Geologia dos Alpes - Geology of the Alps

Alps 13/03/2007 10.10UTC 1px-250m

Os Alpes fazem parte de um cinturão orogênico Cenozóico de cadeias de montanhas , denominado cinturão dos Alpes , que se estende pelo sul da Europa e pela Ásia desde o Atlântico até o Himalaia . Este cinturão de cadeias de montanhas foi formado durante a orogenia alpina . Uma lacuna nessas cadeias de montanhas na Europa central separa os Alpes dos Cárpatos a leste. A orogenia ocorreu continuamente e a subsidência tectônica produziu as lacunas entre eles.

Os Alpes surgiram como resultado da colisão das placas tectônicas da África e da Eurásia , na qual o Alpine Tethys , que antes estava entre esses continentes , desapareceu. Enorme estresse foi exercido sobre os sedimentos da bacia Alpina Tethys e seus estratos Mesozóico e Cenozóico inicial foram empurrados contra a massa de terra estável da Eurásia pela massa de terra africana em movimento para o norte. A maior parte disso ocorreu durante as épocas do Oligoceno e do Mioceno . A pressão formava grandes dobras reclinadas, ou napa , que se erguiam do que havia se tornado o Alpine Tétis e empurravam para o norte, muitas vezes quebrando e deslizando uma sobre a outra para formar falhas de impulso gigantescas . As rochas cristalinas do embasamento , que estão expostas nas regiões centrais superiores, são as rochas que formam o Mont Blanc , o Matterhorn e os picos altos dos Alpes Peninos e Hohe Tauern ( Stampfli & Borel 2004 ).

A formação do Mar Mediterrâneo é um desenvolvimento mais recente e não marca a extensão setentrional dos terranos originários da placa africana.

Limites geológicos

Mapa tectônico do Mediterrâneo , mostrando a posição dos Alpes dentro de outras estruturas do cinturão alpino

Os Alpes formam um arco convexo para o norte ao redor de sua bacia de foreland sudeste , a bacia do rio Po (para ser mais preciso, o sul é de fato seu interior ). Os sedimentos quaternários e neógenos nesta bacia encontram-se discordantes sobre as unidades de impulso mais meridionais . No nordeste, o sul de imersão e empurrou internamente Cenozóico depósitos foreland ( flysch e melaço ) são encontrados. Esta bacia do foreland da Baviera e da Suíça é chamada de bacia do Molasse . Os depósitos da bacia do foreland são derrubados do sul pelo impulso das nappes alpinas. Na Suíça, a Bacia do Molasse é delimitada a noroeste pelas montanhas Jura , um cinturão externo de dobras e impulsos, que pode ser visto geologicamente como parte dos Alpes. A parte ocidental da bacia do Molasse forma o planalto do Mittelland entre os Alpes e as Montanhas Jura. A localização dos Montes Jura ainda é um assunto para debate. Um possível fator tectônico é o Graben do Alto Reno extensional norte-sul ao norte.

Os Alpes continuam sem problemas nas seguintes cadeias de montanhas alpinas relacionadas: os Apeninos a sudoeste, os Dinárides a sudeste e os Cárpatos a nordeste. No leste, os Alpes são delimitados pela Bacia de Viena e pela Bacia da Panônia , onde ocorre o alongamento leste-oeste da crosta.

Estrutura geológica

Os Alpes têm uma geologia complexa, mas a estrutura geral é a mesma de outras cadeias montanhosas formadas por colisão continental .

Subdivisões

Os Alpes são freqüentemente divididos em Alpes Orientais , Centrais e Ocidentais , embora os limites entre essas subdivisões sejam arbitrários. A divisão entre os Alpes Orientais e Centrais é aproximadamente a linha entre St. Margrethen , Chur e Sondrio ; a divisão entre os Alpes Centrais e Ocidentais não é clara ( Pfiffner 2009 , p. 25). A sutura principal (grande zona de cisalhamento ) nos Alpes é chamada de Costura Periadriatica e atravessa os Alpes de leste a oeste. Este é o limite entre os materiais das (antigas) placas europeias e do Adriático . Ao sul desta linha estão as unidades dobradas e impulsionadas dos Alpes do Sul .

