Aula 14 - Sistema Glacial (1) - PDF

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Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Disciplina: Geologia Geral Código: IAD 122 Professor: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner ESTUDO COMPLEMENTAR: SISTEMA GLACIAL SUMÁRIO: 1 - SISTEMAS GLACIAIS 1 1.1 - Tipos de geleiras 2 1.1.2 - Geleiras do tipo Alpina 4 1.1.2 - Geleiras do tipo Continental 4 1.2 - Processos de erosão glacial 4 1.2.1 - Abrasão 5 1.2.2 - Remoção 5 1.2.3 - Ação da água de degelo 6 1.2.4 - Erosão glacial Alpino 6 1.2.5 - Erosão glacial Continental 7 1.3 - Mecanismos do fluxo Glacial 7 1.4 - Tipos de depósitos Glaciais 9 1.5 - Causas das Glaciações 10 1.5.1 - Variações na radiação solar 10 1.5.2 - Variações na composição da atmosfera 11 1.5.3 - Variações na composição da atmosfera 13 1.5.4 - Causas extra-terrenas 13 1.6 - Antártica e Groelândia 13 1.7 - Glaciações no Brasil 14 2 – REFERÊNCIAS 16 1 - SISTEMAS GLACIAIS Em relação ao seu aspecto estático, as geleiras são dinâmicas, em constante movimento e mudança. O conjunto de feições erosivas, deposicionais e de ambientes direta e indiretamente ligados às geleiras é, pois, extremamente variado e complexo. O estudo desse registro é o escopo da Geologia Glacial. O registro da composição pretérita da atmosfera terrestre arquivada no gelo antártico permitiu comprovar o aumento de CO2 e outros gases na nossa atmosfera há 420.000 anos, abrangendo as quatro últimas glaciações do Cenozóico (Fig. 1). 1 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Figura 1 - Variações das temperaturas e isótopos de oxigênio mostrando estágios cíclicos de períodos interglaciais e glaciais. 1.1 - Tipos de geleiras Geleiras são massas continentais de gelo de limites definidos, que se movimentam pela ação da gravidade. Originam-se pela acumulação de neve e sua compactação por pressão transformando- a em gelo. A figura abaixo mostra as etapas de compactação da neve. 2 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Neve Gelo granular Firn Gelo glacial Neve Au m e e r nto ec da ris pr ta es liz aç são Gelo ão glacial 3 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.1.2 - Geleiras do tipo Alpina Ocupam depressões formadas nas altas cadeias de montanhas, como os Alpes, Andes etc.. Estas depressões são confinadas cercadas pelas montanhas. Podem ser do tipo circo glaciais (em partes laterais erodidas de montanhas), vales glaciais (movimentam em porções de rios pré- existentes) e capas de gelo (formam no topo das montanhas), conforme a figura 2. Continental Alpina Figura 2 - Glaciação do tipo Alpina e do tipo Continental. 1.1.2 - Geleiras do tipo Continental Existem quando uma grande parte do continente é coberta por gelo glacial, podendo cobrir grandes áreas. Pode atingir o nível do mar cobrindo ilhas junto aos pólos 1.2 - Processos de erosão glacial A erosão glacial pode ser definida como envolvendo a incorporação e remoção, pelas geleiras, de partículas ou detritos do assoalho sobre o qual elas se movem. De modo geral três processos principais de erosão glacial ocorrerm: 4 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.2.1 - Abrasão Corresponde ao desgaste do assoalho sobre o qual as geleiras se deslocam, pela ação de partículas rochosas transportadas na base do gelo. É importante frisar que a maior parte da abrasão é produzida não pela ação direta do gelo, mas pelos fragmentos rochosos que ele transporta, pelo fato de o gelo ter dureza relativamente baixa. A maior ou menor eficiência da abrasão depende da pressão exercida pela partícula rochosa sobre o assoalho, da velocidade do movimento das geleiras e da disponibilidade de partículas protuberantes na sua base. 1.2.2 - Remoção O processo de remoção (plucking ou quarrying) consiste na remoção de fragmentos rochosos maiores pelas geleiras (Fig. 3). O fenômeno está associado à presença de fraturas ou descontinuidades nas rochas do substrato, que podem corresponder a estruturas previamente existentes ou a descontinuidades formadas subglacialmente pelo alívio da pressão causada pela erosão glacial. 5 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Figura 3 - Blocos transportandos por geleira. 1.2.3 - Ação da água de degelo Nas adjacências de cavidades nas rochas do embasamento podem também tornar o processo de remoção mais eficiente. Duas são as maneiras pelas quais a água de degelo glacial produz erosão: mecanicamente e por ação química. As características do embasamento (presença de fraturas, maior ou menor resistência à ação química), velocidade e turbulência da água e quantidade de partículas transportadas são os fatores que interferem na ação erosiva da água de degelo. A ação abrasiva mecânica da água de degelo assemelha-se à da erosão fluvial. Resulta do impacto de partículas transportadas sobre a superfície das rochas do assoalho das geleiras, pela agitação de clastos transportados e ação de redemoinho destes, dentro de cavidades subglaciais. 