O Arquipélago de São Pedro e São Paulo situa-se na zona de expansão entre a Placa Sul-Americana e a Placa Africana. O sistema da falha transformante de São Paulo (Saint Paul Transform Fault System) é uma das maiores falhas transformantes do Oceano Atlântico, em que ocorre em total 630 km de descontinuidade dos segmentos da cadeia meso-oceânica. Esta é uma das regiões mais profundas do Oceano Atlântico e algumas localidades têm mais de 5 000 metros de profundidade. A morfologia abissal apresenta que o Arquipélago situa-se no topo de uma elevação morfológica submarina, com comprimento de 100 km, largura de 20 km e altura aproximada de 3 800 metros a partir do fundo do oceano, denominada Cadeia Peridotítica de São Pedro e São Paulo. Sendo diferentes de vulcões submarinos, esta saliência é constituída por duas elevações tabulares orientadas segundo leste-oeste, apresentando uma forma similar a Brachiosaurus cuja cabeça é direcionada a leste. Nos flancos do Arquipélago, a partir do nível do mar até 1 000 metros de profundidade, ocorrem taludes de alto ângulo, em torno de 50º de inclinação. Não se observa uma plataforma submarina extensa de pequena profundidade em torno do Arquipélago. Ao sul do Arquipélago existe uma escarpa vertical com altura maior do que 2 000 metros. Essas morfologias submarinas instáveis sugerem que o soerguimento do Arquipélago foi originado de um tectonismo recente, o que está em continuação até o presente.
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