminua e desenvolva uma série de falhas normais paralelas. Isto cria um vale de fendas, uma região deprimida, delimitada por ombros elevados. O Sistema de Fenda da África Oriental é um exemplo moderno de uma fenda continental ativa que pode um dia evoluir para uma bacia oceânica.

À medida que a fenda se aprofunda, a crosta se torna extremamente fina. O vulcanismo se torna generalizado, inundando o leito da fenda com lava basal. Se a estria continuar com sucesso, a crosta continental é completamente separada. Este processo cria uma nova e estreita bacia oceânica. A ruptura não está limpa; fragmentos de crosta continental, chamados microcontinentes, podem ficar isolados dentro da nova bacia oceânica.

Magmatismo e acreção da crosta

Uma vez que a fenda está totalmente estabelecida e a crosta oceânica começa a formar-se, o processo se organiza ao longo do cume médio-oceano. A geração de magma é contínua. A composição deste magma é principalmente basalto de buraco. À medida que o magma sobe, ele se recolhe em câmaras magma rasas abaixo do eixo da crista.

A partir destas câmaras, o magma é injetado verticalmente na rocha circundante para formar diques em folha. Alguns magma irrompe no fundo do mar, onde é apagado por água do mar fria, formando basaltos de almofadas distintas. Mais fundo dentro da crosta, magma esfria mais lentamente para formar gabbro de granulação grossa. A sequência completa de crosta oceânica – sedimentos, basaltos de almofadas, diques de folhas e gabbros – é conhecida como uma sequência )]ofiólita e representa o plano do fundo do oceano.

Espalhamento do fundo do mar e circulação hidrotérmica

A crosta oceânica recém- formada não permanece no eixo da crista. Como o novo magma continua a invadir, empurra a crosta mais antiga e solidificada lateralmente para longe da crista. Este processo de correia transportadora é como o leito marinho se espalhando. A taxa de propagação no Atlântico é geralmente considerada lenta a intermediária, com média de 2-5 centímetros por ano. Isto é significativamente mais lento do que a rápida expansão da East Pacific Rise.

A formação de nova crosta na crista é acompanhada por intensa atividade hidrotérmica. Água fria do mar percola através de fraturas na crosta recém-formada. À medida que desce, é aquecida pela câmara magma subjacente. A água superaquecida dissolve metais e minerais da rocha circundante. Depois, ela se desprende para o fundo do mar através de respiradouros hidrotérmicos, ou "fumantes negros", formando depósitos maciços de sulfetos e apoiando ecossistemas quimiossintéticos únicos.

O nascimento de um oceano: o rompimento de Pangeia

O ciclo do supercontinente

Aproximadamente 335 milhões de anos atrás, a maioria das massas terrestres da Terra foram montadas em um único supercontinente chamado Pangeia. Esta massa maciça foi cercada por um único oceano global chamado Panthalassa. A formação e a separação de supercontinentes é um ciclo geológico recorrente, impulsionado pela convecção de mantos e tectônicos de placas.

As forças que montaram Pangea acabaram por destruí-la. Há cerca de 200 milhões de anos, durante o período Jurássico Primitivo, o supercontinente começou a romper. A separação inicial ocorreu entre o que é agora a América do Norte e o noroeste da África. Isto marca o nascimento do Oceano Atlântico central.

A província Magmática do Atlântico Central

A separação de Pangeia não foi um processo calmo e suave. Foi acompanhada por um dos maiores eventos vulcânicos da história da Terra. Este evento, conhecido como Província Magmática do Atlântico Central (CAMP)[, envolveu a erupção de milhões de quilômetros cúbicos de lava basaltica em um curto intervalo geológico. O evento CAMP é preservado hoje como sequências grossas de fluxos de lava (basealtos de inundação) encontrados no leste da América do Norte, noroeste da África, América do Sul e oeste da Europa.

A liberação de gases vulcânicos, incluindo dióxido de carbono e enxofre, provavelmente causou mudanças ambientais graves, incluindo aquecimento global rápido e acidificação oceânica. Este vulcanismo maciço está fortemente ligado ao evento de extinção em massa final do Triássico, que abriu o caminho para o domínio dos dinossauros no Jurássico.

Abertura do Atlântico Norte e Sul

A estria e o leito marinho que criaram o Oceano Atlântico não aconteceram de uma só vez. O Atlântico Norte começou a se abrir à medida que as placas norte-americanas e eurasianas divergiam. Esta separação inicial criou uma estreita via marítima que ligava o oceano de Tétis ao oeste. A dispersão continuou através dos períodos jurássico e cretáceo, ampliando a bacia.

