AOS PROFESSORES DE GEOLOGIA

Por A. M. Galopim de Carvalho

Nota importante:

Os conhecimentos mais recentes relativos à Teoria da Tectónica de Placas, rejeitam o essencial da explicação da movimentação das placas por efeito das correntes de convecção. Aceita-se hoje (e aqui está o essencial da nova visão da teoria) que:

A PARTIR DO MOMENTO EM QUE GEOFÍSICOS E GEÓLOGOS GANHARAM CONSCIÊNCIA QUE A LITOSFERA ESTAVA FRAGMENTADA EM PLACAS, DEDUZIRAM QUE PODERIA SER O PRÓPRIO AFUNDAR DAS PLACAS NAS ZONAS DE SUBDUCÇÃO (COINCIDENTES COM A FOSSAS ABISSAIS) A CAUSAR O SEU MOVIMENTO. ISTO ACONTECE PORQUE, COM O PASSAR DOS MUITOS MILHÕES DE ANOS, AS PLACAS OCEÂNICAS VÃO FICANDO CADA VEZ MAIS FRIAS E, PORTANTO, MAIS DENSAS DO QUE O MANTO QUE ESTÁ POR BAIXO.

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JANGADAS DE PEDRA

(Do meu livro “Como Bola Colorida”. 2ª edição actualizada, Âncora, 2023)

De há muito que a quase justaposição dos contornos das costas atlânticas da África e da América do Sul despertou a atenção de alguns investigadores. Encarados como partes de um todo, estes dois continentes ter-se-iam separado e afastado entre si. Surgia, assim, a hipótese da deriva dos continentes, posteriormente formulada, em 1912, pelo alemão Alfred Wegener, na Teoria das Translações Continentais. Esta nova visão global do planeta contradizia as ideias fixistas da época, além de que não apresentava explicação satisfatória relativamente às forças responsáveis pela movimentação dos continentes. Essencialmente mobilista, esta inovadora teoria, sem motor conhecido a suportá-la, foi abandonada por cerca de meio século, mantendo, contudo, o mérito de constituir uma antecipação à tectónica de placas, tal como hoje a concebemos. Deve-se a este meteorologista, com uma sólida formação geológica, a concepção da Pangea, como único supercontinente, rodeado pelo também único oceano, a que se dá o nome de Pantalassa. Para o autor, este supercontinente começou a fragmentar-se a partir do final do Paleozóico, tendo os blocos resultantes dessa rotura, ou seja, os actuais continentes, migrado para as posições que ocupam.

Para além da quase justaposição dos contornos das costas ocidental de África e oriental da América do Sul, a Teoria das Translações Continentais era sustentada por outros argumentos, sendo de destacar as grandes semelhanças geológicas e paleontológicas entre os continentes do hemisfério sul (América do Sul, África, Austrália, Antárctica) e entre estes e a Índia, o que testemunha evoluções geológica e biológica comuns durante o Paleozóico. Nos tempos que se seguiram ao final desta era, tais semelhanças deixaram de existir, o que indica evoluções geológica e biológica separadas em cada um deles, isolados a partir de então.

A mobilidade dos continentes foi acumulando provas sobre provas. São muitas as ocorrências geológicas separadas pelos actuais oceanos, mas que ficam em continuidade geográfica, sempre que os seus contornos se ajustam, como as peças de um puzzle. No Paleozóico conhecem-se testemunhos da existência de vastas florestas de tipo equatorial, hoje localizadas no hemisfério Norte, desde as latitudes da Península Ibérica à do Spitzbergue (a 85ºN). Tais testemunhos são as conhecidas bacias carboníferas do Carbónico e do Pérmico, nas quais se acumulam as maiores reservas mundiais de carvão fóssil. Na mesma época, os actuais continentes total ou parcialmente localizados no hemisfério sul, assim como a Índia, tiveram uma posição mais próxima do Pólo Sul e parte das suas regiões estiveram sob intenso regime glaciário. Todos estes factos apontavam, quase sem contestação, a existência de uma deriva dos continentes, em movimentos simultâneos de afastamento longitudinal entre si, e de deslocamento para norte, com excepção da Antárctida, que permaneceu praticamente no mesmo local. A estes argumentos, embora correctos, faltou o apoio de uma explicação aceitável para o dinamismo essencial às referidas translações, pelo que houve que esperar por novos e sucessivos avanços nas ciências geológicas, até se chegar à visão tectónica global de que hoje dispomos.

Em 1931, o geólogo inglês A. Holmes, avançava com uma explicação dinâmica, igualmente vanguardista, muito próxima do modelo actualmente aceite. Segundo ele, o manto terrestre seria percorrido por correntes de convecção térmica, que podemos exemplificar com um líquido contido num vaso colocado sobre uma fonte de calor. O líquido aquecido no fundo do vaso sobe, arrefece e torna a descer, para voltar a aquecer e a subir. Segundo o autor, estas correntes de convecção teriam sido as causadoras da rotura da Pangea, bem como da separação e deriva (translação) dos continentes assim formados. A hipótese de Holmes não foi, porém, suficiente para reanimar a teoria de Wegener, que teria de aguardar mais duas décadas para se impor como precursora da actual concepção da dinâmica global da litosfera

Nos anos que se seguiram à 2ª Guerra Mundial, as investigações levadas a efeito nos fundos marinhos, puseram em evidência um acidente na topografia, que passou a ser designado por crista média oceânica ou dorsal oceânica. Prolongada através de todos os oceanos, é sulcada em toda a sua extensão (70 000km) por uma depressão estreita e profunda, podendo atingir os 7 000m de profundidade, limitada por falhas, a que se convencionou dar o nome de rifte (do inglês rift, “fenda”).

Constatou-se, depois, que o fluxo térmico, ou seja, o calor emanado do interior era relativamente elevado ao longo desta dorsal, excedendo em cerca de uma dezena de vezes o valor médio referente à totalidade dos fundos oceânicos. Verificou-se, ainda, que, nas zonas das fossas abissais, este fluxo descia muito abaixo do referido valor médio. Com base nestes conhecimentos, H. Hess (1960) sugeriu que as dorsais poderiam corresponder a zonas ou faixas de emersão de correntes de convecção no seu troço ascendente, ao contrário das fossas que corresponderiam às zonas de mergulho das mesmas correntes, depois de um percurso que, diríamos, superficial. Nascia, assim, a hipótese da expansão dos oceanos. Segundo este geólogo, a crosta oceânica é material magmático, oriundo do manto, ascendente ao longo do rifte, que aí solidifica e se acrescenta a um e outro lado deste acidente, à medida que o processo se continua. É este mecanismo que não só conduz à expansão da crosta oceânica e, portanto, dos fundos oceânicos, mas também promove a deriva dos continentes, afastando-os entre si, para um e outro lado da dorsal. Com este avanço nos conhecimentos, as atenções dos geólogos voltaram-se, de novo, para as ideias de Wegener. As translações continentais renasciam, mas num quadro dinâmico, diferente do existente à época. Segundo Hess, os fundos oceânicos ter-se-ão expandido no decurso dos tempos que se seguiram à referida rotura, isto é, no Mesozóico e no Cenozóico, a velocidades na ordem de escassos centímetros por ano, para cada lado do rifte, um valor compatível com as dimensões das actuais bacias oceânicas.

A partir do momento em que geofísicos e geólogos ganharam consciência que a litosfera estava fragmentada em placas, deduziram que poderia ser o próprio afundar das placas nas zonas de subducção (coincidentes com a fossas abissais) a causar o seu movimento. Isto acontece porque, com o passar dos muitos milhões de anos, as placas oceânicas vão ficando cada vez mais frias e, portanto, mais densas do que o manto que está por baixo.

Data de há meio século o conhecimento de que os minerais com algum ferro (olivina, piroxenas, anfíbolas) característicos e abundantes nas rochas da crosta oceânica (basaltos e rochas afins) se magnetizam por efeito do campo magnético terrestre, aquando da sua solidificação por arrefecimento do respectivo magma. A magnetização adquirida por esses minerais regista a polaridade do referido campo magnético no momento da sua passagem ao estado sólido, ou seja, da sua cristalização. Nestes termos, as rochas magmáticas da crosta oceânica, encerram um registo da direcção e intensidade do campo geomagnético contemporâneo da sua formação, susceptível de revelar não só as suas posição e orientação relativamente aos pólos da Terra, como também as inversões de polaridade ocorridas ao longo deste período da história do planeta. Trata-se, pois, de um magnetismo fóssil (paleomagnetismo), remanescente ou residual.

Devido a causas relacionadas com a actividade do núcleo terrestre, no decurso dos tempos geológicos, os pólos magnéticos, norte e sul, coincidiram e alternaram com os pólos norte e sul geográficos. Dito de outra maneira, o pólo norte magnético que, actualmente, coincide com o norte geográfico, esteve, no passado, alternadamente virado a norte e a sul.