1.2.4 - Erosão glacial Alpino Apresenta características relacionadas com o desgaste das paredes das montanhas deixando os seus cumes mais pontudos e vales mais escarpados. Imaginamos uma cadeia de montanha na qual são identificados vários períodos de glaciações, conforme a figura abaixo. 6 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.2.5 - Erosão glacial Continental As paisagens erodidas são muito maiores que as do tipo Alpino, com vales escavados pelas geleiras formando vales em U e formação de lagos remanescentes antigas de geleiras. 1.3 - Mecanismos do fluxo Glacial Partículas e fragmentos rochosos são transportados pelas geleiras sobre sua superfície (transporte supraglacial), no seu interior (transporte englacial) e sua região basal (transporte subglacial). 7 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 8 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.4 - Tipos de depósitos Glaciais A sedimentação glacial terrestre ocorre quando a geleira termina em condições subaéreas ou terrestres. Essa sedimentação pode envolver diretamente as geleiras e ocorrer em contato com/ ou nas proximidades delas, como também, em regiões mais afastadas, pela ação da água do degelo (sedimentação glácio-fluvial) ou em corpos de água doce (sedimentação glácio-lacustrina). Dá-se o nome de till ao depósito formado diretamente pelas geleiras. Trata-se de sedimento inconsolidado, não selecionado, constituído por matriz argiloza/siltosa/arenosa, contendo fragmentos rochosos caoticamente dispersos, de tamanho variado, desde grânulo até matacão. Clastos contidos no till têm arredondamento e angulosidade variáveis e muitos exibem evidências de abrasão glacial sob a forma de facetas e estrias. Muitas vezes a geleira consegue através de sua migração o transporte de blocos de rochas de várias toneladas, que após o final de sua captura são deixados na superfície. Esta movimentação causa estrias e marcas das quais são características de rochas movimentadas por geleiras. Estes materiais transportados pelas geleiras são acumulados na forma morrotes no qual denominamos Moraine. Também são geradas estruturas do tipo esker, drumlin e lago caldeira. 9 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Estruturas do tipo Drumlin: são colinas de forma oval, de 5 a 50 m de altura, e 10 a 3.000 m de comprimento, e perfil assimétrico, com lado abrupto, a montante (voltado para a geleira) e um lado de declividade mais suave, a jusante. Ocorrem em enxames, cobrindo áreas proglacias extensas expostas pela retirado do gelo. 1.1 - Efeitos das Glaciações São relacionados diretamente com mudanças no clima através do aumento das precipitações nos lagos pluviais. Geração de depressões continentais com posterior efeito de isostasia regional. Modificações nos níveis do mar pelo derretimento e congelamento de grandes áreas de gelo. Podem provocar imensas represas continentais. 1.5 - Causas das Glaciações Um grande número de fatores influenciadores das mudanças climáticas são discutidos a seguir. De modo geral, eles podem ser agrupados em quatro categorias principais, envolvendo: 10 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.5.1 - Variações na radiação solar Variações na radiação solar causadas por mudanças astronômicas ou orbitais da Terra têm importância básica para o entendimento das mudanças climáticas. Ritmos orbitais de periodicidade menor possuem efeitos sobre mudanças climáticas da Terra, foram identificadas primeiramente pelo astrônomo iugoslavo Milutin Milankovithc, que os atribuiu aos seguintes processos:
Inclinação axial: refere-se à variação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano da elíptica (plano da órbita terrestre em torno do Sol). O ângulo, hoje de 23,5º, oscila entre 24,5º e 21,5º a cada 41.000 anos (K anos); Ciclos de 41.000 anos Inclinação no presente 23.5º Mínima Altas latitudes tem mais iluminação no inverno inclinação Invernos amenos e úmidos GLACIAL Verões frios Neve não derrete Altas latitudes tem menos iluminação no verão Máxima inclinação Altas latitudes tem menos iluminação no inverno INTERGLACIAL Invernos rigorosos e secos Verões quentes Altas latitudes tem mais iluminação no verão Toda a neve é derretida
Excentricidade da órbita terrestre: a cada 91.000 anos em média, a órbita da Terra passa de elíptica para circular; 11 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial Ciclos de Milankovitch a cada 91.000 anos Orbita mais circular Verões mais amenos Proximidade do inverno Inverno quente e úmido Orbita mais elíptica Favorecendo as A energia da radiação solar cai ao quadrado da glaciações distância.
