Plumas térmicas e extinções

Existe uma correlação entre as idades das grandes províncias magmáticas (LIP), extinções em massa e acontecimentos de anorexia nos oceanos .  

Os dados retirados a partir da datação absoluta têm permitido afinar esta correlação. As quatro grandes extinções maiores coincidem com os dados geológicos retirados nos mantos basálticos (trapps), tornando a interpretação desta coincidência uma hipótese cada vez mais credível.

Michael Benton no seu livro “When life nearly died” associa de forma clara a grande extinção do Pérmico aos dados existentes dos mantos basálticos da Sibéria. Num artigo de Courtillot e Renne sobre a idade dos mantos basálticos a hipótese é apoiada com estudos do volume, idade e duração de todas as grandes províncias magmáticas basálticas (em inglês LIP), em ambiente continental (em inglês CFB) ou em planaltos oceânicos (OP).

O perigo para a vida na Terra poderá estar debaixo dos nossos pés, no núcleo e não tanto no céu estrelado.

(…) Benton argues for another kind of catastrophic cause, of mass volcanic eruption. In east Siberia, there is a huge area of volcanic rock known as the Siberian Traps. They cover an area the size of the EU. They date to the end of the Permian, though again this has only been known recently – since 1993.

The volcanic eruptions that left us the Siberian Traps would have been massive. Benton suggests they would have released enough carbon dioxide to cause 6 C of global warming. This in turn would have melted ice into the ocean. Inside the ice there were probably pockets of poisonous gas, such as methane. When the ice melted, the gas was released into the ocean and bubbled up to the surface, killing life. He concludes: “much of this is very new work, and it might be modified in the future…. However, I’ll bet on the Siberian Traps coupled with gas hydrates for the moment”. (…) – MARK RIDLEY

Fontes :

http://palaeo.gly.bris.ac.uk/essays/tls2003.html

http://www.mantleplumes.org/WebDocuments/CourtRenne2003.pdf

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Mantos Basálticos do Paraná-Etendeka

Durante a ruptura continental no início do Cretácico, um volumoso vulcanismo basáltico cobriu grande parte da Bacia do Paraná dando origem à formação Serra Geral no sul da América do Sul.

Este derrame magmático também ocorreu no lado oeste Africano, na Namíbia, conhecido por vulcanismo Etendeka. A Bacia do Paraná-Etendeka recobre toda a porção centro-oriental da América do Sul, estendendo-se a até o noroeste da Namíbia, oeste do Continente Africano. Estas áreas apresentam características geológicas semelhantes nos dois continentes, sendo um dos argumentos utilizados como indicador da presença de um grande continente, pré abertura do oceano Atlântico e da deriva continental, denominado de Gondwana, cuja fragmentação iniciou-se ao redor dos 120 Ma (milhões de anos). 

As províncias Paraná-Etendeka (formadas antes afastamento das placas Africana e Sul-Americana) estão, provavelmente, relacionadas com o hot spot Tristão da Cunha.

 Todavia, existe uma grande discussão sobre a relação entre os derrames continentais, a actividade do hot spot e o estágio tectónico em que tais derrames teriam ocorrido.

Fonte : Nouveau voyage au centre de la Terre – Vincent Courtillot

http://www.anp.gov.br/CapitalHumano/Arquivos/PRH11/Thiago-Barreto-Simoes-Correa_PRH11_UERJ_G.pdf

Plumas Térmicas

Quais os argumentos a favor das plumas térmicas?

O valor obtido pelo cálculo da razão hélio-4/hélio-3, em muitos basaltos oceânicos, é utilizado como argumento a favor da existência das plumas térmicas. O hélio-3 é um isótopo considerado primordial, uma vez que a maior parte deste isótopo foi originado na altura da formação do Universo, sendo incorporado aquando da formação do nosso planeta. Este isótopo, que deve existir nos materiais que constituem as camadas mais internas do planeta, não é produzido através da desintegração de qualquer outro isótopo radiactivo, pelo que a sua concentração é aproximadamente constante. O hélio-4 resulta da desintegração radiactiva de outros isótopos, como o urânio e o tório, elementos que se encontram concentrados nas regiões superiores da Terra, acumulando-se no decurso do tempo. Deste modo, quando, numa amostra de um determinado basalto, a razão entre hélio-4/hélio-3 é baixa, podemos supor que a quantidade de hélio-3 é maior, o que pode ser indicativo de uma origem profunda, onde os movimentos convectivos teriam uma participação quase nula. Os basaltos que ocorrem em muitas ilhas vulcânicas apresentam razões hélio-4/hélio-3 muito inferiores às dos basaltos recolhidos junto das dorsais oceânicas.