O Atlântico Sul abriu mais tarde, começando há cerca de 140 milhões de anos no Cretáceo Primitivo. América do Sul e África se estripararam do sul para o norte, muito parecido com um zíper. Essa separação também foi precedida por vulcanismo maciço, que criou as províncias de basalto de inundação Paraná e Etendeka na América do Sul e África, respectivamente. À medida que o Atlântico Sul se alargava, eventualmente se ligava ao Atlântico Norte, formando a bacia oceânica contínua que vemos hoje.

A Ridge do Atlântico Médio: O Centro de Espalhamento do Oceano

Uma Cordilheira Submarina

O Mid-Atlantic Ridge é a maior cadeia de montanhas da Terra, estendendo-se mais de 16.000 quilômetros do Oceano Ártico Gakkel Ridge até a Tripla Junção Bouvet no Atlântico Sul. É uma cadeia robusta e contínua de vulcões subaquáticos e montanhas com defeito que define o limite entre as placas tectónicas divergentes.

O cume não é uma característica lisa. É caracterizado por um vale de fenda central, que é típico de cumes de espalhamento lento. Este vale de fenda pode ser 20-40 quilômetros de largura e mais de um quilômetro de profundidade. O chão do vale é ativo com erupções vulcânicas e aberturas hidrotermais. Flanking o vale central são montanhas de fenda, blocos elevados de crosta que formam os picos altos da crista.

Islândia: Uma colina acima das ondas

A Islândia é um dos únicos locais onde o cume médio do Atlântico está exposto acima do nível do mar. Isto deve- se a uma poderosa pluma [[FLT: 0]]] mantenedora , ou hotspot, localizada abaixo da ilha. O hotspot fornece um volume extra de magma, construindo a crosta suficientemente alta para subir acima da superfície do oceano. A Islândia é, portanto, um laboratório natural único para estudar os processos do sistema de cumes médio- oceânicos.

O país está dividido pela divergente fronteira da placa. As placas eurasianas e norte-americanas estão ativamente se desfazendo, criando fendas e fissuras através da paisagem. Esta atividade vulcânica forma o terreno da Islândia, com erupções frequentes em seus sistemas vulcânicos, como Bárðarbunga e Eyjafjallajökull. O ēingvellir National Park é um dos exemplos mais dramáticos visíveis de um vale de fenda criado por placas divergentes em terra.

Ventilações de Mar Profundo e Ecossistemas Únicos

Ao longo do eixo profundo do Mid-Atlantic Ridge, os campos de ventilação hidrotermal hospedam ecossistemas ricos e incomuns. Ao contrário da maioria da vida na Terra, essas comunidades não dependem da luz solar. Em vez disso, bactérias quimiossintéticas e arcaea converter os produtos químicos nos fluidos de ventilação (como sulfeto de hidrogênio e metano) em energia.

Estes organismos formam a base de uma teia alimentar que inclui vermes gigantes, camarões, amêijoas e várias espécies de peixes. A descoberta de aberturas hidrotermais na biologia revolucionada dos anos 1970. O Campo Hidrotermal de Cidade Perdida , localizado perto do Mid-Atlantic Ridge, é um sistema de ventilação alcalina particularmente único que fornece insights sobre as origens potenciais da vida na Terra.

Lendo as Rochas: Evidências para a Espalhamento do Mar

Faixas magnéticas no piso do oceano

Uma das provas mais convincentes para a propagação do fundo do mar é o padrão de listras magnéticas no fundo do oceano. À medida que o magma esfria no Médio Atlântico, os minerais que contêm ferro no basalto se alinham com o campo magnético da Terra. Quando a rocha se solidifica, esta assinatura magnética é "congelada" no lugar.

O campo magnético da Terra reverte periodicamente a polaridade. Quando ocorre uma inversão magnética, a crosta recém- formada regista a polaridade oposta. À medida que o fundo do mar se espalha afasta a crosta do cume, cria um padrão simétrico de listras magnéticas normais e invertidas em ambos os lados do cume. Este padrão actua como um gravador de fita da história magnética da Terra e confirma perfeitamente as previsões da hipótese de propagação do fundo do mar. A teoria foi formalizada por Fred Vine e Drummond Matthews em 1963.

