Intemperismo e Formacao Solo

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UNIFEV
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Disciplina: GEOLOGIA- 2013/2
Profa Maisa 
Unidade III- INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DO SOLO
1- Intemperismo (in www.cprm.gov.br)- Pércio de Moraes Branco
As rochas que estão aflorando na crosta terrestre, sejam de que tipo for, sofrem constantemente desagregação e decomposição, seguidas de transporte dos fragmentos assim produzidos. Esses fragmentos, chamados sedimentos, são depositados em outros locais, onde, com a passar de muito tempo, poderão dar origem a novas rochas, do tipo sedimentar.
O intemperismo e a erosão são as fases iniciais desse grande processo geológico.
I N T E M P E R I S M O 
Dá-se o nome de intemperismo (também chamado de meteorização) ao conjunto de alterações físicas (desagregação) e químicas (decomposição) que as rochas sofrem quando ficam expostas na superfície da Terra. É um processo importante porque é o início de um processo maior que continua com a erosão e a deposição do material por ele formado, com a posterior diagênese, que leva à formação das rochas sedimentares.
É a partir do intemperismo também que se forma o regolito, conjunto do material alterado, e, num estágio mais avançado, o solo, material superficial em avançado estado de alteração e lixiviação, associado à matéria orgânica, fundamental à prática agrícola e, portanto, à sobrevivência do ser humano.
Fatores que controlam o intemperismo 
São vários os fatores que influem no intemperismo:
Clima
É o mais importante. É ele que determina a distribuição sazonal das chuvas, fundamentais porque é a água o principal agente transportador dos produtos do intemperismo, e as variações de temperatura, que contribuem para a fragmentação das rochas, através da alternância de períodos de dilatação com períodos de contração. Quanto maior a disponibilidade de água e quanto mais frequente for sua renovação, mais completas serão as reações químicas do intemperismo. Quanto à temperatura, para cada 10 ºC de elevação há um aumento de duas a três vezes na velocidade das reações química. Isso explica por que o intemperismo é mais intenso nos trópicos. 
Relevo
Determina a maior ou menor velocidade do fluxo da água das chuvas, com consequente menor ou maior infiltração no solo. Em encostas de alta declividade, a água fica pouco tempo em contato com as rochas e assim não consegue promover adequadamente as reações químicas. Nas baixadas, a água fica, ao contrário, bastante tempo em contato, mas não se renova facilmente, de modo que fica saturada nos componentes solúveis e perdem sua capacidade de continuar atacando os minerais. Portanto, é nas encostas suaves que o intemperismo é mais intenso.
Rocha-mãe 
Importante porque, dependendo de sua composição mineralógica, textura e estrutura, terá maior ou menor resistência à decomposição e à desagregação. Os primeiros minerais a cristalizar no resfriamento de um magma são os mais instáveis nas condições normais de pressão e temperatura e, assim, são os primeiros a se alterar. Por essa razão, o quartzo é dos mais resistentes e na alteração de um granito, por exemplo, é o último a se decompor. Os mármores, por sua vez, por serem formados de carbonato de cálcio, mineral altamente solúvel em água, alteram-se com muito mais facilidade que os granitos (daí serem muito mais indicado, para tampo de pias, o granito que o mármore). 
Tempo 
Quanto maior o tempo de exposição de uma rocha, mais intensa será a ação intempérica sobre ela. Calcula-se que em um milhão de anos o intemperismo rebaixe o relevo de 20 a 50 metros. Na Escandinávia, onde o clima é muito frio, sobre superfícies graníticas expostas há 10.000 anos desenvolveu-se um manto de alteração de apenas poucos milímetros. Em compensação, no Havaí, região muito úmida, no período de apenas um ano desenvolveu-se, sobre lavas basálticas recentes, uma camada de solo suficiente para uso agrícola. 
Fauna e flora 
São fatores de importância menor, mas que atuam fornecendo matéria orgânica para reações químicas e remobilizando materiais. A concentração de CO2 no solo, proveniente da decomposição da matéria orgânica morta, pode ser até 100 vezes maior que na atmosfera. Isso facilita muito a acidificação da água, o que favorece, por exemplo, a dissolução do alumínio. Superfícies rochosas cobertas de liquens são muito mais rapidamente atacadas pelo intemperismo químico que aquelas sem liquens, e raízes de árvores têm grande poder de penetração em fendas de rochas, provocando sua dilatação.
Os materiais produzidos pelo intemperismo podem ser transportados para outro local ou permanecerem na posição original. Em qualquer um dos casos, vão gerar um solo, chamado de solo transportado no primeiro caso e de solo residual no segundo.
Tipos de intemperismo (Lepsch, I)
A ação do intemperismo dá-se através de modificações nas propriedades físicas e químicas dos minerais e rochas. Quando predominam as primeiras, fala-se em intemperismo físico; se predominam as segundas, fala-se em intemperismo químico.
Quando há participação de seres vivos e de matéria orgânica, é classificado em físico-biológico ou químico-biológico.
Intemperismo físico 
Consiste basicamente na desagregação da rocha, com separação dos grãos minerais que a compõem e fragmentação da massa rochosa original.
As variações de temperatura dilatam e contraem o maciço rochoso, gerando fissuras que com o tempo vão se alargando. Os minerais, por sua vez, possuem diferentes coeficientes de dilatação e respondem de maneira diferente a essas variações térmicas, contribuindo também para o fissuramento. Essas mudanças são particularmente acentuadas no ambiente desértico, que tem dias quentes e noites frias.
As variações na umidade também provocam o mesmo efeito e se a água que se infiltra em fraturas da rocha sofre congelamento, o intemperismo físico é bem mais acentuado porque ao congelar a água aumenta em 9% o seu volume e exerce grande pressão sobre as paredes da rocha.
Quando a água que se infiltra em fraturas e fissuras contém sais dissolvidos (principalmente cloretos, sulfatos e carbonatos) e esses vêm a precipitar, pode igualmente ocorrer um aumento de volume e consequente fragmentação, pois isso causa enorme pressão sobre a rocha. Esse tipo de fragmentação é um dos principais problemas que afetam monumentos feitos com rocha.
Seja qual for a causa da fragmentação, ela sempre acaba facilitando a penetração da água e o consequente intemperismo químico da rocha.
								
