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DISCIPLINA GEOLOGIA AMBIENTAL AULA 06 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO AUTOR LEÃO XAVIER DA COSTA NETO TECNÓLOGO EM GESTÃO AMBIENTAL DISCIPLINA GEOLOGIA AMBIENTAL AULA 06 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO AUTOR LEÃO XAVIER DA COSTA NETO TECNÓLOGO EM GESTÃO AMBIENTAL GOVERNO DO BRASIL Presidente da República DILMA VANA ROUSSEFF Ministro da Educação ALOIZIO MERCADANTE Diretor de Ensino a Distância da CAPES JOÃO CARLOS TEATINI Reitor do IFRN BELCHIOR DE OLIVEIRA ROCHA Diretor do Câmpus EaD/IFRN ERIVALDO CABRAL Diretora Acadêmica do Câmpus EaD/IFRN ANA LÚCIA SARMENTO HENRIQUE Coordenadora Geral da UAB /IFRN ILANE FERREIRA CAVALCANTE Coordenador Adjunto da UAB/IFRN JÁSSIO PEREIRA Coordenadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental MARIA DO SOCORRO DIÓGENES PAIVA GEOLOGIA AMBIENTAL AULA 06 Erosão, Transporte e Deposição Professor Pesquisador/Conteudista LEÃO XAVIER DA COSTA NETO Diretora da Produção de Material Didático ROSEMARY PESSOA BORGES Coordenador da Produção de Material Didático LEONARDO DOS SANTOS FEITOZA Revisão Linguística KALINA ALESSANDRA RODRIGUES DE PAIVA Coordenação de Design Gráfico LEONARDO DOS SANTOS FEITOZA Projeto Gráfico BRENO XAVIER Diagramação/Ilustração GEORGIO NASCIMENTO INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RIO GRANDE DO NORTE Campus EaD 5 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO APRESENTANDO A AULA Na Aula 04, você estudou os diferentes tipos de rochas, desde os processos de formação, sua composição mineralógica, sua estrutura e a sua nomenclatura. Quando uma determinada região geológica sofre intemperismo, seja ele físico ou químico, essas rochas se alteram e podem formar uma camada de solo na superfície, como você estudou na Aula 05. Agora, caso essas rochas, depois de intemperizadas, sejam submetidas a um intenso processo erosivo, os seus fragmentos/partículas clásticas podem ser transportados por diferentes agentes dinâmicos em um determinado ambiente de deposição. Esses três processos geológicos - erosão, transporte e deposição, os quais você irá estudar nessa aula, ocorrem de maneira interconectada e simultânea, sendo os responsáveis pela formação do produto sedimentar, ou seja, os sedimentos e/ou rochas sedimentares, além de serem agentes modeladores do relevo. Por fim, ainda encontrará um pequeno glossário de termos geológicos para auxiliar no entendimento dos conteúdos estudados. DEFININDO OBJETIVOS Ao final desta aula, você deverá: • conhecer e identificar os principais tipos de erosão com seus mecanismos atuantes; • conhecer as principais formas de transporte de partículas clásticas no meio aquoso e eólico; 6 GEOLOGIA AMBIENTAL DESENVOLVENDO O CONTEÚDO EROSÃO Entende-se por erosão, o processo de desgaste, desprendimento e arraste das partículas do solo e/ou de fragmentos de rocha do seu local de origem por agentes dinâmicos, tais como a água (erosão hídrica), o vento (erosão eólica) e o gelo (erosão glacial). Por sua vez, a erosão hídrica pode ocorrer por ação das chuvas (erosão pluvial), dos rios (erosão fluvial) e das ondas (erosão costeira). Porém, o processo erosivo também pode ser desencadeado por ações antrópicas, tais como: uso inadequado do solo (culturas não adaptadas às características dos solos, manejo intensivo, cultivo “morro abaixo”, uso excessivo de equipamentos agrícolas, etc.), desmatamento, queimadas, mineração, obras de construção, ocupação irregular de encostas, etc. Nesse sentido, a erosão pode ser classificada segundo a velocidade de ocorrência em: erosão geológica ou normal, quando o processo é natural, lento, construtivo (taxas de remoção do solo são inferiores as de formação), provoca o modelamento do relevo terrestre (rios, vales, montanhas, planaltos, planícies, deltas etc.) e em erosão acelerada ou simplesmente erosão, quando Fig. 01 – Erosão Glacial. • entender o processo de deposição de sedimentos nos diferentes ambientes geológicos; • compreender a importância da erosão, do transporte e da deposição nas alterações do meio ambiente. Fo nt e: h tt p: // w w w .v iv at er ra .o rg .b r/ er os ao _ gl ac ia l_ 1. 1. jp g 7 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO o processo é antropogênico, rápido, destrutivo (taxas de remoção do solo são superiores às de formação), provocando o surgimento de ravinamentos, e consequentemente, perdas de grandes volumes da cobertura de solo. Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1999), a erosão é causada por forças ativas (características da chuva, declividade e comprimento da rampa e a capacidade absorção de água pelo solo) e forças passivas (resistência que o solo exerce à ação erosiva da água e à densidade da cobertura vegetal). O fenômeno de erosão está associado a três processos geológicos distintos: início do movimento (desprendimento do material), transporte e deposição, os quais são objeto dessa aula. Entretanto, você não pode esquecer que as características dos minerais, das rochas e dos solos, conteúdos que você estudou respectivamente nas Aulas 03, 04 e 05, não são as mesmas. Portanto, a erosão instalada não pode ser a mesma em diferentes materiais geológicos, pois as suas propriedades físicas (composição mineralógica, textura, estrutura, permeabilidade, densidade, etc), químicas (composição química dos minerais, ph, etc) e biológicas (cobertura vegetal, etc) também são diferentes e exercem diferentes influências durante o processo erosivo. Tipos