Ao norte da linha periadriatica, encontram-se rochas de três "domínios" paleogeográficos principais : os domínios Helvético ou Dauphinois , o Penínico e o Austroalpino . Esta subdivisão é feita de acordo com as origens paleogeográficas das rochas: a Zona Helvética contém material da placa europeia, o material da Zona Austroalpina da placa Adriática, o material da Zona Penínica dos domínios que existiam entre as duas placas.

Mapa geológico simplificado dos Alpes, mostrando a subdivisão tectônica e as maiores estruturas geológicas. Alguns detalhes são baseados em suposições controversas.

Geologia estrutural

Camadas de rocha nappe helvética dobrada em Dent de Morcles , Suíça

As dobras e impulsos ao norte da costura periadriatica são geralmente direcionadas para o norte, a vergência dominante (direção da assimetria das dobras) nessas unidades é para o norte. Nos Alpes do Sul, os impulsos são para o sul, de modo que a vergência é predominantemente para o sul.

As rochas das nappes Austroalpinas formam a maioria dos afloramentos nos Alpes Orientais , enquanto no oeste essas nappes são, com exceção de alguns lugares (as unidades Dent Blanche e Sesia ), erodidas . Nos Alpes Ocidentais, as nappes Helvéticas podem ser encontradas ao norte e oeste, às vezes ainda sob klippes das nappes Penninic, como no Préalpes du Sud ao sul do Lago de Genebra .

Em muitos pontos da zona central ao norte da linha periadriatica podem ser encontrados grandes antiformes chamados anticlinoria , às vezes eles aparecem nos afloramentos como janelas . Ao nível de uma dessas janelas (a janela Hohe Tauern ), a costura periadriatica curva-se para norte, o que sugere que a placa do Adriático é mais rígida neste local específico, funcionando como um chamado indentador. Na parte central da Suíça, elevação ocorreu ao longo de uma dúctil norte-sul faultzone normal, chamado de linha de Rhône-Simplon . A estrutura assim formada é chamada de cúpula de Lepontin .

Intrusões

Em rochas mais antigas da crosta inferior, são encontradas intrusões que se formaram durante ou logo após a orogenia hercínica . Essas intrusões são mais antigas que os Alpes e nada têm a ver com sua formação. A determinação radiométrica da idade produz idades em torno de 320  Ma . Intrusões félsicas ligeiramente mais jovens, formadas por extensão do Permiano e Triássico, também podem ser encontradas.

As intrusões da formação dos próprios Alpes são relativamente raras. Os maiores encontram-se ao longo do cordão Periadriatico, o maior é o granito Adamello . Nas nappes Pennínicas, migmatitos e pequenos derretimentos podem ser encontrados.

Metamorfose

As rochas das nappes Helvética e Austroalpina e dos Alpes do sul não sofreram metamorfismo de alto grau nas principais fases alpinas do Cenozóico. Quaisquer rochas metamórficas de alto grau nessas unidades não terão se tornado metamórficas devido à formação dos Alpes. Outras possibilidades são:

  • eles eram originários de regiões inferiores da crosta e chegaram à superfície por levantamento , o que lhes dá no máximo fácies anfibolito .
  • nas nappes austroalpinas ocorrem eclogitos que foram formados durante o período Cretáceo , em uma fase inicial da construção de montanhas chamada orogenia Eo-Alpina. Estas são rochas metamórficas de alto grau, mas seu metamorfismo não está relacionado à formação (posterior) dos Alpes.

