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Intemperismo Bárbara Pereira Christofaro Silva Lavras – MG Outubro, 2019 Intemperismo Todos os materiais geológicos estão sujeitos ao intemperismo quando expostos à superfície. Intemperismo Conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que leva à quebra e alteração das rochas Intemperismo O intemperismo é responsável por desencadear inúmeros processos Pedológicos Formação do material de origem do solo Neossolo litólico Latossolo Vermelho Intemperismo Geológicos Processos sedimentares Pedreira em arenito da formação Botucatu Mineração de calcário Intemperismo Geomorfológicos Esculpimento das formas de relevo Vista da Serra da Bocaina, Lavras-MG Vista da Serra da Bocaina, Lavras-MG Biogeoquímicos Ciclos biogeoquímicos Exemplo: ciclo do enxofre Intemperismo Mineração Jazidas de Fe, Al, Ni, Mn, Nb, etc pelo acúmulo residual desses metais (depósitos lateríticos) Verdete: contém o mineral glaucofânio, fonte de Mg Pó de basalto, rocha rica em silicatos ferromagnesianos Agricultura Rochagem (aplicação de rocha moída) Intemperismo Tipos de intemperismo Divisão didática que facilita o seu estudo, já que comumente todos os tipos ocorrem conjuntamente Físico: Desintegração da rocha Químico: Alterações devido a reações químicas (Decomposição) Biológico: Influência de organismos Intemperismo Intemperismo físico Fragmentação de rochas e minerais em pedaços menores, sem haver alterações na sua composição química ou mineralógica Em condições áridas ou muito frias é o principal agente de alteração das rochas Bloco de gnaisse fraturado, Antártica Intemperismo Alguns processos que levam ao intemperismo físico: a) Variações térmicas: Ciclos de aquecimento/resfriamento, que provocam dilatação/contração dos minerais. Origina fissuras e leva à ruptura da rocha. b) Ação do gelo A água que preenche as fissuras, ao congelar, se expande e leva à quebra da rochas. Rocha Porosidade (%) N° de congelamentos para aparecimento de fendas Mármore 0,2 100 Arenito cimentado 5 43 Arenito 25 3 Calcário 30 1 Intemperismo Água aumenta 9% em volume; o gelo quando resfriado a -27°C pode exercer pressão da ordem de 20MPa Intemperismo Geleira em fiorde (Alaska, EUA) Intemperismo físico na superfície de Marte Intemperismo c) Alívio de pressão Alívio da pressão da pressão confinante quando a rocha é exposta leva ao seu fraturamento. Esfoliação em granito. Yosemite, Califórnia, EUA Esfoliação esferoidal: alívio de pressão Intemperismo d) Ação de raízes Crescimento de raízes nas fissuras das rochas, acelerando sua quebra. Intemperismo Aumento da área superficial pela quebra da rocha em fragmentos menores Acelera o avanço do intemperismo químico 2 X área exposta 2 X área exposta Intemperismo Intemperismo químico Resultado de reações químicas exotérmicas que ocorrem naturalmente entre os minerais e soluções aquosas, envolvendo também outros reagentes como gases atmosféricos, gases do solo e ácidos orgânicos. Os minerais primários são decompostos, originando novos minerais secundários (argilas). Alteração na composição química ou mineralógica da rocha ou mineral Intemperismo Remoção de íons solúveis Cálcio, Magnésio, Sódio e Potássio Concentração de íons de baixa solubilidade Alumínio e Ferro Cl > SO4 > Na > Ca > Mg > K > Si > Fe > Al Série Polinov Lixiviação de íons no solo Intemperismo Principais agentes: Água Temperatura Gases Principal agente Solvente principal e reagente na maioria das reações no ambiente velocidade das reações químicas Maior temperatura, maior dissociação da H2O, aumentando a concentração