Aula 7 Água ciclo e ação geológica

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Geologia
Água: ciclo e ação geológica
Ciclo Hidrológico
		Partindo de um volume total de água relativamente constante no sistema Terra, podemos acompanhar o ciclo hidrológico, iniciando com a precipitação meteórica que representa a condensação de gotículas a partir do vapor de água presente na atmosfera, dando origem à chuva.
	Quando o vapor de água transforma-se em cristais de gelo e estes atingem o tamanho suficientes, a precipitação ocorre na forma de neve ou granizo. 
		Parte da precipitação retorna para a atmosfera por evaporação durante seu percurso em direção à superfície terrestre. 
		Essa fração evaporada na atmosfera soma-se ao vapor de água formado sobre o solo e aquele liberado pela atividade biológica de organismos. 
		Essa somatória de processos é denominada Evapotranspiração na qual a evaporação direta é causada pela radiação solar e vento, enquanto a transpiração depende da vegetação.
Ciclo Hidrológico
		Quando a gotícula de água atinge o solo ela pode seguir dois caminhos. O primeiro é a infiltração que depende principalmente das características do material da cobertura da superfície. O segundo é o escoamento superficial que ocorre quando a superfície não consegue mais absorver a água.
		Esse escoamento converge para os córregos e rios e tem como destino final os oceanos. 
		Durante o trajeto geral do escoamento superficial e, principalmente na superfície dos oceanos, ocorre a evaporação, realimentando o vapor de água atmosférico, completando assim o ciclo hidrológico.
Água no subsolo
		De maneira simplificada toda água que ocupa vazios em formações rochosas ou no regolito (sedimentos, terra, rochas fraturadas etc.) é classificada como água subterrânea.
Infiltração
		Infiltração é o processo mais importante de recarga da água no subsolo. O volume e a velocidade depende dos seguintes fatores:
Tipos e condições dos materiais terrestres. Os materiais porosos e permeáveis, como solos e sedimentos arenosos, rochas expostas muito fraturadas ou porosas ajudam a infiltração.
	Por outro lado, materiais argilosos e rochas cristalinas pouco fraturadas são desfavoráveis à infiltração.
Cobertura vegetal. Onde existe vegetação a infiltração é favorecida pelas raízes, que abre caminhos para a água descendente no solo.
Topografia. Declives acentuados favorecem o escoamento superficial diminuindo a infiltração. Superfícies suavemente onduladas permitem o escoamento superficial menos veloz, aumentando a possibilidade de infiltração.
Precipitação. Chuvas regularmente distribuída ao longo do tempo promovem uma infiltração maior. Ao contrário, as chuvas torrenciais favorecem o escoamento superficial direto, pois a taxa de infiltração não vence o grande volume de água precipitada em curto intervalo de tempo.
Ocupação do solo. O avanço da urbanização e a devastação da vegetação tem influenciado significativamente a quantidade de água infiltrada em adensamentos populacionais e zonas de intenso uso agropecuário.
Distribuição e movimento da água no subsolo
	Lençol freático. O movimento da água no subsolo é controlado também pela força de atração molecular e a tensão superficial. Sendo que a atração molecular age quando moléculas de água são presas na superfície de argilosminerais por atração de cargas opostas.
	A tensão superficial acontece quando a água fica presa nas paredes dos poros podendo ter movimento ascendente. Os dois fatos citados acima ocorrem geralmente nos primeiros metros de profundidade do subsolo.
		A grandes profundidades ocorre uma zona onde todos os poros estão cheios de água, denominada zona saturada ou freática.
Distribuição de água no subsolo
		Acima da zona freática encontramos a zona não saturada ou vadosa, onde os espaços vazios estão parcialmente preenchidos por água, contendo também ar. O limite entre estas duas zonas é uma importante superfície denominada de lençol freático (LF) ou nível d’água, (NA). Sua profundidade é função da quantidade de recarga e dos materiais terrestres do subsolo.
		Porosidade é uma propriedade física definida pela relação entre o volume de poros e o volume total de um certo material.
	Tipos fundamentais de porosidade:
Primária – gerada juntamente com o sedimento ou rocha, sendo caracterizada nas rochas sedimentares pelos espaços entre os grãos ou planos de estratificação.	
Secundária – ocorre em rochas ígneas metamórficas ou sedimentares por fraturamento ou falhamento durante sua deformação.
		Um tipo especial é a porosidade cárstica que ocorre em rochas solúveis como calcário e mármore.
		Permeabilidade é a propriedade que permite que haja fluxo de água através dos poros. Esta propriedade depende do tamanho dos poros e da conexão entre eles.
		Por exemplo um sedimento argiloso apesar de possuir alta porosidade é praticamente impermeável, pois os poros são muito pequenos e a água fica presa por adsorção.
Fluxo de água no subsolo
		Potencial hidráulico – diferença de pressão entre dois pontos exercida pela coluna d’água sobrejacente aos pontos e pelas rochas adjacentes. Promove o movimento da água subterrânea de pontos com alto potencial como nas cristas do nível freático, para zonas de baixo potencial como fundo de vales.
		O fluxo de água partindo de um potencial maior para outro menor, define uma linha de fluxo que segue o caminho mais curto entre dois potenciais diferentes.
Fig. 7.7 Percolação da água subterrânea com linhas de fluxo e equipotenciais fonte : Teixeira, 2012.
	Linha equipotencial – une ponto com mesmo potencial da água
	Linha de fluxo – linha que percorre o caminho mais curto entre duas linhas equipotenciais. Indica para onde o fluxo está caminhando
Condutividade hidráulica e Lei de Darcy
		No fluxo de água em superfície a velocidade é diretamente proporcional à inclinação da superfície.
	Gradiente hidráulico – (ΔH/ ΔL), é definido pela razão entre o desnível ΔH, e a distância horizontal entre dois pontos ΔL.
	Diferença de potencial - caminha do ponto de maior potencial (crista) para a região de menor potencial (vale).
Aquíferos:reservatórios da água subterrânea
		Aquíferos: unidades rochosas ou de sedimentos, porosas e permeáveis, que transmitem volumes significativos de água subterrânea passível de ser explorada pela sociedade.
		Aquiclude: unidades geológicas que, apesar de saturadas, contendo até grandes quantidades de água são incapazes de transmitir um volume significativo de água com velocidade suficiente para abastecer poço ou nascentes, podem serem rochas ou materiais essencialmente argilosos.
		Aquifugos: unidade geológicas que não apresentam poros interconectados e, portanto, não absorvem e nem transmitem água. Podem ser as rochas duras, cristalinas, metamórficas e vulcânicas, sem fraturamento ou alteração.
		Aquitarde são materiais ou rochas porosas, que embora armazenem água no seu interior permitem a circulação apenas de forma muito lenta. São incluidos neste grupo as argilas siltosas ou arenosas.
Tipos de aquífero
		Aquíferos livres – são aqueles cujo o topo é demarcado pelo nível freático, cuja a pressão é igual a atmosférica. Ocorrem a profundidade de alguns metros, associado ao regolito ou a rocha.
		Aquíferos suspensos – acumulação de água sobre aquitarde na zona insaturada, formado níveis de aquíferos livres, acima do nível freático principal.
		
