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FORMAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO DO SOLO AULA 1 Prof. Cláudia Paiva CONCEITUAÇÃO: PARTE EXTERNA GLOBO TERRESTRE: CROSTA ROCHAS AGREGADOS NATURAIS 1 OU + MINERAIS (VIDRO/MAT. ORG.) MINERAL: SUB. SÓLIDA NATURAL, INORGÂNICA, HOMOGÊNEA (ESTRUTURA ATÔMICA CARACTERÍSTICA) CRISTALIZAÇÃO RECRISTALIZAÇÃO REAÇÕES QUÍMICAS (S+L) CICLO DAS ROCHAS: ORIGEM 3 GRUPOS CARÁTER CÍCLICO E DINÂMICO DA FORMAÇÃO DAS ROCHAS ROCHA SEDIMENTAR ROCHA ÍGNEA (MAGMÁTICA) ROCHA METAMÓRFICA SEDIMENTO 1 1 1 2 2 3 4 1- Intemperismo, Erosão e Transporte 2- Metamorfismo: conjunto de processos que transformam as rochas ex: ΔT e ΔP 3- Litificação e Deposição 4- Fusão AÇÃO AGENTES ATMOSFÉRICOS + BIOLÓGICOS (INTEMPERISMO) DESINTEGRAR+DECOMPOR ROCHAS SOLO! SOLO: COBRE O SUBSTRATO ROCHOSO MATERIAL HETEROGÊNEO MATERIAL PONTUALMENTE DIFERENTE !!! O SOLO PARA O ENGENHARIA: SOLO: TODO MATERIAL QUE PODE SER ESCAVADO SEM O EMPREGO DE TÉCNICAS ESPECIAIS (EX.: EXPLOSIVOS) PEDOLOGIA SOLO: “CAMADA VIVA QUE RECOBRE A SUPERFÍCIE DA TERRA, EM EVOLUÇÃO PERMANENTE, POR MEIO DA ALTERAÇÃO DE ROCHAS E DE PROCESSOS PEDOGENÉTICOS, COMANDADOS POR AGENTES FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS” (Salomão & Antunes, 1998). SOLOS: MISTURAS NATURAIS 1 OU + MINERAIS (MAT. ORG./VIDRO) SEPARADOS PROCESSOS MECÂNICOS SIMPLES SOLO: ESTADO NATURAL • Elemento de 3 fases: - partículas sólidas ( formas e tamanhos grãos) caracterizar! - líquida (água) - gasosa (ar) porosidade Comportamento real do solo: % das 3 Fases + Distribuição das Fases Massa do Solo! INTEMPERISMO: • OS PROCESSOS INTEMPÉRICOS (ROCHAS + MINERAIS) ATRAVÉS DE MECANISMOS MODIFICADORES: PROPRIEDADES FÍSICAS (MORFOLOGIA+RESISTÊNCIA+TEXTURA, ETC.) CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS (COMPOSIÇÃO QUÍMICA + ESTRUTURA CRISTALINA) EM FUNÇÃO DOS MECANISMOS PREDOMINANTES DE ATUAÇÃO: INTEMPERISMO FÍSICO INTEMPERISMO QUÍMICO OBS: AÇÃO (FÍSICA OU BIOQUÍMICA) DE ORGANISMOS VIVOS/ MATÉRIA ORGÂNICA - INTEMPERISMO FÍSICO-BIOLÓGICO - INTEMPERISMO QUÍMICO-BIOLÓGICO INTEMPERISMO: • FÍSICO: Fraturamento+Desintegração das Rochas “mantém a composição mineralógica da Rocha Mãe ou Rocha Mater” Minerais Primários (Quartzo, Feldspato e Mica) • QUÍMICO: Decomposição “alteração química das espécies minerais” novos minerais são formados: Minerais Secundários ou Neoformados (Argilo-Minerais ex: Caulinita, Ilita e Montmorilonitas) PROCESSOS I. FÍSICO: “TODOS