O Nascimento o Crescimento e a Morte dos Continentes

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O Nascimento, o Crescimento e a Morte dos Continentes
O Vox é um blog do Departamento de Publicações da AGU.
Todos os planetas sólidos no sistema solar têm uma estrutura de núcleo-manta-manta, mas a Terra é um planeta
único com uma crosta continental na qual a vida humana existe. As controvérsias há muito cercam a origem, o
crescimento e a reformulação dos continentes. Estes são explorados em um artigo recente publicado em Reviews of
Geophysics , que também propõe um novo modelo sintético. Aqui, os autores descrevem as características da
crosta continental da Terra e os modelos que descrevem sua origem e dinâmica, em seguida, descrevem algumas
das questões não resolvidas que precisam de pesquisa adicional.
Quais são as principais diferenças entre a crosta continental e oceânica?
A crosta continental e a crosta oceânica constituem a camada externa da Terra, mas têm diferenças distintas.
Primeiro, a crosta continental é dominada por rochas félsicas (sustrais e ricas em sílica) em sua parte superior e
rochas máficas (magnésio e ricos em ferro) em sua parte inferior, enquanto a crosta oceânica é dominada por rochas
máficas. Em segundo lugar, a crosta continental é mais velha (já com 4,0 bilhões de anos) e flutuante (cerca 33de
2,7 g/cm 3), e geralmente não pode ser facilmente subduzida, enquanto a crosta oceânica é mais jovem (200
milhões de anos), mais densa (cerca de 2,9 g/cm 3), pode subduzir e é constantemente destruída e substituída em
limites de placas. Em terceiro lugar, a crosta continental tem tipicamente 30 a 50 quilômetros de espessura,
enquanto a crosta oceânica tem apenas 5 a 10 quilômetros de espessura. Finalmente, a crosta continental fésica é
única para a Terra no sistema solar, e sua origem não pode ser bem explicada pela teoria das placas tectônicas.
Como a teoria das placas tectônicas explica a formação da crosta continental?
Estabelecida na década de 1960 e considerada uma revolução nas ciências da Terra, a teoria da placa tectônica foi
aplicada para interpretar a formação da crosta continental. De acordo com a teoria das placas tectônicas, a crosta
máfica e a crosta superior fétida de continentes podem se desenvolver a partir de um “arco da ilha” que se forma por
subducção de uma crosta oceânica abaixo de outra. A crosta inferior mafica dos continentes pode ser extraída do
https://eos.org/editors-vox
https://doi.org/10.1029/2019RG000689
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/journal/19449208
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manto através do derretimento parcial da cunha do manto na zona de subducção, enquanto a crosta superior
feminística dos continentes pode se formar por fusão parcial da crosta inferior já formada.
No entanto, este modelo de arco insular é problemático em termos de explicar a origem dos continentes no
Arqueano, o período de 2,5 a 4 bilhões de anos na história da evolução da Terra. Especificamente, o modelo não
pode explicar a origem das assembleias vulcânicas e plutônicas bimodais, a presença de rochas MgO-
extremamente ricas de 1600oC (chamadas komatiites) e estruturas dominantes de cúpula e calcanhar e aço, e falta
de rochas ultra-altapressas, cintos metamorfos emparelhados e ophiolites típicos em continentes arqueanos.
Desenhos animados mostrando como os continentes se originaram de arcos de ilhas. Créditos da imagem:
Wicander and Monroe [2016]
O que é uma “pluma de manto” e como ela explica a origem dos continentes arqueanos?
Uma pluma do manto é uma superfície térmica cilíndrica de material de grande, volumoso e de baixa densidade que
se origina principalmente do limite núcleo-manto a uma profundidade de cerca de 2.900 quilômetros. É geralmente
composto por uma cabeça enorme com composição máfica (báslica) e uma cauda estreita com composição
ultramáfica (komatiitic). Quando a cabeça de uma pluma de manto atinge a superfície, produz basaltos de inundação
continentais em continentes e planaltos oceânicos com diâmetros que variam de 1000 a 2000 quilômetros no fundo
do oceano.
