Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Professor Orientador: Walbert Santos Resumo por: Carlos Eduardo Oliveira de Souza O resumo foi construído com os materiais fornecidos pelo Professor Orientador. Solos O que é solo? Camada superficial da terra. Parte superior da crosta terrestre. Precisamente: porção superior do regolito. O que é Pedologia? Século XIX: Dokuchaev, um cientista, deu origem a Pedologia. Ciência que, mais completamente, estuda o solo (origem, morfologia, classificação, distribuição e mapeamento). Onde e porque surgiu o primeiro mapa de solos? O primeiro mapa de solos surgiu na China. Criado único e exclusivamente para diferenciar a cobrança de impostos de acordo com a região. Origem do Universo e dos elementos da Terra Big Bang Denominação: 1948, cientista russo naturalizado estadunidense, George Gamow (1904- 1968) e o padre e astrônomo belga Georges Lemaître (1894-1966). Universo teria surgido após uma grande explosão cósmica. Ao expandir-se, o universo também se resfriou. Base teórica: Teoria da relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955). Base teórica: Estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891- 1972). Universo não é estático e se encontra em constante expansão, ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras. Ou seja: galáxias estão se afastando umas das outras. Quatro forças fundamentais Gravidade: atração mútua entre corpos em razão de suas massas. Eletromagnética: atração ou repulsão entre corpos em razão de suas cargas elétricas e/ou sua magnetização. Nuclear Forte: mantém a coesão nuclear e a união entre quarks (partículas fundamentais do Universo que se encontram no núcleo atômico). Nuclear Fraca: regulam o modo como a matéria interage entre si e desenvolvida entre os léptons (partículas quânticas que formam os elétrons) e os hadrons. Inicio de Matéria e Radiação Diminuição da energia do Vácuo) 1014 K: principio dos tijolos dos Átomos. 1012 K: elétrons e prótons Hidrogênio + Hélio, oriundo da junção de 2 Hidrogênios 1010 K: formação do Núcleo (He + He) 103 K: 380 mil anos depois do Big Bang, formou-se o Átomo (+ núcleo). Domínio da matéria sobre a radiação. Hidrogênio(H) e Hélio(He) 75% do Universo é Hidrogênio 24% do Universo é Hélio 1% é o resto. Atração entre os Hidrogênios por eletronegatividade, tornando a mistura homogênea de H e Hé em uma mistura heterogênea. Surgimento de “bolas’’ de Hidrogênio. Essas bolas juntaram massa, logo, a gravidade começou a atuar nelas, dando origem as Grandes Esferas de H. Ocorreu também a atuação de uma força contraria a gravidade, chamada de Fusão (resultado da união de duas moléculas de H). Quanto maior a esfera for, maior será a temperatura. Expansão ou Gigante Vermelha Aumento na temperatura e pressão Fusão dos Hélios (He) formando o Carbono (C) Formação da Gigante vermelha (estrelas grandes) ou Super Gigante vermelha (estrelas 8x maior que o sol). Após essa expansão cada tipo de estrela (grande ou pequena) terá um futuro Estrela Pequena Liberação do carbono formando a nebulosa, e o restante entra em colapso. Não terá mais massa suficiente para fazer fusão Expansão ou Gigante Vermelha Há uma expansão do Carbono seguido de expansão de outras moléculas (O, Ne, Mg, S e Fe). Como o Fe não se funde haverá uma queda no processo de Fusão, assim a gravidade será maior que a força contraria a ela (Fusão), o que causará um desequilíbrio gerando uma implosão (por unirem os elementos no centro) chamada Supernova. Estrutura da Terra Divisões quanto a profundidade Fundo do mar: 2000m Camada pós-sal: 3000m Camada de Sal: 5000m Camada de Pré sal e Petróleo: 7000m Analise de Terremotos Alasca – 27, de março de 1964: terremoto devastador atingiu o centro-sul do Alasca. Estudos deste grande terremoto, realizados em grande parte por um geólogo, revelaram o mecanismo que liga as mudanças observadas na paisagem com a teoria da época, a das placas tectônicas. Arthur Lerner-Lam: “— Placas tectônicas foram originalmente propostas como uma teoria cinemática —ela tratava de deslocamentos, movimentos e velocidades. A maior conquista foi ligar os terremotos a esses movimentos”. A análise de terremotos permitiu a descoberta das camadas inferiores da Terra. Camadas da Terra Crosta: camada superficial relativamente fina e bastante rochosa Continentes: 30 a 70km Oceanos: 5 a 10km Manto: localizada abaixo da crosta, apresenta propriedades sólidas. Núcleo: camada mais interna e quente da Terra. Núcleo externo: formado por