de Erosão Os principais tipos de erosão estão relacionadas à ação da água (erosão hídrica), do vento (erosão eólica) e do gelo (erosão glacial). Essa aula abordará a erosão hídrica e a eólica, por serem as que ocorrem no Brasil. a) Erosão Hídrica: Esse tipo de erosão está relacionada à ação das águas na superfície terrestre, seja devido as chuvas, seja em função do seu escoamento em ambientes geológicos distintos. De uma forma geral, esse tipo de erosão é elevada em regiões que apresentam clima chuvoso (alta precipitação pluviométrica), relevo acidentado e de grande comprimento, solo espesso e ausência de cobertura vegetal. Assim, a erosão hídrica é classificada em: erosão pluvial (chuva), fluvial (rio) e marinha/costeira (oceano/praia), as quais serão decritas a seguir: 8 GEOLOGIA AMBIENTAL Erosão pluvial: inicia-se quando as gotas de chuva atingem o solo e provocam o desprendimento de suas partículas no local do impacto. Esse impacto denomina-se salpicamento ou splash (Figura 1), constituindo-se importante mecanismo de transporte das partículas desagregadas, iniciando o processo de erosão dos solos por salpicamento. A ação do salpicamento depende de fatores relacionados ao próprio solo, tais como a textura, estrutura e porosidade; a quantidade, o tipo da cobertura vegetal e o uso e manejo do solo, além da intensidade das chuvas e o clima da região, responsáveis pelo grau de desagregação das partículas do solo. Os fatores relacionados ao solo, à cobertura vegetal e ao clima permitem que parte da água precipitada infiltre, parte seja absorvida pelos vegetais, parte evapore e parte escoe superficialmente. Quando a precipitação é superior à infiltração + absorção + evaporação, então ocorre escoamento superficial, responsável pelo processo de retirada da camada superficial do solo, dando início a outros tipos de erosão hídrica, a saber: erosão laminar, linear, sulcos e voçorocas, que veremos a seguir. A erosão laminar, em lençol ou superficial, caracteriza-se pela remoção de uma fina e relativamente uniforme camada de solo que escorre na superfície por ação de um fluxo hídrico não concentrado, ou seja, não forma canais e atingem pequenas distâncias (Figura 3a). A quantidade de material desagregado Fig. 02 – Impacto de uma gota de água na superfície do solo, provocando o salpicamento ou splash.. Fo nt e: h tt p: // w w w .d ic io na rio .p ro .b r/ im ag es / th um b/ 1/ 1b /R ai n_ spla sh .jp g/ 30 0p x- Ra in _s pl as h. jp g 9 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO dependerá da energia contida nas gotas de chuva. Quanto maior foi a gota, maior será sua velocidade de queda, e consequentemente, maior o poder de desagregação. Diferentes tipos de solos respondem de forma diferente ao impacto das gotas, pois apresentam características geológicas diferentes. Esse tipo de erosão é de difícil identificação, mas em regiões de terreno inclinado e com vegetação de grande porte, pode ser observada com a exposição das suas raízes. (Figura 3b). A erosão linear é causada pelo escoamento superficial concentrado, ou seja, com uma direção preferencial. Essa forma de erosão é subdividida em: sulcos ou ravinas, e voçorocas ou boçorocas. A erosão em sulcos ou ravinas caracteriza-se pela ocorrência de fluxos concentrados (enxurradas), formando canais de sinuosos rasos (sulcos) (Figura 4a) a relativamente profundos (ravinas) (Figura 4b), devido a terrenos com declividade relativamente elevada e de grande comprimento que provocam o aumento do volume e a velocidade do fluxo hídrico. Fig. 03 – Remoção da fina camada superficial do solo (a) e exposição da raiz da vegetação em uma superfície de forte inclinação devido à erosão laminar. (3a ) F on te : h tt p: // w w w .a es ap .e du .p t/ G eo gr afi a/ im ag es /e ro sa ol am in ar .jp g (3 b) F on te : h tt p: // w w w .p or ta ls ao fr an ci sc o. co m . br /a lfa /v oc or oc a/ im ag en s/ m ei o- am bi en te - vo co ro ca -0 18 .jp g 10 GEOLOGIA AMBIENTAL As erosões em voçoroca se formam quando fluxos hídricos superficiais e subterrâneos fortemente concentrados passam, ao longo do tempo, no mesmo local, provocando o deslocamento de grandes quantidades de solo, formando cavidades de grande extensão e profundidade (Figura 5a). Geralmente, são ramificadas, apresentando paredes irregulares e perfil transversal em “U” (Figura 5) e podem ser classificadas em ativas, inativas e paleovoçorocas. Dois fatores contribuem para o incremento da erosão, são eles: erodibilidade do solo (K) e erosividade da chuva (R). A erodibilidade representa o quanto o solo é susceptível à erosão e depende dos seguintes fatores: composição mineralógica, espessura, morfologia, topografia, estrutura, textura, permeabilidade, estabilidade dos agregados, presença de matéria orgânica e microorganismos. A erosividade, por sua vez, representa o potencial que a Fig. 04 –Erosão em sulco (a) e ravinas (b). Observar a escala humana em b. (4 a) F on te : h tt ps :// en cr yp te d- tb n2 .g st at ic .c om / im ag es ?q =t bn :A N d9 G cT KS BW Z1 L7 f4 af PO w p6 G E6 K6 t5 9P O J- m zH g9 5_ Yf k9 KK 0C w Sb O F (4 b) F on te : h tt p: // w w w .a es ap .e du .p t/ G eo gr afi a/ im ag es /R av in es .jp g (5 a) F on te : h tt p: // w w w .g eo lo gi ad ob ra si l.c om .b r/ vo ss or oc a. ht m l (5 b) F on te : h tt p: // w w w .g p1 .c om .b r/ im ag es /9 7b 7 1d 60 e5 47 92 13 59 58 e2 cd d2 35 9e 1a .jp g Fig. 05 –Voçoroca ramificada em Bauru-SP (a) e voçoroca com perfil em “U” (b). 