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Dinâmicas de Grupo: Intemperismo e Ciclo das Rochas Nomes: Carolina Moreira Gomes Karine Gonçalves dos Santos Ricardo Silva Sant’Ana Álvares Samuel de Almeida Santos Disciplina: Geologia da Engenharia Professor: Evandro Carrusca de Oliveira Curso: Engenharia de Transportes Belo Horizonte Novembro – 2017 DINÂMICA 1 – INTEMPERISMO 1. Defina INTEMPERISMO DAS ROCHAS. O intemperismo constitui o conjunto de processos operantes na superfície terrestre que ocasionam a decomposição dos minerais das rochas, graças à ação de agentes atmosféricos e biológicos. Define-se, também, como sendo: o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra. 2. Quais são os produtos do intemperismo? Os Produtos do intemperismo são as Rochas alteradas e o Solo. 3. Qual a relação existente entre o aplainamento do relevo e o intemperismo das rochas? O intemperismo é o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra. Os produtos do intemperismo, que são a rocha alterada (também chamada de alterita ou saprolito) e o solo, estão sujeitos aos outros processos do ciclo supérgeno – erosão, transporte e sedimentação – os quais acabam levando à denudação continental, com o consequente aplainamento do relevo. 4. Descreva o perfil do solo. Faça um croqui esquemático do perfil do solo considerando as camadas de rocha mais fresca na base do perfil. Horizonte O – é o horizonte orgânico formado a partir da decomposição de materiais orgânicos de origem animal e vegetal. Horizonte A – é o horizonte mineralógico que, como o nome indica, é composto por compostos minerais oriundos da rocha mãe (a rocha que se decompôs e deu origem ao solo) e também de outras áreas. Geralmente, essa camada apresenta uma boa quantidade de material orgânico decomposto, o que faz com que também se chame de solo humífero. Horizonte B – é o horizonte de composição essencialmente mineral. Ele é formado pela acumulação de argila e também de oxi-hidróxicos de ferro e alumínio. Horizonte C – é a zona de transição entre o solo e a sua rocha formadora, sendo chamado também de saprolito. É formado por alguns sedimentos maiores e menos decompostos, representando o processo de decomposição da rocha. 5. Descreva a classificação dos processos intempéricos. Os processos intempéricos são classificados em: intemperismo físico; intemperismo químico; intemperismo físico-biológico ou químico-biológico. Intemperismo físico: quando os processos intempéricos atuam através de mecanismos modificadores das propriedades físicas dos minerais e rochas (morfologia, resistência, textura, etc). Intemperismo químico: quando modificam as características químicas dos minerais e rochas (composição química e estrutura cristalina). Intemperismo físico-biológico ou químico- biológico: quando ação (física ou bioquímica) de organismo vivos ou da matéria orgânica, proveniente de sua decomposição, participa do processo de alteração dos minerais e rochas. 6. Como é formado o manto de alteração? O intemperismo é um elo importante no ciclo das rochas, estando sua atuação estritamente relacionadas à gênese das rochas sedimentares. Os processos intempéricos atuam sobre as rochas e geram uma fase residual que permanece in situ, cobrindo os continentes, denominada manto de alteração. Após a geração do manto de alteração, é produzida uma fase líquida composta de soluções aquosas ricas nos elementos mais solúveis nas condições reinantes na superfície da Terra, tais como sódio, cálcio, potássio, magnésio e, em menor grau, o silício. 7. Explique o ciclo INTEMPERISMO -> EROSÃO -> SEDIMENTAÇÃO. O intemperismo é caracterizado pelo processo de alteração ou desintegração das rochas em seu estado, de início, primário. Institui-se através da ação do vento, água, clima, ou diversos outros agentes, como reações químicas e/ou biológicas. Já a erosão está fortemente ligada ao desgaste, somado ao transporte das rochas, já intemperizadas. De uma forma geral, as partículas retiradas são levadas para as regiões de baixo relevo e tendem a assorear nascentes, lagos, rios e etc. Essas regiões, depressões da crosta terrestre, são denominadas bacias sedimentares. A sucessão desses fatos culmina na sedimentação de partículas, que só é possível porque elas foram retiradas de alguma localidade. As rochas sedimentares são o produto dessa cadeia de processos (ciclo das rochas) e se formam através da compactação de materiais. 