Elevação tectônica - Tectonic uplift

A elevação tectônica é a elevação geológica da superfície da Terra que é atribuída às placas tectônicas . Embora a resposta isostática seja importante, um aumento na elevação média de uma região só pode ocorrer em resposta a processos tectônicos de espessamento da crosta (como eventos de construção de montanha ), mudanças na distribuição de densidade da crosta e manto subjacente e suporte flexural devido à curvatura da litosfera rígida .

Os efeitos da desnudação (processos que desgastam a superfície terrestre) também devem ser considerados. No âmbito deste tópico, soerguimento refere-se ao desnudamento, na medida em que o desnudamento aproxima as rochas enterradas da superfície. Este processo pode redistribuir grandes cargas de uma região elevada para uma área topograficamente inferior também - promovendo assim uma resposta isostática na região de desnudação (o que pode causar elevação local da rocha). O momento, a magnitude e a taxa de denudação podem ser estimados por geólogos usando estudos de pressão-temperatura.

Espessamento da crosta

O espessamento da crosta tem um componente ascendente de movimento e freqüentemente ocorre quando a crosta continental é empurrada para a crosta continental. Basicamente, nappes (folhas de impulso) de cada placa colidem e começam a empilhar uma em cima da outra; evidência de este processo pode ser visto em conservas ofiolític nappes (conservados no Himalaias), e em rochas com um invertido gradiente metamórfica . O gradiente metamórfico invertido preservado indica que as nappes foram realmente empilhadas umas sobre as outras tão rapidamente que as rochas quentes não tiveram tempo de se equilibrar antes de serem empurradas no topo das rochas frias. O processo de empilhamento de nappe só pode continuar por algum tempo, pois a gravidade irá eventualmente impedir o crescimento vertical posterior (há um limite superior para o crescimento vertical da montanha).

Distribuição de densidade da crosta e manto subjacente

Embora as superfícies elevadas das cadeias de montanhas resultem principalmente do espessamento da crosta, existem outras forças em jogo que são responsáveis ​​pela atividade tectônica. Todos os processos tectônicos são impulsionados pela força gravitacional quando as diferenças de densidade estão presentes. Um bom exemplo disso seria a circulação em grande escala do manto terrestre . As variações laterais de densidade próximas à superfície (como a criação, resfriamento e subducção das placas oceânicas ) também impulsionam o movimento das placas .

A dinâmica das cadeias de montanhas é governada por diferenças na energia potencial gravitacional de colunas inteiras da litosfera (ver isostasia ). Se uma mudança na altura da superfície representa uma mudança isostaticamente compensada na espessura da crosta, a taxa de mudança da energia potencial por unidade de área de superfície é proporcional à taxa de aumento da altura média da superfície. As taxas mais altas de trabalho contra a gravidade são necessárias quando a espessura da crosta (não da litosfera ) muda.

Flexura litosférica

Lithosphere no lado oceanward de uma trincheira oceânica em uma zona subducción curva vontade para cima devido às propriedades elásticas da crosta terrestre .

Elevação orogênica

A elevação orogênica é o resultado de colisões de placas tectônicas e resulta em cadeias de montanhas ou uma elevação mais modesta sobre uma grande região. Talvez a forma mais extrema de elevação orogênica seja uma colisão crustal continental-continental. Nesse processo, dois continentes são suturados e grandes cadeias de montanhas são produzidas. A colisão das placas da Índia e da Eurásia é um bom exemplo da extensão que a elevação orogênica pode alcançar. A falha de impulso pesado (da placa indiana abaixo da placa eurasiana) e a dobra são responsáveis ​​pela sutura das duas placas. A colisão das placas da Índia e da Eurásia não apenas produziu o Himalaia, mas também é responsável pelo espessamento da crosta ao norte na Sibéria . As montanhas Pamir , Tian Shan , Altai , Hindu Kush e outros cinturões montanhosos são exemplos de cadeias montanhosas formadas em resposta à colisão do Índio com a placa eurasiana. A deformação da litosfera continental pode ocorrer de vários modos possíveis.

O Platô de Ozark é uma ampla área elevada que resultou da Orogenia Permian Ouachita ao sul nos estados de Arkansas , Oklahoma e Texas . Outra elevação relacionada é a elevação Llano no Texas , uma localização geográfica que leva o nome de suas características de elevação.

O Platô do Colorado, que inclui o Grand Canyon, também é o resultado de uma ampla elevação tectônica seguida pela erosão do rio.

Quando as montanhas sobem lentamente, seja devido à elevação orogênica ou outros processos (por exemplo, rebote após a glaciação), uma característica incomum conhecida como lacuna de água pode ocorrer. Nestes, a erosão de um curso de água , como um rio, ocorre mais rapidamente do que o levantamento de uma montanha, resultando em um desfiladeiro ou vale que atravessa uma cordilheira desde uma região baixa de um lado até uma região semelhante do outro. Exemplos de tais lacunas de água incluem Manawatu Gorge na Nova Zelândia e Cumberland Narrows em Maryland, Estados Unidos.