11 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO chuva apresenta em causar erosão e depende dos seguintes fatores: tipo de chuva, impacto das gotas no solo, tipo de solo, relevo, tipo e densidade da cobertura vegetal. Wischmeier e Smith (1978) estabeleceram a Equação Universal de Perda de Solo/EUPS (Universal Soil Loss Equation/USLE) que é expressa em função de 6 variáveis: 4 relativas às condições naturais e 2 ao uso e ao manejo do solo e de práticas consevacionistas, a saber: A=R×K×L×S×C×P Onde: A = perda de solo por unidade de área (t.ha-1ano-1) R = erosividade da chuva (em MJ.mm.ha1h-1ano-1) K = erodibilidade do solo (em t.ha-1MJ-1mm-1) L = comprimento de rampa S = declividade C = uso e manejo do solo P = práticas conservacionistas A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura – FAO (2009), em seu estudo O Estado dos Recursos Solo e Água no Mundo para a Alimentação e Agricultura (SOLAW), mostra que 25 % dos solos estão altamente degradados, 8% estão moderadamente degradados, 36% estão estáveis ou levemente degradados e 10% estão classificados como “em recuperação”. Dos 20 % restantes da superfície terrestre do planeta, 18 % estão descobertos e 2 % cobertos por massas de água interiores. Segundo Zoccal (2007), aproximadamente 80% da área cultivada do Estado de São Paulo está sofrendo erosão, causando uma perda anual de mais de 200 milhões de toneladas. Desse percentual, 70% atingem os mananciais, causando assoreamento e poluição. Erosão fluvial: trata-se da ação do fluxo das águas dos rios sobre a superfície terrestre, provocando desgaste das margens e alargando os vales 12 GEOLOGIA AMBIENTAL (erosão lateral) (Figura 6) e/ou aprofundado os seus leitos (erosão vertical). A erosão lateral caracteriza-se pelo desmoronamento de barrancos o que provoca a mudança na forma e na orientação do canal do rio. A capacidade erosiva de um rio é proporcional ao aumento da sua vazão (caudal ou fluxo), da sua velocidade e da inclinação do seu leito, podendo sofrer variação ao longo do seu curso. Durante um ano, a variação da vazão define o regime do rio. O curso de um rio pode ser dividido em: curso alto ou superior, curso médio e curso baixo ou inferior. O curso superior está localizado na região da nascente ou cabeceira ou montante, enquanto o curso inferior localiza-se na região da foz ou desembocadura, ou jusante. A erosão, nesses cursos, atua de forma diferenciada em função das diferentes características climáticas, topográficas, morfológicas e de velocidade da corrente. A Figura 7 mostra as características de cada curso do rio. Fig. 06 – Erosão lateral mostrando desbarrancamento das margens do rio Madeira no município de Calama, Porto Velho- RO. Fo nt e: h tt p: // w w w .g en te de op in ia o. co m .b r/ fo to s/ im ag e/ ca la m a1 .jp g 13 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO Ao longo de uma bacia hidrográfica, a erosão ocorre através de três processos que modelam o relevo fluvial de uma determinada região, são eles: corrosão (qualquer processo químico entre a água e as rochas superficiais que estão em contato, provocando sua fragmentação), corrasão (desgaste das paredes e do fundo dos canais pelo atrito mecânico dos fragmentos/partículas de rochas transportadas pela água) e cavitação (fragmentação das rochas das paredes dos canais devido à pressão exercida pelo grande volume e velocidade da água). A presença de estruturas do tipo “marmitas ou panelas” (Figura 8a), no leito de um rio, são indicativas do processo de corrasão, assim como a presença de cacheiras (Figura 8b), ao longo do curso de um rio, é indicativo do processo de cavitação. Fig. 07 – Divisão do curso de um rio e suas características determinantes. Fo nt e: a da pt ad o de h tt p: // w w w .s lid es ha re .n et / si m oe sj ul ia 22 /e ro sa o- do s- rio s Fig. 08 – Marmita ou panela no leito gnáissico do rio Salgado, Lajes-RN (a) e rio encachoeirado no município de Pirenópolis-GO. (8 a) A ce rv o pe ss oa l d o au to r p ar a us o ex cl us iv o em s al a de a ul a. (8 b) F on te : h tt p: // w w w .p ire no po lis .c om . br /g al er ia _f ot os /c ac ho ei ra s/ ca ch oe ira _ do s_ an jo s.j pg 14 GEOLOGIA AMBIENTAL Os canais de rios podem ser classificados da seguinte forma: retilíneo, anastomosado, entrelaçado e meandrante ou meândrico. Nos canais meandrantes, pode-se observar a ocorrência dos processos de erosão (margem côncava) e de deposição de sedimentos (margem convexa) nas suas margens. (Figura 8). Para conhecer mais sobre o processo de erosão hídrica, acesse o endereço do Youtube disponibilizado em Leituras Complementares. Erosãocosteira: é um processo natural, acelerado pela ação antrópica, que ocorre quando a taxa de remoção de sedimentos é maior do que a de deposição, provocando o recuo da linha de costa. Esse fenômeno afeta a maior parte das praias ao redor do mundo e torna-se uma ameaça às construções (patrimônio público e privado), quando essas são construídas muito próximas à linha d’água. Fig. 09 – Rios meandrantes entre as cidades de Magé e Itaboraí-RJ (a), meandro, mostrando az zonas de erosão e deposição no córrego Marajoara, Anaurilândia-MS (b) e bloco diagrama, mostrando as margens de um meandro onde ocorrem a erosão e deposição (c). As setas azuis indicam o sentido do movimento longitudinal e transversal da corrente fluvial. (9 a) F on te : h tt p: // m w 2. go og le .c om /m w -p an or am io /p ho to s/ m ed iu m /2 93 41 07 0. jp g (9 b) A da pt ad o de h tt ps :// en cr yp te d- tb n0 .g st at ic . co m /im ag es ?q =t bn :A N d9 G cQ aff JR nL l6 4E H fY IU iB cD - iR o9 U 5z Tv kU eO Q W kw U iT R0 XG KW 3T xA (9 c) A da pt ad o de h tt p: // w 3. ua lg .p t/ ~j di as /G EO LA M B/ G A 3_ ch ei as /G A 33 _S is tF lu vi ai s/ m ea nd ro .jp g 15 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO A erosão costeira está relacionada a causas naturais e antrópicas. Por sua vez, as causas naturais estão relacionadas à perda de sedimento da praia pela ação eólica (Figura 10a) e pelas correntes de deriva litorâneas; a variação relativa do nível do mar (aumento do nível do mar); ao aumento da energia das ondas, durante momentos de fortes ventos e tempestades (Figura 10b); à localização (praias próximas a desembocaduras de rios são mais afetadas que praias de mar aberto devido a ação das marés); e à forma da praia. Por sua vez, as causa antrópicas estão relacionadas à interrupção da deriva litorânea por obras de engenharia, a qual provoca forte erosão à jusante da obra; à invasão da zona de praia pela ocupação urbana que altera a morfodinâmica praial e, consequentemente, acelera o processo de retirada de sedimentos (Figura 11a); à retirada da areia da praia pela mineração ou limpeza pública, barramento dos canais fluviais, impedindo a chegada de areia na praia (Figura 11b). Fig. 10 – Retirada de sedimento da praia pela ação eólica e soterramento da via pública em Cabo Frio-RJ (a) e ação das fortes ondas provocando erosão da praia de Mucuri-BA (b). (9 a) F on te : h tt p: // w w w .re se rv at au a. co m .b r/ im ag es / du na s_ fig 02 .jp g (9 b) h tt p: // fu tu re .b lo g. te rr a. co m .b r/ 20 09 /1 2/ 16 GEOLOGIA AMBIENTAL Os ventos que atingem o litoral variam em intensidade e direção ao longo do ano. Durante o verão, os ventos sopram com menor velocidade, formando ondas de menor altura, e consequentemente, menor energia, responsáveis pelo transporte de sedimentos do mar em direação à praia, provocando deposição de sedimentos (Figura 12a) e estabelecendo o seu perfil de equilíbrio. Por outro lado, durante o inverno, os ventos sopram com maior velocidade, formando ondas de maior altura e maior energia, responsáveis pela retirada e transporte de sedimentos da praia em direção ao mar, estabelecendo o processo erosivo (Figura 12b) e provocando o desequilíbrio do perfil de praia. Esse processo pode ocorrer em praias arenosas com dunas frontais ou com falésias. Fig. 12 – Perfil de praia de verão, mostrando a deposição de sedimentos (a1), perfil de praia de inverno, mostrando a erosão (a2). Fo nt e: h tt p: // dc 23 6. 4s ha re d. co m /d oc /X m SO zM Bw / pr ev ie w _h tm l_ 4e 33 5f 6. pn g Fig. 11 – Erosão do calcadão da praia de Ponta Negra, Natal-RN (a) e deslocamento de sedimentos (cor marrom claro), após o rompimento da barragem de Algodões, Cocal da Estação-PI em 2009 (b). (1 1a ) F on te : h tt ps :// en cr yp te d- tb n1 . gs ta tic .c om /im ag es ?q =t bn :A N d9 G cQ in irY uw hC w o1 f6 M -K c9 5Y hN eY sK eR P ub Sr N nr W vL nI lD to fN jiQ (1 1b ) F on te : h tt p: // 4. bp .b lo gs po t. co m /_ EZ U 8t vy O IV M /T L8 aR Yp p- II/ A A A A A A A A Ay g/ G PL U w YI KH _A / s1 60 0/ 29 _M H G _s p_ ba rr pi .jp g 17 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO Os sedimentos retirados/erodidos da praia por ação das ondas são transportados paralelamente à linha de costa pelas correntes de deriva litorânea, as quais são formadas quando a frente de onda chega, formando ângulo com a linha de costa. A partir de 5º, ângulos formam correntes de deriva, responsáveis por importante transporte litorâneo lateral e o sentido da corrente é concordante com a abertura desse ângulo (Figura 13). O fenômeno de erosão costeira ocorre em todo o litoral brasileiro, causando destruição da praia recreacional e do patrimônio público. Para conhecer mais sobre esse fenômeno, acesse o endereço do Youtube disponibilizado em Leituras Complementares. Erosão eólica: processo natural de desprendimento, transporte e deposição de partículas clásticas por ação do vento. Esse processo ocorre em regiões planas, semiáridas a extremamente áridas, com pouca vegetação natural e ventos fortes. O simples fluxo da massa de ar (vento) não consegue erodir um corpo rochoso maciço. Para que a erosão ocorra, é necessário que o processo de intemperismo, que você estudou na Aula 5, tenha alterado a rocha. Outro Fig. 13 – Transporte costeiro para E, devido à corrente de deriva litorânea. As linhas brancas tracejadas representam a frente de onda, definida pelas cristas e cavas das ondas e que chega em ângulo (γ) com a linha de costa; as setas pretas representam o sentido do vento (SW) e a seta vermelha define o sentido da deriva litorânea, e consequentemente, o sentido do transporte de sedimentos. Fo nt e: A ce rv o pe ss oa l d o au to r p ar a us o ex cl us iv o em s al a de a ul a. 18 GEOLOGIA AMBIENTAL fenômeno importante no processo erosivo é a corrasão que se refere ao transporte de grãos de areia quartzosa pelo vento, que vão impactando a rocha intemperizada, fragmentando-a. Esse fenômeno atua em alturas próximas ao chão, erodindo as partes menos coesivas das rochas, conferindo-as uma morfologia de “cogumelos”, denominadas de “morros testemunhos” ou “blocos pendunculados” (Figura 14), provocando o arredondamento dos grãos. Os principais fatores que afetam a erosão éolica são: o clima, o solo e a cobertura vegetal. A influênia do clima no incremento do processo erosivo leva em consideração os seguintes elementos meteorológicos: precipitação, vento, temperatura e humidade do ar. Nesse sentido, as áreas afetadas pela erosão eólica são caracterizadas por baixas precipitações, fortes ventos, altas temperaturas e baixas umidades ralativas do ar. A Figura 15 apresenta as áreas não polares ao redor da superfície terrestre com ocorrência de climas semiáridos a extremamente áridos onde predominam a erosão eólica. Fig. 14 – Morro testemunho formado pela erosão eólica no deserto de Atacama, no Chile. Fo nt e: h tt p: // al xn d. fil es .w or dp re ss .c om /2 00 9/ 01 /d sc 04 42 3. jp g Fig. 15 – Distribuição das regiões não polares ao redor da superfície terrestre com ocorrência de climas semiáridos a extremamente áridos, segundo Meigs (1953). Fo nt e: S ug ui o (2 00 3, p .2 08 ). 