A repartição do fluxo de calor nas zonas de subducção é extremamente característica. Na fossa oceânica nota-se a presença de um fluxo muitíssimo fraco, que aumenta bruscamente quando nos aproximamos da zona de vulcanismo activo, local onde atinge quinze vezes o valor médio terrestre, tornando-se pouco a pouco normal, à medida que nos afastamos da fossa e o vulcanismo se desvanece.
Plano de Benioff-Wadati
A primeira utilização geológica desta observação foi desenvolvida por Miyaxiro, no Japão, e por Gary Ernst, nos Estados Unidos, para explicar o metamorfismo das zonas orogénicas.
O metamorfismo, no sentido geológico do termo, é o fenómeno que, por cristalização ou recristalização no estado sólido, transforma uma determinada rocha, sedimentar ou magmática, numa nova rocha: a rocha primária cristaliza-se em rocha metamórfica.
Um grés feldspático transforma-se em gneisse, o calcário em mármore, uma rocha argilosa em xisto. Esta metamorfose é originada pelas modificações de temperatura e pressão a que as rochas estão submetidas, mas, inversamente, a natureza dos minerais assim criados revela as condições de temperatura e pressão que induziram aquelas transformações graças ao código mineralógico do metamorfismo já por nós invocado.
Miyaxiro e Gary Ernst notam ser possível definir duas cinturas de rochas metamórficas no Japão e na Califórnia.
A cintura próxima do oceano caracteriza-se por um metamorfismo que se desenvolveu em condições de pressão elevada, mas de temperatura relativamente baixa (300°), enquanto a cintura situada mais para o interior do continente corresponde a um metamorfismo quente (300° a 600°), de pressão intermédia.
Os mesmos investigadores atribuem o metamorfismo «frio» ao mergulho dos sedimentos na fossa oceânica. Sob o efeito da acumulação dos sedimentos, a pressão aumenta, mas a temperatura mantém-se relativamente baixa, já que os sedimentos estão em contacto com a placa mergulhante fria. Inversamente, a cintura metamórfica no continente estará ligada ao reaquecimento originado pela intrusão de magmas basálticos e andesíticos. Estas múltiplas fontes de calor provocariam o cozimento da crusta continental adjacente.
Assim, o estudo das cinturas metamórficas permite reconstituir os regimes térmicos antigos, de algum modo fossilizados pelo arranjo espacial dos diversos minerais de metamorfismo. Como as medições geofísicas do fluxo de calor actual permitem reconstituir o regime térmico actual das profundezas, o estudo das cinturas metamórficas torna-se, assim, o seu complemento para a estimativa dos fluxos antigos.
Figura - Distribuição dos vulcões activos no Japão. As linhas a cheio representam o traço do plano de Benioff-Wadati a diversas profundidades (curvas de nível). Nota-se, para sul, a complicação devida à presença do segundo plano de Benioff-Wadati.
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