Eclogitos Cenozóicas ocorrem nos nappes Penninic, que contêm material que tem sido através blueschist ou fácies eclogite . Essas nappes mostram um gradiente de campo barroviano . Este tipo de metamorfismo só pode ocorrer quando uma rocha está sob pressão - condições de temperatura que normalmente ocorrem no manto terrestre . Isso significa que as nappes Penninic consistem em material que foi subduzido no manto e mais tarde obstruído na crosta.

O contato alpino ( Cenozóico ) ou metamorfismo de Buchan é raro nos Alpes, porque as intrusões são raras.

História tectônica

Os Alpes são um cinturão de dobra e empuxo . Dobrar e empurrar é a expressão do encurtamento da crosta que é causado pelos movimentos convergentes das placas da Europa e do Adriático.

Cisão da Pangéia

No final do período Carbonífero (300  Ma ), a orogenia Hercínica ou Variscana, na qual o supercontinente Pangéia formado a partir do Gondwana e da Laurásia , foi encerrada. A leste dos terranos que agora formam os Alpes estava o oceano Paleo-Tétis .

Os efeitos do vento e da água foram capazes de erodir química e mecanicamente e destruir as cadeias de montanhas Hercínicas. No Permiano , os principais depósitos da Europa foram arenito e conglomerado , produtos da erosão da cordilheira Hercínica. Ao mesmo tempo, a extensão da crosta ocorreu porque a cordilheira era isostaticamente instável (isso é chamado de colapso orogênico). Devido à extensão, bacias se formaram ao longo do eixo da cordilheira e ocorreu o vulcanismo félsico . Esta foi a primeira fase de separação entre a Europa e a África. Devido ao aumento do nível do mar no período Triássico , a margem oriental da Pangéia foi inundada. Rasos mares prateleira e mares epicontinentais existiu em que evaporites e calcários foram depositados.

jurássico

No início do período jurássico (180  Ma ), um oceano estreito começou a se formar entre as partes norte (América do Norte e Eurásia) e sul (África e América do Sul) da Pangéia. A crosta oceânica que se formou no processo é conhecida como Oceano Piemonte-Ligúria . Este oceano é geralmente considerado uma extensão ocidental do oceano Tétis . Embora não estivesse realmente conectado a ela, um pedaço peninsular da crosta continental da placa africana chamada placa do Adriático ficava entre as placas africana e europeia e estava envolvido na subdivisão do Tétis e da formação dos primeiros Alpes. Às vezes, os nomes Alpine Tethys ou Western Tethys Ocean são usados ​​para descrever uma série de pequenas bacias oceânicas que se formaram a sudoeste da placa europeia, para distingui-las do oceano Neo-Tethys no leste. Como o Jurássico era uma época de altos níveis de mar, todos esses oceanos eram conectados por mares rasos. Nos continentes, depósitos marinhos rasos (calcários) foram formados durante todo o Mesozóico.

No final do Jurássico, o microcontinente Ibéria separou-se da placa europeia e o oceano Valais formou-se entre as duas placas. Os oceanos Piemont-Liguria e Valais nunca foram grandes oceanos como o atual Oceano Atlântico. O que poderiam ter sido é a abertura abaixo do Mar Vermelho , continuando pela África, formando o Grande Vale do Rift . Eventualmente, um novo oceano cortará o leste da África à medida que a fenda se desenvolve, separando uma grande parte da terra do continente principal.

Quando, no final do Jurássico, a placa Adriática começou a se mover em direção à placa europeia, fossas oceânicas se formaram nos Alpes orientais. Nestes, foram depositados sedimentos marinhos profundos, como radiolaritos e lutitos .

Fase Eo-Alpina no Cretáceo

O movimento divergente das placas europeias e africanas teve vida relativamente curta. Quando o Oceano Atlântico se formou entre a África e a América do Sul (cerca de 100  Ma ), a África começou a se mover para o nordeste.