níquel e ferro líquido. Núcleo interno: também formado de níquel, mas com ferro sólido Litosfera: camada da Terra que compõe a sua superfície sólida. Formação: crosta + parte do manto superior Descontinuidade de Mohorovičić (Moho): limite que se encontra entre a crosta e o manto da terra através do qual as ondas sísmicas mudam de velocidade. Astenosfera: fica abaixo da descontinuidade de Moho e possui rochas mais maleáveis (plásticas). Placas litosféricas: fragmentos de que se movimentam sobre a astenosfera. Grieta: rachaduras. Mineralogia Introdução Conceito: estudos dos diversos minerais e suas propriedades. Propriedades: físicas, óticas e químicas. Petrologia, geologia e solos: áreas completamente dependentes dos estudos da Mineralogia. Mineral Mineral: sólido homogêneo, com composição química definida, mas que pode variar dentro de intervalos restritos, formados por processos naturais inorgânicos, cujos átomos se encontram organizados em um arranjo periódico tridimensional. Exigências para ser considerado mineral 1. Sólido homogêneo: forma própria e não fluem espontaneamente (líquidos e gases). 2. Formado por processos naturais e inorgânicos: exclui substâncias sintéticas ou artificiais, mesmo quando estas apresentam características de seus equivalentes naturais 3. Composição química: definida, mas que pode variar dentro de intervalos restritos Combinação de diferentes elementos químicos, em proporção fixa ou variável, como a Olivina (Mg,Fe)2SiO4. Composição fixa, praticamente não aceitam elementos estranhos como o Quartzo SiO2 Único elemento como o ouro (Au), enxofre (S) e Diamante. 4. Estrutura cristalina: átomos se encontram organizados em um arranjo periódico tridimensional Simetria: repetição ordenada das partes de um todo Anisotropia: variações das propriedades (dureza, índice de refração da luz, etc) em função da direção dentro de um cristal. Número de coordenação Conceito relacionado à simetria. Número de átomos que estão em proximidade imediata com um átomo de referência. Pode-se se referir à coordenação de íons em uma estrutura usando poliedros (figuras tridimensionais). Essa coordenação que reproduz o empacotamento de íons ao redor de um íon de referência Conceitos Solução Sólida: estruturas cristalinas em que um ou mais sítios iônicos são ocupados por diferentes elementos químicos. Polimorfismo: propriedade de uma substância química se cristalizar em diferentes formas, ou seja, com diferentes tipos de arranjos atômicos. Principais fatores que possibilitam o polimorfismo: pressão e temperatura Exemplo: Grafita e Diamante possuem a mesma composição química mas a estrutura é diferente. Isomorfismo: minerais de diferentes composições químicas que apresentam o mesmo tipo de estrutura cristalina. Mineralóides: semelhantes aos minerais, mas não satisfazem completamente as condições do conceito formal Orgânicos: pérola, âmbar e recifes de corais. Inorgânico: opala, obsidiana (sem estrutura cristalina – amorfos). Minério: mineral do qual podemos extrair economicamente, pelos processos da técnica atual, um ou mais metais Nomenclatura Os nomesde minerais devem terminar em ita Quartzo e Mica: não se aplica essa regra pois já foram nomeados e consagrados. Referência para dar nomenclatura Propriedade Física Celestita (cor azul clara) Magnetita (forte magnetismo) Leucita (leuco = branco) Caráter Cristalográfico Tetraedrita (em forma de tetraedros). Composição química Magnesita (MgCO3) Uranita (UO2) Homenagem a pessoas Andradita (José Bonifácio de Andrada) e a Biotita (Biot) Local de ocorrência Moscovita (Moscou). Vesuvianita (vulcão Vesúvio). Número e Importância Conhecem-se aproximadamente 1500 espécies minerais. Importância: em função do aspecto considerado. a) Abundância: os feldspatos, por exemplo, ocorrem em tal quantidade que, pode-se afirmar, estão presentes em qualquer parte da litosfera. b) Raridade: dentre as espécies raras, há as que, por suas propriedades, tem grande valor, como é o caso das gemas c) Interesse científico: importância no estudo petrográfico e geológico d) Importância econômica: espécies de grande emprego industrial, como ocorre com os minérios hematita (Fe), galena (Pb). O mesmo se dá com argilas e feldspatos, empregados na indústria de cerâmica. e) Importância agronômica: minerais fertilizantes por excelência como a silvita (KCl). A calcita (CaCO3) é o constituinte principal de calcários que são usados como corretivos de acidez dos solos. Divisões da Mineralogia Cristalografia: estuda