Figura 1- Aumento da área intemperizada e intemperismo pela percolação de água através das fraturas. 
Intemperismo químico 
A maioria das rochas que hoje afloram formou-se em ambiente muito diferente daquele que há na superfície terrestre atual, onde pressão e temperatura são baixas e onde a água e o oxigênio são muito abundantes. Como consequência, os minerais que formam essas rochas estão hoje em desequilíbrio químico e tendem a se transformar em outros, mais estáveis.
O principal agente do intemperismo química é a água, que, absorvendo o CO2 da atmosfera, adquire características ácidas. Em contato com a matéria orgânica do solo, essa água fica mais ácida ainda, o que vai facilitar seu trabalho de dissolução de carbonatos e outras substâncias.
O intemperismo químico atua através de reações de hidratação, dissolução, hidrólise, acidólise e oxidação.
Os feldspatos e micas são transformados em argilas, permanecendo o quartzo inalterado. A ação da água sobre o feldspato e a biotita leva à produção de argilas, das quais a principal é o caulinita (Lepsch)
A Figura 2 ilustra a liberação dos íons e cátions das rochas alteradas no material do solo.
Figura 2- Intemperismo químico 
Intemperismo biológico 
É bem menos importante que os dois tipos anteriores e se dá através da ação de bactérias, que decompõem materiais orgânicos. Esse tipo de intemperismo produz os solos mais férteis do mundo, sendo muito comum na Rússia e na Ucrânia.
2- SOLOS
A ação do intemperismo sobre as rochas dá origem aos solos.
Solo pode ser definido de várias maneiras:
Solo: material minerale/ou orgânico inconsolidado na superfície da terra que serve como meio natural para o crescimento e desenvolvimento de plantas terrestres (Agronomia).
O solo é a camada superficial constituída de partículas minerais e orgânicas, distribuídas em horizontes de profundidade variável, resultante da ação conjunta de agentes intempéricos sobre as rochas e a adaptação destas às condições de equilíbrio do meio em que se encontram expostas, geralmente diferentes daquele que condicionou sua gênese apresentando variabilidade espacial. No caso de solos aluviais, essa variabilidade torna-se mais intensa, por serem formados por partículas de diversas gêneses sedimentadas aleatoriamente ao longo da superfície de uma determinada área.
É todo material da crosta terrestre escavável por meio de pá, picareta, escavadeira, etc, sem o auxílio de explosivos. (Engenharia Civil)
Para o engenheiro civil, o solo vai além de seu aproveitamento como material de construção, pois além de ter a finalidade de absorver as cargas aplicadas em sua superfície, deve também interagir com as obras implantadas em seu interior
Solum - parte superior e pressupostamente mais intemperizada do perfi l do solo, compreendendo somente os horizontes A e B (excluído o BC).
Solo autóctone - solo desenvolvido a partir de material de origem proveniente das rochas imediatamente subjacentes.
Solo alóctone - solo desenvolvido de material de origem não proveniente das rochas subjacentes. Podem ter natureza distinta ou compatível com as rochas subjacente (IBGE, 2007)
Observação: O termo solo, quando empregado em sistemas taxonômicos, se refere a todas as partes do perfil do solo, presentes acima do material de origem (camadas e horizontes genéticos).
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Figura 3- Perfil de solo-horizontes
Perfil do solo: horizontes.
Horizonte O: camada orgânica superficial. É constituído por detritos vegetais e substâncias húmicas acumuladas na superfície, ou seja, em ambientes onde a água não se acumula (ocorre drenagem). É bem visível em áreas de floresta e distingui-se pela coloração escura e pelo conteúdo em matéria orgânica (cerca 20%).
Horizonte A: camada mineral superficial adjacente à camada O ou H. É o horizonte onde ocorre grande atividade biológica o que lhe confere coloração escurecida pela presença de matéria orgânica. Existem diferentes tipos de horizontes A, dependendo de seus ambientes de formação. Esta camada apresenta maior quantidade de matéria orgânica que os horizontes subjacentes B e C.
Horizonte E ou B: camada mineral situada mais abaixo do horizonte A. Apresenta menor quantidade de matéria orgânica, e acúmulo de compostos de ferro e argilo minerais. Ocorre concentração de minerais resistentes, como quartzo em pequenas partículas (areia e silte). Éo horizonte de máximo acúmulo, com bom desenvolvimento estrutural.
