Dobramentos Modernos

Os dobramentos modernos são um tipo de formação geológica mais recente constituídos de rochas magmáticas e sedimentares.

Eles foram formados pelo movimento das placas tectônicas, durante o período terciário e por esse motivo, são também chamados de Dobramentos Terciários. O nome dobramento está associado a pressão exercida com o movimento das placas formando "dobras" no relevo.

Segundo os estudos de geologia, eles são as maiores elevações do planeta e, portanto, corresponde a cadeia de montanhas e cordilheiras espalhadas pela Terra.

Os dobramentos modernos estão situados numa área instável onde ocorre intensa atividade sísmica (terremoto) e erupções vulcânicas. Os dobramentos podem ser modernos e antigos, dependendo da idade que possuem.

Escudos Cristalinos e Bacia Sedimentar

Além dos Dobramentos Modernos, existem dois tipos de formação geológica, a saber:

• Escudos Cristalinos: o mais antigo de todos, formado em área de planalto. São menores que os dobramentos modernos e surgiram sobretudo de erupções vulcânicas.
• Bacia Sedimentar: formado em terrenos de depressão, as bacias sedimentares foram constituídas ao longo dos anos pelo acúmulo de sedimentos.

No Brasil

No Brasil não encontramos esse tipo de formação, posto que o país está localizado no centro da placa tectônica Sul-Americana e, portanto, não apresenta a instabilidade sísmica típica dos dobramentos modernos.

Saiba sobre a Estrutura Geológica do Brasil.

No Mundo

Pelo mundo podemos encontrar dobramentos modernos em quase todos os continentes. Na Europa, os Alpes ou maciço Alpino está localizado na região central da Europa e representam uma grande cadeia de cordilheiras.

Ele está presente em diversos países europeus: Itália, Suíça, Alemanha, Eslovênia, Áustria, França, Mônaco e Liechtenstein. O pico mais alto dos Alpes é o Monte Branco com cerca de 4810 metros, localizado na fronteira da França e da Itália.

Os montes Urais, localizado na Rússia e no Cazaquistão, separa o continente europeu e asiático. O ponto culminante, situado na Rússia, tem cerca de 1900 metros de altitude, chamado de Monte Naroda ou Monte Narodnaya.

Na América, a Cordilheira dos Andes, localizado na América do Sul é um conjunto de cadeias montanhosas que atravessa diversos países da porção oeste: Chile, Argentina, Peru, Bolívia, Equador, Colômbia e Venezuela

Possui 8 mil quilômetros de extensão, sendo considerada o maior dobramento moderno em comprimento do mundo. O ponto mais alto da Cordilheira dos Andes é o Monte Aconcágua, situado na Argentina e que apresenta cerca de 7 mil metros de altitude.

Além dos Andes, as Montanhas Rochosas, situada na América do Norte são um exemplo de dobramentos modernos presentes no continente americano. Estão localizadas no Canadá e nos Estados Unidos. O pico mais alto é o Monte Elbert com comprimento de 4800 quilômetros e altitude aproximada de 4400 metros.

Na Ásia, a Cordilheira do Himalaia é a cadeia de montanhas mais alta do mundo e está localizada no sudeste asiático abrangendo diversos territórios: Índia, China, Tibete, Butão, Nepal, Paquistão. Possui uma altitude máxima de aproximadamente 8850 metros, sendo sua montanha mais alta o Monte Everest.

Na África, a Cordilheira do Atlas está localizado no noroeste do continente passando por diversos países: Marrocos, Argélia e Tunísia. Se estende por 2400 quilômetros sendo que o pico mais alto é o Jbel Toubkal, no Marrocos, com aproximadamente 4170 metros de altitude.

Escudos Cristalinos

Os escudos cristalinos ou maciços antigos representam um tipo de formação geológica muito resistente que se formam em áreas de baixa altitude.

Constituído de rochas cristalinas (metamórficas e magmáticas), o escudo cristalino corresponde a formação rochosa terrestre mais antiga, os quais foram formados durante o período pré-cambriano (arqueozoico e proterozoico).

Esse tipo de formação apresenta diversos recursos minerais (metálicos e não metálicos), por exemplo: granito, diorito, quartzo, ardósia, magnesita, amianto, feldspato, minério de ferro, ouro, cobre, manganês, chumbo, bauxita, estanho, cromo, cobalto e níquel. Os escudos cristalinos são encontrados em terrenos de grande estabilidade tectônica.