a estrutura cristalina e como se reflete essa estrutura na forma dos minerais. Mineralogia física: estudo das propriedades físicas, densidade, brilho, dureza. Mineralogia ótica: importância para o estuda da petrografia, permite a identificação de minerais constituintes das rochas. Mineralogia química: estudo das propriedades químicas dos minerais e os métodos utilizados para a determinação qualitativa de seus constituintes. Mineralogênese: estuda os mecanismos de formação dos minerais. Classificação dos Minerais Quanto a gênese (criação) Primários: origem inicial sob altas temperaturas e alta pressão Secundários: sob baixa temperatura e pressão, a partir de outros minerais, ou de íons e gases Quanto a composição química Os minerais são divididos de acordo com seu ânion ou grupo aniônico. Minerais com o mesmo Grupo aniônico: geralmente confere semelhanças físicas e morfológicas entre si, o que não acontece com minerais que têm apenas cátions em comum. Tendem a se formar pelos mesmos processos e ocorrerem juntos. Silicatos Importância: compõe a maior parte da Crosta; Unidade primária: tetraedro de silício. Íon silicato (SiO4) tem carga negativa, frequentemente se liga a cátions para formar minerais. Liga-se tipicamente a cátions como Na, K, Ca, Ma e F2+. Alternativamente, ele pode compartilhar íons oxigênio com outros tetraedros de Si. Subclasses de Silicatos A classificação dos silicatos está condicionada no modo do arranjo dos tetraedros (SiO4)4- que entram na sua arquitetura. Nos Silicatos, os tetraedros podem estar independentes ou unidos pelo compartilhamento de oxigênios. Nesossilicatos: simples tetraedros de sílica, que estão isolados em um empacotamento denso Sorossilicatos: tetraédricos duplos, isolados, onde dois tetraedros SiO4 são unidos por um dos oxigênio comum a dois tetraedros. Filossilicatos: camadas de tetraedros unidos em três de seus vértices, formando uma rede plana com malha hexagonal (imagem). Tectossilicatos: estrutura fortemente unida e estável, encontrada em minerais como o Quartzo (SiO2), e os Feldspatos (KAlSi3O8; NaAlSi3O8). Todos os íons de Oxigênio, em cada tetraedro, são compartilhados com os tetraedros vizinhos e todo Oxigênio é compartilhado entre dois silícios. Substituição isomórfica: ocorrência de um cátion em lugar de outro na estrutura cristalina sem que se altere a forma geométrica. Minerais Formadores de Rocha Pouco mais de uma dezena são considerados minerais formadores de rochas devido a constituição da crosta terrestre, que predomina 8 elementos. 98% do peso da Crosta é composta de apenas oito elementos básicos: oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio. Identificação de Minerais Identificados pelas suas propriedades macroscópicas determinadas através de ensaios físicos simples Como: cor, dureza, traço Identificação precisa, requer o uso de equipamentos sofisticados Como: RX, Microscopia óptica com luz polarizada, etc. Rochas Introdução Identidade de uma rocha: determinada, em parte, por sua mineralogia e, em parte, por sua textura. Principal, mas não único, material de origem do solo. Rocha: material consolidado (diversos minerais). Sedimento: material não consolidado Grupos Magmática ou ígnea: resfriamento do magma Sedimentares: formadas por sedimentação de materiais Metamórficas: formadas por meio de modificações em magmáticas e sedimentares. Magma e Rochas magmáticas Rocha derretida. Quando chega a superfície, passa a se chamar lava. Originam da fusão parcial de rochas na astenosfera, ou na parte inferior da litosfera Composição: Grande quantidade de SiO2, consonância com a composição predominante da litosfera Composição: gases + parte sólida (pequenos minerais) + parte fluida Magma basáltico: temperaturas 1000 a 1200°C, baixo teor de gases e viscosidade baixa Graníticos (Riolíticos): temp. 700 a 800 °C, teores mais elevados de gases (3 a 5%) e maior viscosidade (baixa fluidez - dificulta o fluxo do magma). Diferença nas rochas magmáticas: causado em função da composição química, da temperatura de cristalização e do local de formação. Tipos de rochas magmáticas: ácidas (maior teore de Si, Al e Na e K), intermediárias (), básicas (maior teor de Fe, Mg e Ca) e ultrabásicas. Tipos de rochas magmáticas: intrusivas (plutônica) e extrusivas (vulcânicas); Principais rochas magmáticas: granito, basalto e gabro. Rochas sedimentares Origem: materiais já existentes na superfície do planeta que são erodidos e depois depositados no fundo, ou ao longo dos mares e