19 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO As propriedades do solo são importantes para início e estabelecimento do processo erosivo pelo vento, dentre elas destacam-se: a textura, a estrutura, a densidade, a rugosidade da superfície, a umidade e a matéria orgânica. Entretanto, as propriedades mais importantes são a textura e a umidade. Solos arenosos (2,0 a 0,062 mm) podem ser transportados por ventos entre 11 e 47 km/h; já os solos siltosos podem ser transportadosem velocidade mais baixas, em torno de 1,8 km/h (TEIXEIRA et al, 2009). Por outro lado, os solos com baixa umidade, ou seja, relativamente secos é que estão susceptíveis à erosão, pois solos úmidos têm suas partículas agregadas, dificultando de sobremaneira a ação dos ventos. A altura e a densidade da cobertura vegetal são as características mais importantes no estabelecimento da erosão. Coberturas vegetais de grande porte e com alta densidade dificultam a ação dos ventos e impedem o transporte das partículas do solo. Solos com árvores de grande porte, esparsadas (baixa densidade) e solos sem cobertura vegetal podem sofrer erosão. A erosão eólica causa importantes mudanças na textura, nas condições físicas e na fertilidade do solo, uma vez que as partículas mais finas (areia muito fina, silte e argila) que adsorvem a maior parte dos nutrientes, são transportadas pelo vento, deixando no solo as partículas mais grossas que têm baixo poder de adsorção, tornando-o mais pobre em nutrientes. Cima! O efeito da erosão na superfície terrestre provoca grandes alterações no meio natural, e como consequência, sérios danos econômicos à cadeia produtiva e ao país. Dentre essas alterações, podem-se elencar: perdas de solo e de água, diminuição da fertilidade, queda na qualidade e produtividade agrícola, recobrimento de solos férteis, destruição da mata ciliar, poluição e turbidez das águas, assoreamento e deslocamento de grandes massas de terra, causando acidentes e desmoronamento de encostas e taludes. 20 GEOLOGIA AMBIENTAL ATIVIDADE 01 Responda as questões abaixo com base nessa aula e em outras fontes de consulta. 1) Defina o termo erosão e comente como as forças ativas e passivas contribuem para o seu desenvolvimento. 2) Explique como ocorre a erosão hídrica a partir do splash. 3) Descreva as modificações que a superfície terrestre sofre devido à ação da ação hídrica, desde a erosão laminar até a formação de voçorocas. 4) Apresente as diferenças entre os termos erodibilidade do solo (K) e erosividade da chuva (R) e qual a importância desses na Equação Universal de Perda de Solo/EUPS. 5) Explique os processos erosivos responsáveis pelo modelamento do relevo fluvial em uma região que apresenta clima fortemente chuvoso. 6) Explique como ocorre o processo de erosão em um canal fluvial meandrante. 7) A erosão costeira está associada a causas naturais e antrópicas. Descreva como os fenômenos naturais e a ação do homem que provocam a erosão da linha de costa. 8) Como varia o perfil de uma praia durante o verão e o inverno? 9) Descreva o trajeto que um grão de areia quartzosa sofre na linha de costa, quando está sob influência das ondas e da corrente de deriva litorânea. 10) Explique porque a corrasão é um importante mecanismo de erosão eólica. 11) Escreva suscintamente como o clima, o solo e a cobertura favorecem a ação eólica. 12) Comente sobre as alterações que a erosão provoca no meio natural. 21 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO TRANSPORTE Agora que você já estudou os diversos tipos de erosão, entenderá o que acontece com os fragmentos das rochas e solos que foram erodidos. O processo erosivo fragmenta e desagrega as rochas e solos, portanto os fragmentos/ partículas clásticas ou detríticas ficam no ambiente superficial disponíveis para o transporte. Não se esqueça que, para ocorrer transporte, é necessário que um agente dinâmico atue sobre as partículas, da mesma forma que a água, o vento e o gelo são agentes erosivos, eles também o são de transporte. Portanto, transporte de sedimentos é o deslocamento de partículas clásticas por um agente dinâmico, como também, é a capacidade de o agente dinâmico manter as partículas em movimento até o momento em que antecede a sua deposição. Mas, como acontece o transporte? Primeiro, vamos relembrar o que você estudou na Aula 04 sobre Rochas Sedimentares? A granulometria das partículas clásticas é propriedade importante no transporte de sedimentos. No Quadro 4 da Aula 04, que classifica a granulometria das partículas, segundo Wentworth (1922), você pode verificar que, de uma maneira geral, elas são: cascalho (> 2,0 mm), areia (2,0 a 0,0625 mm) e lama (< 0,0625 mm). O transporte também é função da velocidade da corrente e da densidade dos minerais. As partículas cascalhosas são transportadas por rolamento e arrasto; as areias são transportadas por saltação ou saltitação, enquanto o silte e argila são transportados por suspensão, além dos elementos químicos transportados na carga dissolvida. O cascalho e a areia constituem a carga de fundo e o silte e argila, a carga suspensa (Figura 15). Quando o agente de transporte é o vento, a carga também é transportada por arrasto, saltação e suspensão, guardando a mesma relação granulométrica. 