Mais e mais pesquisadores gostam de usar um modelo de planalto oceânico para interpretar a origem da crosta
continental férgica porque o modelo pode explicar a formação de rochas vulcânicas bimodais e granítoides nos
terrenos arqueanos de granito-verde. Os basaltos e komatiitos de pedras arqueanas são considerados provenientes
das cabeças e caudas das plumas do manto, e os granitoides são interpretados como produtos do derretimento
parcial dos basaltos de planaltos oceânicos (de cabeças de plumas do manto). No entanto, este modelo tem
https://www.cengage.com/c/historical-geology-8e-wicander/9781305119567PF/
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desvantagens, pois parece ser difícil para os planaltos oceânicos formados por plumas do manto fornecerem H2 O
suficiente para o aquoso derretimento parcial de rochas basálticas para gerar magmas de granítoides.
O que é “acreção” e como isso afeta a crosta continental?
Acreção é o processo tectônico em que os núcleos continentais crescem para fora, adicionando materiais reciclados
e juvenis. A acreção é normalmente causada pela subducção de placas oceânicas sob uma placa continental, na
qual os arcos são gerados com complexos acretionários de anteearc. Os arcos são compostos por um grande
volume de rochas vulcânicas e plutônicas e engrossam substancialmente a crosta continental de uma maneira
chamada de crescimento continental vertical. Os complexos decreção são principalmente materiais despojados da
subdução de placas oceânicas, incluindo planaltos oceânicos, montes submarinos, ilhas e microcontinentes, que
ampliam consideravelmente a crosta continental de uma forma chamada de crescimento continental lateral.
Ao contrário da colisão continental de grande escala, mas de curta duração, no domínio Tethyan, a acreção pode ser
de longa duração e causar um crescimento continental considerável. Bons exemplos de acréscimo incluem o
Cinturão Orogênico da Ásia Central, no qual uma acreção prolongada resultou em um crescimento continental
perceptível com materiais juvenis feneródicos durante um período de 1,0 bilhão de anos, e os Tasmanides, no leste
da Austrália, onde o rápido crescimento continental se manifesta principalmente pela colocação de rochas graníticas
relacionadas à subducção de placas oceânicas em menos de 300 milhões de anos. Esses processos geodinâmicos
de longa duração são caracterizados principalmente por múltiplas fases da orogenia, às vezes com orolinas em
escala orogênica dobrando arcos lineares longos e / ou fitas continentais, gerando fora da acreção em larga escala
ou crescimento maciço de crátons continentais.
O que é “retrabalhação continental” e onde ocorre mais comumente?
A reestruturação continental é tipicamente causada por interações entre litosfera e astenosfera, crosta e manto, e
entre as placas adjacentes, que induzem mudanças na composição, estrutura e propriedades físico-químicas da
crosta continental e do manto litosférico subcontinental.
A reecuação continental ocorre principalmente nas margens ou ao longo de zonas fracas nos interiores dos
continentes, devido a processos de fronteira de placas, como a subducção oceânica e a colisão continental que
estão intimamente associadas à operação da tectônica de placas, ou processos sob as placas, incluindo as
atividades de plumas do manto profundo.
Em casos críticos, graus suficientemente altos de retrabalho também poderiam acontecer em áreas de antigos
núcleos continentais estáveis (cratas) sob o impacto significativo da subducção oceânica duradoura, resultando em
reativação e modificação severas, até mesmo a destruição da forte litosfera cratônica.
Como a crosta continental é destruída ao longo do tempo?
A geração, o crescimento, a reformulação e a destruição da crosta continental estão alternadamente correlacionados
ao longo do tempo e são dominados pelos regimes tectônicos globais em operação. Aumentos dramáticos nas taxas
de retrabalho e destruição e redução simultânea nas taxas de crescimento líquido da crosta continental podem ter
ocorrido em cerca de 3,0 a 2,5 bilhões de anos atrás, provavelmentecoeval com o início global da tectônica de
placas.