rios, onde se solidificam. Baixas pressão e temperatura; Ocupam pequeno percentual da crosta em volume, mas 60% em superfície. Diagênese: conjunto de processos físicos e químicos sofridos pelos sedimentos após sua deposição, e que resultam em litificação Sedimentos: apenas depósito friável (solto) de material sólido; Rochas sedimentares: sedimento consolidado e endurecido por um agente qualquer. Tipos de rochas sedimentares: clásticas (sedimentos argila, silte, areia, cascalho), químicas (soluções de Ca, Na, Mg, K). Calcário: formado principalmente por precipitação química. Gerados em ambiente marinho raso, de águas quentes, calmas e transparentes. Constituída principalmente pelo mineral calcita. Rochas metamórficas Modificações oriundas em magmáticas e sedimentares devido algum fator de instabilidade aplicado sobre estas. Minerais originais transformam-se, por reações mútuas ou por modificações do sistema de cristalização, em novos minerais Metamorfismo: alteração da rocha original de modo que altera a sua composição mineralógica e física drasticamente. Necessita de temperatura e pressão. Possuem alta resistência devido a: Calor e pressão eliminam os poros da rocha, aumentando a sua densidade. Os minerais instáveis às novas condições (temperatura e pressão) são substituídos por minerais estáveis. As ligações entre os constituintes das rochas são fortalecidas pela recristalização. Caracterização do solo Introdução Feita por meio do estudo e do exame do seu perfil. Perfil: seção vertical do terreno, desde a superfície até o material de origem. No perfil do solo identificamos os horizontes e camadas. Horizontes e Camadas Seções aproximadamente paralelasà sua superfície Diferem das seções adjacentes em propriedades morfológicas, físicas, químicas, mineralógicas e biológicas. Horizontes: quando são inter-relacionadas e resultantes da ação de processos pedogenéticos. Camadas: quando não guardam relação pedogenética entre si e resultam de simples processo de deposição. Divididos em superficiais e subsuperficiais. Horizontes ou camadas principais são representados por letras maiúscula (O, H, A, E, B, C, F e R). O e H: orgânicos. O: horizonte ou camada superficial orgânica dos solos minerais bem drenados. H: horizonte ou camada, superficial ou não, de constituição predominantemente orgânica. A: superficial, acúmulo de MOS e alta atividade biológica. E: mineral Eluvial, perda de argila, MOS e compostos de Fe e Al. B: mineral Subsuperficial, subjacente do A, E ou O, resultante da atuação de processos pedogenéticos que foram capazes de alterar total ou quase totalmente a estrutura original da rocha. C: horizonte ou camada mineral não consolidada, relativamente pouco alterada pelos processos pedogenéticos, geralmente rica em minerais primários. Processos mais importantes na formação dos horizontes e a presença de características especiais são indicados por meio de letras minúsculas que seguem as maiúsculas. Ex: Bt – acúmulo de argila, Ck – presença excessiva de carbonatos. Horizonte de transição: características comuns a mais de um horizonte principal. Ex.: AB, BA, EB... Espessura e Arranjamento dos horizontes Plano, Ondulado, Irregular e Descontínuo, respectivamente. Cor Característica mais distinguível. Principais agentes pigmentantes: Matéria organiza do solo (MOS) Hematita Goethita Interferências à partir da cor Drenagem Teor de MOS Forma e conteúdo do Ferro Fixação de P Fertilidade Solos mosqueados: solos apresentam horizontes nos quais aparece mais de uma cor. Carta de Munsell Padrão para descrição de cores. Elementos que compõem a cor na carta: matiz, valor e croma. Matiz (hue) Comprimento de onda predominante, em solos, geralmente vermelho ou amarelo. Representado por um número (0 a 10) e uma ou duas letras maiúsculas (R, YR, Y, GY, G, BG, B, PB, P e RP). Valor (value): Claros ou escuros, sendo valor zero equivalente ao preto e 10 ao branco Traduz a tonalidade mais clara ou mais escura da cor. Resultado da proporção variáveis de branco e de preto Exemplo: valor 4 – 4 décimos de branco e 6 de preto. Croma (Chrome): “brilho”, “vivacidade da cor”. Representa a pureza ou saturação da cor Varia de 0 a 20 partes de cinza Ex.: croma 0 – representa nenhuma parte do matiz e vinte parte do cinzento Textura Distribuição das partículas minerais[1] primárias[2] do solo ou sedimento por tamanho[3]. [1]: Todo solo tem, pelo menos, um pouco de MOS, mas a textura é feita somente sobre a parte mineral, mesmo se o solo apresentar 90% de