de H+ CO2 da atmosfera + H2O chuva pH levemente ácido Oxigênio – Oxidação de alguns minerais Meio de transporte e retirada dos produtos do intemperismo Intemperismo Mais ativo em regiões de clima quente e úmido – regiões tropicais Intemperismo Intemperismo químico 1. Dissolução Dissolução do mineral Halita NaCl Os íons organizados em cristais sólidos se desorganizam quando em contato direto com a água Solubilização completa Ex: Halita São raros os minerais que se dissociam tão facilmente Intemperismo A capacidade de dissolução da água é grandemente aumentada quando seu pH é mais ácido. A dissolução do CO2 atmosférico aumenta a acidez da água CO2 CO2 + H2O -> H2CO3 H2CO3 -> H+ + HCO3- HCO3- -> H+ + CO32- Ex’s: Calcita, dolomita, gipso e o calcário Intemperismo Dissolução de calcários por solução levemente ácida CaCO3 + (H2O + CO2) Ca2+ + 2HCO3- Calcita Cálcio solúvel Íon bicarbonato Caverna formada pela dissolução de calcário. gruta da Lapinha, Lagoa Santa, MG. Intemperismo Dolina em Coromandel, Alto Paranaíba Intemperismo 2. Hidrólise Íons de H+ substituem os íons positivos nos minerais altera a composição dos minerais liberação de substâncias solúveis Liberação sílica e bases (K, Ca, Mg, Na) Formação das argilas e óxidos de alumínio É a mais importante reação do intemperismo químico nos climas tropicais Ação dos íons H+ e OH- produzidos pela quebra (ionização de moléculas de água) H2O H + + OH- Intemperismo Intemperismo Intemperismo A hidrólise pode ser congruente (origina apenas fase solúvel) ou incongruente (origina fase solúvel e fase imóvel ou residual) Olivina Íons e ácido silícico em solução FeMgSiO4 + 4H+ Fe2+ + Mg2+ + H4SiO4 Exemplo de reação de hidrólise congruente Intemperismo 2KAlSi3O8 + 9H+ => 2K+ + Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 Feldspato-K Íons e ácido silícico em solução Caulinita Absorção pelas plantas Lixiviação Exemplo de reação de hidrólise incongruente (com produção do argilomineral caulinita) A hidrólise pode ser congruente (origina apenas fase solúvel) ou incongruente (origina fase solúvel e fase imóvel ou residual) Intemperismo 2KAlSi3O8 + 9H+ => 2K+ + Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 Feldspato-K Caulinita Lixiviação Al2Si2O5(OH)4 + 5H+ => 2Al(OH)3 + 2H4SiO4 Caulinita Gibbsita Lixiviação Hidrólise e formação de argilominerais Intemperismo Reação na qual um dos reagentes perde elétrons e, por consequência, outro tem de ganhar elétrons. Oxigênio: principal aceptor de elétrons. Ferro: doador de elétrons + comum. Minerais que contém ferro Hidrólise Remoção do Fe2+ Oxidação a Fe3+ Fe2SiO4 + 1 2 O2 + 2H2O Fe2O3 + H4SiO4 3. Oxidação Olivina, piroxênios, anfibólios 2 FeSiO3 + 1 2 O2 + 5H2O FeOOH + 2H4SiO4 Goethita Hematita Olivina Piroxênio Intemperismo Solo amarelo Predomina Goethita FeOOH Solo vermelho Predomina Hematita Fe2O3 Umidade alta Temperatura baixa Alta concentração de Ferro em solução Altas temperaturas Baixa umidade Intemperismo Ambientes alagados Fe2+ reduzido e lixiviado Cores cinzentas Intemperismo Oxidação Intemperismo biológico • Participação de organismos vivos (vegetais, animais, fungos, bactérias, etc.) • Podem ser físicas ou químicas provenientes da ação dos organismos Ex.: penetração de raízes; respiração (CO2 reduz o pH); • Plantas absorvem cátions e liberam H+ (aumenta a hidrólise); • Líquens (liberação de agentes quelante Intemperismo Intemperismo Intemperismo Obrigada! Bibliografia: Pedologia: Fundamentos. Capítulo 6 Decifrando a Terra: Capítulo 8 barbara.christofaro@ufla.br
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