8. Quais são os fatores de controle do intemperismo? Algumas características do meio ambiente podem interferir na intensidade, velocidade ou natureza do intemperismo. O tempo de formação da rocha/solo, o clima, a topografia, o tipo de material e a biosfera são considerados fatores de controle do intemperismo. Por exemplo, a estrutura de uma rocha interfere em sua resistência à degradação. Já a precipitação e temperatura, regulam o tipo de reação química a ocorrer nas rochas e/ou solo, como nos trópicos, onde as temperaturas são mais elevadas e a ação da chuva e a biológica são mais intensas e o intemperismo químico é mais pronunciado. Já a topografia tem relação com o escoamento superficial e com a infiltração de água na rocha alterada. 9. Explique, com suas palavras, o encadeamento dos processos naturais que tornam verdadeira a frase: "Ambientes de intemperismo e ambientes de sedimentação podem ser complementares". Os processos que fazem parte do ciclo das rochas estão conectados. Partículas são arrancadas, deslocadas e compactadas, representando o ponto de partida de um novo ciclo. Qualquer rocha exposta poderá ter contato com agentes físicos, químicos ou biológicos. Após a desintegração e a compactação, quando a rocha ou o solo já se transformou em algo diferente de sua estrutura anterior, continuará exposto a novas modificações. As rochas sedimentares são formadas por fragmentos de rochas intemperizadas, mas podem ser novamente intemperizadas. Com isso, é possível compreender como esses ambientes e processos se interligam. No mais, nos ambientes de intemperismo, dominam os processos de retirada de matéria e nas regiões de sedimentação, os processos de agregação de partículas. 10. Explique como ocorre a formação do solo. A formação dos solos advém de fenômenos físicos, químicos e/ou biológicos. Os processos intempéricos aliados à erosão das rochas, constituem produtos que podem gerar solos, através da reorganização de partículas. O intemperismo e a pedogênese (“pedon" + "gênesis" = solos + criação) levam à formação das coberturas com materiais não consolidados sobre as rochas das quais se derivam. O perfil de alteração dos solos é uma seção vertical, que engloba os horizontes transformados pelos processos de pedogênese. Estes processos causam uma diferenciação vertical, denominada manto de alteração ou regolito, onde, em sua base está a rocha fresca, sobreposta por materiais cada vez mais modificados. Os materiais sobre a rocha fresca podem ser chamados de saprolito e, sobre esta, ocorre, normalmente, o solo. Da base ao topo, observa-se que os materiais do perfil são cada vez mais distintos da rocha original, por estarem há mais tempo sujeitos à ação do intemperismo. Ou seja, os materiais da parte inferior do perfil são semelhantes à rocha original, permitindo inclusive reconhecer algumas características, como cores, estruturas e arranjo espacial dos grãos, e os materiais da parte superior estão muito mais alterados. Isso porque o intemperismo é um processo que progride essencialmentede cima para baixo. Sendo dependentes do clima e do relevo, o intemperismo e a pedogênese ocorrem de maneira distinta nas diferentes regiões morfoclimáticas do globo, levando à formação de perfis de alteração de diferente espessura e composição. Os horizontes do solo não são denominados “camadas” para não serem confundidos com materiais sedimentares, aqueles que se depositam em camadas após transporte. Abaixo, encontra-se uma exemplificação dos horizontes do perfil de alteração de uma rocha. Observação: MO = Matéria Orgânica. Os minerais componentes dessas formações são tanto minerais que já existiam nas rochas, antes de serem desagregadas e decompostas pelo intemperismo, quanto minerais novos, formados durante o processo de intemperismo. Os materiais formados por intemperismo e por pedogênese podem constituir recursos minerais, o que é comum no clima tropical, com a formação de concentrações de ferro, de alumínio ou outros recursos. O intemperismo e a pedogênese atuam não somente sobre rochas ígneas e metamórficas, como também sobre as rochas sedimentares, cuja formação advém de materiais da erosão de antigos perfis de intemperismo. 