Como resultado desse processo, as camadas macias de sedimentos oceânicos nos oceanos Alpine Tethys foram comprimidas e dobradas conforme eram lentamente empurradas para cima. Presa no meio dos continentes que se fundem, a área do Mar de Tethys entre a África e a Eurásia começou a encolher à medida que a crosta oceânica subduzia sob a placa Adriática. As tremendas forças em ação na base continental inferior fizeram com que a base europeia se curvasse para baixo no manto quente e amolecesse. A massa de terra do sul (africano) então continuou seu movimento para o norte ao longo de cerca de 1.000 km (600 mi). Acredita-se que o lento dobramento e pregueamento dos sedimentos à medida que subiam das profundezas tenha formado inicialmente uma série de longos arcos de ilha vulcânica leste-oeste . Rochas vulcânicas produzidas nesses arcos insulares são encontradas entre os ofiolitos das nappes Pennínicas.

No final do Cretáceo, a primeira colisão continental ocorreu quando a parte norte da subplaca do Adriático colidiu com a Europa. Isso é chamado de fase Eo-Alpina e às vezes é considerada a primeira fase da formação dos Alpes. A parte da placa do Adriático que foi deformada nesta fase é o material que mais tarde formaria as nappes austroalpinas e os Alpes Meridionais. Em alguns fragmentos do oceano Piemont-Liguria, agora nas nappes Penínicas, uma fase de deformação Eo-Alpina também pode ser reconhecida.

Além da dobra Eo-Alpina e do cinturão de impulso, outras regiões ainda estavam no domínio marinho durante o Cretáceo. Nas margens meridionais do continente europeu, mares rasos formaram depósitos de calcário, que mais tarde seriam (nos Alpes) incorporados às nappes Helvéticas. Ao mesmo tempo, a sedimentação de argila anóxica ocorreu nos reinos marinhos profundos dos oceanos Piemonte-Ligúria e Valais. Esta argila mais tarde se tornaria as ardósias Bündner das nappes Penninic.

Paleoceno e Eoceno

Quando a crosta oceânica Piemonte-Liguria subduziu completamente sob a placa do Adriático no Paleoceno , o microcontinente Briançonnais , segundo alguns um pedaço da placa ibérica , chegou à zona de subducção. O microcontinente Briançonnais e o oceano Valais (com arcos insulares) subduzidos sob a placa do Adriático. Eles permaneceram a cerca de 70 km (45 mi) abaixo da superfície durante o Eoceno , alcançando a fácies eclogita e sendo invadidos por migmatitos . Este material mais tarde se tornaria as nappes Penninic, mas uma grande parte do terreno Briançonnais subdividiu-se ainda mais no manto e foi perdida. Enquanto isso, na superfície, a crosta superior da placa do Adriático (as últimas nappes austroalpinas) foi lançada sobre a crosta europeia. Esta foi a principal fase de colisão na formação dos Alpes.

Oligoceno e Mioceno

Quando a laje subduzida se quebrou (conhecida como ruptura da laje, tração da laje ) e caiu, a crosta subduzida começou a se mover para cima. Isso levou à elevação da crosta continental espessada que levou, no Mioceno , à extensão . No caso dos Alpes, a extensão só poderia ocorrer na direção oeste-leste porque a placa do Adriático ainda estava convergindo do sul. Uma enorme zona de impulso evoluiu que mais tarde se tornaria a Costura Periadriatica . A zona também acomodou cisalhamento dextral que resultou da extensão oeste-leste. Com exceção do material alóctone austroalpino, esse impulso evoluiu na fronteira das placas do Adriático e da Europa. As zonas centrais dos Alpes aumentaram e foram posteriormente erodidas. Janelas tectônicas e cúpulas como a janela Hohe Tauern foram formadas dessa maneira.

Enquanto isso, a frente de impulso das nappes Penninic e Austroalpine avançava, empurrando todo o material em seu caminho para o norte. Devido a esta pressão, desenvolveu-se um decolamento sobre o qual ocorria o impulso. O material impulsionado se tornaria as nappes Helvéticas.

