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Intemperismo é o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas e os minerais sofrem pela ação de agentes atmosféricos, hidrosféricos e biológicos. 1. Conceito ➢ Clima; 2. Fatores que Influenciam no Intemperismo ➢ Organismos; ➢ Relevo; ➢ Material de origem; ➢ Tempo. 2.1 O Papel do Clima no Intemperimso 3. Intemperismo Físico: mecanismos a) alívio de pressão b) crescimento de cristais c) dilatação e contração d) molhamento e secamento e) abrasão Alívio de pressão Crescimento de cristais Fogo Molhamento e secamento Insolação Temperaturas observadas na caatinga no Estado da Bahia T = 14 T = 32 T = 37 Abrasão eólica marinha Intemperismo Físico Biológico Perfuração de animais Crescimento de raízes ➢ caracterizado por reações químicas entre a rocha e soluções aquosas. ➢ é tanto maior quanto mais intenso for intemperismo físico. 4. Intemperismo Químico Esfoliação esferoidal 4.1 Fatores condicionantes do intemperismo químico: ➢ equilíbrio químico; ➢ concentração do íon H+ (pH); ➢ potencial iônico; ➢ características dos minerais e rochas (tamanho, forma e perfeição dos cristais); ➢ condições de drenagem; ➢ tipo e características da água presente (gravitacional, capilar ou hidroscópica). 4.2 Reações de Intemperismo Químico Equação Genérica Mineral I + Solução de alteração = Mineral II + Solução de lixiviação ➢Hidrólise ➢Acidólise ➢Hidratação ➢Dissolução ➢Oxidação 4.2.1 Hidrólise ➢ é a reação que ocorre entre os silicatos a água; ➢ é uma reação extremamente lenta; ➢ ocorre dentro da faixa de pH entre 5 e 9; ➢ “quebra” dos minerais pelos íons hidrogênio, resultado da ionização da água (H+OH-); ➢ a estrutura do mineral é rompida, liberando Si e Al para a solução; ➢ os elementos podem recombinar, resultando em novos minerais → minerais secundários. A hidrólise pode ser total ou parcial 4.2.1.a Hidrólise Total: * há a formação de hidróxidos KAlSi3O8 + 8H2O→ Al(OH)3 + 3H4SiO4 + K + + OH- K-feldspato gibbsita ácido silícico CaFeSi2O6 + 5H2O→ FeO(OH) + 2H4SiO4 + Ca 2+ + OH- piroxênio goethita ácido silícico 4.2.1.b Hidrólise Parcial: * há a formação de argilominerais 2KAlSi3O8 + 11H2O→ Si2Al2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K + + 2OH- K-feldspato caulinita ácido silícico 2,3KAlSi3O8 + 8,4H2O→ (Si3,7Al0,3)O10 Al2(OH)2K0,3 + 3,2H4SiO4 + 2K + + 2OH- K-feldspato esmectita ácido silícico 4.2.2 Acidólise ➢ ocorre em ambientes frios; ➢ pouca decomposição da matéria orgânica; ➢ ocorre a formação de ácidos orgânicos; ➢ condições de pH < 5; ➢ solubilização de Fe e Al. A acidólise pode ser total ou parcial 4.2.2.a Acidólise Total KAlSi3O8 + 4H - + 4H2O→ 3H4SiO4 + Al 3+ + K+ K-feldspato ácido silícico ➢ ocorre quando a solução de alteração tem pH < 3 4.2.2.b Acidólise Parcial ➢ ocorre quando a solução de alteração tem pH entre 3 e 5 remoção total do Al remoção parcial do Al 5KAlSi3O8 + 24H - + nH2O→ KAl2(Si3,5,Al0,5)4O10(OH)2.nH2O + H4SiO4 + 2,5Al 3+ + 4K+ K-feldspato ilita ácido silícico formação de minerais secundários 4.2.3 Hidratação ➢ ocorre pela incorporação da água a estrutura do mineral: CaSO4 + H2O → CaSO4 . H2O anidrita água gipsita 4.2.4 Dissolução ➢ consiste na solubilização completa do mineral, sem neoformação de minerais secundários. CaCO3 + H2O→ Ca + + CO3 - (em solução) calcita NaCl + H2O→ Na + + Cl- (em solução) halita 4.2.5 Oxidação ➢ nos silicatos primários constituintes de rochas (biotitas, anfibólios, piroxênios e olivinas) o ferro está na forma reduzida (Fe2+); ➢ quando o mineral altera, o ferro é liberado para a solução, sofre oxidação e precipita como mineral secundário. 