Em 1912, o meteorologista Alfred Wegener (1880-1930) propôs que os continentes já formaram um único supercontinente, a Pangeia, e que têm derivado lentamente há centenas de milhões de anos. A semelhança das costas africana e sul-americana, a continuidade de formações geológicas de um continente a outro e a presença de fósseis idênticos em terras hoje separadas por oceanos apoiam sua teoria. No entanto, a comunidade científica a rejeitou por falta de um mecanismo crível capaz de mover massas continentais inteiras.
Foi necessário esperar até os anos 1950-1960 para que o mapeamento dos fundos marinhos revelasse as dorsais meso-oceânicas. A tectônica de placas então tomou sua forma moderna, graças aos trabalhos de Harry Hess (1906-1969), que propôs a expansão dos fundos oceânicos, e de J. Tuzo Wilson (1908-1993), que introduziu os conceitos de pontos quentes e falhas transformantes.
A Terra é estruturada em camadas concêntricas com propriedades muito diferentes. A temperatura no centro atinge cerca de 5.100 graus Celsius, proveniente de duas fontes: o calor primordial herdado da acreção há 4,5 bilhões de anos e o calor produzido continuamente pela desintegração do urânio-238, tório-232 e potássio-40.
| Camada | Espessura (km) | Temperatura (°C) | Estado | Papel tectônico |
|---|---|---|---|---|
| Litosfera | 5 a 70 | 0 a 300 | Sólido rígido | Forma as placas tectônicas em movimento |
| Astenosfera | 200 a 300 | 300 a 900 | Viscoso, parcialmente fundido | Permite o deslizamento das placas litosféricas |
| Manto inferior | 2.200 | 900 a 3.700 | Sólido viscoso | Assento das correntes de convecção profundas |
| Núcleo externo | 2.260 | 3.700 a 5.000 | Líquido | Gera o campo magnético terrestre |
| Núcleo interno | 1.220 | 5.000 a 5.100 | Sólido | Reservatório de calor primordial |
Em escala de milhões de anos, o manto sólido se comporta como um fluido muito viscoso e entra em convecção térmica: as rochas quentes sobem, esfriam na superfície e depois descem. Essas células de convecção arrastam as placas litosféricas sobre elas, como jangadas em um rio.
No entanto, o mecanismo é mais complexo: Don Anderson (1933-2014) e Claude Allègre (1937-) mostraram que a tração exercida pelas placas frias que afundam em subducção contribui tanto ou mais do que o empurrão das dorsais. O peso das placas antigas e resfriadas é, de fato, uma força motriz importante do sistema.
As placas se movem entre 1 e 15 centímetros por ano: o Atlântico, por exemplo, se alarga cerca de 2,5 centímetros a cada ano, ou a largura de uma unha, afastando a Europa da América um metro a cada quarenta anos. Os dois continentes, hoje separados por quase 6.000 quilômetros, começaram a se separar há cerca de 180 milhões de anos durante a fragmentação da Pangeia.
Nos limites divergentes, duas placas se afastam uma da outra e o magma sobe para formar uma nova crosta oceânica. Este é o mecanismo das dorsais meso-oceânicas: a dorsal mesoatlântica estende-se por mais de 16.000 quilômetros, e a Islândia é um dos poucos lugares onde ela emerge acima do nível do mar.
Nos limites convergentes, duas placas colidem. Se uma é oceânica, ela mergulha sob a outra em subducção, gerando vulcões, sismos e tsunamis, como ao longo da fossa Peru-Chile. Se ambas são continentais, a crosta se dobra para formar cadeias de montanhas: o Himalaia nasceu assim, há 50 milhões de anos, da colisão entre as placas indiana e euroasiática.
Nas falhas transformantes, duas placas deslizam lateralmente uma contra a outra sem criar ou destruir crosta. O atrito acumula tensões que são liberadas em sismos: a falha de San Andreas, na Califórnia, é o exemplo mais conhecido.
As rochas formadas nas dorsais registram a orientação do campo magnético terrestre no momento de sua solidificação. Como este campo já se inverteu muitas vezes, observam-se de ambos os lados das dorsais faixas simétricas de polaridade alternada, prova direta da expansão do assoalho oceânico. Este trabalho de Drummond Matthews (1931-1997) e Frederick Vine (1939-) constituiu uma validação decisiva nos anos 60.
| Placa | Área (106 km2) | Velocidade (cm/ano) | Tipo dominante | Fenômeno associado notável |
|---|---|---|---|---|
| Placa do Pacífico | 103 | 5 a 10 | Subducção e translação | Círculo de Fogo do Pacífico, fossa das Marianas |
| Placa Norte-Americana | 76 | 2 a 3 | Divergência (leste) e translação (oeste) | Dorsal mesoatlântica, falha de San Andreas |
| Placa Euroasiática | 68 | 2 a 3 | Divergência (oeste) e colisão (sul) | Himalaia (colisão com a placa indiana) |
| Placa Africana | 61 | 2 a 3 | Divergência múltipla | Rift do Leste Africano, futuro oceano nascente |
| Placa Antártica | 60 | 1 a 2 | Divergência (bordas) | Cercada por dorsais em quase todo o seu perímetro |
| Placa Indo-Australiana | 58 | 6 a 7 | Convergência rápida (norte) | Himalaia, Alpes australianos, sismos de Sumatra |
| Placa Sul-Americana | 44 | 2 a 3 | Divergência (leste) e subducção (oeste) | Andes, fossa Peru-Chile, vulcões ativos |
| Placa de Nazca | 16 | 7 a 8 | Subducção rápida | Subducção sob a América do Sul, formação dos Andes |
| Placa das Filipinas | 5,5 | 6 a 8 | Subducção (leste e oeste) | Arco insular filipino, vulcanismo intenso |
| Placa Arábica | 5 | 2 a 3 | Colisão (norte) e divergência (sul) | Mar Vermelho (rift nascente), Zagros, Cáucaso |
N.B.: As velocidades indicadas são valores médios medidos por geodésia espacial (GPS). Podem variar significativamente dependendo da parte da placa considerada e do eixo de medição. A área inclui, em alguns casos, placas adjacentes menores quando os geólogos as agrupam sob o mesmo nome.
Os dados paleomagnéticos e geoquímicos permitem rastrear as sucessivas agrupações e dispersões das massas continentais. Este ciclo, chamado de ciclo de Wilson em homenagem a J. Tuzo Wilson (1908-1993), prevê que em cerca de 250 milhões de anos, os continentes se reunirão novamente para formar um novo supercontinente, às vezes chamado de Pangeia Próxima ou Amásia, dependendo dos modelos.
| Supercontinente | Formação | Dispersão | Observação |
|---|---|---|---|
| Nuna / Colúmbia | ~ 1,8 bilhão de anos | ~ 1,5 bilhão de anos | Primeiro supercontinente bem documentado; centrado em torno de 30-40° N, principalmente no hemisfério norte tropical |
| Rodínia | ~ 1,1 bilhão de anos | ~ 750 milhões de anos | Sua fragmentação pode ter desencadeado uma glaciação global; centrado em torno de 10-20° S, atravessando o equador |
| Pangeia | ~ 335 milhões de anos | ~ 175 milhões de anos | Fragmenta-se em Laurásia (norte) e Gondwana (sul); centrado em torno de 10° N, estendendo-se de 85° S a 85° N |
| Pangeia Próxima / Amásia | ~ em 250 milhões de anos | - | Supercontinente futuro previsto pelos modelos; centrado em torno de 30-60° N dependendo dos cenários, em torno do polo ártico para Amásia |
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