Dobramentos Modernos e Bacias Sedimentares

Além dos escudos cristalinos, a estrutura geológica da terra apresenta também os dobramentos modernos e as bacias sedimentares.

Os dobramentos modernos são resultantes das erupções vulcânicas que surgiram no início do período terciário da era cenozoica.

As bacias sedimentares são terrenos de depressão onde foram acumulados sedimentos durante o passar do tempo. Foram formadas durante as eras paleozoica, mesozoica e cenozoica.

Crátons

Os crátons ou cratões representam uma estrutura geológica formados por rochas muito antigas os quais são ricos em minerais. São classificados de duas maneiras:

• Escudo Cristalino: são encontrados na superfície.
• Embasamento Cristalino: áreas cobertas por intensa atividade sedimentar.

Como se formam os Escudos Cristalinos?

Os Escudos cristalinos são formados por intensos processos de erosão em áreas de tectonismo estáveis. Por serem formadas, em grande parte, por rochas magmáticas ou ígneas, os escudos cristalinos são também constituídos pela solidificação de magma terrestre decorrente de atividade vulcânica.

Saiba mais sobre os Tipos de Rochas.

Escudos Cristalinos Brasileiros

Cerca de 36% do território brasileiro é formado pelos escudos cristalinos, dos quais se destacam:

• Escudo das Guianas: localizado no extremo norte do Brasil.
• Escudo do Brasil Central: localizado na região centro-norte do Brasil.
• Escudo Atlântico: localizado na região centro-leste do Brasil.

Bacia Sedimentar

A bacia sedimentar é um tipo de formação geológica rochosa formada nas depressões de relevo (áreas rebaixadas) que com o tempo, foram acumulando sedimentos, daí surge seu nome.

São formadas por várias camadas de sedimentos superpostas que podem ser restos de animais e vegetais, rochas, conchas, ossos, dentre outros.

As bacias sedimentares, que estão em constante processo de renovação, podem ser consideradas como formações geológicas antigas (eras paleozoica e mesozoica) ou recentes (era cenozoica).

Sendo assim, nas camadas mais inferiores, os sedimentos depositados são mais antigos, enquanto nas camadas superiores são de origem mais recente.

Escudos Cristalinos e Dobramentos Modernos

Além das bacias sedimentares, outros tipos de formações geológicas que constituem a geologia terrestre são os escudos cristalinos e os dobramentos modernos.

Os escudos cristalinos são dobramentos antigos que surgiram ao longo do período pré-cambriano constituindo baixos planaltos e maciços arredondados.

Já os dobramentos modernos surgem do choque das placas tectônicas que ocorreram no início do período terciário da Era Cenozoica.

Por isso, os locais onde apresentam esse tipo de formação geológica revelam uma instabilidade, por exemplo, nas áreas de vulcões e falhas tectônicas.

Saiba mais sobre a Estrutura Geológica do Brasil.

Importância das Bacias Sedimentares

A despeito de servirem para o aprofundamento dos estudos de geologia e dos fósseis, revelando a evolução da vida na terra, as bacias sedimentares possuem grande importância econômica, visto que os sedimentos acumulados durante milhões de anos, são responsáveis pela presença de recursos orgânicos utilizados como fontes de energia, por exemplo, o carvão mineral, a hulha, gás natural e o petróleo.

Além deles, as rochas inorgânicas que compõem as bacias sedimentares dão origem ao arenito e calcário, utilizados na construção civil.

O elemento subterrâneo

Simulações sugerem que parte considerável do carbono do planeta estaria escondida nas profundezas da Terra 

IGOR ZOLNERKEVIC | ED. 250 | DEZEMBRO 2016

Cálculos de um trio de físicos teóricos da Universidade de São Paulo (USP) forneceram uma nova pista que pode ser útil para desvendar um dos principais enigmas sobre a composição e o funcionamento do interior da Terra: onde estão as reservas ultraprofundas que contêm 90% do carbono do planeta? As simulações computacionais feitas por Michel Marcondes e Lucy Assali, do Instituto de Física (IF), e João Francisco Justo Filho, da Escola Politécnica, sugerem que alguns desses depósitos de carbono poderiam estar escondidos em manchas subterrâneas com cerca de mil quilômetros (km) de extensão e 100 km de espessura por onde as ondas sísmicas viajam relativamente mais devagar.

