Formação do solo

Prévia do material em texto

Formação do solo
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Analisar os fatores e processos de formação do solo. 
  Identificar as principais formas de intemperismo físico e químico.
  Diferenciar rochas de minerais.
Introdução
A ciência do solo lida com os diversos processos que produzem os dife-
rentes tipos de solo existentes. Ela engloba a física do solo, a química do 
solo, a biologia do solo e a pedologia, também conhecida como gênese 
do solo. Ao longo deste capítulo, você vai estudar os fatores que impactam 
diretamente a formação das diversas classes do solo, sistema aberto e 
dinâmico que constitui a base e a sustentação da sociedade humana e 
do ecossistema terrestre como um todo.
Primeiramente, você vai conhecer os diversos processos que moldam 
as feições morfológicas do solo, como os fatores pedogenéticos (calcifica-
ção, gleização, entre muitos outros). Depois, você vai se familiarizar com 
os diferentes processos de intemperismo químico e físico que provocam 
contínuas alterações nos solos. Esses fatores são essenciais para explicar 
características do solo como profundidade, cor e fertilidade. Por fim, você 
vai explorar os solos e seus constituintes. Assim, vai distinguir entre as 
diversas rochas e minerais que compõem os solos e são responsáveis 
pela sua correta classificação.
Como os solos são formados?
Assim como existem a atmosfera (ar), a hidrosfera (água) e a biosfera (vida), 
também há a esfera dos solos, a pedosfera. Ela é uma fi na camada que recobre 
a superfície sólida do planeta Terra tal qual uma casca recobre uma maçã. A 
pedosfera, ou seja, o conjunto de todos os solos, é fundamental para inúmeros 
processos vitais, como você pode ver na Figura 1. Entre as funções do solo, 
você pode considerar: produção de alimentos, fi bras e energia, regulação dos 
gases da atmosfera, reciclagem de dejetos orgânicos, habitat para organis-
mos, meio para obras de engenharia, sistemas para suprir e purifi car a água 
(BRADY; WEIL, 2013).
A palavra solo possui origem romana e deriva da palavra solum, que significa “fundo, 
fundação, terra ou chão”. Já minerais (do latim minera) são compostos químicos (na sua 
maioria em estado sólido) nos quais átomos e moléculas encontram-se distribuídos 
de forma ordenada e sistemática (cristalinos), como ocorre no quartzo, no feldspato 
e na mica, entre outros. Minerais possuem, em geral, as seguintes características: 
são sólidos, possuem estrutura cristalina e ocorrência natural, são inorgânicos e têm 
estrutura química definida. Por fim, por rocha entende-se o material que reveste a 
crosta terrestre. Ela é constituída por agregados que contêm um ou mais minerais ou 
mineraloides (LEPSCH, 2011).
Por ser uma esfera que serve como interface entre as outras esferas, ou seja, 
que conecta as outras, o solo tem papel fundamental na regulação ambiental. 
Ele pode ser encarado como um dos principais recursos para a vida no Pla-
neta. Dessa forma, é imprescindível que você conheça e estude os solos, bem 
como que saiba a melhor forma de utilizá-los e preservá-los simultaneamente. 
Para isso, nada melhor do que ir às origens — ou seja, saber de onde os solos 
vieram e como foram formados — para compreender mais profundamente 
esse importante recurso natural.
Os solos são corpos tridimensionais, dinâmicos (em constante alteração) 
e vivos (com presença de organismos). Basicamente, são organizações de 
compostos sólidos (orgânicos e minerais — fase sólida) e espaços porosos 
contendo água (fase líquida) e ar (fase gasosa). Você talvez já possua uma 
definição clara do que é solo, mas provavelmente ainda não tem noção dos 
variados tipos de solos existentes. Só no Sistema Brasileiro de Classificação 
Formação do solo2
de Solos estão catalogadas 13 ordens, ou seja, 13 diferentes tipos de solos 
que diferem em atributos físicos, químicos, mineralógicos, topográficos 
(relevo), entre outros.
Mas de onde vêm essas diferenças? A formação dos 13 diferentes tipos de 
solo, que são corretamente chamados de ordens, consiste basicamente em uma 
série de processos químicos e bioquímicos que ocorrem ao longo de milhões 
de anos. Tais processos resultam da ação direta de diversos fatores, indicados 
e resumidos nesta expressão: S = f (m, r, o, c, v, t).
Essa expressão indica que os valores de todas as propriedades do solo (S), 
como pH, profundidade, textura (se é argiloso ou arenoso) e porosidade, são 
determinados pela ação e pela interação entre seu material de origem (m), seu 
relevo (r), seus organismos (o), seu clima (c) e sua vegetação (v) ao longo do 
tempo (t). Dessa maneira, as características encontradas nos diversos solos 
existentes são na realidade um reflexo dos processos pedogenéticos — ou 
seja, da origem do solo — aos quais esses solos estiveram subordinados ao 
longo de milhões de anos.
Para você compreender melhor como funciona essa fórmula aparente-
mente complexa, considere o exemplo a seguir, baseado em um cenário real. 
A ideia é que você compare dois solos: um formado no Hemisfério Norte, 
de clima temperado, e um formado no Hemisfério Sul, de clima tropical. 
Nesse caso, fica evidenciada a diferença no fator clima (c). No Hemisfério 
Norte, ocorrem invernos rigorosos, cobrindo a superfície terrestre com uma 
camada generosa de neve, fenômeno que raramente ocorre no clima tropical 
do Hemisfério Sul. Essa camada de neve que fica sobre a superfície reduz 
a velocidade dos processos químicos/bioquímicos, preservando o material 
de origem (rochas e minerais), de maneira semelhante ao que uma geladeira 
faz na preservação de alimentos. 
Dessa forma, os solos do Hemisfério Norte geralmente são mais preserva-
dos, ou melhor, mais “novos” do que aqueles encontrados sob clima tropical. 
Assim, esses solos apresentam diferenças significativas na qualidade da argila 
(poder de reter água e nutrientes), na profundidade, na cor, no teor de matéria 
orgânica, etc. 
Na Figura 1, a seguir, você pode ver algumas das funções ecológicas e 
sociais prestadas pelas diferentes classes de solo.
3Formação do solo
Figura 1. Diversas funções ecológicas e sociais prestadas pelas diferentes classes de solo.
Fonte: Adaptada de Brady e Weil (2013).
Meio para o 
crescimento das plantas
Sistema de reciclagem 
de nutrientes e 
dejetos orgânicos
Habitat para 
os organismos 
do solo
Modi�cador 
da atmosfera
Sistema para 
suprir e 
puri�car a água Meio para obras de engenharia
SOLO
Outro exemplo bastante interessante diz respeito ao fator m (material de 
origem). A formação do solo nada mais é do que o processo de transformação 
da rocha em “terra”. O material rochoso de origem (chamado algumas vezes de 
rocha-mãe, rocha matriz ou material de origem) pode variar bastante em relação 
às suas características e constituição; calcário, arenito, basalto e granito são 
alguns exemplos de rocha-mãe existentes. Se você analisar duas importantes 
rochas matrizes, o granito e o basalto, vai encontrar solos com diferenças na 
quantidade de areia e acidez, por exemplo.
O granito é formado por um mineral chamado de quartzo, que, além de ser 
naturalmente ácido, é muito duro e resistente ao intemperismo. Já o basalto 
é formado por minerais máficos, ricos em ferro e magnésio, alcalinos e mais 
“moles”. Os solos provenientes da rocha granítica geralmente são mais ácidos 
e mais arenosos, e os solos derivados das rochas basálticas, mais básicos e 
argilosos. Conhecer as diferenças existentes no material de origem, ou seja, 
as diferenças das rochas e minerais, é fundamental para que você possa com-
preender plenamente os atributos físico-químicos dos solos.
Formação do solo4
Os fatores tempo, clima, organismos, vegetação, relevo e material de 
origem atuam de forma conjunta e com intensidades diferentes na formação 
dos diferentes tipos de solos. A ação conjunta dos fatores leva à atuação dos 
processos de formação de solos, que são divididos em processos gerais e 
específicos. São quatro os processosgerais, como você pode ver a seguir.
1. Adição: como o próprio nome sugere, é a entrada de materiais minerais 
e/ou orgânicos no solo. A adição pode ocorrer de forma natural, por 
exemplo, pela entrada de água da chuva com íons dissolvidos, ou pelo 
vento trazendo poeira. Mas também pode ocorrer de maneira antrópica, 
ou seja, feita pelo homem, por exemplo, pela adição de fertilizantes, 
corretivos, etc.
2. Remoção: são perdas minerais, orgânicas e químicas (água ou íons) 
de um solo.
3. Transformação: a rocha matriz se converte em rocha alterada e solo por 
meio de diversos processos de intemperização, dirigidos por diversos 
fatores, como clima e atividade biológica.
4. Translocação: ocorre por meio das camadas do solo de elementos como 
água e nutrientes, eluviação e iluviação de argila e matéria orgânica, ou 
ainda ciclagem de nutrientes realizada por espécies vegetais.
No link ou código a seguir, você tem acesso ao site da 
Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). 
Lá, pode ler mais sobre a formação do solo.
https://goo.gl/tXowFB
Há ainda modelos mais específicos em relação aos processos de formação 
de solo (pedogênese). No total, há 10 diferentes processos específicos que 
integram alguns dos processos gerais que você viu anteriormente. Assim, no 
processo conhecido por ferralitização, há substituição de sílica por óxidos de 
ferro e alumínio, o que é bastante comum em solos intemperizados nacionais. 
Esse processo engloba remoção, transformação e translocação, exemplificando 
5Formação do solo
https://goo.gl/tXowFB
que esses mecanismos atuam em conjunto e não separadamente (KAMPF; 
CURI, 2012). O Quadro 1 e a Figura 2 apresentam diagramas para que você 
compreenda melhor esses processos específicos.
Fonte: Adaptado de Kampf e Curi (2012).
Processos pedogenéticos Descrição e exemplos de ocorrência
Ferratilização Remoção de Si que ocasiona níveis 
concentrados de óxidos de Fe e Al; 
latossolos e nitossolos.
Silicificação Acúmulo de Si; matriz e estrutura do 
solo tornam-se adensadas (cimentadas); 
latossolos e argissolos amarelos coesos.
Plintização Cátions de Fe são reduzidos e translocados, 
seguidos de oxidação e precipitação; 
origina plintita ou petroplinita; plintossolos.
Argiluviação Migração descendente de argila; argissolos, 
luvissolos, horizontes E, lamela.
Podzolização Componentes (Fe, Al e matéria orgânica) 
migram e acumulam-se em horizonte 
iluvial; espodossolos, orstein.
Gleização Redução de Fe em ambiente anóxico 
ou anaeróbico; sua translocação 
forma horizontes acinzentados; 
gleissolos, planossolos.
Calcificação Carbonatos acumulam-se, formação 
de nídulos ou camadas adensadas; 
luvissolos, chernossolos rêndzicos.
Ferrólise Degradação de argila e formação de 
horizonte B textural; pinossolos, argissolos.
Salinização Acúmulo de sais por evaporação; 
gleissolos sálicos.
Sulfurização Oxidação de S causa acidificação; 
gleissolos tiomóficos.
Quadro 1. Processos pedogenéticos
Formação do solo6
Figura 2. Fatores pedogenéticos e sua interação com os fatores 
gerais remoção, transformação e translocação.
Remoção
Transformação
Translocação
1
6
8
2 3
4
5
7
910
A era glacial, ou era do gelo, teve fim há 12 mil anos. Quando o gelo começou a se 
derreter, as rochas (material de origem) foram expostas aos efeitos climáticos, como 
a elevação da temperatura na sua superfície. Além disso, foram expostas aos efeitos 
de organismos e vegetais que começaram a se desenvolver à medida que as rochas 
iam se transformando em terra. Assim, o processo de formação do solo se acelerou 
com o tempo.
A importância do intemperismo 
na gênese dos solos
Por meio de diversas reações de intemperização, em um longo e lento pro-
cesso natural, a rocha-mãe inalterada transforma-se gradualmente em rocha 
alterada. Além disso, seus minerais constituintes (litogênicos ou primários) 
7Formação do solo
eventualmente fi cam disponíveis para fazer parte do solo que está se origi-
nando. Portanto, se a superfície de um planeta rochoso como a Terra nunca 
se alterasse, haveria somente rochas, sem a possibilidade de vida, visto que 
todos os organismos existentes precisam dos nutrientes que se originam das 
rochas e de seus minerais (LEPSCH, 2011).
Como você sabe, às vezes as dificuldades da vida moderna são chamadas de 
“intempéries”; na formação dos solos, as intempéries atmosféricas culminam 
na biotransformação das rochas. Assim, as rochas se fragmentam, liberando 
minerais e sintetizando outros. Esses minerais já liberados dos cristais podem 
ligar-se no solo a argilas e matéria orgânica, ficando disponíveis para serem 
absorvidos e utilizados por seres vegetais e microorganismos.
Os principais fatores físicos e químicos relacionados ao desgaste das ro-
chas, ao intemperismo e à formação dos solos são reações químicas da água 
(hidrólise), do oxigênio e de outros gases da atmosfera, em especial o gás 
carbônico, que pode formar o ácido carbônico sob determinadas condições. 
A temperatura é outro fator preponderante que se relaciona diretamente à 
velocidade do intemperismo.
Dado que grande parte das rochas se origina na subsuperfície e sob grande 
profundidade, condições de elevadas pressão e temperatura atuam na fragmen-
tação da rocha e na solubilização de seus minerais. Além disso, influenciam a 
formação de outros minerais mediante a alteração dos minerais presentes nas 
rochas. O intemperismo físico (às vezes chamado de mecânico) altera o tama-
nho da rocha, fragmentando-a em pedaços menores, e expõe uma quantidade 
maior de sua área superficial ao intemperismo químico, porém sem levar a 
alterações químicas. Cascalhos e areias são exemplos de materiais oriundos 
de rochas intemperizadas por vias mecânicas (LEPSCH, 2011).
Alterações químicas (liberação e alteração de íons), como o próprio nome 
sugere, são causadas por intemperismo químico, ocasionando a dissolução e a 
solubilização de íons. Alterações químicas em rochas originam argila e sais; 
estes últimos (principalmente cátions) podem permanecer retidos nas cargas 
negativas de minerais de argila, já outros podem continuar dissolvidos até 
atingirem um estado estável no lençol freático, por exemplo.
Em suma, são dois os tipos de intemperismo que atuam na transformação 
da rocha de origem: físico e químico. O intemperismo físico “quebra” as 
rochas, expondo-as ao intemperismo químico. Quanto mais “quebrada” for a 
rocha, maior a superfície que estará em contato com o ambiente e que sofrerá 
mais intensamente o intemperismo químico. Já o intemperismo químico é o 
agente transformador dos minerais originais da rocha matriz. É o intempe-
rismo químico que modifica a composição original dos minerais das rochas, 
Formação do solo8
transformando-os em minerais de argila (componentes dos solos). Ele também 
atua na solubilização de nutrientes presentes nos minerais das rochas, que 
posteriormente são utilizados pelas plantas.
No Quadro 2, a seguir, você pode ver os diferentes agentes dos intempe-
rismos físicos e químicos e o modo como atuam.
Físico Químico
Temperatura Contrai e dilata a 
rocha, favorecendo 
a fragmentação.
Oxidação O oxigênio mais 
abundante na 
atmosfera que no 
local de formação 
das rochas oxida os 
minerais originais.
Gelo Acessa as fendas 
das rochas e, com 
o aumento do 
volume causado 
pelo congelamento 
da água, fragmenta 
a rocha.
Solução A rocha, ao ser 
exposta, entra em 
contato com a 
água, que solubiliza 
alguns sais minerais 
originais da rocha. 
Ventos Correntes de 
ar contendo 
sedimentos atuam 
no desgaste 
das superfícies 
das rochas. 
Hidratação A água hidrata 
alguns minerais 
originais 
naturalmente 
desidratados, 
transformando-os 
e favorecendo o 
intemperismo.
Chuvas O impacto da 
gotas contribui 
para o desgaste 
e a fragmentação 
da rocha.
Hidrólise É a principal reação; 
a água quebra 
quimicamente 
os minerais, 
removendo a sílica 
e enriquecendo 
em óxidos. É o 
principal fator para 
o “envelhecimento” 
dos minerais 
de argila.
Quadro2. Agentes dos intemperismos físicos e químicos e sua atuação
9Formação do solo
Potencial agronômico de solos altamente 
intemperizados
Solos tropicais altamente intemperizados são facilmente encontrados no Bra-
sil e na América Latina. Ao longo das últimas décadas, houve uma grande 
expansão agrícola em direção a áreas do Brasil nas quais predominam solos 
dessa categoria, como ocorre em áreas do bioma cerrado, por exemplo. Isso 
somente foi possível devido a correções de solo realizadas com o objetivo de 
amenizar os efeitos tóxicos e indesejáveis de fatores comumente relacionados 
à intemperização elevada, com destaque para a acidez predominante desses 
solos (que possuem naturalmente, portanto, valores de pH mais baixos do que 
a neutralidade). Essa condição afeta o crescimento de espécies vegetais de 
diversas maneiras, entre elas por meio da menor disponibilidade de nutrientes 
no solo (TAIZ et al., 2017). Tais nutrientes podem se encontrar em formas 
menos biodisponíveis, como é o caso do micronutriente molibdênio e dos 
macronutrientes fósforo, cálcio e magnésio.
O potencial hidrogeniônico (pH) do solo tem influência direta sobre o desenvolvimento 
de espécies vegetais. Além disso, afeta a eficiência de fertilizantes e a persistência de 
moléculas conhecidas como herbicidas, que possuem efeito fitotóxico.
Além da elevada acidez, outras características bastante comuns em solos 
altamente intemperizados no Brasil incluem: níveis elevados de alumínio (Al), 
que impede o crescimento radicular e afeta a absorção de cátions (TAIZ et al., 
2017); baixa capacidade de troca de cátions (átomos carregados positivamente, 
como cálcio, Ca2+, magnésio, Mg2+ e potássio, K+); baixa disponibilidade 
de nutrientes de forma geral; e alta capacidade de adsorção (retenção por 
estruturas inorgânicas) de fosfato, o que leva a baixos níveis de disponibilidade 
de fósforo às culturas agrícolas (FONTES et al., 2001).
Contudo, nem todas as peculiaridades de solos altamente intemperizados 
são maléficas ou dificultam seu uso pela agricultura e pela pecuária. Apesar 
do seu elevado grau de intemperismo e da noção de que são solos “ruins” ou 
de baixo valor agroeconômico, esses solos na realidade apresentam diversas 
características desejáveis do ponto de vista agrícola. Assim, muitos desses solos 
Formação do solo10
altamente intemperizados possuem características benéficas do ponto de vista 
estrutural, apresentando boa porosidade e boa permeabilidade, além de estabi-
lidade (característica diretamente relacionada à capacidade de percolação de 
água). Ademais, em geral apresentam excelente profundidade (FONTES et al., 
2001). Portanto, quando devidamente corrigidos, esses solos podem suportar 
elevado crescimento e densa vegetação, permitindo enraizamento profundo 
e boa utilização de água e nutrientes disponíveis em maior profundidade.
Rochas e minerais: materiais 
de origem dos solos
Como você viu, os solos são formados a partir da biotransformação de rochas 
(comumente chamadas de horizonte R) e da posterior disponibilização de seus 
minerais. Acima do horizonte R localiza-se o horizonte C (saprólito), contendo 
material alterado de rocha. Acima deste está o solum, composto de diversas 
camadas como O, A, E e B (horizonte orgânico, horizonte mineral húmico, 
horizonte de máxima remoção de argila ou óxidos de ferro e horizonte de 
máxima agregação ou expressão de cor, respectivamente) (LEPSCH, 2011). 
Solos são, portanto, formados por uma gama de constituintes, com destaque 
para seus minerais e rochas. Estes constituem a fração inorgânica do solo, 
que responde pela maior porção dos componentes do solo e inclui subprodu-
tos do intemperismo do material de origem, bem como reações entre estes 
(GIESEKING et al., 1975). Alguns minerais, como os de estrutura fibrosa 
sepiolite e paligorsquite, somente são encontrados em classes especiais de 
solos e ajudam na definição de qual é a rocha matriz existente que os originou. 
É importante você notar ainda que a formação de grandes quantidades de 
coloides inorgânicos nos solos é de suma importância para que estes possam 
dar suporte a uma comunidade vegetal complexa e adensada. 
Coloides (do grego kolla, cola) são agregados heterogêneos formados no solo que 
podem conter somente matéria inorgânica (minerais e rochas) ou também matéria 
orgânica (organismos como bactérias, fungos e actinomicetos). Os coloides do solo 
contêm basicamente as partículas de menor tamanho (argila) e fração húmica, sendo os 
grandes responsáveis pela fertilidade dos solos ao adsorverem íons e possibilitarem 
atividade química e troca catiônica.
11Formação do solo
Solos altamente intemperizados (como é o caso dos argissolos e latossolos) 
são comuns no Brasil e na América Latina, onde sustentam grandes áreas de 
produção agrícola intensiva (FONTES et al., 2001). Nesses solos, de mineralogia 
aparentemente simples, predominam silicatos do tipo 1:1 e óxidos de ferro (Fe), 
alumínio (Al) e por vezes manganês (Mn) como integrantes da mineralogia 
da fração argila. Além disso, há predomínio de caulinita (Figura 3) como o 
principal mineral silicatado — este contém agrupamentos de sílica (Si02 ou 
SiO4) que interagem com íons metálicos, como o sódio (Na) e o magnésio 
(Mg), podendo ainda interagir com hidrogênio (H). Em relação aos principais 
óxidos de Fe presentes em solos intemperizados nacionais, destacam-se goethita 
e hematita (Figura 4). 
Figura 3. Mineral caulinita, considerado o principal mineral silicatado 
em solos nacionais.
Fonte: Aleksandr Pobedimskiy/Shutterstock.com.
Formação do solo12
Figura 4. Goethita (à esquerda) e hematita, os principais óxidos de Fe encontrados no Brasil.
Fonte: a) Ilizia/Shutterstock.com; b) Bjphotographs/Shutterstock.com.
Apesar do número relativamente baixo de minerais que predominam em 
solos tropicais intemperizados, estes podem se comportar de maneiras distintas 
devido à enorme variabilidade no tamanho de partículas no solo, no grau de 
envelhecimento e na substituição isomórfica, entre outros aspectos (FONTES 
et al., 2001). Além disso, há o efeito direto relacionado aos diferentes ambien-
tes nos quais os solos são formados, que afetam diferentemente os minerais 
presentes nesses solos. 
A halita e o quartzo são dois minerais bastante comuns. A halita possui 
como fórmula NaCl (cloreto de sódio, também conhecido como sal de cozinha). 
Nesse mineral, cátions de sódio e ânions de cloro realizam ligação iônica, 
havendo transferência do elétron localizado na camada de valência do sódio 
para o cloro, formando cubos nos quais seis átomos de sódio se ligam a seis 
átomos de cloro. Já o quartzo (SiO2) possui composição totalmente distinta, 
contendo um átomo de silício (Si+4) ligado a dois átomos de oxigênio (O–2), e 
é um dos minerais mais comuns da litosfera (camada mais externa do Planeta, 
formada de rocha e solo). 
Minerais formam-se na natureza por meio de um processo conhecido como 
cristalização (LEPSCH, 2011). Esse processo ocorre ao longo de milhões de 
anos, a partir de um líquido ou gás sujeito a variações de pressão e temperatura, 
o que culmina com a união de íons em diversas estruturas e arranjos. O formato 
definitivo depende de diversos fatores, entre eles o espaço para a expansão 
13Formação do solo
existente na matéria-prima. Quando reduzidos, os minerais resultantes podem 
assumir a forma de conglomerados ou agregados cristalinos, em que poucas 
faces são distinguíveis. Além disso, o tamanho dos íons e a quantidade de 
átomos são fatores determinantes que ditam o arranjo final do mineral após 
o processo de cristalização. 
Os diferentes átomos possuem raio atômico de variados tamanhos. Assim, 
átomos menores e maiores podem constituir múltiplos arranjos, produzindo 
minerais com arranjos distintos que possuem as mesmas constituições quí-
micas. O que muda é o ambiente onde os minerais se formaram. É o caso do 
diamante e do grafite, que contêm somente carbono. 
Assim, cátions como potássio (K+), chumbo(Pb+2), sódio (Na+), ferro 
(Fe+2) e cálcio (Ca+2) podem se arranjar ao redor de ânions comuns na litos-
fera, como oxigênio (O–2), enxofre (S–2) e cloro (Cl–), de diferentes maneiras, 
levando à formação de estruturas como tetraedros (como no caso do quartzo), 
octaedros e outras estruturas derivadas desta. Por exemplo, tetraedros de silício 
(contendo quatro íons de oxigênio) podem unir-se uns aos outros, ou ainda 
ligarem-se a octaedros de alumínio, formando silicatos e aluminossilicatos. 
Importantes minerais formam-se na união tetraedro-tetraedro, como o quartzo, 
os feldspatos, as micas e as olivinas. De grande importância, os tetraederos e 
octaedros são as estruturas geométricas mais encontradas na crosta terrestre; 
eles sempre envolvem a combinação de oxigênio com diversos cátions.
Substituições isomórficas e sua importância na 
formação dos diferentes minerais
Até este ponto, você aprendeu sobre o que são minerais e rochas, viu como os 
minerais são formados a partir da união de diferentes elementos químicos ao 
longo do tempo e conheceu o modo como estes se arranjam de acordo com o 
tamanho dos diversos cátions e ânions. Algumas vezes, cátions são substituídos 
em um mineral por outros cátions de tamanho e valência similares (daí o nome 
“substituições isomórfi cas”), então se formam estruturas cristalinas similares, 
mas com claras diferenças na sua composição química. Esse processo é de ex-
trema importância, pois leva à formação de diferentes minerais a partir de outros 
mais simples ou comuns, como ocorre com frequência em minerais silicatados. 
Entretanto, diferenças no tamanho (apesar de pequenas) e, principalmente, 
na valência do cátion substituto levam a desbalanços de carga que devem ser 
Formação do solo14
equacionados, originando minerais com menor resistência e maior fraqueza 
na estrutura, sendo estes mais suscetíveis à decomposição (LEPSCH, 2011).
Curiosamente, não há substituições conhecidas que ocorrem envolvendo o 
quartzo, o que explica sua excelente estabilidade. Por outro lado, em feldspatos 
pode haver a substituição de cátions — no caso, o alumínio substitui o silício, 
e o eventual desbalanço de cargas leva à associação de cátions como sódio e 
potássio ao cristalino. Desse processo, originam-se ortoclásios, albita e anortita, 
incluídos no grupo dos feldspatos porém detentores de menor resistência pelos 
motivos que você viu anteriormente.
O arranjo de átomos no interior dos diferentes minerais e sua composição química 
leva a uma gama de propriedades apresentadas por eles. Assim, átomos unidos forte-
mente dão origem a minerais de elevada dureza e resistência à decomposição, como 
ocorre no quartzo. Outras propriedades importantes incluem: clivagem, originária de 
ligações químicas mais fracas; fratura, originária de distribuição de força desigual em 
superfícies irregulares ao longo do tempo; brilho, que tende a ser vítreo em minerais 
em que predominam ligações iônicas; e cor. Além dessas propriedades, minerais ainda 
são classificados quanto ao traço, à densidade e ao hábito cristalino que possuem.
Um mineralogista chamado Mohs desenvolveu, no início do século XIX, 
uma escala utilizada até hoje para determinação da dureza de minerais. Nessa 
escala, o talco ocupa a posição de menor dureza (1) e o diamante possui o valor 10 
para indicar a maior resistência e dureza. Por sua vez, o quartzo possui valor 
7 (LEPSCH, 2011). Em avaliações práticas, costuma-se utilizar a unha na 
tentativa de riscar o mineral; caso se produzam riscos na superfície desse 
mineral, ele possui menor dureza do que a unha humana, que nessa escala tem 
um valor aproximado de 2. Já o canivete comum possui dureza em torno de 5.
Outros minerais importantes para a indústria e a agricultura são o talco, 
a gipsita (gesso) e a calcita (constituinte principal do calcário). Eles possuem 
durezas na escala Mohs iguais a 1, 2 e 3, respectivamente. A apatita (valor 4 na 
escala Mohs) é utilizada na produção de fertilizantes fosfatados; e o coríndon 
(que possui valor de dureza igual a 9) é parte fundamental de esmeris e lixas.
15Formação do solo
Tipos de rocha: o material de origem dos solos
Como você viu, rochas nada mais são do que materiais sólidos formados por 
um mineral ou pela união de dois ou mais minerais (JENNY, 1941). Os dife-
rentes minerais agregam-se seguindo padrões defi nidos, podendo constituir 
rochas como o granito. Este é formado pelo resfriamento de magma originário 
do interior da Terra e contém quartzo e feldspatos em associação a micas. O 
granito é, portanto, excelente exemplo de rocha ígnea (ou magmática). Além 
desta, existem rochas sedimentares e metamórfi cas. Como o próprio nome 
sugere, as rochas sedimentares formam-se a partir de materiais já existentes na 
superfície do Planeta. Tais materiais são transportados ao fundo ou ao longo 
de mares, lagos ou oceanos, onde ocorre solidifi cação; os arenitos são rochas 
que se incluem nessa categoria. Por fi m, rochas metamórfi cas são derivadas 
de outras que já foram classifi cadas como ígneas ou sedimentares e se formam 
sob grande pressão ou temperatura.
Os solos originários das diferentes rochas matriz em muito refletem as 
características dessas rochas. Nas rochas sedimentares, a friabilidade (coesão 
entre as partículas) afeta diretamente os solos que serão formados. Diversas 
planícies na costa brasileira possuem solos que na realidade foram formados a 
partir de sedimentos trazidos pelo mar ou praias antigas. Já a base dos morros 
e montanhas contém solos que se desenvolveram a partir de sedimentos que 
foram erodidos como efeito das chuvas e posterior saturação por água, sendo 
arrastados à base.
A presença de diferentes tipos de minerais e rochas é fator preponderante na formação 
de um solo. Sua qualidade e sua composição — aliadas aos fatores relacionados à 
pedogênese do solo — ditam a classe de solo formada e sua vocação para o uso 
agrícola, por exemplo. Somente o manejo consciente e racional e um perfeito en-
tendimento do complexo planta-solo-atmosfera pode garantir a sustentabilidade 
da produção de alimentos e a conservação do solo. Preservando o solo, alicerce da 
produção e da vida, é possível garantir que gerações futuras desfrutem dos mesmos 
bens de que você dispõe hoje.
Formação do solo16
BRADY, N.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. Porto Alegre: 
Bookman, 2013. 
FONTES, M. P. F.; CAMARGO, O. A.; SPOSITO, G. Eletroquímica das partículas coloidais e 
sua relação com a mineralogia de solos altamente intemperizados. Scientia Agricola, v. 
58, n. 3, p. 627-646, jul/set. 2001. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/sa/v58n3/
a29v58n3.pdf>. Acesso em: 24 jul. 2018.
GIESEKING, J. E. et al. Soil components: inorganic components. New York: Springer-
-Verlag, 1975. v. 2.
KAMPF, N.; CURI, N. Formação e evolução do solo (Pedogênese). In: KER, J. C. et al. 
Pedologia: fundamentos. Viçosa: SBCS, 2012.
LEPSCH, I. F. 19 lições de pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2011.
TAIZ, L. et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2017. 
Leitura recomendada
EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2. ed. Brasília: EMBRAPA, 2006. 
Disponível em: <https://www.agrolink.com.br/downloads/sistema-brasileiro-de-
-classificacao-dos-solos2006.pdf>. Acesso em: 24 jul. 2018.
17Formação do solo
http://www.scielo.br/pdf/sa/v58n3/
https://www.agrolink.com.br/downloads/sistema-brasileiro-de-
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
C02_Atributos_solo.indd 14 27/07/2018 17:08:13