		Aquífero confinado – ocorre quando um estrato permeável (aquífero), está confinado entre duas unidades pouco permeáveis (aquitardes) ou impermeáveis. Representam situação mais profundas, onde a água está sob a ação da pressão não somente atmosférica, mas também de toda a coluna localizada no estrato permeável.
Fig. 7.9 Aqüíferos livres e suspensos. Aqüíferos suspensos ocorrem quando uma camada impermeável intercepta a infiltração. Fonte: Decifrando a Terra / TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI - São Paulo: Oficina de Textos, 2000.
Artesianismo
 	É o fenômeno responsável por poços jorrantes.
		Neste caso, a água penetra no aquífero confinado em direção a profundidades crescentes,onde sofre a pressão hidrostática crescente da coluna entre zona de recarga e um ponto em profundidade.
		Quando um poço perfura esse aquífero a água sobe, pressionada por essa pressão hidrostática jorrando naturalmente. 
Fig. 7.10 Tipos de Aquíferos. Fonte: Geologia de Engenharia 
		Quando ocorre a conexão entre um aquífero confinado em condições artesianas e a superfície, através de continuidades, como fraturamentos, falhas ou fissuras, formam-se nascente artesianas.
Ação geológica da água subterrânea
		É a capacidade de um conjunto de processos causar modificações nos materiais terrestres, transformando minerais, rochas e feições terrestres.
		A água subterrânea é o principal meio de reações do intemperismo químico.
		O movimento da água subterrânea, somada a água superficial, são os principais agentes geomórficos da superfície da terra.
	
		A movimentação de coberturas como solos e sedimentos inconsolidados em encostas de morro, tem velocidade muito variável.
		Os movimentos lentos são chamados rastejamento (creep) do solo, com velocidades menores que 0,3m/ano.
Escorregamento de encostas
		Os movimentos de encostas com velocidades superiores a 0,3m/ano são os escorregamentos ou deslizamentos de encostas.
		Os movimentos rápidos, com deslizamentos catastróficos acontecem com frequência em épocas de fortes chuvas, em regiões de relevo acidentado.
		Enquanto o rastejamento lento é movido unicamente pela força gravitacional, não havendo influência de água no material, os escorregamentos são movidos pelo processo de solifluxão, no qual a força gravitacional age devido a presença de água subterrânea no subsolo.
		Os materiais inconsolidados em encosta possuem uma estabilidade controlada pelo atrito entre as partículas. No momento em que o atrito é vencido pela força gravitacional, a massa de solo entra em movimento, encosta abaixo.
		Tanto o rastejamento como o escorregamento de encostas são processos naturais que contribuem para a evolução da paisagem, modificando vertentes.
Boçorocas ou voçorocas
		Constituem feições erosivas altamente destrutivas, que rapidamente se ampliam, ameaçando solos cultivados e zonas povoadas.
		Se instalam em vertentes sob o manto intempérico, sedimentos ou rochas sedimentares pouco consolidadas, e podem ter profundidade de decímetros até vários metros e paredes abruptas e fundo plano, com seção transversal em U.
		O Fundo da voçoroca é coberto por material desagregado, onde aflora água frequentemente associada a areia movediça ou canais anastomosados.
		A partir do momento que o sulco deixa de evoluir pela erosão fluvial e o afloramento do nível freático inicia o processo de erosão nas bases das vertentes, instala-se o boçorocamento.
		A evolução dos sulcos de drenagem para boçorocas normalmente é causada pela alteração das condições ambientais do local, principalmente pela retirada da cobertura vegetal, sendo quase sempre consequência da intervenção humana sobre a dinâmica da paisagem.
 		A ocorrência de voçorocas sobre vertentes desprotegidas, torna este processo pouco controlável e o seu rápido crescimento atinge áreas urbanas e estradas.
Boçoroca na região urbana do município de Bauru (SP). Fonte: Decifrando a Terra