A Rota dos Fósseis | Formação do Porto EarthCache

Para registar esta EarthCache, será necessário ler as informações fornecidas nesta página, visitar a Formação do Porto e responder às seguintes questões:

1. Nas coordenadas publicadas encontra-se um filão, que atravessa a Formação do Porto e o Complexo dos Anjos. Qual é o tipo de rocha, largura máxima e orientação do filão?

2. Relativamente à Formação do Porto, indique o tipo de rocha e descreva a sua cor e granulometria.

Por favor, envie as suas respostas através do nosso perfil de geocaching antes de submeter o seu registo. Não será contactado, a menos que haja algo de errado com as suas respostas. Por favor, não inclua no seu registo as respostas e/ou publique fotografias que possam facultar as respostas. Serão apagados os registos que não cumpram com estes requisitos.

Arquipélago dos Açores

O Arquipélago dos Açores localiza-se no Atlântico Nordeste, a cerca de 1400 km a oeste do continente Europeu. É constituído por nove ilhas vulcânicas e alguns ilhéus dispostos ao longo de uma direcção NO-SE, definindo três grupos geográficos: o Ocidental (Flores e Corvo); o Central (Graciosa, Terceira, São Jorge, Pico e Faial); e o Oriental (São Miguel e Santa Maria). As ilhas são as fracções emersas de edifícios vulcânicos submarinos que se elevaram da Placa dos Açores, uma área triangular definida aproximadamente pela curva batimétrica dos 2000 m e ocupando uma área de cerca de 5.8 milhões de km². O contexto geodinâmico dos Açores é dominado pela presença das placas litosféricas Norte-Americana, Eurasiática e Africana e pela Junção Tripla dos Açores associada, em uma região onde uma pluma mantélica poderá ser responsável pela produção magmática anómala observada.

Ilha de Santa Maria

Santa Maria é a ilha mais antiga e a sudoeste do Arquipélago dos Açores. É uma ilha relativamente pequena, com 97 km² e um comprimento máximo de 16.8 km. A ilha pode ser dividida em duas regiões distintas: a parte ocidental é relativamente plana, enquanto a oriental é mais irregular. Estas regiões estão separadas por uma cadeia montanhosa central que se estende NNO-SSE, onde se encontra o ponto mais alto da ilha, o Pico Alto (587 m). O litoral de Santa Maria é caracterizado por falésias íngremes, desde 30 m (Ponta do Marvão) a 342 m (Rocha Alta), e por pequenas baías com praias de areia (Praia, Maia, São Lourenço e Anjos).

Sem dúvida, Santa Maria é uma das melhores ilhas oceânicas no Atlântico Norte para estudar o registo fóssil marinho do início do Pliocénico e do final do Plistocénico. Esta ilha vulcânica é extraordinariamente rica em sedimentos fossilíferos marinhos e em sequências vulcânicas submarinas devido à combinação de uma história geológica peculiar com uma tendência clara de soerguimento durante o Plistocénico. É devido a esta recente tendência de soerguimento, em conjunto com a erosão, que hoje em dia é possível observar sequências vulcânicas e sedimentares submarinas tão diversificadas e ricas.

Evolução geológica de Santa Maria

A ilha surgiu inicialmente por actividade surtseiana (Formação dos Cabrestantes) há aproximadamente 6 milhões de anos (Ma). Esta fase foi seguida por uma transição para o ambiente subaéreo, inicialmente através de vulcanismo monogenético (Formação do Porto) e, depois, através de vulcanismo efusivo, que levou à formação do Complexo Vulcânico dos Anjos há 5.8–5.3 Ma. Em seguida, a ilha passou por um período de quiescência vulcânica com erosão marinha intensa e subsidência pronunciada, durante o qual foi parcial ou completamente erodida até se tornar um guyot. Um grande volume de sedimentos marinhos muito fossilíferos (incluídos no Complexo do Touril) depositou-se no topo do monte submarino durante esse período. À medida que a gradual destruição do edifício dos Anjos progrediu e a deposição do Complexo Touril continuou, Santa Maria começou a assemelhar-se a um enorme banco de areia de baixa profundidade, pontuado por ilhéus residuais ou cones surtseianos ocasionais; a actividade vulcânica esporádica foi inteiramente de natureza submarina e estava principalmente concentrada na parte oriental do edifício.

A etapa seguinte na evolução de Santa Maria corresponde à construção do edifício vulcânico do Pico Alto, centrado no lado oriental da ilha. Esta etapa provavelmente começou há ~4.1 Ma e durou até 3.7–3.5 Ma atrás. Este novo edifício vulcânico começou como submarino e, à medida que gradualmente cresceu e suplantou a subsidência, ultrapassou o nível do mar e formou uma nova ilha. O novo edifício continuou a crescer para leste e para norte até à diminuição da actividade vulcânica.

A subsequente fase evolutiva de Santa Maria é caracterizada por vulcanismo diminuto, erosão e reversão da subsidência para uma tendência de soerguimento há 3.5–3.2 Ma. Durante este período, o vulcanismo sofreu uma mudança gradual de enormes erupções fissurais para menores erupções monogenéticas, pontuando a ilha com pequenos cones magmáticos e hidromagmáticos e produtos efusivos associados.

O último período de vulcanismo ocorreu há aproximadamente 3.2-2.8 Ma, produzindo um conjunto de cones de escória monogenéticos (Formação das Feteiras). Depois disto, o contínuo soerguimento e a erosão foram os principais factores que afectaram a ilha até o presente, e em conjunto com a subida e descida do nível do mar durante os períodos interglaciares e glaciares, respectivamente, foram responsáveis pela criação de uma série bem preservada de plataformas costeiras em escada no lado oeste da ilha, que se estende até ~230 m de altitude.

As erupções estrombolianas são um tipo de erupção vulcânica, denominado após o estudo do vulcão Stromboli, que se encontra continuamente em erupção há séculos. As erupções estrombolianas são induzidas pela explosão de bolhas de gás dentro do magma. Estas bolhas de gás dentro do magma acumulam e coalescem em bolhas de maiores dimensões. Estas crescem o suficiente para subir através da chaminé vulcânica. Ao atingir a superfície, a diferença de pressão do ar faz com que a bolha rebente com um grande estouro, atirando o magma ao ar de uma forma semelhante a uma bolha de sabão. Devido às elevadas pressões de gás associadas às lavas, a actividade contínua é, em geral, sobre a forma de erupções explosivas episódicas, acompanhadas por distintas e ruidosas explosões. Durante as erupções, estas explosões podem ocorrer em intervalos de poucos minutos.

As erupções estrombolianas são caracterizadas por erupções de curta duração e explosivas de lavas com viscosidade intermediária, muitas vezes expelidas bem alto no ar. As colunas podem medir centenas de metros de altura. As lavas formadas por erupções estrombolianas são uma forma de lava basáltica relativamente viscosa e o seu produto final é maioritariamente escória. A relativa passividade das erupções estrombolianas, aliada à sua natureza não destrutiva da chaminé vulcânica, permite que este tipo de erupção se mantenha ininterruptamente durante milhares de anos, e também seja um dos tipos eruptivos menos perigosos.

As erupções estrombolianas projectam bombas vulcânicas e fragmentos de lapilli, que fazem trajectórias em parabólica antes de aterrar à volta da chaminé vulcânica. A constante acumulação de pequenos fragmentos leva à construção de cones de escória, compostos completamente por piroclastos basálticos. Esta forma de acumulação tende a resultar em anéis bem ordenados de tefra.

Os filões magmáticos formam-se quando o magma é impelido para cima através de fracturas verticais existentes rochas, onde, em seguida, arrefece e cristaliza. Formam-se em rochas sedimentares, metamórficas e ígneas, e podem forçar o alargamento das fracturas à medida que arrefecem. Os filões variam em espessura, possuindo desde alguns milímetros até vários metros.

A Formação do Porto corresponde à fase vulcânica subaérea (erupção estromboliana) associada à fase inicial de emergência da ilha de Santa Maria.

A Formação do Porto expressa-se em dois cones de piroclastos subaéreos expostos nas arribas da Baía da Cré, na costa norte da ilha de Santa Maria, e do Porto Comercial de Vila do Porto, na costa sul. Os piroclastos do cone do Porto estão cimentados por carbonatos, o que lhes confere grande coesão. Apresenta no topo um nível de cozimento resultante do contacto desta formação com as escoadas lávicas mais recentes do Complexo dos Anjos.

In order to log this EarthCache, you will need to read through the information provided on this page, visit the Porto Formation and then answer the following questions:

1. At the published coordinates there is a dyke, which runs through the Porto Formation and Anjos Complex. What is the type of rock, maximum width and orientation of the dyke?

2. Regarding the Porto Formation, indicate the type of rock and describe its color and granulometry.

Please send your answers through our geocaching profile before submitting your log. You will not be contacted unless there is anything wrong with your answers. Please do not include answers and/or upload photographs that might give away the answers in your log. Logs that do not fulfill these requirements will be deleted.

Archipelago of the Azores

The Archipelago of the Azores is located in the Northeast Atlantic Ocean, about 1400 km west of continental Europe. It consists of nine volcanic islands and some islets along a general NW–SE direction, defining three geographical groups: the Western (Flores and Corvo); the Central (Graciosa, Terceira, São Jorge, Faial and Pico); and the Eastern (São Miguel and Santa Maria). The islands are the emerged fractions of submarine volcanic edifices rise from the Azores Plateau, a triangular area roughly defined by the 2000 m bathymetric curve and occupying an area of about 5.8 million km². The Azores geodynamic setting is dominated by the presence of the North-American, Eurasian and African lithospheric plates and the associated Azores Triple Junction, in a region where a mantle plume may be responsible for the observed anomalous magmatic production.