Horizonte C: camada mineral de material inconsolidado, ou seja, por ser relativamente pouco afetado por processos pedogenéticos, o solo pode ou não ter se formado, apresentando-se sem ou com pouca expressão de propriedades identificadoras de qualquer outro horizonte principal.
Horizonte R: camada mineral de material consolidado, que constitui substrato rochoso contínuo ou praticamente contínuo, a não ser pelas poucas e estreitas fendas que pode apresentar (rocha).
A presença dos vários tipos de horizontes mencionados está subordinada às condições que regulam a formação e evolução do solo. Como as condições variam de acordo com as circunstâncias do ambientes (material de origem, vegetação, clima, relevo, tempo) o tipo e número de horizontes de um perfil de solo são diferentes
Constituintes do Solo
O solo é formado por fração mineral, água, matéria orgânica e ar, como mostra a Figura 4.
Figura 4- Constituintes do solo
A proporção entre esses constituintes determina suas características e propriedades.
A granulometria do solo vem a ser a distribuição de suas partículas constituintes, de natureza inorgânica ou mineral, em classes de tamanho.
 As classes de tamanho das partículas inorgânicas são também chamadas de frações granulométricas.
A textura do solo se refere à proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo.
Cada classe de tamanho (areia, silte e argila) pode conter partículas de mesma classe mineral.
A granulometria do solo representa uma de suas características mais estáveis, sendo determinada por meio da análise granulométrica
A textura correspondente à predominância de uma ou outra fração é denominada:
A argila é a que possui maior superfície específica e é de natureza coloidal com alta retenção de cátions e adsorção de fósforo. A fração argila representa a maior parte da fase sólida do solo e é constituída de uma gama variada de minerais (minerais de argila) que apresentam cargas elétricas negativas responsáveis pela capacidade de troca de cátions (CTC).
Os teores de areia fina quando são muito maiores do que os de areia grossa contribuem para o aumento da disponibilidade de água no perfil. 
O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais grosseiras de silte.
_Silicatos primários como o feldspato, hornoblenda e mica estão presentes na areia e em menores quantidades na fração silte.
_Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila mais grosseira.
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3- E R O S Ã O 
Erosão é o conjunto de processos que promovem a retirada e transporte do material produzido pelo intemperismo, ocasionando o desgaste do relevo. Seus principais agentes são a água, o vento e o gelo.
O material transportado recebe o nome de sedimento e vai dar origem aos depósitos sedimentares que, através da diagênese, transformam-se em rochas sedimentares. Chama-se de diagênese um conjunto de transformações que, em resumo, consistem em compactação e cimentação dos sedimentos, dando-lhes a consistência de uma rocha.
A erosão é importante por ser responsável pela perda anual de milhões de toneladas de solo fértil, devida principalmente a práticas equivocadas de ocupação e manejo do solo. Essa perda é praticamente irrecuperável, pois exige muito tempo para ser realizada.
A erosão pode ser de vários tipos, conforme o agente que atua:
Erosão pluvial
É aquela provocada pela água das chuvas. Como foi dito, a água é um dos principais agentes erosivos. Sua ação é lenta, mas pode ser acelerada quando ela encontra o solo desprovido de vegetação, como nas áreas desmatadas.
Se o terreno tem muita vegetação, o impacto da chuva é atenuado porque a as plantas diminuem a velocidade da água que escorre pelo solo. As raízes, por sua, vez, dão mais resistência à estrutura do solo e aquelas já mortas funcionam como canais, favorecendo a infiltração da água.
Sem vegetação, o solo fica saturado em água mais rapidamente e, como consequência, ela passa a fluir pela superfície, deixando de se infiltrar.
Tudo isso fica agravado se o solo for arenoso, e não argiloso.
A primeira ação da água é através do salpicamento, que é a desagregação dos torrões e agregados do solo pelo impacto dos pingos de chuva. Esse impacto provoca também a selagem, uma obstrução dos poros do solo pelo material mais fino, o que resulta numa redução da infiltração e consequente aumento do fluxo de água superficial.
	 
