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GEOLOGIA E OS TIPOS DE SOLOS DA BACIA AMAZÔNICA¹ Camila Becavelo Silva² Ketlyn Jaquelize Lima Sousa³ ¹ Artigo apresentado à Faculdade de Ouro Preto do Oeste, Uneouro, na disciplina de Geologia, sob orientação do Professor Carlos Alberto de Almeida Ricarte, como requisito parcial de avaliação. ² Acadêmicas do curso de Engenharia Ambiental do 3° período. INTRODUÇÃO A região Amazônica está situada na parte norte da América do Sul com cerca de 6 milhões de km², com uma população de aproximadamente 23.5 milhões de habitantes e ocupando todos os Estados da Região Norte, mais o estado de Mato Grosso, o oeste do Maranhão e cinco municípios de Goiás. Não é totalmente constituída de florestas. O Bioma Amazônia é uma extensa região apresentando elevada diversidade geológicas, geomorfológicas, edáficas, climáticas e de vegetação – Assemelhando-se a uma colcha de retalho. Neste contexto, a evolução das paisagens e em especial dos solos da Amazônia é uma combinação de uma diversidade de fatores geológicos, geomorfológicos, vegetação e clima, a partir do mesozoico, durante o plioceno-pleistoceno até os dias atuais. Importantes alterações ocorreram durante esses períodos, responsáveis pela diversidade e singularidade da região, como soerguimentos e fraturamentos: Andes, relevos residuais e grabens (Tacutu), inversão de todo sistema de drenagem: Rio Amazonas e Rio Branco e mudanças climáticas que promoveram transgressões marinhas e processos de expansão das áreas de cerrados/savanas no período seco e retração dessas áreas com expansão das florestas até os dias atuais (VALE JÚNIOR et al., 2011). O relevo amazônico constitui-se numa região extremamente aplainada, com predomínio de superfícies aplainadas e depressões, seguidas de planícies fluviais e fluvio-marinhas, recortando essas superfícies surgem relevos residuais (Serras) altos planaltos e planaltos rebaixados. A vegetação amazônica é bastante diversificada, apresenta fitofisionomias variando desde savanas, cerrados, com domínio da floresta nas suas mais variadas fitofisionomias e intimamente associadas ao clima e ao solo. De acordo com Vale Júnior et al. (2011) climaticamente, a Amazônia é uma região úmida, ou seja, tropical chuvoso em sua maioria. A temperatura média é da ordem de 25°C e a precipitação pluviométrica anual é distribuída de modo irregular, registrando em torno de 2.900 mm na porção central, e na fronteira com a Venezuela precipitações atingindo em torno de 1.100mm e período seco mais prolongado, assemelhando-se ao semiárido do Brasil. Portanto, associado a esses fatores, em especial, material de origem, o relevo e o clima, os solos formados 2 apresentam as seguintes características: extrema pobreza em fósforo; acidez elevada; saturação por alumínio alta; baixa CTC; pobreza em macro e micronutrientes; reduzida fixação de fósforo; lençol freático elevado na grande maioria dos solos; densidade do solo elevada; adensamento e susceptibilidade à compactação; susceptibilidade a erosão nos solos de relevo movimentado e erosão laminar ligeira nas áreas de Savana. As principais limitações de fertilidade dos solos da Amazônia são a acidez elevada, baixa capacidade de troca de cátions, deficiência de N, P K, S, Ca, Mg, B, Cu, Zn e também a alta capacidade desses solos para fixar o P aplicado como fertilizante (SANCHEZ & COCHRANE, 1980). Portanto, objetivou-se com o presente trabalho demonstrar as características geológicas da Amazônia bem como explicar o seu processo de formação e as causas que envolvem esse processo, enfocando os tipos de solos dessa região de acordo com suas características e classificações. GEOLOGIA Geologicamente, a Amazônia é uma bacia sedimentar predominante, representada por formações cristalinas e sedimentares (Bacia paleozóico do Amazonas), com origem do Arqueano até o Holoceno. Essas formações sedimentares estão assentadas sobre o craton amazônico, na porção central, destacando-se as formações Içá e Alter do Chão, no extremo Norte a Formação Boa Vista e na porção