2FeSiO3 + 5H2O + ½ O2 → 2FeOOH + 4H4SiO4 piroxênio goethita ácido silícico ➢ a goethita pode desidratar, oxidar e formar hematita 2FeOOH → Fe2O3 + H2O goethita hematita Intemperismo Químico Biológico http://cienciabr.org/wp-content/uploads/2009/02/liquen.jpg 4.4 Ordem de estabilidade dos minerais Exercício de Fixação 1) Conceitue intemperismo, diga quais os tipos de intemperismo e exemplifique. 2) Quais são os processos e agentes do intemperismo químico. 3) Exemplifique detalhadamente as reações de intemperismo. 4) Explique como o clima influencia no intemperismo. 5) O que é esfoliação esferoidal e como ela ocorre? 6) Descreva a ordem de alteração dos principais minerais formadores de rocha. 1. Importância da Geologia no Estudo do Solo 3.1 Definições de Solo: ➢ Joffre (1949): "solo é o corpo natural de constituintes minerais e orgânicos diferenciados em horizontes de profundidade variável, que diferem do material subjacente em morfologia, propriedades físicas e constituição, em propriedades químicas e composição e em propriedades biológicas”. ➢ Vieira (1975): "solo é a superfície inconsolidada que recobre as rochas e mantém a vida animal e vegetal da Terra. É constituído de camadas que diferem pela natureza química, física, mineralógica e biológica, que se desenvolvem com o tempo sob a influência do clima e da própria atividade biológica". ➢ Solo é o produto final do intemperismo das rochas, caso as condições físicas, químicas e biológicas permitam o desenvolvimento da vida vegetal junto a atividades de microrganismos em íntima associação com a vida de vegetais mais desenvolvidos. Quais os limites do solo? Lepsch2002 O desenvolvimento de um solo divide-se em dois ciclos: ➢ intemperismo: que envolve a formação da matéria bruta ou saprolito; ➢ pedogênese, que implica na conversão deste material em solo. 2. Formação do Solo: (Epsch, 2002) 1) Adição: processo onde ocorre acréscimo de material ao perfil do solo. O material adicionado pode ser: - sólido: matéria orgânica e minerais - líquido: água - gasoso: O2, CO2 e N2 3. Processos Pedogenéticos 2) Remoção: processo de retirada de material do perfil do solo. A água é o principal agente e a remoção dependente da porosidade e da permeabilidade do solo. São exemplos: • lixiviação de bicarbonatos, sulfatos e cloretos • retirada de produtos agrícolas • erosão 3) Transloção: corresponde a movimento lento de material dentro do perfil do solo produzindo acumulações e modificações visíveis na distribuição destes materiais no perfil. Cita-se como exemplos as translocações de: • sais; • carbonatos; • minerais de argila; • sesquióxidos; • matéria orgânica. translocação de matéria orgânica para o interior do perfil Espodossolo 4) Transformação: pode ser de caráter químico, causada por intemperismo químico, ou de caráter físico, relacionada a formação da estrutura ou a pedoturbações. Exemplos: • alteração de minerais primários em secundários; • transformação da matéria orgânica em húmus; • túneis e escavações de animais; • crescimento de raízes; • desenvolvimento de estrutura colunar. Lepsch, 2002 JENNY (1941) estabeleceu a seguinte fórmula para explicar a formação dos solos: S = f (material de origem, relevo, clima, organismos vivos e tempo) Esquema de evolução dos solos em função da atuação dos fatores de formação. 