Santa Maria Island

Santa Maria is the oldest and the most south-eastern island of the Archipelago of the Azores. It is a relatively small island, with 97 km² and a maximum length of 16.8 km. The island can be divided in two distinct regions: a western part relatively flat and a more irregular eastern part. These regions are separated by a central mountain chain extending NNW-SSE, where is the highest point of the island at Pico Alto (587 m). The coastline of Santa Maria is characterized by steep cliffs, from 30 m (Ponta do Marvão) to 342 m (Rocha Alta), and by small bays with sandy beaches (Praia, Maia, São Lourenço and Anjos).

Undoubtedly, Santa Maria is one of the best oceanic islands in the North Atlantic to study the early Pliocene and late Pleistocene marine fossil record. This volcanic island is unusually rich in marine fossiliferous sediments and submarine volcanic sequences due to a combination of a peculiar geological history with a noticeable uplift trend during the Pleistocene. It is due to this recent uplift trend, together with erosion, that such diverse and rich submarine volcanic and sedimentary sequences are nowadays observable.

Geological evolution of Santa Maria

The island first emerged by surtseyan activity (Cabrestantes Formation) around 6 million years (Ma) ago. This stage was followed by a transition to the subaerial environment, initially through additional monogenetic volcanism (Porto Formation), then through subaerial shield volcanism, which led to the formation of the Anjos Volcanic Complex 5.8–5.3 Ma ago. The island then experienced a period of volcanic quiescence with intense marine erosion and pronounced subsidence, during which it was partially or completely eroded to a guyot. A large volume of very fossiliferous marine sediments (included in the Touril Complex) was deposited on top of the seamount during this period. As the gradual destruction of the Anjos edifice progressed and the deposition of Touril complex continued, Santa Maria’s edifice started to resemble a wide, shallow-water sandy shoal punctuated by occasional residual islets or surtseyan cones; sporadic volcanic activity was entirely submarine in nature and was mostly concentrated in the eastern part of the edifice.

The next stage in the evolution of Santa Maria corresponds to the construction of the Pico Alto volcanic edifice, centered on the eastern side of the island. This stage probably started at ~4.1 Ma and lasted up to 3.7–3.5 Ma. This new volcanic edifice started as submarine and then, as it gradually grew upwards and outpaced subsidence, breached sea level and formed a new island. The new edifice kept growing eastwards and northwards until volcanic activity waned.

The subsequent evolutionary stage in Santa Maria is characterized by waning volcanism, erosion, and reversal of subsidence to an uplift trend at 3.7-3.5 Ma ago. During this period, volcanism experienced a gradual shift from larger fissure-fed eruptions to smaller monogenetic eruptions, punctuating the island edifice with low-volume magmatic and hydromagmatic cones and associated effusive products.

The last period of volcanism occurred at about 3.2-2.8 Ma ago, producing a set of monogenetic cinder cones (Feteiras Formation). After that, continuing uplift and erosion were the main factors affecting the island to the present, and along with the rise and fall of sea level during interglacial and glacial periods, respectively, were responsible for the generation of a series of well-preserved staircase shore platforms in the west side of the island, which extends up to ~230 m in elevation.

Strombolian eruptions are a type of volcanic eruption, named after the volcano Stromboli, which has been erupting continuously for centuries. Strombolian eruptions are driven by the bursting of gas bubbles within the magma. These gas bubbles within the magma accumulate and coalesce into large bubbles, called gas slugs. These grow large enough to rise through the lava column. Upon reaching the surface, the difference in air pressure causes the bubble to burst with a loud pop, throwing magma in the air in a way similar to a soap bubble. Because of the high gas pressures associated with the lavas, continued activity is generally in the form of episodic explosive eruptions accompanied by the distinctive loud blasts. During eruptions, these blasts occur as often as every few minutes.

Strombolian eruptions are characterized by short-lived and explosive eruptions of lavas with intermediate viscosity, often ejected high into the air. Columns can measure hundreds of meters in height. The lavas formed by strombolian eruptions are a form of relatively viscous basaltic lava, and its end product is mostly scoria. The relative passivity of strombolian eruptions, coupled with its non-damaging nature to its source vent, allows this type of volcanic eruption to continue unabated for thousands of years, and also makes it one of the least dangerous eruptive types.

Strombolian eruptions eject volcanic bombs and lapilli fragments that travel in parabolic paths before landing around their source vent. The steady accumulation of small fragments builds cinder cones composed completely of basaltic pyroclasts. This form of accumulation tends to result in well-ordered rings of tephra.

Magmatic dikes form as magma is pushed up through vertical rock fractures, where it then cools and crystallizes. They form in sedimentary, metamorphic and igneous rocks and can force open the fractures as they cool. These sheets range in thickness, anywhere from a few millimeters to several meters.

The Porto Formation corresponds to the subaerial volcanic phase (strombolian eruption) associated with the initial phase of emergence of Santa Maria Island.

The Porto Formation is expressed in two exposed subaerial pyroclastic cones at the cliffs of Cré Bay, on the north coast of Santa Maria Island, and Vila do Porto Harbour, on the south coast. The pyroclasts from the Porto cone are cemented by carbonates, which gives them strong cohesion. At the top presents a baked layer resulting from the contact of this formation with the newer lava flows from the Anjos Complex.