22 GEOLOGIA AMBIENTAL No transporte hídrico, a velocidade da corrente é fator determinante do processo: fluxo turbulento de alta velocidade pode passar a transportar a maioria das partículas por suspensão. Fluxos laminares ocorrem distantes da superfície terrestre ou de barreiras naturais e, geralmente, não causam erosão. Quando o fluxo, seja ele hídrico ou eólico, tem sua velocidade reduzida, seja pela presença de um obstáculo, seja por questões climáticas, as partículas que estão sendo transportadas começam a ficar em repouso, iniciando o processo de deposição ou sedimentação, tema que será apresentado a seguir. DEPOSIÇÃO O acúmulo de grãos em um determinado ambiente geológico por ação de um agente dinâmico, seja água, vento ou gelo, define o processo geológico de deposição ou sedimentação, responsáveis pela formação das camadas ou estratos sedimentares, ou seja, das rochas sedimentares. As rochas sedimentares se formam segundo camadas ou estratos, horizontais, aproximadamente planos, paralealos e sobrepostos, cujas superfícies que os separam são denominadas de superfície de estratificação e o conjunto de estratos é denominado de sequência estratigráfica, de forma que estratos localizados na base são mais velhos que os do topo (Lei de Superposição das Camadas). Lembre-se: você estudou os diferentes tipos de estratificação na Aula 04 – Rochas. Fig. 16 – Tipos de transporte e de carga das partículas clásticas em um fluxo hídrico. Fo nt e: a da pt ad o de h tt p: // ap i.p ho to sh op .c om / ho m e_ 43 ce 09 bf ea ba 4f 65 8b 9d d3 93 a1 70 38 1e / ad ob e- px -a ss et s/ 87 35 be 69 e1 4a 45 fc 83 7e 1f 77 cc 20 c4 02 23 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO A deposição das partículas, a depender do regime de fluxo: inferior (Fr < 1= transporte pequeno) e superior (Fr > 1 = transporte grande) que transportou as partículas, provoca a formação de diferentes formas de leito, a saber: marcas de ondas, sand waves e dunas (fluxo inferior), leito plano e antidunas (fluxo superior). A migração dessas formas de leito forma as estratificações. A deposição de sedimentos gera importantes depósitos sedimentares. No ambiente fluvial, rios meandrantes desenvolvem importante depósitos arenosos de barras de pontal nas margens convexas (Figura 17a e 17b), além de extensas planícies de inundação lamosas (Figura 17a). No ambiente eólico, o processo de deposição gera como produto, camadas arenosas estratificadas (estratificação paralela e cruzada) que adquirem morfologia de dunas, sejam móveis, fixadas por vegetação (Figura 18a) ou paleodunas (cimentadas) (Figura 18b). Assim, dunas são formas de acumulação de sedimentos, geralmente de areia média a muito fina e composição quartzosa, depositadas pela ação dos ventos. Quando esses sedimentos sofrem diagênese, formam camadas de arenitos (Figura 18c). Fig. 17 – Bloco diagrama de um rio meandrante, mostrando os depósitos de barra de pontal e planície de inundação e os principais tipos de sedimentos (a) e depósitos de barra de pontal no rio Ibicuí, município de manoel Viana-RS (b).Fo nt e: (1 6a ) a da pt ad o de h tt p: // se d. co m .s ap o. pt / flu vi al _1 00 .jp g Fo nt e: (1 6b ) h tt p: // br as ild as ag ua s.c om .b r/ w p- co nt en t/ up lo ad s/ si te s/ 4/ 20 13 /0 4/ 58 2. jp g 24 GEOLOGIA AMBIENTAL Você aprendeu, nessa aula, a importância dos processos de erosão, transporte e sedimentação no modelamento da superfície terrestre e percebeu que, dentre vários fatores, a velocidade da corrente do agente dinâmico e a granulometria das partículas (tamanho do grão) são os dois mais importantes no estabelecimento desses processos. A Figura 19 mostra essa relação e as linhas que definem os seus respectivos limiares. Fig. 19 –Diagrama de Hjulström mostrando a relação velocidade da corrente e a granulometria com os processos de erosão, transporte e deposição (Adaptado de Suguio (1980, p.202). Fo nt e: A ce rv o pe ss oa l d o au to r p ar a us o ex cl us iv o em s al a de a ul a. Fig. 18 – Imagem de satélite Ikonos, mostrando dunas quartzosas móveis e fixas no bairro de Ponta Negra, Natal- RN (a); estratificação cruzada em paleodunas e marcas de ondas na superfície de barlavento da duna móvel (b); e Arenito Botucatu de origem eólica, caracterizado por uma paleoduna, constituída por areia fina a média quartzosa, mostrando estatificação cruzada (c). Fo nt es : ( a) G oo gl e Ea rt h, im ag em Ik on os d e 14 /0 4/ 20 13 . A ce ss o em : 2 1/ 06 /2 01 3. (b ): ht tp :// ap i.n in g. co m /fi le s/ jV W VJ IE io v0 LF fF hc y9 lb W 1J *fj 6A kw bi G w i2 fW yq aD JY yk C3 pj 25 jig yx ps bS 7J V0 H N gn s* VR O nr gy jlG Rs *U ac oa O 1z 8r D / fo to 04 52 .jp g? w id th =7 37 & he ig ht =4 68 (c ): ht tp :// w w w .c pr m .g ov .b r/ ge oe co tu ris m o/ ge op ar qu es /c ha pa da /im g/ fig ur a4 4. jp g 25 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO Nesse sentido, os grãos de maior tamanho (cascalho) e mais densos são os primeiros a se depositarem, seguidos pela areia