OS PROCESSOS QUE CAUSAM DESAGREGAÇÃO DAS ROCHAS + SEPARAÇÃO GRÃOS MINERAIS (ANTES COESOS) + FRAGMENTAÇÃO TRANSFORMANDO ROCHA INALTERADA MATERIAL DESCONTÍNUO + FRIÁVEL!” (Toledo et al., 2000) VARIAÇÕES DE TEMPERATURA: EXPANSÃO + CONTRAÇÃO TÉRMICA (MINERAIS COEFICIENTES DE DILATAÇÃO TÉRMICA) MUDANÇA CÍCLICA DE UMIDADE: EXPANSÃO + CONTRAÇÃO EFETIVO ENFRAQUECIMENTO + FRAGMENTAÇÃO ROCHAS! JUNTAS DE ALÍVIO: EXPANSÃO DO CORPO ROCHOSO (ALÍVIO DE PRESSÃO PELA EROSÃO DE OUTRO MATERIAL) EXPANSÃO: FRATURAS PARALELAS À SUPERFÍCIE. QUEBRA DAS ROCHAS PELA PRESSÃO CAUSADA PELO CRESCIMENTO DAS RAÍZES EM SUAS FISSURAS OBS: O INTEMPERISMO FÍSICO ABRE O CAMINHO E FACILITA A AÇÃO DO INTEMPERISMO QUÍMICO! ( SUPERFÍCIE EXPOSTA AO AR + ÁGUA) EXEMPLOS: Fragmentação Ação do Gelo Cristalização de Sais Solúveis (FONTE: Toledo et al, 2000 -DECIFRANDO A TERRA- CAP.8) Formação de juntas de alívio: Ação do Crescimento das Raízes: (FONTE: Toledo et al, 2000 -DECIFRANDO A TERRA- CAP.8) PROCESSOS DO I. QUÍMICO: AMBIENTE SUP. TERRESTRE: - PRESSÕES + TEMPERATURA - ÁGUA + OXIGÊNIO ≠ CONDIÇÕES DE FORMAÇÃO ROCHAS! ROCHAS NA SUP.= MINERAIS EM DESEQUILÍBRIO (REAÇÕES QUÍMICAS OUTROS MINERAIS + ESTÁVEIS) PRINCIPAL AGENTE DO I. Q.: ÁGUA DA CHUVA: INFILTRA = PERCOLA NAS ROCHAS H2O (RICA EM O2) + CO2 DA ATMOSFERA= CHUVAS ÁCIDAS! EM CONTATO COM A SUPERFÍCIE: ACIDEZ (PH): CO2 (RESPIRAÇÃO PLANTAS +OXIDAÇÃO MATÉRIA ORGÂNICA) AS REAÇÕES DO INTEMPERISMO QUÍMICO: EQUAÇÃO GENÉRICA: MINERAL I + SOLUÇÃO DE ALTERAÇÃO MINERAL II + SOLUÇÃO DE LIXIVIAÇÃO REAÇÕES: OXIDAÇÃO: Fe + O2 (Estado Ferroso Férrico). CARBONATAÇÃO: Reação mineral primário com ácido carbônico. HIDRATAÇÃO: Água entra na estrutura mineral expansão e fraturamento. HIDRÓLISE: Decomposição do mineral pela água (Ataque pela Água). EFEITOS QUÍMICOS DA VEGETAÇÃO (ÁCIDOS ORGÂNICOS). EXEMPLOS: OBS: TODAS AS REAÇÕES DO I.Q. DESCONTINUIDADES DAS ROCHAS! ESFOLIAÇÃO ESFEROIDAL (FONTE: Toledo et al, 2000 -DECIFRANDO A TERRA- CAP.8) ESCAMAS CONCÊNTRICAS (FOTO: MATACÃO EM PROCESSO DE INTEMPERIZAÇÃO - Vale do Paraíba- SP Arquivo prof. Cláudia Paiva) A AÇÃO DA ÁGUA: I.F. + I.Q. (FOTO: AÇÃO INTEMPÉRICA DA ÁGUA- Talude - Vale do Paraíba- SP. Arquivo prof. Cláudia Paiva) A AÇÃO DA ÁGUA: I.F. + I.Q. (FOTO: AÇÃO INTEMPÉRICA DA ÁGUA- Substrato Rochoso - Vale do Paraíba- SP. Arquivo prof. Cláudia Paiva) CLIMA: VARIAÇÃO SAZONAL DA TEMPERATURA + DISTRIBUIÇÃO CHUVAS (IQ REGIÃO EQUATORIAL) RELEVO: INFLUI REGIME DE INFILTRAÇÃO +DRENAGEM DAS ÁGUAS