Essas manchas, chamadas zonas de baixas velocidades sísmicas ou simplesmente ULVZ (Ultra Low Velocity Zones), encontram-se sobretudo no segmento final de uma camada da Terra conhecida como manto inferior, de profundidade entre 660 km e 2.890 km (ver figura).

 De acordo com um estudo publicado pelos brasileiros em setembro na revista científica Physical Review B, o elemento carbono tende a não se misturar como uma impureza no meio dos depósitos de minerais à base de silício, as chamadas perovskitas silicáticas, predominantes no manto inferior. Ao invés de se unir, ele se separa das perovskitas silicáticas e forma seus próprios depósitos de minerais, como a magnesita (MgCO₃) e o carbonato de cálcio (CaCO₃).

Os físicos aplicaram as leis da mecânica quântica para simular em computador a estrutura atômica de alguns tipos de minerais nas condições do manto inferior, onde as temperaturas chegam a milhares de graus Celsius e as pressões são milhões de vezes maiores do que na superfície terrestre. Em seguida, calcularam como esses minerais se comportariam quando fossem atravessados por uma onda sísmica gerada por um terremoto. “A presença dos minerais de carbono diminui consideravelmente a velocidade de propagação das ondas, como ocorre nas ULVZs”, diz Marcondes. Nos depósitos de minerais à base de silício, os abalos sísmicos viajaram mais rapidamente. Marcondes utilizou as técnicas que aprendeu com Renata Wentzcovitch, física brasileira da Universidade de Minnesota, Estados Unidos, que desenvolve métodos computacionais para estudar a estrutura atômica de materiais nas condições extremas de temperatura e pressão do interior da Terra, muito difíceis de ser reproduzidas em laboratório (ver Pesquisa Fapesp nº 198).

“Nos últimos 500 km do manto inferior, há grandes regiões em que as velocidades das ondas sísmicas são cerca de 5% mais lentas do que a média”, explica o geofísico Marcelo Assumpção, do Centro de Sismologia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP. “Antes, achava-se que a origem delas eram flutuações de temperatura no manto inferior. Mas estudos recentes vêm mostrando que variações na composição química das camadas geológicas, como a presença de mais ou menos sílica, ferro ou carbonatos, são necessárias para explicar as observações.” O trabalho de Marcondes e seus colegas sinaliza que uma maior porcentagem de minerais ricos em carbono, como as magnesitas e os carbonatos de cálcio, poderia ser a explicação para a ocorrência de ULVZs. “Resta saber como essa concentração de carbonatos teria se acumulado no manto inferior, mas isso é outra história.”

© DIDIER DESCOUENS/ WIKIMEDIA COMMONS

Amostra de magnesita, mineral carbonático que parece se originar no manto inferior

O outro ciclo do carbono
 
As teorias sobre a origem do Sistema Solar sugerem que a concentração total de carbono na Terra deveria ser mais ou menos a mesma das rochas de um tipo de meteorito, os condritos carbonáceos, cuja composição química permaneceu praticamente inalterada desde a época de formação do planeta, há cerca de 4,5 bilhões de anos. Mas, quando os pesquisadores somam a quantidade de carbono presente em todas as fontes conhecidas – na atmosfera, nos oceanos, na superfície da crosta terrestre e a algumas dezenas de quilômetros logo abaixo dela –, o valor chega a apenas 10% do esperado. “Esse carbono faltante tem de estar em algum lugar”, diz Marcondes, que abordou o problema em sua tese de doutorado, defendida em setembro. “Há evidências de que os 90% restantes estão armazenados em regiões profundas do interior da Terra.”

Base química da vida, o carbono circula pela superfície terrestre de maneira já bem conhecida pelos pesquisadores. Como gás metano (CH₄), monóxido (CO) ou dióxido de carbono (CO₂) está na atmosfera. Por meio da fotossíntese, algas e plantas retiram CO₂ do ar e fixam carbono na forma de matéria orgânica, que eventualmente vai se decompor e ser depositado em reservas de combustíveis fósseis em camadas de rocha da crosta continental e oceânica. A respiração de vegetais e de animais, além de processos de combustão, devolve o carbono ao ar.