4. Fatores que Influenciam na Formação do Solo 4.1. Material de Origem Material do qual o perfil do solo foi derivado. Pode ser de origem mineral ou orgânica. A maioria dos solos com aptidão agrícola e florestal são de origem mineral. Argissolo Organossolo 1) Rochas Ígneas, Metamórficas ou Sedimentares: ✓ Materiais derivados de rochas claras:são, via de regra, mais ricos em Si e Al. Exceção para os mármores (rocha metamórfica) e calcários (rocha sedimentar) ricas em carbonatos. ✓ Materiais derivados de rochas escuras: são via de regra pobres em Si e ricas Fe, Mg e Mn. Exemplos: basalto, gabro, anfibolito e biotita xistos. 2) Sedimentos: ✓ cinzas vulcânicas ✓ coluviões e aluviões (depósitos de encosta e de rios) ✓ depósitos orgânicos Cinzas vulcânicas aluvião granitogabro A maior ou menor velocidade com que o solo se forma depende do tipo de material de origem. Como as características do material de origem influenciam no desenvolvimento dos solos? a) Grau de consolidação: condiciona a velocidade de sua intemperização. ➢ Rochas pouco consolidadas favorecem o desenvolvimento de solos mais profundos que rochas consolidadas sob as mesmas condições ambientais. b) Granulometria: o tamanho médio dos grãos da rocha associada à composição mineralógica pode determinar a textura do solo. Percentagem de argila do solo em relação ao material de origem rico em quartzo. c) Composição química e mineralógica: influência na composição mineralógica e na fertilidade do solo. ➢ solos desenvolvidos de granito, portadores de mica, tendem a apresentar teor de K mais elevado; ➢ solos desenvolvidos de rochas basálticas possuem maior concentração de óxidos de Fe e teores mais elevados de Ca e Mg; ➢ solos derivados de arenitos ricos em quartzo apresentam baixa reserva em nutrientes. Quanto mais desenvolvido o solo menos evidente relação entre a composição do solo e do material de origem. 4.2. Organismos Os organismos influenciam na formação do solo, pois: ➢ fornecem matéria orgânica; ➢ contribuem com compostos orgânicos que podem levar a transformações químicas; ➢ promover translocações e perdas de material no perfil do solo. “Tipos” de organismos: ✓ Microrganismos (microflora e microfauna); ✓ Vegetais superiores (macroflora); ✓ Animais (macrofauna); ✓ Homem. Lepsch, 2002 Fauna e flora modificam e movimentam quantidades de material mantando o solo aerado BA C D A. Estágio inicial: colônias de microrganismos se estabelecem à procura de substrato para seu desenvolvimento. B. À medida que a rocha vai se alterando e o solo se formando, as colônias vão se expandindo. C. Se instalam: fungos, algas, liquens, musgos, gramíneas, pequenos arbustos. D. Estágio mais avançado de evolução do solo com presença de árvores. ➢ Você sabia que em 1g de material de solo do horizonte A existe entre 100.000.000 a 2 bilhões de microrganismos. queimada mineração agricultura 4.3. Clima Esse fator costuma ser posto em evidência sobre todos os outros, pela maneira ativa e diferencial de sua atuação sobre a formação do solo. Influencia diretamente: ✓ intemperismo, pois regula o tipo e a intensidade do intemperismo, inclusive das reações químicas; ✓ aparecimento e desenvolvimento dos organismos; ✓ distinção dos horizontes pedogenéticos; ✓ teor de matéria orgânica; ✓ reação e saturação de bases; ✓ profundidade perfil; ✓ tipo argilomineral formado. ✓ Precipitação pluviométrica: disponibilidade de água para a formação do solo. ✓ Radiação solar: diretamente ligada a intensidade da temperatura. ✓ Temperatura: afeta a velocidade das reações químicas. ✓ Vento: junto com a temperatura, acelera a evapotranspiração e o deslocamento de partículas suspensas. Parâmetros Climáticos a) PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA: ➢ quanto maior pluviosidade total e mais frequente a distribuição das chuvas, mais completas serão as reações químicas do intemperismo. b) TEMPERATURA: ➢ condiciona a ação