Fig. 5 – Erosão pluvial Ravinas no Vulcão Bromo, ilha de Java 
	 
Fig 5a- Erosão pluvial em lavoura- Ilha Solteira (SP)
 
5b- Erosao pluvial em área agrícola
O fluxo de água pela superfície leva à formação de ravinas (Fig. 3) e quanto mais água houver, mais acelerado será o ravinamento, de modo que ele aumenta à medida que a água avança morro abaixo. 
Outro tipo de erosão pluvial é a erosão remontante, que abre, no solo, sulcos que podem atingir grandes dimensões e que crescem morro acima (daí o nome), ao contrário do ravinamento. Esses sulcos recebem o nome de boçorocas (ou voçorocas) e começam a se formarquando o ravinamento atinge o lençol freático. Daí em diante, progridem de modo muito difícil de controlar, pois não mais dependem da ocorrência de chuvas para aumentar de tamanho.
Erosão fluvial 
É aquela causada por rios, perenes ou temporários. É semelhante à erosão pluvial, mas em escala maior e em regime permanente ou pelo menos mais prolongado que a erosão pluvial (Fig.6). 
	 Fig. 6 - Erosão fluvial Grand Canyon, colorado (EUA). CPRM
	
	Fig. 6a- Erosão e deposição de materiais pelo rio
 
Fig 6b- Erosão fluvial em rocha		Fig. 6C- erosão lateral no rio Amazonas 
Erosão marinha (abrasão)
A água do mar provoca erosão através da ação das ondas (Fig. 7), das correntes marítimas, das marés e das correntes de turbidez. Seu trabalho é reforçado pela presença de areia e silte em suspensão. 
Esse tipo de erosão pode afetar construções e estruturas urbanas nas regiões litorâneas.
As correntes marinhas transportam grandes volumes de sedimentos de uma área para a outra.
A ação das correntes de turbidez não é percebida, porque elas atuam entre a plataforma continental e o talude continental.
 