Pesquisas recentes nas áreas de sismologia e geoquímica, porém, têm indicado que esse ciclo superficial do carbono deve estar ligado a outro, mais lento e mais profundo. Ao longo de dezenas de milhões de anos, as rochas do manto se comportam como um fluido. Suas correntes descendentes poderiam arrastar consigo grandes pedaços da crosta oceânica, cheias de carbono, que afundariam até o manto inferior. Já as correntes ascendentes do manto poderiam levar parte do carbono ultraprofundo à superfície. Uma evidência disso, explica Marcondes, são os chamados diamantes ultraprofundos, como os descobertos nas minas do município de Juína, em Mato Grosso. São pequenos pedaços de diamante cujas impurezas químicas indicam que, antes de serem trazidos à superfície por erupções vulcânicas, eles se originaram em profundidades superiores a 670 km.

A maioria dos diamantes se forma a cerca de 150 km abaixo da superfície.


Segundo um relatório publicado em 2014 pelo Observatório do Carbono Profundo, um programa de pesquisa coordenado por Robert Hazen, geofísico do Instituto Carnegie, Estados Unidos, a localização exata das reservas de carbono profundo e sua extensão ainda são uma grande incógnita. O relatório conclui, entretanto, que o carbono pode estar inserido em uma grande variedade de materiais, além dos diamantes ultraprofundos e dos minerais carbonáticos. Ele pode se encontrar na forma de microrganismos vivendo nas profundezas da crosta terrestre ou em uma dúzia de tipos de sólidos e líquidos que estão misturados ao manto e ao núcleo terrestre. “É uma questão muito complicada”, diz Marcondes. “Ainda vamos demorar muito para chegar a uma resposta definitiva.”

Artigo científico
 
MARCONDES, M. L. et al. Carbonates at high pressures: Possible carriers for deep carbon reservoirs in the Earth’s lower mantle. Physical Review B. v. 94, n. 10. Set. 2016.

O elemento subterrâneo

Simulações sugerem que parte considerável do carbono do planeta estaria escondida nas profundezas da Terra 

IGOR ZOLNERKEVIC | ED. 250 | DEZEMBRO 2016

Cálculos de um trio de físicos teóricos da Universidade de São Paulo (USP) forneceram uma nova pista que pode ser útil para desvendar um dos principais enigmas sobre a composição e o funcionamento do interior da Terra: onde estão as reservas ultraprofundas que contêm 90% do carbono do planeta? As simulações computacionais feitas por Michel Marcondes e Lucy Assali, do Instituto de Física (IF), e João Francisco Justo Filho, da Escola Politécnica, sugerem que alguns desses depósitos de carbono poderiam estar escondidos em manchas subterrâneas com cerca de mil quilômetros (km) de extensão e 100 km de espessura por onde as ondas sísmicas viajam relativamente mais devagar.

Essas manchas, chamadas zonas de baixas velocidades sísmicas ou simplesmente ULVZ (Ultra Low Velocity Zones), encontram-se sobretudo no segmento final de uma camada da Terra conhecida como manto inferior, de profundidade entre 660 km e 2.890 km (ver figura). De acordo com um estudo publicado pelos brasileiros em setembro na revista científica Physical Review B, o elemento carbono tende a não se misturar como uma impureza no meio dos depósitos de minerais à base de silício, as chamadas perovskitas silicáticas, predominantes no manto inferior. Ao invés de se unir, ele se separa das perovskitas silicáticas e forma seus próprios depósitos de minerais, como a magnesita (MgCO₃) e o carbonato de cálcio (CaCO₃).

Os físicos aplicaram as leis da mecânica quântica para simular em computador a estrutura atômica de alguns tipos de minerais nas condições do manto inferior, onde as temperaturas chegam a milhares de graus Celsius e as pressões são milhões de vezes maiores do que na superfície terrestre. Em seguida, calcularam como esses minerais se comportariam quando fossem atravessados por uma onda sísmica gerada por um terremoto. “A presença dos minerais de carbono diminui consideravelmente a velocidade de propagação das ondas, como ocorre nas ULVZs”, diz Marcondes. Nos depósitos de minerais à base de silício, os abalos sísmicos viajaram mais rapidamente. Marcondes utilizou as técnicas que aprendeu com Renata Wentzcovitch, física brasileira da Universidade de Minnesota, Estados Unidos, que desenvolve métodos computacionais para estudar a estrutura atômica de materiais nas condições extremas de temperatura e pressão do interior da Terra, muito difíceis de ser reproduzidas em laboratório (ver Pesquisa Fapesp nº 198).