11. Quais são os fatores que governam as diferenças entre os solos? Explique cada um. Os fatores que governam as diferenças entre os solos são: clima, organismos, material de origem, relevo e tempo. Os solos originam-se do processo de desagregação das rochas devido as ações do intemperismo. Em razão disso, suas características e composições estão diretamente vinculadas às rochas originais. Zonas com maior temperatura e umidade, formam solos diferentes dos existentes em regiões de clima mais seco e frio. Por exemplo, solos arenosos sofreram grandes modificações intempéricas e possuem significativa quantidade de minerais primários e oferecem dificuldades para permanência de plantas e micro-organismos em função de sua elevada porosidade e permeabilidade, em contrapartida, solos argilosos são bastante úmidos em face de sua permeabilidade. Podemos perceber assim que, rochas diferentes originam solos diferentes. No que diz respeito a origem de um mineral, esta se relaciona com os elementos químicos e condições físicas predominantes em seu ambiente de formação. Minerais originados no interior da Terra, são diferentes dos minerais formados na superfície, podendo estes ser constituintes de rochas ígneas, rochas metamórficas ou rochas sedimentares. Os solos mais enriquecidos se dão pela presença de minerais mais resistentes, como o quartzo. O ambiente também pode ser afetado pelo pH das substâncias dissolvidas na água que penetrará a rocha. Plantas que, com suas raízes, penetram nas paredes rochosas, liberam substâncias que modificam a estrutura da rocha, e, quanto maior a pluviosidade na região, mais completas serão essas reações de intemperismo químico. A vegetação pode também, proteger o solo contra a erosão e fornecer matéria orgânica. Com relação ao relevo, em encostas suaves, ocorre o desenvolvimento de perfis de alteração mais profundos, pois estes compões o elevo ideal para tal. Já em relevos inclinados, essa formação é dificultada. O solo não é um sistema estático, ele varia com o tempo. O tempo, não retira e nem exporta material, mas influi no desenvolvimento de cada tipo de solo, contando com o papel de cada um desses fatores. 12. Quais são as modificações do saprolito, porção mais superficial do perfil de alteração, que ocorrem sob a ação dos fatores que controlam a alteração intempérica. Explique cada uma delas. Na superfície do perfil de alteração, na porção mais externa, encontra-se o saprolito. Esta porção está sob ação dos fatores que regulam o intemperismo. Essas ações podem ser classificadas como: Perda de matéria, por exemplo, a lixiviação em partículas ou em solução; Adição de matéria, recebida de ambientes externos, podendo ser de origem mineral, animal, vegetal; Realocação de matéria por movimentos físicos do perfil de alteração ou pela ação da fauna; Matéria transformada, em contato com substâncias provenientes de decomposição de organismos, animais e vegetais. 13. Porque a cobertura vegetal dificulta a erosão? A cobertura vegetal dificulta a erosão porque diminui a força que a água chega ao solo, causando assim uma queda suave de gotas que infiltram até o lençol freático. Por isso, a grande importância de não remover a cobertura vegetal. 14. Descreva com exemplos porque alguns seres vivos são considerados importantes agentes de remobilização dos materiais do solo. Muitos seres vivos presentes no ecossistema relacionado ao solo se caracterizam por serem agentes de remobilização do solo, ajudando o mesmo, algumas vezes, a ficar mais rico em nutrientes e partículas. Esses seres vivos ajudam na passagem da água através do solo, como raízes de arvores que fazem caminhos facilitando a infiltração. Cupinzeiros e formigueiros também colaboram para o solo ser rico em determinados nutrientes, devido aos caminhos abertos que permitam a entrada de ar. 15. Explique, com exemplos, a frase: “O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam características importantes”. Os minerais do solo pertencem a dois grandes grupos: minerais primários e minerais secundários. Os minerais primários do solo têm importância para a avaliação do grau de evolução do solo e da sua reserva mineral. Assim, no que diz respeito ao grau de evolução do solo, pode observar-se que os minerais primários mais abundantes nos solos são o quartzo e os feldspatos – pois são os mais abundantes nas rochas da crosta terrestre e os mais resistentes. Um solo derivado de rochas com quartzo, feldspatos e minerais ferromagnesianos e em que predominam o quartzo e o feldspato potássico como minerais primários, será