O aperfeiçoamento de aparelhos – magnetómetros – susceptíveis de medir esses parâmetros, permite leituras de grande precisão. Este tipo de leituras por magnetómetros rebocados por navios oceanográficos, ao longo de direcções perpendiculares às dorsais, revelou, nas rochas dos fundos investigados, a existência de anomalias geomagnéticas, dispostas com assinalável regularidade, segundo faixas paralelas e simétricas em relação aos riftes, ou seja, de um e outro lado destes acidentes. Tais anomalias manifestam-se por variações bruscas na intensidade do campo geomagnético, com valores ora superiores, ora inferiores, relativamente ao valor regional previsível. São positivas as anomalias correspondentes a valores da intensidade superiores ao valor regional e resultam do valor da intensidade do campo actual, nesse sítio, adicionado do do magnetismo remanescente com o mesmo sentido, conservado na rocha. São negativas as anomalias correspondentes a valores inferiores ao valor regional e resultam do valor da intensidade no local, subtraído do do magnetismo remanescente de um campo reverso, isto é, com sentido inverso.

Aceitando a hipótese de Hess e as inversões de polaridade geomagnética ao longo dos tempos mesocenozóicos, F. J. Vine e D. H. Mathews (1963) deduziram que as faixas do fundo oceânico com anomalias, alternadamente positivas e negativas, correspondem a porções de crosta oceânica formadas em sucessivos períodos de polaridade do campo geomagnético, respectivamente, normal e reversa. A hipótese do alastramento dos fundos oceânicos de Hess ganhava consistência e, em conjunto com a de Vine e Mathews, tornaram-se o suporte fundamental da Teoria da Tectónica de Placas, em rápida e segura ascensão. Os estudos das anomalias magnéticas estenderam-se à generalidade dos oceanos, contando-se por cerca de duas centenas o número de inversões de polaridade registado desde o início da deriva.

As determinações de idade isotópica (determinada com base no decaimento de certos isótopos radioactivos, expressa, no geral, em milhões de anos) de rochas basálticas, colhidas no substrato oceânico, ao longo de direcções perpendiculares aos riftes, confirmam a existência de faixas simétricas (em relação a este acidente maior), no que se refere às respectivas idades, sendo as rochas tanto mais antigas quanto mais afastadas se encontrem do rifte, o que confirmou as hipóteses de Hess e de Vine e Mathews, contribuindo com mais uma achega na consolidação desta visão global da geologia. 

Pode deduzir-se a velocidade de alastramento dos fundos oceânicos achando o cociente entre a distância ao rifte de uma dada amostra e a idade isotópica da respectiva rocha. Os valores obtidos neste tipo de determinações apontam para velocidades compreendidas entre 1 a 9 cm/ano, correspondendo os valores menores ao Oceano Atlântico e os maiores ao Pacífico. O elevado número de determinações de idades isotópicas, na generalidade dos fundos oceânicos, revela que a maior parte do seu substrato basáltico tem menos de 80 Ma, havendo, contudo, locais onde essa idade atinge os 160 Ma. Tais valores referentes à crosta oceânica são ínfimos quando comparados com os conhecidos nas rochas da crosta continental, que podem recuar aos 4000 Ma.

O alastramento dos fundos oceânicos, tal como é aceite pela comunidade de geólogos, nas suas mais diversas áreas (Geofísica, Paleontologia, Estratigrafia, Tectónica, etc.), afastou o principal obstáculo à Teoria das Translações Continentais, de Wegener, uma vez que não considera os continentes a deslizarem sobre um suporte rígido, mas, sim, com ele. O referido obstáculo consistia na difícil, se não impossível aceitação de forças capazes de vencer o atrito que se oporia a um tal deslizamento. Na tectónica de placas, os continentes são considerados unidades isoladas de crosta continental, constituindo a parte mais superficial de porções maiores de litosfera, às quais foi dado o nome de placas, elas, sim, deslizantes sobre a astenosfera, plástica. À semelhança de um corpo sobre uma jangada à deriva, os continentes afastam-se e aproximam-se entre si, animados pela convecção do calor no interior da Terra.

A justaposição dos contornos dos continentes de que se fala na teoria de Wegener, não sendo perfeita, foi, contudo, suficiente para servir de inspiração e ser usada como argumento a seu favor. Os progressos no conhecimento da topografia submarina permitiram a E. C. Bullard e colaboradores (1965) mostrar que a justaposição, quase perfeita, tem lugar, não face ao desenho do litoral em confronto, mas, sim, ao da batimétrica de 1 000m, onde a plataforma continental faz a transição para a bacia oceânica. Esta contribuição dos investigadores da Universidade de Cambridge deu ainda mais consistência à visão tectónica global, que marca a moderna Geologia.