A placa adriática começou a girar no sentido anti-horário.

Quaternário

Após a subducção da crosta oceânica da colisão de placas europeias quase completamente interrompida nos Alpes Ocidental e Central ( ver mapa Figura 2 ). Essas partes ainda são elevadas até 2,5 mm / ano em algumas áreas. Acredita-se que seja principalmente devido à recuperação após a perda de peso do derretimento das calotas polares após a última Idade do Gelo , erosão intensa durante a glaciação e alguns processos na litosfera e no manto . A placa do Adriático, empurrada pela placa africana, ainda gira no sentido anti-horário em torno do eixo perto de Ivrea no noroeste da Itália e é subduzida nos Alpes Orientais e causa elevação tectônica (impulso) lá.

Geomorfologia

A formação da paisagem alpina vista hoje é um desenvolvimento recente - apenas cerca de dois milhões de anos. Desde então, cinco eras glaciais conhecidas contribuíram muito para remodelar a região. As tremendas geleiras que fluíram dos vales das montanhas cobriram repetidamente toda a planície suíça e empurraram a camada superficial do solo para as colinas baixas e onduladas vistas hoje. Eles escavaram os lagos e arredondaram as colinas de calcário ao longo da fronteira norte.

O último grande avanço da geleira nos Alpes terminou há cerca de 10.000 anos, deixando o grande lago hoje conhecido como Lago Neuchatel . O gelo nesta região atingiu cerca de 1.000 m (0,6 mi) de profundidade e fluiu para fora da região atrás do lago de Genebra cerca de 100 km (60 mi) ao sul. Hoje, grandes blocos de granito são encontrados espalhados pelas florestas da região. Eles foram carregados e empurrados pelas geleiras que encheram esta parte da planície ocidental por cerca de 80.000 anos durante a última era glacial . A partir de sua composição, foi possível determinar a área exata de onde começaram sua jornada. Com o fim da última era do gelo, acredita-se que o clima mudou tão rapidamente que as geleiras recuaram para as montanhas em apenas 200 a 300 anos.

Além de deixar um terreno baldio semelhante ao Ártico, de rocha estéril e cascalho, a enorme morena de material que foi lançada na frente das geleiras bloqueou enormes massas de água derretida que derramou na planície central durante este período. Resultou um enorme lago, inundando a região a uma profundidade de várias centenas de metros por muitos anos. A velha linha costeira pode ser vista em alguns lugares ao longo das colinas baixas no sopé das montanhas - as colinas sendo na verdade morenas laterais glaciais. À medida que o Aare , que agora drena o oeste da Suíça para o Reno , acabou abrindo a barragem natural, os níveis de água na planície caíram para perto dos níveis atuais.

Nos últimos 150 anos, os humanos mudaram o fluxo e os níveis de todos os rios e a maioria das extensas áreas úmidas e pequenos lagos desapareceram sob os efeitos da agricultura e outros desenvolvimentos.

Foi proposto que a altura das montanhas nos Alpes Dauphiné é limitada pela erosão da geleira , um efeito conhecido como serra circular glacial .

Pesquisa geológica

Os Alpes foram o primeiro sistema montanhoso a ser extensivamente estudado por geólogos, e muitos dos termos geológicos associados a montanhas e geleiras se originaram lá. O termo Alpes foi aplicado a sistemas montanhosos em todo o mundo que exibem características semelhantes.

Geofísica

Nas décadas de 1980 e 1990, várias equipes começaram a mapear as estruturas na crosta inferior por meio da sismologia . O resultado foi uma série de seções geológicas detalhadas das estruturas profundas abaixo dos Alpes. Quando a pesquisa sísmica é combinada com percepções da pesquisa gravitacional e tomografia do manto, a placa de subducção da placa europeia pode ser mapeada. A tomografia também mostra algumas placas destacadas mais antigas no manto.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos