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EROSÃO – PROVA 1 ESCALA: o que se deseja monitorar depende da escala de tempo e de espaço. Exemplo: monitoramento uma mineradora que deseja abrir uma mina: - Espaço: área que pode afetar (água, solo) - Tempo: de abrir até fechar (aprox. 100 anos) Exemplo 2: monitoramento de uma pilha de estéril: - Espaço: área de impacto - Tempo: desde a implementação da pilha de estéril até a sua recuperação (aprox. 5 anos). INTEMPERISMO: conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra. Os produtos do intemperismo estão sujeitos a ação da erosão, transporte, e sedimentação. As rochas ao aflorar na superfície entram em desequilíbrio com o meio, por isso surge o intemperismo. Fatores que controlam o intemperismo: Clima, variação da temperatura, chuvas, relevo, drenagem, fauna, flora, tempo de exposição da rocha aos agentes intempéricos. Tipos de intemperismo: Físico, Químico, Biológico. INTEMPERISMO FÍSICO: fragmenta as rochas em pedaços menores. Exemplos: juntas de alívio (devido ao alívio de pressão, os corpos rochosos expandem, causando a abertura de fraturas paralelas à superfície ao longo da qual a pressão foi aliviada), disjunção colunar (ocorre em rochas vulcânicas), congelamento de água (só ocorre se a rocha já estiver fraturada; aumenta a pressão e volume), cristalização de sais (por processo de evaporação só fica o sal que aumenta de volume) e variações de temperatura (as ligações químicas dos minerais ficam enfraquecidas e ocorre a fragmentação). INTEMPERISMO BIOLÓGICO: “químico e físico”. Organismos interagem com a rocha e a fragmenta, seja por processo físico ou químico. As plantas produzem ácidos orgânicos. INTEMPERISMO QUÍMICO: O intemperismo físico aumenta a superfície exposta ao ar e a água, o que facilita o intemperismo químico. Há a transformação do material original, para minerais mais estáveis para o novo ambiente. Perdem alguns elementos químicos e transformam-se em outros minerais. (oxidação, hidratação - Trata-se da ação da água sem a alteração na estrutura cristalina, hidrólise - quebra da estrutura do mineral pela ação dos íons H+ e OH- dissociados da água. Cresce com a temperatura e ácidos, dissolução – consiste na solubilização completa, acidólise – onde a decomposição da matéria orgânica não é total e forma-se ácidos orgânicos que diminuem o pH das águas decompondo minerais primários, quelatação) SOLO: quanto mais chuva no local, mais transformações químicas ocorrem, tornando assim o perfil do solo mais desenvolvido. Há também maior erosão. RELEVO: quanto mais plano, há maior infiltração, tornando o perfil do solo mais desenvolvido. O relevo interfere no processo de desenvolvimento do solo, e assim no material disponível para erosão. Áreas com mais declívio há mais intemperismo físico. A topografia regula a velocidade de escoamento superficial das águas pluviais e, portanto controla a quantidade de água que se infiltra nos perfis. Em encostas muito íngremes, o perfil de alteração não se aprofunda porque as águas escoam muito rapidamente, não ficando em contato com os materiais tempo suficiente para promover as reações químicas, e além disso, o material desagregado em inicio de alteração é facilmente carregado pela erosão. Nas baixadas, as águas ficam por muito tempo em contato com as rochas e tornam-se concentradas nos componentes solúveis. Possível questão de prova: Em uma região de clima polar e outra região de clima tropical úmido. Qual dessas regiões o vento tem mais facilidade de carregar partículas? Resposta: na região polar as partículas não vão estar fragmentadas, dificultando o transporte, enquanto que na região tropical haverá um processo de intemperismo mais intenso, logo existirá mais fragmentos, o que propiciará o transporte das partículas. Em uma região plana favorece a infiltração de água, enquanto que em uma região mais alta a água escoa com facilidade nessas regiões o intemperismo físico é favorecido. LEI DE STOKES: quanto maior a partícula, mais rápido ela chega ao fundo. CURVA DE FREQUENCIA ACUMULADA: é usada também para demonstrar a granulometria de uma amostra. ARREDONDAMENTO: depende de vários fatores. A repetição do processo também influencia no arredondamento. O arredondamento depende tanto por causa do tempo de ocorrência, mas também da distância transportada. Choque físico, que diminui os vértices da partícula, deixando-a com uma superfície mais regular. Vento > água > gelo. O maior arredondamento ocorre do transporte de saltação. ESFERICIDADE: não tem