um solo muito mais evoluído. Cada solo é originado por certos minerais, e está sujeito a fatores como o clima da região. Os tipos de rocha da região, e as modificações sofridas por elas, podem caracterizar se o solo é bom para o plantio ou alguma outra atividade. Como por exemplo, os minerais contidos em solos arenosos, em regiões onde predomina um clima mais quente e seco, têm a característica de passagem de água através do solo facilitada, tornando-os solos mais permeáveis. DINÂMICA 2 – CICLO DAS ROCHAS 1. Descreva o que são materiais inconsolidados constituídos de minerais. Como eles são formados? Explique. Os materiais chamados inconsolidados constituídos de minerais são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites, cristalizados e formados naturalmente por meio de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em corpos extraterrestres. Portanto, são materiais que ainda não são consolidados, ou seja, não formaram rochas, são soltos e não cimentados. 2. Como você explica a diferença entre uma associação de minerais na forma de rocha e uma associação de minerais na forma de material inconsolidado? A diferença entre uma associação de minerais na forma de rocha e outra na forma de material inconsolidado é a origem. Um mineral está condicionado aos elementos químicos e às condições físicas (pressão e temperatura) reinantes no seu ambiente de formação. Assim sendo, minerais originados no interior da Terra são diferentes dos minerais formados na superfície da Terra. Sua composição química ou união natural de minerais diferenciam rochas de materiais inconsolidados. 3. Defina o que são ROCHAS. Rochas são denominadas como a união natural de minerais devido a diferentes fatores geológicos, e são classificadas de acordo com o seu modo de formação na natureza, podendo ser ígneas ou magmáticas, sedimentares ou metamórficas. 4. Defina MINÉRIOS. Dê05 exemplos de minerais minérios usados na indústria da construção civil. O termo minério é utilizado quando o mineral ou a rocha apresenta importância econômica. Exemplos: o Hematita (minério de ferro); o Magnetita (minério de ferro); o Pirita (minério de ferro); o Manganita (minério de manganês); o Bauxita (minério de alumínio). 5. Correlacione a frase “as rochas são agrupadas de acordo com o seu modo de formação na natureza”. O meio de formação da rocha é a maneira de classificá-la em grupos (ígnea, sedimentar, metamórfica). 6. Defina, com base em sua gênese: Rochas magmáticas (ígneas e vulcânicas), Rochas metamórficas, Rochas sedimentares. Rochas ígneas são aquelas cuja formação se deu em altas temperaturas, a partir de matéria mineral fundida em grandes profundidades e que, às vezes, extravasa à superfície do planeta através dos vulcões. Rochas metamórficas são rochas resultantes de transformação de uma rocha preexistente através de processo geológico envolvendo o aumento de pressão e/ou temperatura, sem que o ponto de fusão dos seus minerais seja atingido Rochas sedimentares são rochas formadas pela compactação e/ou cimentação de partículas desagregadas de rochas preexistentes. 7. Explique a frase: “Pode-se afirmar que as rochas transformam-se umas nas outras ao longo do tempo geológico”. A ampla gama de combinações pressão/temperatura é acompanhada de grande variabilidade de composições mineralógicas, textura e estrutura. As atividades de intemperismo e erosão externa, envolvendo agentes atmosféricos como o calor do sol, chuvas, ventos e geleiras também atuam sobre estas rochas, causando constantes alterações. A partir de um magma originam-se rochas ígneas ou magmáticas. Os processos geodinâmicos externos originam sedimentos a partir de qualquer rocha preexistente. Os sedimentos dão origem a rochas sedimentares por diagênese (processos geológicos físicos, químicos ou biológicos). Quando os sedimentos alcançam profundidades elevadas da crosta terrestre, ocorrem fenômenos de metamorfismo e originam rochas metamórficas, ou podem fundir originando um magma. As rochas metamórficas e ígneas podem entrar em fusão dando origem ao magma. Deste modo fecha-se o ciclo. 8. Descreva a relação existente entre Rochas e Solos. O nome de solo é dado ao produto final do intemperismo das rochas, caso as condições físicas, químicas e biológicas permitam o desenvolvimento da vida vegetal junto a atividades de microrganismos.
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