Elevação isostática

A remoção de massa de uma região será isostaticamente compensada por rebote crustal. Se levarmos em consideração as densidades crustais e do manto típicas, a erosão de uma média de 100 metros de rocha em uma superfície ampla e uniforme fará com que a crosta se recupere isostaticamente cerca de 85 metros e causará apenas uma perda de 15 metros da elevação média da superfície. Um exemplo de elevação isostática seria a recuperação pós-glacial após o derretimento das geleiras continentais e mantos de gelo . A região da Baía de Hudson no Canadá , os Grandes Lagos do Canadá e dos Estados Unidos e a Fennoscandia estão atualmente passando por uma recuperação gradual como resultado do derretimento das camadas de gelo há 10.000 anos.

O espessamento da crosta, que por exemplo está ocorrendo atualmente no Himalaia devido à colisão continental entre as placas da Índia e da Eurásia , também pode levar à elevação da superfície; mas devido ao afundamento isostático da crosta espessa, a magnitude da elevação da superfície será apenas cerca de um sexto da quantidade de espessamento da crosta. Portanto, na maioria das configurações convergentes, a elevação isostática desempenha um papel relativamente pequeno e a formação de alto pico pode ser mais atribuída a processos tectônicos. Medidas diretas da mudança de elevação da superfície da terra só podem ser usadas para estimar as taxas de erosão ou levantamento do leito rochoso quando outros controles (como mudanças na elevação média da superfície, volume de material erodido, escalas de tempo e atrasos de resposta isostática, variações na densidade crustal) são conhecidos.

Ilhas de coral

Em alguns casos, a elevação tectônica pode ser vista nos casos das ilhas de coral . Isso é evidenciado pela presença de várias ilhas oceânicas compostas inteiramente de coral , que de outra forma parecem ser ilhas altas ( isto é , ilhas de origem vulcânica ). Exemplos dessas ilhas são encontrados no Pacífico , notadamente as três ilhotas de fosfato , Nauru , Makatea e Banaba , bem como Maré e Lifou na Nova Caledônia , Fatu Huku nas Ilhas Marquesas e Ilha Henderson nas Ilhas Pitcairn . A elevação dessas ilhas é o resultado do movimento das placas tectônicas oceânicas. As ilhas submersas ou guyots com seus recifes de coral são o resultado da subsidência da crosta à medida que a placa oceânica carrega as ilhas para áreas mais profundas ou mais baixas da crosta oceânica.

Elevação vs. exumação

A palavra "levantamento" se refere ao deslocamento contrário à direção do vetor de gravidade, e o deslocamento só é definido quando o objeto sendo deslocado e o quadro de referência são especificados. Molnar e Inglaterra, identificam três tipos de deslocamento aos quais o termo "elevação" é aplicado:

  1. Deslocamento da superfície da Terra em relação ao geóide . Isso é o que chamamos de "elevação da superfície"; e a elevação da superfície pode ser definida calculando a elevação média e as mudanças na elevação sobre áreas de superfície de um tamanho especificado.
  2. O "levantamento de rochas" refere-se ao deslocamento das rochas em relação ao geóide.
  3. O deslocamento das rochas em relação à superfície é denominado exumação .

Esta equação simples relaciona os três tipos de deslocamento:

Elevação da superfície = elevação da rocha - exumação

O termo geóide é usado acima para significar o nível do mar e é um bom quadro de referência. Um determinado deslocamento dentro deste quadro de referência permite quantificar a quantidade de trabalho que está sendo feito contra a gravidade.

Medir a elevação e a exumação pode ser complicado. Medir a elevação de um ponto requer medir sua mudança de elevação - geralmente os geocientistas não estão tentando determinar a elevação de um ponto singular, mas sim a elevação sobre uma área especificada. Consequentemente, a mudança na elevação de todos os pontos na superfície dessa área deve ser medida e a taxa de erosão deve ser zero ou mínima. Além disso, as sequências de rochas depositadas durante esse levantamento devem ser preservadas. Desnecessário dizer que em cadeias de montanhas onde as elevações estão muito acima do nível do mar, esses critérios nem sempre são facilmente atendidos. No entanto, as restaurações paleoclimáticas podem ser muito valiosas; esses estudos envolvem inferir mudanças no clima em uma área de interesse a partir de mudanças com o tempo da flora / fauna que é sabidamente sensível à temperatura e às chuvas. A magnitude da exumação a que uma rocha foi submetida pode ser inferida a partir da geobarometria (medindo a pressão anterior e o histórico de temperatura de uma rocha ou assembléia). Conhecer o histórico de pressão e temperatura de uma região pode render uma estimativa do gradiente geotérmico ambiente e limites no processo de exumação; no entanto, estudos geobarométricos / geotermométricos não produzem uma taxa de exumação (ou qualquer outra informação a tempo). Pode-se inferir taxas de exumação a partir de rastros de fissão e de idades radiométricas , desde que se tenha um perfil térmico estimado.

Referências

links externos