oeste, merece destaque a Formação Solimões, pela forte influência sofrida pelo soerguimento dos Andes, onde os sedimentos depositados são responsáveis pela pedologia extremamente contrastante com o resto da Amazônia (Solos Eutróficos com Argila Ta) (VALE JÚNIOR et al., 2011). Historicamente, a formação da bacia Amazônica é bastante antiga. Na era Paleozoica, há 420 milhões de anos, quando não havia ainda surgido a cordilheira dos Andes, a África e a América do Sul formavam um único continente. A depressão situada entre os dois escudos cristalinos foi invadida pelo mar através de transgressões no sentido oeste para leste, pelo menos três vezes durante os 200 milhões de anos que duraram esta era. Desta forma alternaram-se períodos de sedimentação e erosão (PUTZER, 1984; SIOLI, 1975b; SCHUBART, 1983). Atualmente, estes sedimentos só não foram cobertos em duas estreitas faixas que margeiam os escudos cristalinos na região do baixo Amazonas. Na era Mesozoica, segundo Sioli (1975 b) e Putzer (1984) não houve deposição sedimentar, sendo um período de desnudação. Ocorreram apenas no período Cretáceo intrusões de diabásio através de fraturas da crosta quando da 3 formação do Oceano Atlântico. No entanto, contrariamente, Schubart (1983) cita que, nesta era, houve deposição de sedimentos Fluvio-lacustres. Nesta fase, havia duas bacias distintas: uma onde o padrão de drenagem era semelhante ao que ocorre atualmente, ou seja, os rios percorriam predominantemente o sentido Oeste-Leste (SCHUBART, 1983); na segunda bacia situada na região de Iquitos (Peru), os rios drenavam para o Pacífico, sentido Leste-Oeste. No final da era terciaria, no período Mioceno, houve a elevação dos Andes; consequentemente, os rios que corriam em sua direção foram bloqueados, passando a fluir em sentido contrário, ou seja, de Leste para Oeste (GIBBS, 1965; SIOLI, 1975b). Seguiu-se então um período de deposição de sedimentos de origem fluvio-lacustre, constituído principalmente de silte-argila, originando a formação barreiras (Alter do Chão). Durante o período Plioceno e toda a era Quaternária devido a oscilações do nível do mar ocasionadas pelas glaciações, os rios da bacia Amazônica alternaram períodos de deposição com períodos de erosão, formando extensas planícies de inundação e estabelecendo o atual padrão de drenagem (JUNK, 1984; SIOLI, 1975 b; KLAMMER, 1984; IRION, 1984a). A região amazônica mostra grande diversidade geológica, com a presença de rochas sedimentares, metamórficas e magmáticas, de idade e origem muito diferentes (MALAVOLTA, 1987). Grande parte é coberta por extensos sedimentos do período Cretáceo Quaternário, de natureza diversa, distribuídos no sentido Leste-Oeste da Amazônia, recobrindo a bacia do Acre – Formação Solimões (Terciário); a sub-bacia do Alto Amazonas – Formação Iça (Quaternário) e as sub-bacias do Médio e Baixo Amazonas – formação Alter do Chão (Cretáceo). Em ambos os lados do grande vale do Amazonas (Solimões), há ocorrência de sedimentos mesozoicos, podendo aparecer um pouco diabásico. As características químicas dos solos da Amazônia são, em sua maioria, ditadas pela natureza do material de origem. Existindo áreas extensas de solos ricos e eutróficos onde há influência atual (planície aluvial) ou pretérita (terraços e baixos planaltos das bacias do Acre e do Alto Amazonas) de sedimentos andinos; ou, ainda, onde afloram rochas de riqueza química maior (calcários e margas em Monte Alegre- Ererê; basaltos e diabásicos em Roraima, Pará e Amapá), de modo geral, nas demais áreas, as condições bioclimáticas atuais, as características do material de origem e as geoformas levam à formação de solos profundos e intemperizados (LIMA, 2001). A base de toda bacia é formada por rochas cristalinas da era Pré-Cambriária. Estas rochas formam os limites nortee sul da bacia Amazônica. Ao Norte, encontra-se o escudo das Guianas composto de rochas ígneas e metamórficas de composição ácida a intermediária (STALLARD,1983). Ao Sul situa-se o escudo Brasileiro, que é bastante similar ao escudo das Guianas. Estas