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Convecção mantélica

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Corte longitudinal da Terra mostrando a localização dos mantos superior e inferior
Uma placa oceânica da litosfera é aumentada pela ascensão da astenosfera numa dorsal ativa (esq.) e consumida numa zona de subducção (dir.), produzindo estratovulcões no limite convergente com a placa continental.
Temperatura calculada da Terra vs. profundidade. Linha tracejada: convecção mantélica estratificada; linha cheia: convecção mantélica integral.[1]
Convecção mantélica integral
Uma superpluma gerada pelos processos de arrefecimento do manto.[2]

Convecção mantélica é o movimento lento de arrastamento do manto rochoso da Terra causado por correntes de convecção que transportam calor do interior da Terra para a sua superfície.[3] A litosfera da superfície da Terra, que se desloca sobre a astenosfera (as duas componentes do manto superior), encontra-se dividida em várias placas tectónicas que são continuamente criadas e consumidas nos seus limites opostos. À medida que material do manto é adicionado às orlas crescentes de uma placa, dá-se a acreção, geralmente associada à expansão do fundo oceânico. Este material quente adicional arrefece por condução e convecção de calor. Nas margens onde a placa é consumida, o material contraiu-se termicamente tornando-se denso, e afunda-se sob o seu próprio peso no processo de subducção numa fossa oceânica.[4]

Este material subduzido afunda-se até uma profundidade de 660 km no interior da Terra onde é impedido de continuar a afundar-se, possivelmente devido a uma mudança de fase de espinela para perovskite e magnesiowustite, e uma reação endotérmica.[5]

A crosta oceânica subduzida desencadeia vulcanismo, embora os mecanismos básicos sejam variados. O vulcanismo pode ocorrer graças a processos que aumentam a flutuabilidade do manto parcialmente fundido causando um fluxo ascendente devido a diminuição de densidade do material parcialmente fundido.

Está postulada a ocorrência de formas secundárias de convecção que podem resultar em vulcanismo de superfície, como consequência da extensão intraplaca[6] e das plumas mantélicas.[1]

É graças à capacidade de convecção do manto que as placas tectónicas são capazes de mover-se sobre a superfície da Terra.[7]

Tipos de convecção

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Existe um debate atual entre a comunidade de geofísicos sobre se a convecção será 'estratificada' ou 'integral'.[8] Este debate está ligado à controvérsia sobre se o vulcanismo intraplaca é causado por processos pouco profundos do manto superior ou por plumas do manto inferior.[6] Os geoquímicos argumentam que as lavas de erupções em áreas intraplacas têm composição diferente daquela dos basaltos de dorsal meso-oceânica de origem pouco profunda. Tal facto tem sido interpretado com a existência de uma região de origem diferente, que se sugere ser o manto inferior. Outros, contudo, argumentam que as diferenças indicam a inclusão de uma pequena componente de material quase-superficial da litosfera. Os sismólogos encontram-se também divididos, com alguns a argumentarem que não existem provas da convecção mantélica integral,[9] e outros argumentando que tais evidências existem.[10]

Ver também

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Referências

  1. ↑ a b Kent C. Condie (1997). Plate tectonics and crustal evolution 4th ed. [S.l.]: Butterworth-Heinemann. p. 5. ISBN 0-7506-3386-7 
  2. ↑ Ctirad Matyska & David A Yuen (2007). «Figure 17 in Lower-mantle material properties and convection models of multiscale plumes». Plates, plumes, and planetary processes. [S.l.]: Geological Society of America. p. 159. ISBN 0-8137-2430-9 
  3. ↑ Kobes, Randy and Kunstatter, Gabor."Mantle Convection". Physics Department, University of Winnipeg. Retrieved 3 January 2010.
  4. ↑ Gerald Schubert, Donald Lawson Turcotte, Peter Olson (2001). «Chapter 2: Plate tectonics». Mantle convection in the earth and planets. [S.l.]: Cambridge University Press. p. 16 ff. ISBN 0-521-79836-1 
  5. ↑ Gerald Schubert, Donald Lawson Turcotte, Peter Olson. «§2.5.3: Fate of descending slabs». Cited work. [S.l.: s.n.] p. 35 ff. ISBN 0-521-79836-1 
  6. ↑ a b Foulger, G.R. (2010). Plates vs. Plumes: A Geological Controversy. [S.l.]: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-6148-0 
  7. ↑ Moresi, Louis; Solomatov, Viatcheslav (1998). «Mantle convection with a brittle lithosphere: thoughts on the global tectonic styles of the Earth and Venus». Geophysical Journal International. 133. 669 páginas. Bibcode:1998GeoJI.133..669M. doi:10.1046/j.1365-246X.1998.00521.x 
  8. ↑ Ver por exemplo, Donald Lawson Turcotte, Gerald Schubert (2002). Geodynamics 2nd ed. [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 0-521-66624-4 ; and also: Gerald Schubert, Donald Lawson Turcotte, Peter Olson (2001). Cited work. [S.l.: s.n.] p. 616. ISBN 0-521-79836-1 
  9. ↑ Ritsema, J; Van Heijst, HJ; Woodhouse, JH (1999). «Complex shear wave velocity structure imaged beneath Africa and Iceland». Science. 286 (5446): 1925–1928. PMID 10583949. doi:10.1126/science.286.5446.1925 
  10. ↑ Montelli, R; Nolet, G; Dahlen, FA; Masters, G; Engdahl ER, Hung SH (2004). «Finite-frequency tomography reveals a variety of plumes in the mantle». Science. 303 (5656): 338–43. Bibcode:2004Sci...303..338M. PMID 14657505. doi:10.1126/science.1092485 
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