“Nos últimos 500 km do manto inferior, há grandes regiões em que as velocidades das ondas sísmicas são cerca de 5% mais lentas do que a média”, explica o geofísico Marcelo Assumpção, do Centro de Sismologia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP. “Antes, achava-se que a origem delas eram flutuações de temperatura no manto inferior. Mas estudos recentes vêm mostrando que variações na composição química das camadas geológicas, como a presença de mais ou menos sílica, ferro ou carbonatos, são necessárias para explicar as observações.” O trabalho de Marcondes e seus colegas sinaliza que uma maior porcentagem de minerais ricos em carbono, como as magnesitas e os carbonatos de cálcio, poderia ser a explicação para a ocorrência de ULVZs. “Resta saber como essa concentração de carbonatos teria se acumulado no manto inferior, mas isso é outra história.”

© DIDIER DESCOUENS/ WIKIMEDIA COMMONS

Amostra de magnesita, mineral carbonático que parece se originar no manto inferior.

O outro ciclo do carbono
 
As teorias sobre a origem do Sistema Solar sugerem que a concentração total de carbono na Terra deveria ser mais ou menos a mesma das rochas de um tipo de meteorito, os condritos carbonáceos, cuja composição química permaneceu praticamente inalterada desde a época de formação do planeta, há cerca de 4,5 bilhões de anos. Mas, quando os pesquisadores somam a quantidade de carbono presente em todas as fontes conhecidas – na atmosfera, nos oceanos, na superfície da crosta terrestre e a algumas dezenas de quilômetros logo abaixo dela –, o valor chega a apenas 10% do esperado.

“Esse carbono faltante tem de estar em algum lugar”, diz Marcondes, que abordou o problema em sua tese de doutorado, defendida em setembro. “Há evidências de que os 90% restantes estão armazenados em regiões profundas do interior da Terra.”

Base química da vida, o carbono circula pela superfície terrestre de maneira já bem conhecida pelos pesquisadores. Como gás metano (CH₄), monóxido (CO) ou dióxido de carbono (CO₂) está na atmosfera. Por meio da fotossíntese, algas e plantas retiram CO₂ do ar e fixam carbono na forma de matéria orgânica, que eventualmente vai se decompor e ser depositado em reservas de combustíveis fósseis em camadas de rocha da crosta continental e oceânica. A respiração de vegetais e de animais, além de processos de combustão, devolve o carbono ao ar.

Pesquisas recentes nas áreas de sismologia e geoquímica, porém, têm indicado que esse ciclo superficial do carbono deve estar ligado a outro, mais lento e mais profundo. Ao longo de dezenas de milhões de anos, as rochas do manto se comportam como um fluido. Suas correntes descendentes poderiam arrastar consigo grandes pedaços da crosta oceânica, cheias de carbono, que afundariam até o manto inferior. Já as correntes ascendentes do manto poderiam levar parte do carbono ultraprofundo à superfície. Uma evidência disso, explica Marcondes, são os chamados diamantes ultraprofundos, como os descobertos nas minas do município de Juína, em Mato Grosso. São pequenos pedaços de diamante cujas impurezas químicas indicam que, antes de serem trazidos à superfície por erupções vulcânicas, eles se originaram em profundidades superiores a 670 km. A maioria dos diamantes se forma a cerca de 150 km abaixo da superfície.

Segundo um relatório publicado em 2014 pelo Observatório do Carbono Profundo, um programa de pesquisa coordenado por Robert Hazen, geofísico do Instituto Carnegie, Estados Unidos, a localização exata das reservas de carbono profundo e sua extensão ainda são uma grande incógnita. O relatório conclui, entretanto, que o carbono pode estar inserido em uma grande variedade de materiais, além dos diamantes ultraprofundos e dos minerais carbonáticos. Ele pode se encontrar na forma de microrganismos vivendo nas profundezas da crosta terrestre ou em uma dúzia de tipos de sólidos e líquidos que estão misturados ao manto e ao núcleo terrestre. “É uma questão muito complicada”, diz Marcondes. “Ainda vamos demorar muito para chegar a uma resposta definitiva.”

Artigo científico
 
MARCONDES, M. L. et al. Carbonates at high pressures: Possible carriers for deep carbon reservoirs in the Earth’s lower mantle. Physical Review B. v. 94, n. 10. Set. 2016.