plataformas cristalinas avançam do Norte e do Sul em direção à depressão 4 Amazônica, sendo posteriormente cobertas por sedimentos mais recentes (KLAMMER, 1984). O limite Oeste da bacia, a cordilheira dos Andes, que surgiu na era Cenozoica, portanto geologicamente bem mais recente que os escudos cristalinos, apresenta uma litologia bastante complexa. Resumidamente, a litologia sedimentar da cordilheira é composta por argilitos, carbonatos, arenitos e sedimentos fluvio-lacustres (STALLARD, 1983). Na porção norte da bacia Amazônica, ao longo dos rios formadores das Bacias do Rio Negro e Baixo Rio Branco, as pedopaisagens mais típicas são formadas por colinas convexas suaves, com solos argilosos de topo (Latossolos) que gradam vertente abaixo para vales amplos de fundo chato, onde predominam solos arenosos, hidromórficos (Areias Quartzosas Hidromórficas, Podzóis Hidromórficos). Os primeiros estudos interpretaram uma sequência associada com sedimentação grosseira, arenosa e mal selecionada, onde a pedogênese posterior originou solos arenosos, hidromórficos (KLINGE, 1965; EMBRAPA, 1979a; RADAMBRASIL, 1978). Estudos mais recentes, contudo, propuseram uma origem autóctone para esta gradação sobre sedimentos do tipo Barreiras, que seria assim, mais um produto da pedogênese do que sedimentação (CHAUVEL, 1981). TIPOS DE SOLOS Na Amazônia, a diversidade de solos é um reflexo dos fatores de formação como relevo, geologia, clima, bióticos e feições da paisagem. A porção mais central (estado do Amazonas) é caracterizada por uma região sedimentar, ou seja, sedimentos terciários a holocênicos, associados ao LATOSSOLO AMARELO Distrófico e Distrocoeso, ARGISSOLO AMARELO Distrófico e PLINTOSSOLOS. No extremo norte se distribui o domínio da depressão sedimentar e pediplano do Surumu, Parimé e baixo Cotingo, com savana estépica e solos afetados por sódio (Planossolos) e finalmente a partir do médio ao baixo rio Branco se estende o domínio representado por uma superfície rebaixada de solos arenosos e hidromórficos (Neossolos Quartzarênicos Órticos e Hidromórficos e os Espodossolos Ferrihumilúvicos) (VALE JÚNIOR et al., 2011) (Quadro 1). 5 Quadro 1 – Tipos de solos da Amazônia CLASSE DE SOLOS (ORDEM) ÁREA OCUPADA (km2) % LATOSSOLOS 2.103.440 41,05 ARGISSOLOS 1.687.880 32,94 PLINTOSSOLOS 376.260 7,34 GLEISSOLOS 314.450 6,14 NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS 246.540 4,81 NEOSSOLOS LITÓLICOS 133.150 2,60 ESPODOSSOLOS 99.950 1,95 C.LATERÍTICOS 74.480 1,45 CAMBISSOLOS 40.250 0,79 NITOSSOLOS 23.900 0,47 OUTROS SOLOS 23.380 0,46 TOTAL 5.123.680 100,00 Fonte: EMBRAPA Os Latossolos e Argissolos, classes predominantes de solos na região amazônica, são caracterizados pela sua baixa fertilidade natural expressa pela reserva de nutrientes (MOREIRA & FAGERIA, 2009), sendo o processo de ciclagem de nutrientes importante no ecossistema da mata amazônica. Uma vez interrompido esse processo pela retirada da vegetação nativa, a reserva de nutrientes desses solos se exaure rapidamente (CUNHA et al., 2009). MATERIAL DE ORIGEM (LITOLOGIA) Segundo Stallard (1983) a litologia dominante do sistema tropical, especialmente dos rios Juruá e Purus é constituída de sedimentos fluvio-lacustres do final do Terciário e Quaternário e material de origem sedimentar, principalmente arenitos e argilitos, não havendo diferenças entre as duas bacias. No sistema misto, a bacia dos rios Iça e Japurá geologicamente são semelhantes com litologia dominante de sedimentos fluvio-1acustres da transição Terciária- Quaternária e material de origem sedimentar geralmente de cor avermelhada oriunda do Mesozoico e Terciário. Por outro lado, a litologia dominante do rio Madeira é um pouco mais variada incluindo, além de sedimentos fluvio-lacustres e material sedimentar, rochas dos escudos Pré-cambriano, quartzitos (Pré-cambriano e Mesozoico) e ardosas (Pré-cambriano). 