relação com o processo pelo qual ele passou. se a=b=c, mais esférico. SELEÇÃO: o vento é o mais seletivo, já o fluxo de massa associado à gravidade é um agente muito mal seletivo. O rio geralmente é moderadamente seletivo. EROSÃO: processo geológico de desgaste da superfície terrestre, onde o intemperismo é o fornecedor de matéria-prima. Retirada, transporte e deposição de material. Agentes da erosão: vento (ar), gelo, “gravidade” (fluxo de massa) e água. Para erodir é necessário ter a disponibilidade de material. A erosão envolve a retirada de material de um local para outro, não trabalha com íon e somente com partícula. O intemperismo não é erosão, o intemperismo ocorre in situ (transformação da rocha no local). BALANÇA: se tem energia suficiente para levar uma partícula. ERODIR – TRANSPORTAR – DEPOSITAR. DISPONIBILIADE X CAPACIDADE: quanto mais chuva, maior a capacidade de transportar do rio, aumentando conseqüentemente a erosão. Exemplo 1 desta relação: MINERAÇÃO: se em uma mineração há lançamento de material num rio, isto aumentará a disponibilidade de material, o que acarretará uma deposição. Exemplo 2 desta relação: GARIMPO: a atividade garimpeira retirar areia de um rio, isto irá diminuir a disponibilidade de material no rio, e conseqüentemente a irá erodir o rio mais à frente. A DISPONIBILIDADE depende da granulometria, da velocidade e da densidade do material. - Para entrar em transporte é necessária maior energia e velocidade, mantendo o movimento por inércia. - Se aumentar a densidade do material disponível (aumenta também o peso), o gráfico sobe. A CAPACIDADE depende do agente de transporte: Os agentes são divididos em 2 grupo: SELETIVOS (vento e água = depende da densidade do agente e da partícula, bem como da velocidade do agente) e NÃO SELETIVOS (gelo e “gravidade”) - ÁGUA: Fluxo laminar: carrega o material na superfície. Grotas e ravinas: são abertas sem lençol freático aflorando. As grotas são arredondadas. Voçorocas: carregamento superficial e subsuperficial. Toda voçoroca já foi uma grota; antes de atingir o lençol freático. Afloramento do aqüífero: (pipe) Fluvial: exemplo do garimpo. Com a diminuição da disponibilidade, aumenta a erosão logo abaixo do rio. BACIAS HIROGRÁFICAS: área de captação natural da precipitação, cuja morfologia (contornada por divisores de águas) faz o escoamento convergir para um único ponto de saída (exultório). - Existem problemas em utilizar a bacia hidrográfica como limite, já que o aqüífero não é observado, a análise para estudos e a gestão da bacia fica mais complicadas. - O tamanho da bacia em estudo, depende do objetivo do mesmo. Quanto menor a bacia, menos pontos de amostragem são necessários. Por exemplo, se deseja observar as características do local devido à mineração, é melhor analisar uma sub-bacia, para reduzir o preço (devido a coleta de amostras), diminuir a quantidade, e aumentar a qualidade do estudo. BALANÇO HÍDRICO: P = E + T + I + ES (P = Precipitação; E = Evaporação; T = Transpiração; I = Infiltração; ES = Escoamento Superficial). PRECIPITAÇÃO: pluviômetro (por volume), pluviógrafo (por tempo). Depende do objetivo do estudo para definir qual equipamento utilizar. - Análise Espacial: método de Thiessen: EVAPORAÇÃO: A temperatura e o vento são fatores que controlam a evaporação. Utiliza-se o evaporímetro para medir a evaporação, por isso deve-se ter um termômetro e umanemômetro junto ao evaporímetro. Junto ao evaporímetro deve-se ter também um pluviômetro para medir a quantidade de chuva. INFILTRAÇÃO: passagem da água da superfície para o interior do solo, sob ação da gravidade. Tipos de aqüíferos: Poroso (ocorre no solo, a água fica acumulada nos poros. São aqüíferos rasos), fissural ( ocorre em rochas que se fraturam e acumulam água, mais comum em rochas ígneas e metamórficas), cárstico (ocorre em rochas carbonáticas) Aqüífero livre: está sob pressão atmosférica Aqüífero confinado: está submetido a uma pressão diferente da atmosférica Região Vadosa: não contem água o tempo todo, pode ter ar ou água, local onde se encontram as raízes das plantes. Região Freática: contém água todo o tempo. Capacidade de infiltração: potencial que um solo tem de absorver água por sua superfície, em termos de lâmina por tempo, quando há disponibilidade de água. Fatores controladores: Solo: - Granulometria: quanto maior a permeabilidade, melhor o aqüífero = areias médias e fina - Seleção: quanto melhor a seleção, melhor o aquífero - Empacotamento: melhor para o aqüífero quando estiverem mais espaços vazios entre os grãos. - Porosidade: quanto mais poroso, melhor a permeabilidade e conseqüentemente melhor o aquífero. - Permeabilidade: quanto maior, melhor o aqüífero 2. Água (quando encharca, a água tende a escoar) - No solo - Precipitação (intensidade, freqüência, chuvas anteriores) - Taxa de infiltração; 3. Relevo (Declividade, depressões, taxa de residência e taxa de infiltração): quanto mais plano, melhor área de recarga, e quanto mais inclinado, melhor para escoar. 