Perfuração de Mar Profundo e Idade da Cruz

Mais confirmação veio do Projeto de Perfuração do Mar Profundo (DSDP) e, mais tarde, do Programa de Perfuração do Oceano (ODP). Ao perfurar o fundo do oceano, os cientistas puderam amostrar diretamente os sedimentos e basalto subjacente. A datação radiométrica destas amostras mostrou uma tendência clara: a idade da crosta oceânica aumenta sistematicamente com a distância do cume médio Atlântico.

A crosta oceânica mais antiga do Atlântico é encontrada adjacente às margens continentais, remontando ao Jurássico e Cretáceo Primitivo. A crosta mais jovem é encontrada diretamente no eixo da crista. Esta progressão etária proporciona uma cronologia inegável da abertura do Oceano Atlântico. Demonstra que o fundo do oceano está constantemente sendo criado no cume e destruído em zonas de subdução em outros lugares.

Espessura do Sedimento e Fluxo de Calor

Outras linhas de evidência incluem espessura de sedimento. O sedimento acumula-se lentamente no fundo do oceano ao longo do tempo. Como a crosta é mais jovem no cume médio-atlântico, houve menos tempo para se acumular lá. A cobertura do sedimento é fina ou ausente na crista do cume. Afastando-se do cume, a camada de sedimento torna-se progressivamente mais espessa, espelhando a idade da crosta subjacente.

As medições do fluxo de calor também suportam a teoria. A crosta mais jovem no eixo da crista é quente, resultando em alto fluxo de calor. À medida que a crosta esfria e se afasta da crista, o fluxo de calor diminui. Estas medições se encaixam perfeitamente com o modelo de uma placa litosférica de resfriamento, espalhando-se.

O Atlântico do Amanhã: Movimento Continuado e Encerramento Potencial

O Oceano Expansivo

O Oceano Atlântico está atualmente em uma fase ativa de abertura. As placas americanas continuam a derivar para o oeste da Eurásia e África a uma taxa de alguns centímetros por ano. Este movimento é confirmado por medições GPS e atividade sísmica em curso ao longo do Médio Atlântico Ridge. O Atlântico está crescendo mais largo enquanto o Oceano Pacífico está encolhendo.

As forças que conduzem esta expansão são uma combinação de pish da ponte e slab pull[. O pish da barra ocorre porque o eixo elevado da crista exerce pressão gravitacional sobre a litosfera circundante. O pill da barra, gerado pelo naufrágio da litosfera oceânica em outras zonas de subdução, também contribui para o movimento diferencial das placas.

Início da subdução e ciclo do supercontinente

Apesar da sua expansão actual, o Atlântico não crescerá para sempre. Eventualmente, a fronteira divergente tornar-se-á convergente. Esta transição ocorre quando a densa litosfera oceânica ao longo das margens do Atlântico se torna suficientemente pesada para iniciar a subdução. As zonas de subdução já se estão a formar nos arcos das Caraíbas e da Escócia, que são essencialmente precursores em pequena escala para um sistema de subdução atlântico em escala completa.

Quando a subdução começa ao longo das margens do Atlântico, a bacia oceânica começará a fechar. Este processo é o início do próximo ciclo supercontinente. Os geólogos predizem que, em cerca de 200 a 300 milhões de anos, as Américas colidirão com os continentes Eurasiano e Africano. Este futuro supercontinente foi nomeado Amasia[ ou Novopangaea[. O fechamento do Atlântico será acompanhado por construção de montanhas, vulcanismo e uma reestruturação fundamental da geografia da Terra.

Um legado dinâmico

A formação do Oceano Atlântico é um exemplo poderoso da natureza dinâmica do nosso planeta. Da estriação inicial de Pangeia, impulsionada por forças profundas do manto, à criação contínua de crosta oceânica no cume médio-atlântico, o Atlântico é um testamento para o poder inflexível da tectônica de placas. A evidência para este processo está escrita nas listras magnéticas do fundo do mar, na idade das suas rochas e no vulcanismo ativo ao longo do seu eixo central.

Este oceano não é uma característica permanente. É um trabalho em andamento, ativamente em expansão hoje. A mesma fronteira divergente que o criou inevitavelmente levará ao seu fechamento, conduzindo a próxima montagem de um supercontinente. Compreender este ciclo nos permite apreciar as escalas de tempo profundas e imensas forças que moldaram, e continuam a moldar, a geografia do mundo.