Em 1989, Vincent Courtillot, do Instituto de Física do Globo, em Paris, propôs a ideia de que a subida das plumas térmicas próximas da superfície originaria a perfuração da litosfera, o que seria responsável pelo aparecimento de um vulcanismo de grande amplitude com a emissão de milhões de quilómetros cúbicos de lavas basálticas.

Os traps do Decão, na Índia, estendem-se sobre uma superfície aproximada de um milhão de quilómetros quadrados e sobre uma espessura de pelo menos três quilómetros. Este cataclismo vulcânico ocorreu há, aproximadamente, 65 milhões de anos, no fim do Cretácico, num período extremamente curto da história da Terra (menos de um milhão de anos). Tal fenómeno pode estar relacionado com o nascimento de uma pluma térmica e pode ter contribuído de forma importante para o desaparecimento, nessa altura, dos grandes répteis e de muitas outras espécies. Por conseguinte, estes fenómenos vulcânicos, que estariam na origem destes volumes gigantescos de basaltos (traps), teriam perturbado fortemente o clima terrestre, sendo possível relacioná-los com as grandes extinções biológicas que marcam o fim de uma era geológica e o início de outra.
O responsável por este grande evento vulcânico associado ao aparecimento dos traps do Decão seria, então, o “nascimento” de um ponto quente que actualmente se encontra sobre a ilha da Reunião.
Os “pontos quentes” originados pela existência de plumas térmicas explicariam igualmente a abertura de novas dorsais. A dorsal do Atlântico teria sido originada, segundo esta perspectiva, devido à acção de “pontos quentes” que actualmente se encontram situados nas ilhas de Santa Helena e Tristão da Cunha, no Sul, e sob os Açores e a Islândia, no Norte. As plumas térmicas teriam, deste modo, desempenhado um importantíssimo papel, há, aproximadamente, 200 milhões de anos, na fracturação da Pangea.

Fonte : Jean-Paul Montagner, “Panaches mantelliques: des chalumeaux mythiques?”, in Pour la Science, Janeiro de 2005

Neocatastrofismo e Hot Spots

A Teoria da Tectónica de Placas não explica a importante actividade vulcânica no interior de certas placas litosféricas. O investigador canadiano Tuzo Wilson foi o primeiro, em 1963, a propor a existência de “pontos quentes” fixos à medida que uma placa se desloca sobre tal ponto quente. Num artigo publicado este mês na revista NewScientist é colocada a hipótese destes Hot Spots também associados às grandes províncias basálticas – traps estarem associados a megaimpactos com corpos celestes (asteróides).
Estes fenómenos “neocatastrofistas” poderão ter originado riftes. Para os autores do artigo um dos impactos teve energia suficiente para gerar um rifte que fragmentou a Placa Indiana. A prova mais convincente desta fragmentação encontra-se a 2800 quilómetros a sul da Índia – no grande grupo de ilhas das Seychelles.

Artigo da NewScientist : 

http://www.newscientist.com/article/mg20627631.300-deeper-impact-did-megameteors-rattle-our-planet.html?full=true

Vulcanismo (Lahars – mudflows, Hot Spots, etc)

Lahars

 

Os lahars são avalanches de lodo formados pela fluidificação de materiais vulcânicos saturados de água. Comportando-se como um fluido viscoso e de muito alta densidade, os lahars seguem o percurso de menor energia potencial, pelo que o seu curso é ditado pela topografia, em geral seguindo os vales dos cursos de água. A lama que forma o lahar tem a consistência do betão fresco, mantendo um elevado grau de fluidez quando em movimento, mas solidificando e perdendo água quase instantaneamente quando parada. Estas características reológicas permitem aos lahars uma grande velocidade de deslocamento e grande capacidade de penetração nos espaços vazios, o que leva ao rápido enchimento por material sólido de todas as cavidades que encontre no seu percurso. A elevada densidade do fluido formado permite o transporte de grandes massas rochosas que flutuam na lama e são arrastadas a alta velocidade como se de material leve se tratasse. Dessa propriedade dos lahars resulta o aparecimento nas paisagens vulcânicas de grandes rochas isoladas, deixadas pelo enfraquecimento da capacidade de transporte do lahar, normalmente pela dispersão e perda de velocidade e profundidade da lâmina de lama devido ao largamento da zona recoberta. Um exemplo notável deste efeito dos lahars é a presença de gigantescos blocos traquíticos, com cerca de 8-10 m de altura e pesando alguns milhares de toneladas, isolados no planalto existente acima do lugar da Caparica, Biscoitos, na ilha Terceira. Aqueles blocos foram ali deixados por um gigantesco lahar que se formou há cerca de 25 000 anos durante a última grande erupção do Pico Alto (Terceira).