4. Uso e ocupação (Tipo e densidade da vegetação, urbanização e desmatamento) Para definir melhor área de capacidade de infiltração: Quanto maior a soma, melhor a área para a recarga do aqüífero. Após a realização deste mapa, deve-se ir ao campo para medir (infiltrômetro). - Enquanto alimenta-se a zona vadosa, não há recarga do aqüífero. - Capacidade de campo: quando começa a recarga do aqüífero. ESCOAMENTO: - Superficial: parcela do ciclo hidrológico em que a água se desloca da superfície da bacia até encontrar uma calha definitiva do solo. - Subsuperficial: fluxo junto às raízes das plantas. - Subterrâneo: fluxo dependente do aqüífero. HIDROGRAMAS: - Quanto mais inclinado o hidrograma, apresenta maior potencial erosivo. Podendo ser por apresentar-se em área urbana, ou por ter um relevo mais inclinado, ou por ter mais chuva, ter um solo mais argiloso (ou seja, mais impermeável que o arenoso, por exemplo). Por tanto, o hidrograma apresenta o seguintes fatores: solo, relevo e chuva. EROSÃO = PERDA DE SOLO USLE: UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION A=RxKxLSxCxP R= chuva ; K= solo (erodibilidade); LS = topografia; C = vegetação e P = uso e ocupação. - A USLE também indica áreas potenciais de erosão, e facilita a análise espacial. Quanto maior a soma, mais potencial de erosão tem a região. O transporte é o reflexo da balança de capacidade e disponibilidade. O processo de transporte está associado à capacidade do sistema e sua disponibilidade. Algumas partículas estão sendo erodidas no leito, em transporte e em fase de sedimentação. O fluxo turbulento tende à arredondar as partículas. Dos agentes de transporte, o ar (vento) é o mais turbulento, portanto o de maior capacidade de arredondar as partículas. Tipos de transporte: suspensão ( carreamento ou sustentação do grão acima da interface do fluido), arraste ( é o deslocamento do grão subparalelo e rente à interface do fluido , em contato tangencial com esta interface), saltação ( é a manutenção temporária do grão em suspensão, em trajetória aproximadamente elíptica) e rolamento ( é a rotação do grão em torno de um eixo, por sobre outros grãos da interface. O tamanho da partícula, bem como sua massa e densidade também influencia pela qual maneira ela será transportada. - Para a partícula estar em suspensão, a velocidade do fluxo deve ser maior que a velocidade da gravidade, caso contrário, a partícula estará em saltação. - O fluxo turbulento promove também a seleção das partículas, já que as maiores são arrastadas e as mais finas ficam em suspensão. FORMAS DE LEITO: as formas de leito são só feitas por fluxos seletivos - vento e a água. O processo de transporte irá deixar registrado ali qual foi à velocidade da mesma que passou ali. REGIME DE FLUXO SUPERIOR: antidunas e camada plana de regime superior. Apresentam velocidade mais alta, e maior capacidade do sistema. REGIME DE FLUXO INFERIOR: dunas, ripples, camada plana de regime inferior REGIME DE FLUXO INFERIOR: - Camadas planas de regime inferior: apresentam velocidades baixas e alta granulometria. Devido a esta alta granulometria, há o transporte por arraste e rolamento. - Ripples: é um sistema de erosão e deposição constante (erode de um lado, e deposita no outro). 2D: atrito muito grande (cristas retas) 3D: maior velocidade (cristas sinuosas) Quando a velocidade do fluco aumenta muito, há a perda da crista, transformando a ripple 3D para um linguoide (quase uma camada plana de regime superior). - Dunas: apresentam as mesmas características das ripples, porém por apresentarem uma granulometria maior, consegue formar algo maior. Caso a velocidade do fluxo diminua, não haverá a destruição da duna, terá apenas ripples em cima dessas dunas. REGIME DE FLUXO SUPERIOR - Camadas planas de regime superior: a velocidade é tão grande que todos os grãos movimentam-se. Carrega qualquer tamanho de grão. Ocorre em zonas de arrebetacao da praia. - Antidunas: contramão da duna. Maré baixando mais rio entrando = velocidade muito grande
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