Fig. 7 - Erosão marinha
Erosão glacial 
É a erosão provocada pelas geleiras (também chamadas de glaciares). A água que se acumula nas cavidades das rochas no verão, congela quando chega o inverno, sofrendo dilatação. Isso pressiona as paredes dos poros, rompendo a rocha. A cada ano, o processo se repete, desagregando, aos poucos, a rocha.
Essas massas de gelo deslocam-se muito lentamente, mas têm uma enorme capacidade de transporte, podendo carregar blocos de rocha do tamanho de uma casa. Quando derretem, geram depósitos sedimentares muito heterogêneos, chamados de morenas ou morainas.
Erosão eólica 
É aquela decorrente da ação do vento. Ocorre em regiões áridas e secas, onde existe areia solta, capaz de ser transportada pelo vento, que a joga contra as rochas, desgastando-as (Figura 8). Essa erosão pode originar formas bizarras, como se vê na Fig. 9.
Figura 8- Desgaste das rochas produzidos pelo vento
Ao contrário do que pensam muitas pessoas, não foi a erosão eólica, e sim a chuva, que formou as estranhas feições que tanto atraem os turistas em Vila Velha, no Paraná.
	
	Fig. 9 - Erosão eólica no Salar De Uyuni (Bolívia) Foto:homas Wilken
Fonte: Dicionário Livre de Geociências
Outra feição típica do ambiente desértico são os ventifactos (Fig. 10), blocos de rocha de tamanhos variados que aparecem soltos no chão e que exibem faces planas formadas pelo impacto contínuo da areia. Eles são úteis porque a posição dessas faces indica a direção preferencial dos ventos no local.
Os grãos de areia podem ser levados a distâncias enormes por suspensão e já se constatou a presença de areias provenientes da África na Amazônia brasileira. A suspensão forma grandes depósitos arenosos, chamados de loess e é responsável também pelas tempestades de areia.
	
	Fig. 10 Ventifacto de granito medindo 37 x 46 x 71 cm Sweetwater County, Wyoming (EUA) Foto: USGS, em Dicionário Livre de Geociências
Outro meio de transporte da areia é por saltação. É ele que provoca o desgaste da parte inferior dos morros, gerando formas como a da Fig. 9 e a desagradável sensação de picadas que se sente nas pernas, quando se está na praia em dia de vento forte.
Erosão antrópica 
É a erosão causada pela ação do ser humano. Em geral não tem grande influência, por que sua ação é de duração muito curta, Mas, nossa capacidade de remover grandes massas de terra ou de rocha é cada vez maior e a erosão antrópica tende a ser cada vez mais significativa.
O plantio sem levar em conta o regime de escoamento das águas naturais, pode provocar ravinamento e formação de boçorocas. A ocupação de áreas impróprias para a construção de moradias, como morros de alta declividade, gera escorregamentos de solo, com danos materiais e mortes. A impermeabilização de superfícies, como a pavimentação de ruas, impede que a água da chuva se infiltre e favorece as inundações em áreas urbanas.
Deve-se ter em mente também que a ação humana, embora de pequena expressão, pode ser o início de um grande processo erosivo. Assim, o desmatamento na Amazônia pode facilmente levar a área desmatada a uma desertificação, porque o solo daquela região é muito arenoso e pouco espesso. A vegetação só é exuberante porque se desenvolve sobre restos orgânicos da própria mata, e eles desaparecem rapidamente quando há o desmatamento.
PARA SABER MAIS: 
IBGE. Manual Técnico de Pedologia. 2ª Ed, 2007, Rio de Janeiro
EROSÃ.O. Dicionário Livre de Geociências - < http://www.dicionario.pro.br/dicionario/ index.php/Eros%C3%A3o >. 
LEPSH, I. Solos: Formação e Conservação. Ed Oficina de Textos
TOLEDO, M. C. M. et al. Intemperismo e formação do solo. In: TEIXEIRA, Wilson et al. org. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568p. il. p. 140-166.