e, por último, os grãos mais finos (argila). Algumas partículas, a depender principalmente da velocidade da corrente, poderão se depositar próximo à área fonte, sofrendo transporte curto, enquanto outras podem se depositar a grandes distâncias da fonte (transporte longo), provocando assoreamento de rios, lagos e oceanos. Solos de areia média a muito fina, secos, ácidos, pouco coesivos, coluviais e porosos são os mais propícios à erosão. Como consequências da erosão do solo, podem-se elencar: perdas de solo e de água, diminuição da fertilidade, queda na qualidade e quantidade da produção agrícola, recobrimento de solos férteis, destruição da mata ciliar, poluição e turbidez das águas, assoreamento e deslocamento de grandes massas de terra, causando acidentes. ATIVIDADE 02 Responda as questões abaixo com base nessa aula e em outras fontes de consulta. 1. Defina o termo transporte e comente como a granulometria, a velocidade da corrente e a densidade interferem nesse processo. 2. Explique como ocorre o transporte fluvial das partículas clásticas. 3. Explique a diferença entre o fluxo laminar e o turbulento e qual a importância para o fenômeno de transporte. 4. Defina o termo deposição e comente sobre as condições de ocorrência. 5. Explique o que é regime de fluxo, como se classifica e que tipo de feição origina. 6. O fenômeno de deposição gera uma sequência de camadas organizadas que mostram estratificações. Defina estratificações e descreva os principais tipos. 26 GEOLOGIA AMBIENTAL LEMBRE-SE! GLOSSÁRIO Adsorção é a adesão de moléculas à superfície de uma substância sólida. A argila, por exemplo, tem alto poder de adsorção. Bacia hidrográfica ou bacia de drenagem é um conjunto de canais fluviais de diferentes hierarquias, separado por divisores de águas que se interconectam e deságuam em um rio principal. Também são considerados canais as lagoas, açudes e barragens. Barlavento é o flanco de uma duna localizado de onde sopra o vento, geralmente com inclinações variando de 5º a 15º. Curso do rio é percurso que o rio faz desde sua nascente (cabeceira) até a sua foz (desembocadura). Dunas são feições geomorfológicas formadas pelo transporte eólico ou marinho de partículas geralmente arenosas. A composição mineralógica das areias variam em função da área fonte, entretanto, a maioria delas é quartzosa. Fluxo laminar é o movimento de um fluído ao longo de trajetórias, na forma de lâminas ou camadas com preservação das características do meio, baixa velocidade e ausência de turbulência. Fluxo turbulento é o movimento de um fluído ao longo de trajetórias irregulares, com movimento aleatório, próximo à superfície, de alta velocidade e produzindo turbulência. Formas de leito ou formas de fundo são irregularidades topográficas no leito de um rio, do oceano ou de um lago, geralmente causadas pelo transporte de sedimentos por tração, devido à variação na velocidade da corrente. Leito do rio é a extensão do rio onde corre o fluxo d’água e está dividido em leito menor, calha normal ou calha principal (leito onde correm as águas em período pluviométrico normal) e leito maior ou planície de inundação (leito ocupado pelas águas em períodos de grandes precipitações, gerando as enchentes). O leito do rio vai se alargando e se aprofundando conforme o processo erosivo. 27 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO Morfodinâmica praial é o estado de caracterização de uma praia fundamentado em observações morfológicas (feições morfológicas, ângulo de inclinação, etc) e dinâmicas (ondas, correntes e marés). Perfil de equilíbrio é o estado de equilibrio dinâmico de um curso fluvial, cujo perfil longitudinal não muda de forma com o tempo. Perfil de praia é a configuração morfológica transversal de uma praia que varia com a deposição e a erosão de sedimentos por ação das ondas, correntes, marés e atividades antrópicas. Regime de fluxo é definido pelo número de Froude (Fr) em uma superfície livre (rio), dado pela relação Fr = V / (Pg)1/2, onde V é a velocidade, P é a profundidade e g é a aceleração da gravidade. Sotavento é o flanco de uma duna localizado onde o vento se desloca. Geralmente, apresenta inclinações de 20º a 35º. Variação relativa do nível do mar é a variação relativa às oscilações do nível do mar, ao longo do tempo, decorrentes de fenômenos globais ou eustáticas (fenômenos glaciais e tectônicos) e locais (tectônica de bacias e sedimentação marinha). Vazão do rio ou caudal é o volume de água que atravessa uma dada área por unidade de tempo, ou seja, é a rapidez com que certo volume de água escoa em determinado tempo. RESUMINDO Nessa aula, você aprendeu o que é e como ocorre o fenômeno da erosão, principalmente a erosão hídrica que pode ocorrer por ação pluvial (chuva), fluvial (rio) ou costeira (ondas) e a erosão eólica. Também, que, após o processo de desencadeamento da erosão, inicia-se o processo de transporte das partículas/grãos clásticas originadas, o qual depende principalmente da velocidade do agente dinâmico transportador e da 28 GEOLOGIA AMBIENTAL granulometria. E, ainda, que, quando a velocidade do fluxo sofre redução, os grãos vão se acumulando e provocando o surgimento de irregularidades ou formas no leito. Viu que, quando esse processo ocorre continuamente, as formas vão se superpondo e formando camadas de rochas sedimentares. Por fim, entendeu que o fenômeno de erosão provoca sérias alterações no meio natural, como perda da camada de solo fértil e assoreamento de corpos d’água, causando prejuízos a uma determinada região. LEITURAS COMPLEMENTARES Para saber mais sobre o fenômeno de erosão hídrica, além dos fenômenos de transporte e deposição, suas causas e efeitos sobre a superfície terrestre, acesse o seguinte endereço do YouTube: https://www.youtube.com/ watch?v=m5FGVoPk7L8.Trata-se de uma produção da Rede Globo de Televisão para o seu programa Globo Natureza. O fenômeno de erosão costeira ocorre em todo litoral brasileiro. Para conhecer mais sobre esse fenômeno, acesse os seguintes endereços do Youtube, ambos produzidos pela Rede Globo de Televisão para o Fantástico e para o Jornal Hoje: https://www.youtube.com/watch?v=yG2dWJVtypE e https://www.youtube.com/watch?v=9Aw- AFvcKog. 29 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO AVALIANDO SEUS CONHECIMENTOS Utilizando a internet, pesquise artigos científicos publicados em periódicos que tratem de estudos de casos brasileiros contemplando os temas que serão elencados logo abaixo. Como os fenômenos de transporte e deposição estão intimamente relacionados à erosão, procure também extrair dos artigos informações sobre esses fenômenos. 1. Erosão pluvial e a perda da camada do solo. 2. Erosão fluvial e a destruição da mata ciliar. 3. Erosão costeira: o desaparecimento da praia recreacional e as obras de recuperação. 4. Erosão eólica e a formação das dunas. Após a leitura dos artigos, procurando entender os fenômenos de erosão, objetos do estudo de cada um deles, elabore uma apresentação em Power Point com duração de 15 minutos (No máximo, 10 slides), como se você fosse apresentá-lo em um congresso. 30 GEOLOGIA AMBIENTAL CONHECENDO AS REFERÊNCIAS BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, Francisco. Conservação do solo. 4. ed. São Paulo-SP: Ícone, 1999. 355 p. ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS PARA A ALIMENTAÇÃO E AGRICULTURA-FAO. Escassez e degradação dos solos e da água ameaçam segurança alimentar. Disponível em: https://www.fao.org.br/edsaasa.asp. Acesso: 22/06/2013. HJULSTRÖM, F. Transportation of debris by moving water. In Trask, P.D., ed., Recent Marine Sediments: A Symposium: Tulsa, Oklahoma, American Association of Petroleum Geologists, 1939. p. 5-31. SUGUIO, Kenitiro. Rochas Sedimentares. São Paulo-SP. Edgard Blucher, 1980. SUGUIO, Kenitiro. Geologia Sedimentar. São Paulo-SP: Edgard Blucher, 2003. TEIXEIRA, Wilson; FAIRCHILD, Thomas Rich; TOLEDO, Maria Cristina Motta de; TAIOLI, Fábio. Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009. 623 p. ZOCCAL, José Cezar. Soluções cadernos de estudos em conservação do solo e água. President Prudente: CODASP, 2007. 62 p. V. 1, n 1. WISCHMEIER, Walter. H.; SMITH, Dwigth. D. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. Washington-DC, US Department of Agriculture, Agriculture handbook Nº 537, 1978. 58 p. Lista de Figuras Fig. 01 - http://www.vivaterra.org.br/erosao_glacial_1.1.jpg Fig. 02 - http://www.dicionario.pro.br/images/thumb/1/1b/Rain_splash.jpg/300px-Rain_splash.jpg Fig. 03 - (3a) Fonte: http://www.aesap.edu.pt/Geografia/images/erosaolaminar.jpg (3b) Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/vocoroca/imagens/meio-ambiente- vocoroca-018.jpg Fig. 04 - (4a) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTKSBWZ1L7f4afPOwp6 GE6K6t59POJ-mzHg95_Yfk9KK0CwSbOF (4b) Fonte: http://www.aesap.edu.pt/Geografia/images/Ravines.jpg Fig. 05 - (5a) Fonte: http://www.geologiadobrasil.com.br/vossoroca.html (5b) Fonte: http://www.gp1.com.br/images/97b71d60e54792135958e2cdd2359e1a.jpg Fig. 06 - : http://www.gentedeopiniao.com.br/fotos/image/calama1.jpg 31 EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO Fig. 07 - adaptado de http://www.slideshare.net/simoesjulia22/erosao-dos-rios Fig. 08 - (8a) Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula. (8b) Fonte: http://www.pirenopolis.com.br/galeria_fotos/cachoeiras/cachoeira_dos_anjos.jpg Fig. 09 - (9a) Fonte: http://mw2.google.com/mw-panoramio/photos/medium/29341070.jpg (9b) Adaptado de https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQaffJRnLl64EHfYIUiBcD- iRo9U5zTvkUeOQWkwUiTR0XGKW3TxA (9c) Adaptado de http://w3.ualg.pt/~jdias/GEOLAMB/GA3_cheias/GA33_SistFluviais/meandro.jpg Fig. 10 - (10a) Fonte: http://www.reservataua.com.br/images/dunas_fig02.jpg (10b) http://future.blog.terra.com.br/2009/12/ Fig. 11 - (11a) Fonte: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQinirYuwhCwo1f6M- Kc95YhNeYsKeRPubSrNnrWvLnIlDtofNjiQ (11b) Fonte: http://4.bp.blogspot.com/_EZU8tvyOIVM/TL8aRYpp-II/AAAAAAAAAyg/GPLUwYIKH_A/ s1600/29_MHG_sp_barrpi.jpg Fig. 12 - http://dc236.4shared.com/doc/XmSOzMBw/preview_html_4e335f6.png Fig. 13 - Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula. Fig. 14 - http://alxnd.files.wordpress.com/2009/01/dsc04423.jpg Fig. 15 - Suguio (2003, p.208). Fig. 16 - adaptado de http://api.photoshop.com/home_43ce09bfeaba4f658b9dd393a170381e/ adobe-px-assets/8735be69e14a45fc837e1f77cc20c402 Fig. 17 - (17a) adaptado de http://sed.com.sapo.pt/fluvial_100.jpg (17b) Fonte: http://brasildasaguas.com.br/wp-content/uploads/sites/4/2013/04/582.jpg Fig. 18 - (a) Google Earth, imagem Ikonos de 14/04/2013. Acesso em: 21/06/2013. (b) Fonte: http://api.ning.com/files/jVWVJIEiov0LFfFhcy9lbW1J*fj6AkwbiGwi2fWyqaDJYykC3pj25jigyx psbS7JV0HNgns*VROnrgyjlGRs*UacoaO1z8rD/foto0452.jpg?width=737&height=468 (c)Fonte: http://www.cprm.gov.br/geoecoturismo/geoparques/chapada/img/figura44.jpg Fig. 19 - Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula.
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