6 Finalmente, na bacia do rio Maranõn, principal formador do Amazonas, a litologia é muito mais variada incluindo calcáreo, evaporitos, arenitos, rochas vulcânicas e granitos, entre outros. FERTILIDADE Embora as generalizações sobre os níveis de fertilidade do solo de uma vasta região como a Amazônia devam ser evitadas, somente 7% da área terrestre da Amazônia brasileira é considerada livre de limitações importantes ao crescimento da planta, enquanto as deficiências de fósforo (P) do solo são consideradas limitantes da produtividade em 90% da área, e o alumínio (Al) ocorre em 73% dos solos (COCHRANE & SANCHEZ, 1982). Apesar da fertilidade química intrinsecamente baixa da maioria dos solos amazônicos e do conteúdo relativamente baixo de carbono (C) do solo na maior parte da região (CERRI et al., 2003), os solos em geral têm boa estrutura física. Isso, juntamente com a biota complexa, especializada e muito ativa do solo, pode manter a fertilidade natural dos solos se ele for mantido coberto e protegido contra impactos diretos do sol e da chuva, como ocorre sob a cobertura florestal natural (ROSS et al., 1990). A planície aluvial que margeia os rios de “águas brancas” (águas barrentas), ricas em material suspenso, como o Amazonas, Juruá, Madeira e Purus, e que está sujeita à inundação sazonal é, regionalmente, denominada várzea. A várzea compreende grandes faixas de terras, podendo alcançar até 100 km de largura (IRIONDO, 1982), em um complexo sistema de canais, lagos, ilhas e diques marginais (SIOLI, 1951). Na várzea está concentrada a maior faixa contínua de solos férteis da Amazônia. Pelas características de seus solos, proximidade dos rios, que servem como canal de transporte, e dos lagos altamente piscosos, a várzea é a parte da Amazônia mais intensamente utilizada para a pesca e a agricultura. Todavia, a drenagem mais restrita e a variação anual do nível dos rios, que pode chega a 10 m entre os picos de cheia e de vazante (IRION, 1986), o que limita o cultivo a alguns meses do ano. Na Amazônia brasileira, cerca de 75% dos solos de terra firme pertencem às classes das Latossolos e dos Argissolos; ambos caracterizados por apresentar baixa concentração de bases trocáveis, minerais de argila de atividade baixa, como a caulinita, e óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, baixa disponibilidade de fósforo, elevada acidez e, consequentemente, maior concentração de alumínio trocavel e, em certos casos, manganês, ambos tóxicos para a maioria das plantas (SANCHEZ et al., 1982). 7 COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA A composição mineralógica dos solos reflete, de certo modo, a pobreza do material de origem (granitos, gnaisses e sedimentos quaternários e terciários) (BRASIL, 1975). As características mineralógicas e químicas dos solos da Amazônia são, em grande parte, ditadas pela natureza do material de origem. Áreas mais extensas de solos eutróficos só existem onde há influência atual (planície aluvial) ou pretérita (terraços e baixos planaltos das bacias do Acre e do Alto Amazonas) de sedimentos andinos; ou, ainda, onde afloram rochas de maior riqueza em bases (calcários e margas em Monte Alegre-Ererê; basaltos e diabásios em Roraima, Pará e Amapá) (SCHAEFER et al., 2000). De modo geral, nas demais áreas, as condições bioclimáticas atuais, as características do material de origem e o relevo levam à formação de solos profundos e muito intemperizados (LIMA, 2001). São solos ácidos, pobres em nutrientes, com teores relativamente elevados de alumínio trocável e baixos valores de soma de bases e de capacidade de troca de cátions (FALESI, 1986; VIEIRA e SANTOS, 1987; RODRIGUES, 1996). Na várzea, como reflexos da deposiçãomais recente, da maior riqueza do material de origem e condições atuais de renovação, das inundações sazonais e da drenagem mais restrita, a diversidade de composição mineralógica alcança maior expressão. Esta riqueza diminui à medida que os sedimentos se tornam mais antigos e quando não há renovação pela ausência de novas deposições. Na terra firme do Médio Amazonas, bem drenada e associada a sedimentos mais antigos, a diversidade mineralógica é menor (LIMA, 2001). Na várzea do Solimões/Amazonas, os solos normalmente