da água; ➢ pode acelerar as reações químicas; ➢ pode aumentar a evaporação diminuindo a água disponível para lixiviação de produtos; ➢ para cada 10ºC de aumento da temperatura, há um aumento em 2 a 3 vezes na velocidade das reações químicas. A intensidade do intemperismo aumenta com a pluviosidade, resultando em um solo com maior proporção de minerais secundários (fração argila). A cada faixa de pluviosidade corresponde uma composição preponderante dos minerais secundários. (Teixeira et al., 2001) 4.4 Revelo O relevo refere-se às formas do terreno que compõem uma paisagem. As características do relevo são determinadas por: ➢ estrutura geológica; ➢ clima; ➢ estágio de evolução. As três fases de evolução dos rios: a) juventude b) maturidade c) senilidade O tipo de relevo influencia diretamente na dinâmica da água (infiltração e escoamento superficial - deflúvio) e, indiretamente, sobre a temperatura e radiação solar. Por exemplo: ➢ áreas planas tendem a ter uma boa infiltração, pouco escoamento superficial e solo profundo; ➢ áreas planas de baixadas tendem a apresentar acúmulo de água e sedimento coluvial (gravidade) e aluvial (trazido pelas enchentes) e solos medianamente desenvolvidos; ➢ áreas com declive acentuado tendem a ter maior escoamento superficial e, portanto, maior erosão e menor infiltração (menos água para o intemperismo) e solo raso. (A) Boa infiltração e boa drenagem - favorecem intemperismo químico; (B) Boa infiltração e má drenagem - desfavorecem intemperismo químico; (C) Má infiltração e má drenagem - desfavorecem intemperismo químico e favorecem a erosão. Teixeira et al, 2000 1. Planície 2. Planalto 3. Depressão 4. Montanha FORMAS DE RELEVO TERRESTRE 1 2 3 4 Lepsch, 2002 Lepsch, 2002 4.5. Tempo ➢ Idade de um solo depende da duração da ação dos processos pedogenéticos e não ao tempo cronológico. SOLO JOVEM (imaturo): pouco intemperizado SOLO VELHO (maduro): muito intemperizado Exercício de Fixação 1) Quais os processos pedogenéticos gerais e como eles podem atuar na formação de um solo. Exemplifique. 2) Dentre os fatores influem na formação do solo quais são ativos e quais são passivos? 3) Explique, exemplificando, como cada fator de formação do solo atua. 3) Desenhe esquematicamente um perfil ideal de um solo e explique o que caracteriza cada horizonte. 4) como as características de uma rocha pode influenciar no tipo de solo? 5) Quais as características gerais de um solo formado na Zona da Mata no Sertão e no Agreste de PE? 6) Como o relevo pode influenciar nas características do solo? 1.1 PERFIL DO SOLO É a seção vertical, através do solo, englobando a sucessão de horizontes ou camadas, acrescida do material mineral subjacente pouco ou nada transformado pelos processos pedogenéticos e o manto superficial de resíduos orgânicos. 1.2 HORIZONTES DO SOLO São porções do solo, aproximadamente paralelas à superfície, que sofreram a atuação dos processos de formação do solo, de modo que se distinguem em meras camadas. 1.2.1 Principais Horizontes ➢ Horizonte A: horizonte mineral, com acumulo de húmus. ➢ Horizonte B: horizonte mineral de máxima expressão de cor, agregação e concentração de materiais translocados dos horizontes superiores. ➢ Horizonte C: é constituído por material de origem pouco afetado pelos mecanismos de gênese do solo, apresenta- se como rocha intemperizada. Exercício de Fixação 1) O que é perfil do solo? 2) Quais os processos responsáveis por sua formação? 3) Quais os principais horizontes do solo e quais suas características? Lepsch, 2002 Teixeira, et al, 2009
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