Desde então, o desenvolvimento e a operação contínua de placas tectônicas mudaram a maneira e as taxas de
crescimento, retrabalho e destruição da crosta continental em comparação com a era da tectônica pré-placa. Em
particular, é amplamente documentado que a destruição da crosta continental sempre acontece concomitantemente
com a reestruturação da crosta, e ambos ocorrem principalmente na subducção oceânica e colisão continental
durante a montagem de supercontinentes.
Dado o papel protetor do manto lito-esférico subcontinental à crosta sobrejacente e a importância do acoplamento da
crosta-manto para a longevidade dos continentes, espera-se que a destruição e a reetração da crosta continental
sejam quase simultâneas com a do manto litofférico subcontinental subjacente.
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Quais são algumas das questões não resolvidas em que pesquisas, dados ou modelagem adicionais são
necessários?
Os cientistas da Terra propuseram vários modelos para a origem, a acreção e retrabalho dos continentes, incluindo o
modelo sintético apresentado em nosso artigo, como mostrado na figura abaixo.
Caricaturas esquemáticas mostrando modelos geológicos propostos para a origem, acreção e retrabalho de
continentes. (a) O material do manto profundo foi parcialmente derretido para formar uma pluma de manto. (b) A
enorme cabeça de pluma atingiu a base da litoosfera e experimentou o derretimento descompressional para formar
um planalto oceânico. (c) O material fundido da cauda da pluma entrou em erupção na superfície e tornou-se
importante. Os magmas de alta temperatura também podem ter causado o derretimento parcial da crosta oceânica
máfica para formar rochas da crosta arqueana. (d) A acreção continental ao longo do arco de margem continental (
a acreção continental através da colisão do arco continental. (f) O retrabalho continental ocorre de forma
onipresente, com a destruição significativa de retrabalho / cônica sendo principalmente associada à subducção
oceânica. Crédito da imagem: Zhu et al. [2021], Figura 28
No entanto, há um grande número de problemas não resolvidos. Por exemplo, quando e como as placas tectônicas
de estilo moderno começaram em nosso planeta? Quais foram as principais tectônicas que governaram a formação
e a evolução da crustal? Quando e como se formou a primeira crosta continental férmica? Quais são os mecanismos
e as forças motrizes para a adição de materiais juvenis na crosta continental? Como as oroclinas se formam e
evoluem? Quais são os processos detalhados pelos quais a subducção oceânica e a colisão continental causam a
reformulação e destruição dos continentes? E que tipo de papéis as plumas do manto desempenharam no contexto
geodinâmico desde o início até o estágio maduro da tectônica de placas? Essas perguntas emocionantes
certamente nos manterão ocupados por muitos anos!
https://doi.org/10.1029/2019RG000689
https://doi.org/10.1029/2019RG000689
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—Rixiang Zhu (rxzhu.mail.iggcas.ac.cn, 0000-0002-4985-925X), Academia Chinesa de Ciências; Guochun Zhao (
0000-0002-5429-0758), Universidade de Hong Kong; Wenjiao Xiao, Academia Chinesa de Ciências; Ling Chen (
0000-0001-7170-5954), Academia Chinesa de Ciências e Estado 0000-0002-6523-7362Laboratório chave da
evolução litosférica
Citação: Zhu, R., G. Zhao, W. (em inglês) Xiao, L. (em inglês) O Chen e o Y. Tang (2021), Nascimento, crescimento e morte dos
continentes, Eos, 102, https:/doi.org/10.1029/2021EO215003. Publicado em 28 de outubro de 2021.
Este artigo não representa a opinião da AGU, Eos, ou qualquer uma de suas afiliadas. É apenas a opinião do(s) autor(es).
Texto ? 2022. Os autores. CC BY-NC-ND 3.0 (em versão 3.0)
 
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https://orcid.org/0000-0002-4985-925X
https://orcid.org/0000-0002-5429-0758
https://orcid.org/0000-0001-7170-5954
https://orcid.org/0000-0002-6523-7362
https://doi.org/10.1029/2021EO215003
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