PLUVIAIS FAUNA+FLORA: FORNECE MATÉRIA ORGÂNICA PARA AS REAÇÕES QUÍMICAS + REMOBILIZAÇÃO MATERIAL (Ácidos Orgânicos) ROCHA PARENTAL (MÃE): RESISTÊNCIA AOS PROCESSOS DE ALTERAÇÃO INTEMPÉRICA (Comp. mineralógica +Textura) TEMPO DE ATUAÇÃO: EXPOSIÇÃO DA ROCHA AOS AGENTES INTEMPÉRICOS (≠ TIPOS DE SOLOS) FATORES CONTROLADORES DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS: EXEMPLOS: (FONTE: Toledo et al, 2000 -DECIFRANDO A TERRA- CAP.8) 1) PAPEL DO CLIMA: TIPO + EFICÁCEA DO INTEMPERISMO 2) INFLUÊNCIA DA TOPOGRAFIA NA INTENSIDADE DO INTEMPERISMO BOA INFILTRAÇÃO+DRENAGEM = I. Q.! FORMAÇÃO DOS SOLOS: Movimentação dos Sedimentos ROCHA INTEMPERISMO SEDIMENTO NÃO TRANSPORTE TEMPO+AGENTES SOLOS RESIDUAIS DEPÓSITO TRANSPORTE TEMPO+AGENTES SOLOS SEDIMENTARES * TIPOS DE SOLOS (ORIGEM): 1 CASO: SOLO RESIDUAL MATERIAL INTEMPERIZADO (SOLO) PERMANECE SOBRE ROCHA-MÃE (SEPARAÇÃO GRADUAL ENTRE A ROCHA-MÃE E O SOLO RESIDUAL) PERFIL TÍPICO DE SOLO RESIDUAL: (FONTE: Modificado de Nogueira, 1995) 2 CASO: SOLO TRANSPORTADO (SEDIMENTAR) MAT. INTEMP. REMOVIDO POR UM AGENTE QUALQUER DA NATUREZA (ÁGUA, VENTO, GRAVIDADE, GELO) VÁRIOS TIPOS SOLOS: •SOLOS ALUVIAIS (ÁGUA) •SOLOS EÓLICOS (VENTO) •SOLOS COLUVIAIS (GRAVIDADE) •SOLOS GLACIAIS (GELEIRAS) OBS: solos orgânicos acúmulo de restos orgânicos vegetais/animais : turfas, argilas orgânicas, argilas marinhas, etc. Indicações quanto à ocorrência de solos residuais e sedimentares: Residuais: - Acompanham a Topografia; - Intemp. Varia c/ profundidade; - Pontos c/ Resistências; - Matacões; - Grãos Angulosos; - Variação Partículas. Transportados: - Camadas Horizontais; - Partículas Arredondadas e Polidas; - Homogeneidade Tamanho Part.; - Resistência varia de Camada p/ Camada. CLASSIFICAÇÃO TEXTURAL DOS SOLOS: SOLOS GROSSOS FINOS SOLOS GROSSOS: COMPORTAMENTO GEOMECÂNICOTAMANHO DA PARTÍCULA (FORÇAS GRAVITACIONAIS): FORÇA ATRITO SOLOS FINOS: COMP. GEOM. FORÇAS DE SUPERFÍCIE (moleculares, elétricas e eletromagnéticas): COESÃO OBS: P/ S. FINOS: AFINIDADE COM A ÁGUA! (COMPORTAMENTO “IN SITU”) Frações Texturais: CLASSIFICAÇÃO C/ O TAMANHO DECRESCENTE DAS PARTÍCULAS: - PEDREGULHOS - AREIAS - SILTES - ARGILAS - GROSSAS -MÉDIAS -FINAS OBS: IN SITU SOLO: MISTURA DE PARTÍCULAS DE VÁRIOS TAMANHOS! Composição Química e Mineralógica: FRAÇÕES VISIBILIDADE PARTÍCULA COMPOSIÇÃO MINERAL PREDOMINA Pedregulho Olho nu Fragmentos de Rocha Areia Olho nu Minerais Primários Silte Lupa ou Microscópio Minerais Primários + Secundários Argila