Precessão dos equinócios: causada pela oscilação do eixo da Terra, em razão da atração gravitacional da Lua e do Sol, configurando um cone, em média a cada 21.000 anos. Ciclos com 21.000 anos Hemisfério norte com maior proximidade do Sol - Periélio Hemisfério norte com menor proximidade do Sol - Afélio Determinando em que hemisfério teria as melhores condições para glaciações 12 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial A ação conjunta desses ritmos orbitais provocaria variações cíclicas na intensidade e distribuição sazonal da radiação solar recebida pela Terra, influenciando a duração do período de degelo do verão, de modo que a neve depositada no inverno não derreteria completamente em certas ocasiões. Com o crescimento das áreas cobertas por neve, mais luz solar seria refletida (o chamado albedo, ou poder difusor da luz, aumentaria), permitindo o aparecimento das grandes massas de gelo. 18 Dados sobre variação na razão entre O/16O, a partir da análise de testas (carapaças) de foraminíferos preservados em sedimentos marinhos cenozóicos, apóiam a hipótese de controle astronômico sobre a repetição periódica de fases glaciais e interglaciais, durante os últimos 3 18 milhões de anos. Em épocas de crescimento dos mantos de gelo, a razão O/16O aumentaria por causa da retenção de 16O no gelo continental. 1.5.2 - Variações na composição da atmosfera O aumento de CO2 na atmosfera durante erupções vulcânicas é considerada fator fundamental no controle de sua concentração na atmosfera. Além do vulcanismo, fases de expansão do fundo oceânico, orogênese e transgressão marinha resultariam em produção de CO2. Em contrapartida, fases de levantamento, regressão marinha e erosão corresponderiam a épocas de maior retirada de CO2 da atmosfera, através da exposição mais extensa das plataformas continentais ao intemperismo químico das rochas sob a ação do CO2 dissolvido na água, acidificando-a. 1.5.3 - Variações na composição da atmosfera A correlação entre a concentração de massas continentais no pólo e mudanças eustáticas de longa duração e a ocorrência de fases de refrigeração global são uma indicação da relevância da distribuição dos continentes e oceanos na variação climática da Terra. O padrão de distribuição e cronologia das glaciações que afetaram o continente de Gondwana, durante a Era Paleozóica, pode ter seguido o modelo de migração dos centros glaciais, resultante da passagem do supercontinente pelo pólo sul. 1.5.4 - Causas extra-terrenas O lançamento de grande quantidade de poeira na atmosfera, resultante do impacto de corpo celeste sobre a superfície do planeta, tem sido aventado como causa de resfriamento, pelo bloqueio da radiação solar. Efeito contrário ocorreria se o impacto se desse sobre o oceano. Neste caso, a vaporização da água levaria à formação de nuvens, resultando em fase de aquecimento. 13 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.6 - Antártica e Groelândia O manto de gelo da Antártica, com cerca de 14 milhões de km2 de área, notabiliza-se por conter 91% do gelo de água doce e 75% da água doce do mundo. Em vários locais, sua espessura supera os 4.000 m. A morfologia do manto caracteriza=se pela presença de domos, regiões de topografia arredondada, mais salientes, a partir das quais o gelo flui radialmente pela gravidade. O manto de gelo da Groelândia, por sua vez, cobre uma área de 1,7 milhão de km2, mais ou menos o tamanho do México, e retém cerca de 8% da água doce do planeta. Seu perfil é também convexo, parabólico, atingindo espessuras de mais de 3.000 m. 14 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial 1.7 - Glaciações no Brasil Mesmo no Brasil, um país predominantemente tropical, há indícios geológicos extremamente convincentes da ocorrência de cinco dessas idades glaciais, durante o último bilhão 15 Prof: Geól. MSc. Leonardo Cardoso Renner Disciplina de Geologia Geral Sistema Glacial de anos de sua geologia. As grandes massas de gelo que se desenvolveram durante esses intervalos, em território brasileiro, influenciaram enormemente a paisagem, a geografia, o clima e a vida do passado 2 – REFERÊNCIAS GROTZINGER, J; PRESS, F; SIEVER, R; JORDAN, T. Para entender a Terra. Ed. Bookman. LEINZ, V.; AMARAL, S.S. Geologia Geral. 14ª ed. Nacional, 2001. TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.; FAIRCHILD, T.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. Oficina de Texto. USP, 2000. 16