apresentam teores elevados de silte e de areia fina. São, frequentemente, eutróficos, apresentando elevados valores de capacidade de troca de cátions e de cátions trocáveis, especialmente Ca2+, Mg2+ e, em alguns casos, Na+ e Al3+. Em contraste aos solos bem drenados de terra firme, apresentam reação menos ácida, níveis mais elevados de cátions básicos, baixos graus de saturação por alumínio e argilominerais de alta atividade (LIMA, 2001). A composição mineralógica dos solos da várzea é bastante rica, destacando-se a presença de minerais primários, tais como: mica, clorita e feldspato, além de conteúdo significativo de esmectita, caulinita e vermiculita (KITAGAWA & MÖLLER, 1979; IRION, 1984; MÖLLER, 1986) e, em menor concentração, lepidocrocita, hematita e gibbsita (MÖLLER, 1991). A gibbsita não parece ser um componente muito abundante nos horizontes superficiais dos Latossolos da Amazônia, e sim restrita a determinados solos na paisagem. SOMBROEK (1966) e MÖLLER (1986) descrevem Latossolos Amarelos e Vermelho-Amarelos desprovidos 8 de gibbsita na fração argila, ao contrário do que foi observado por Chauvel (1981), Möller (1986) e Ker (1995). A ocorrência de hematita estaria associada a possível gênese dos Latossolos amazônicos, os quais teriam sido formados, segundo diversos autores (IRION, 1978 e 1984; LUCAS et al., 1989; COSTA, 1991;), a partir da destruição de crostas ferruginosas lateríticas formadas em períodos mais secos sob clima tropical úmido e vegetação de floresta, estas crostas ou couraças têm sido intemperizadas por processos de hidratação, redução e lixiviação, com transformação parcial da hematita em goethita (BEAUVAIS e TARDY, 1993). Nos estádios mais avançados deste processo, é provável que a hematita esteja completamente ausente. Por isso, os Latossolos Amarelos da região são frequentemente desprovidos de hematita na fração argila, como tem sido observado por diversos autores (SOMBROEK, 1966; KITAGAWA e MÖLLER, 1979; IRION, 1984; MÖLLER, 1986). A natureza caulinítica destes solos já era esperada, uma vez que eles pertencerem a Formação Alter do Chão, apresentando uma litologia sedimentar terciária, evidenciando Latossolo Amarelo, onde se instalou a floresta densa. Latossolos cauliníticos são normalmente mais microagregados, com as partículas granulares menos arredondadas e mais parecidas com blocos (SCHAEFER, 1996). Para Lucas et al. (1993), o predomínio de caulinita sobre gibbsita em solos da Amazônia deve-se a intensa reciclagem de silício pela vegetação florestal, favorecendo a estabilidade da caulinita, mesmo em ambiente altamente intemperizado. Já as esmectitas são componentes relativamente frequentes nos solos pouco intemperizados das terras baixas amazônicas (SOMBROEK, 1966; IRION, 1984; MÖLLER, 1986; SILVA, 1999). CONCLUSÃO De acordo com as condições em que o presente trabalho foi conduzido, pode-se concluir: - Geologicamente, a Amazônia é uma bacia sedimentar predominante, representada por formações cristalinas e sedimentares. A diversidade de solos é um reflexo dos fatores de formação como relevo, geologia, clima, bióticos e feições da paisagem. - As principais classes de solos presentes nessa região são os Latossolos e Argissolos, esses são caracterizados pela sua baixa fertilidade natural expressa pela reserva de nutrientes. 9 - Os solos de várzea mostram maior fertilidade natural, maior teor de silte e maior diversidade mineralógica, o que é consistente com um material de origem mais rico, já os solos de terra firme, especialmente os Latossolos, são derivados de sedimentos mais antigos e mais pobres, situados em posição mais elevada na paisagem e com boas condições de drenagem. - A litologia é predominantemente constituída de sedimentos fluvio-lacustres e o material de origem sedimentar. - As características gerais dos solos são o intemperismo elevado e a baixa fertilidade. BIBLIOGRAFIA BEAUVAIS, A.; TARDY, Y. Degradation and dismantling of iron crusts under climatic changes in Central Africa. Chem. 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