Microscópio Eletrônico Minerais Secundários Minerais Primários: Mesmo da Rocha Mater (I.F.) Minerais Secundários: Formados por Decomposição (I.Q.) CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO C/ A FORMA DOS GRÃOS: Solos de granulação grossa (Ø > 0.075 mm): - partículas esféricas (solos transportados) ou - angulares (solos residuais) Solos de granulação fina (Ø < 0.075 mm): - partículas lamelares (2 dimensões > 3) Classificação Pedológica: Origem e Evolução dos Horizontes ao Longo do Tempo OCORREM: MODIFICAÇÕES QUÍMICAS + MINERALÓGICAS + PRINCIPALMENTE ESTRUTURAIS DEPÓSITOS GEOLÓGICOS REORGANIZAÇÃO +TRANSFERÊNCIA MINERAIS FORMADORES DO SOLO ENTRE OS NÍVEIS SUPERIORES DO MANTO DE ALTERAÇÃO : ORIGINAM-SE HORIZONTES DISTINTOS! (SOLOS RESIDUAIS E SOLOS TRANSPORTADOS) O INTEMPERISMO + PEDOGÊNESE: FORMAÇÃO: PERFIL DE ALTERAÇÃO OU PERFIL DE SOLO. • O PERFIL ESTRUTURA-SE VERTICALMENTE A PARTIR DA ROCHA MATER SOBRE A QUAL FORMAM-SE O SAPROLITO E O SOLUM • SAPROLITO+SOLUM= MANTO DE ALTERAÇÃO OU REGOLITO MATERIAIS DO PERFIL ROCHA PARENTAL : - COMPOSIÇÃO - ESTRUTURA - TEXTURA (+ AFASTADOS ROCHA MÃE!) INTEMPERISMO+PEDOGÊNESE = f (CLIMA+ RELEVO) COMPARTIMENTOS MORFO-CLIMÁTICOS DO GLOBO FORMAÇÃO DE PERFIS DE ALTERAÇÃO C/ HORIZONTES DE ESPESSURAS E COMPOSIÇÃO! EXEMPLOS: PERFIL DE ALTERAÇÃO (FONTE: Toledo et al, 2000 -DECIFRANDO A TERRA- CAP.8) (FOTOS: Arquivo prof. Cláudia Paiva) FORMAÇÃO SOLO E DIFERENCIAÇÃO DE HORIZONTES: CLIMA: PRECIPITAÇÃO/TEMPERATURA SOLO SUPERFICIAL TÍPICO ASSOCIADO: POLAR (TUNDRA) TEMP. SECO (BRUNIZEM) TROPICAL (LATERÍTICO) TEMP. ÚMIDO (PODZÓLICO) D E S E R T O (D E S É R T IC O ) PRECIPITAÇÃO T E M P E R A T U R A * * CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA DOS SOLOS: SOLOS ZONAIS: SOLOS MADUROS/ PROFUNDOS (RECEBEM ↑ INFLUÊNCIA DO CLIMA E DA AÇÃO DE ORGANISMOS VIVOS) EX: LATOSSOLOS E OS PODZÓLICOS (BRASIL!) SOLOS INTRAZONAIS: SOLOS C/ MUITA UMIDADE E ELEVADA CONCENTRAÇÃO DE SAIS (RECEBEM INFLUÊNCIA DA TOPOGRAFIA E DA ROCHA PARENTAL) EX: LITOSSOLO SOLOS AZONAIS: SOLOS POUCO DESENVOLVIDOS/ SOLOS JOVENS (VELOCIDADE EROSÃO > VELOCIDADE DE TRANSFORMAÇÃO DA ROCHA EM SOLO) EX: SOLO ALUVIAL POR QUE ESTUDAR O SOLO ? “+ 80% DA POPULAÇÃO DO PLANETA ESTÁ ASSENTADA SOBRE O SOLO !” O USO DO SOLO: ABSORVER AS CARGAS APLICADAS NA SUA SUPERFÍCIE INTERAGIR C/ OBRAS IMPLANTADAS EM SEU INTERIOR PRÓPRIA OBRA! ACIDENTES GEOTÉCNICOS: M.M. DEMAIS IMPACTOS AMBIENTAIS!
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