Em resultado da grande densidade do fluido, e da sua velocidade, os lahars têm um enorme poder erosivo, arrancando por abrasão grandes volumes de material geológico às zonas atravessadas, transportando-o e integrando-o num processo de avalanche que permite o crescimento da massa em movimento, alimentando assim o lahar. Os lahars podem deslocar-se a velocidades muito elevadas, podendo, quando o declive dos terrenos seja elevado e viscosidade seja reduzida, ultrapassar os 100 km/h (30 m/s).

Os Lahar podem ser gigantescos:
um lahar que ocorreu há 5 600 anos em Osceola, ao longo do vale do rio White, durante uma erupção do Monte Rainier (Estado de Washington), produziu uma camada de lodo com 180 m de profundidade e recobriu uma área de 320 km2.
O grande lahar que destruiu Vila Franca do Campo na noite de 21 para 22 de Outubro de 1522 (a famigerada subversão de Vila Franca), causando milhares de mortos, recobriu de lama e pedras cerca de 3,5 km2 de terreno. Nos Açores existem muitas centenas de formações geológicas identificadas como tendo sido formadas por lahars, alguns recobrindo grandes áreas, como é caso do lahar que a partir da zona do Pico Rachado desceu ao longo da Ribeira de São Roque, nos Altares, Terceira, percorrendo mais de 6 km até ao seu termo.

Causas dos lahars

Existindo declive suficiente e abundância de água e material vulcânico solto, em particular piroclastos de baixa densidade (como as bagacinas ou terrenos argilificados por efeito hidrotermal), os lahars podem ser desencadeados, entre outras, pelas seguintes causas:
 Elevada e persistente chuva durante uma erupção vulcânica, o que é comum já que a presença de cinzas vulcânicas finas na atmosfera, que actuam como núcleos de condensação, e a coluna de ar ascendente formada em torno do vulcão propiciam a formação de grandes nuvens de desenvolvimento vertical (cúmulos) que geram chuva intensa e trovoada;

 A ruptura de diques formados por materiais vulcânicos provenientes da erupção em cursos de água existentes nas proximidades de um vulcão activo;

 A ruptura de lagos formados em crateras ou por retenção de cursos de água;

 Os deslizamentos de camadas piroclásticas saturadas de água desencadeados por sismos, mesmo quando de pequena magnitude;

 Os movimentos de massa de origem gravítica resultantes da instabilização de encostas devido a chuvas abundantes;

 A fusão de neve ou gelo (glaciar) desencadeado pela presença de gases quentes ou de fluxos piroclásticos. Um caso específico é a formação de zonas de fusão em glaciares, recebendo o nome islandês de jökulhlaup.

Efeitos sobre a protecção civil

Os lahars podem ser extremamente perigosos devido à sua energia e velocidade. Um grande lahar pode percorrer muitos quilómetros à velocidade de algumas dezenas de metros por segundo, destruindo inexoravelmente tudo à sua passagem e deixando muito pouco tempo para a fuga. Por essa razão os lahars são uma das principais preocupações de protecção civil nas regiões vulcânicas, em particular nas zonas onde existem espessas camadas piroclásticas e abundância de água. Um dos grandes desastre naturais do século XX foi causado pelos lahars formados durante a erupção do Nevado del Ruiz, Colômbia, em 1985, os quais mataram cerca de 25 000 pessoas na cidade de Armero, a qual ficou enterrada sob 8 m de lama e rochas. Recentemente na ilha de Leyte, Filipinas, um lahar soterrou uma aldeia e provocou mais de um milhar de mortos.

Entre muitos outros, foram causados por lahars os seguintes desastres:

 A subversão de Vila Franca, a 22 de Outubro de 1522 (cerca de 5 000 mortos);

 O descarrilamento de Tangiwai, na Nova Zelândia, em 1953 (120 mortos);

 A destruição de Armero, Colômbia, em 1985 (25 000 mortos);

 O desastre da Ribeira Quente, Açores, em Outubro de 1997 (29 mortos). Povoações situadas nas proximidades de formações piroclásticas são locais de risco. Por isso algumas destas comunidades (Pierce County, Estado de Washington, nos Estados Unidos e Mount Ruapehu, na Nova Zelândia) já instalaram, ou planeiam instalar, sistemas de alerta contra deslizamentos de terra, consistindo num conjunto de sensores de vibração colocados a montante, complementados por um sistema de alarme ligado a sirenes.

Fontes :

http://volcanoes.usgs.gov/Hazards/What/Lahars/lahars.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Lahar

Movimentos de Massa (Movimentos de Vertente)

Consultar o site do Prof Dr. J. Alveirinho Dias

 

Risco Vulcânico

 

“A Geological hazard is a geological condition, process or potential 

event that poses a threat to the heath, safety, or welfare of a group 

of citizens or the functions or economy of a community or a larger 

governmental entity” US GS, 1974

Neste powerpoint do Prof. Dr. J.A. Dias é possivel compreender a Perigosidade e o Risco Vulcânico.

 

 

Hot Spots (Plumas Térmicas)

  

 

 

Pontos quentes

 Hot spots, são locais em que ocorre o manto superior de temperatura mais alta do que outras regiões. Considera-se que a anomalia térmica é devido à ascensão de convecção térmica do manto, denominado pluma quente.
Em regiões oceânicas, encontram-se vulcanismos basálticos de composição alcalino-olivinica e toleítica. Em regiões continentais, observam-se vulcanismos de basalto toleítico, álcalino-olivina, fonolítico e carbonatítico. Observa-se um que assinala o movimento da placa tectónica sobre o ponto quente.
A teoria dos pontos quentes foi postulada por J. Tuzo Wilson em 1963 para explicar a existência de cadeias de vulcões formando linhas coincidentes com a direcção geral de movimento das placas sobre as quais assentam e teve como modelo o arquipélago do Hawai.
Nestas áreas os vulcões parecem indiciar a passagem da crosta terrestre sobre uma pluma de material magmático, essencialmente no manto terrestre, que ao ascender à superfície origina sucessivos edifícios vulcânicos.A origem das plumas mantélicas foi durante muito tempo atribuída à formação de uma estrita coluna ascendente de material mais quente desde a zona de fronteira entre o manto e o núcleo terrestre que ascenderia até à superfície. Dados recentes colocam em causa a existência destas estruturas profundas, apontando como origem das plumas a formação de zonas estáveis de convecção térmica nas camadas mais externas do manto terrestre.
Estão identificados cerca de 50 pontos quentes na Terra, a maioria dos quais associada à presença de ilhas oceânicas, tais como os Açores, a Madeira, Cabo Verde, a Islândia, o Hawai e a Reunião, e de cadeias vulcânicas como as de Yellowstone e do Monte Camarões.
A partir da década de 1930 Holmes aventou a ideia da movimentação do manto motivada por diferenças térmicas, que dão origem a correntes de convecção num meio sólido, porém dotado de plasticidade, com elevado grau de viscosidade, que caracteriza o manto superior. Tais ideias têm em comum que os movimentos verticais e horizontais da litosfera são originados por correntes e deslocamentos de massas que se substituem mutuamente nas profundidades, situadas abaixo da delgada crosta terrestre. Os blocos siálicos seriam afectados por estas correntes, podendo ser arrastados pelo fluxo horizontal que se desliza por baixo, ou mesmo soerguidos ou abatidos, conforme a direcção destas correntes. Essa teoria está directamente ligada à teoria da migração continental.
A película terrestre é insignificante em relação às regiões profundas, gigantescas. Tendo a crosta uma constituição pouco rígida, é por isso relativamente sensível às correntes profundas, cuja natureza é admitida como sendo de diversas causas.
Acredita-se que esse processo funcione de uma forma parecida com a seguinte: as massas profundas ao receberem um aumento térmico, proveniente das maiores profundidades do manto ou da desintegração radioactiva, sofrem, por conseguinte, um impulso para subir, segundo o princípio de Arquimedes. Por outro lado as mais elevadas condensam-se e tendem a afundar.

magma.jpghttp://www.wwnorton.com/college/geo/egeo2/content/animations/2_6.htm