MO. [2]: Partes minerais estão cimentadas a um outro mineral. [3]: Classes texturais Normalmente os solos são constituídos de mais de uma fração granulométrica. Textura arenosa: % areia - % argila > 70% Textura média: % argila < 35% e % areia >= 15% Textura Siltosa: % argila < 35% e areia <= 15% Textura Argilosa: % arg. >= 35% e <= 60; Textura Muito Argilosa: % arg. > 60% Propriedades explicadas pela textura Permeabilidade: Capacidade de um fluído atravessar o solo. + arenoso, > permeabilidade, mais macroporos. Coesão: Capacidade de uma partícula se prender a partícula vizinha. + argiloso, > coesão MOS: mais argiloso, mais MOS. Maior proteção contra os microorganismos. Retenção de água e nutrientes: Solos argilos > retenção de água e nutrientes. + cargas e microporos No exemplo ta tabela ao lado, a justificativa do solo “Z” ter alta permeabilidade mesmo tento alta % de argila se dá por conta de a argila estar nos micropóros, o que não atrapalhará o fluxo da água. Estrutura Arranjamento das partículas primárias do solo (areia, silte e argila) em agregados (partículas secundárias. Formação das unidades estruturais permite o estabelecimento de uma nova configuração do espaço poroso (refletindo em algumas propriedades do solo). Característica macroscópica Avaliação da estrutura Cerosidade Revestimento de argila acumulada sobre agregados Aparenta ser uma espécie de “filme” do material Apresenta um brilho com aspecto ceros Ocorre na superfície dos agregados dos horizontes B Quando um horizonte apresenta essas feições: horizonte de acumulação ou horizonte iluvial. Intemperismo Introdução Conceito: processos (bio)físicos e (bio)químicos que desgasta as rochas, modificando suas características físicas e químicas, transformando-as em fragmentos pequenos e solubilizando alguns de seus constituintes. Tipos Físico: desagrega as rochas, alterando o tamanho e o formato dos minerais, sem alterar a composição química. Químico: modificam a composição química. Físico-Biológico e Químico-Biológico: ação física ou bioquímica de organismos vivos ou da matéria orgânica do solo Intemperismo Físico Processos que causam desagregação e fragmentação das rochas, com separação dos grão minerais antes coesos. Transforma a rocha inalterada em material descontínuo e friável. Fatores que ocasionam este intemperismo Variação da temperatura Variação de umidade Congelamento de água em fissuras de rochas Intemperismo físico x químico: quando a rocha sofre um processo físico de degradação ela aumenta a área de contato, favorecendo assim o intemperismo químico. Intemperismo Químico Desmantela as estruturas dos minerais, liberando seus íons (o int. físico só fragmenta). Elementos químicos mais solúveis das rochas são transportados pelas águas (fase solúvel) Material que resta no perfil (fase residual) torna-se progressivamente enriquecido nos constituintes menos solúveis (enriquecimento relativo). Fase residual: minerais primários residuais (ex. quartzo) e os secundários neoformados ou secundários transformados Secundários neoformados: resultam da precipitação de substâncias dissolvidas nas águas que percolam o perfil (óxi-hidróxi de Fe e Al). Secundários transformados: se formam pela interação entre as soluções de percolação e os minerais primários, modificando sua composição química, porém preservando pelo menos parcialmente sua estrutura (Mica → transformando em Ilita ou Vermiculita). Principal agente de intemperismo químico: a água da chuva. Problema: água rica em O2, interage com o CO2 atmosférico (e do solo), tornando-se ácida. Reações de intemperismo Ocorrem principalmente com os silicatos Elementos ionizados da água (H+ e OH-) substituem, de modo equivalente, outros íons de um mineral, modificando ou desfazendo a estrutura cristalina. Hidrólise: atuação da água na transformação dos minerais primários em argilas e liberação de cátions e de sílica solúvel. Fatores que controlam a alteração intempérica Clima Conjunto de temperatura e umidade. Quanto maior a disponibilidade de água (pluviosidade total) e mais frequente for sua renovação (distribuição das chuvas), mais completas serão as reações químicas do intemperismo. Temperatura acelera as reações químicas, mas também aumenta a evaporação, diminuindo a quantidade de água disponível para a lixiviação dos produtos solúveis. A cada 10ºC de aumento na temperatura, a velocidade das reações químicas aumenta de duas a três vezes. Intemperismo é mais pronunciado nos trópicos, onde a alteração é intensa, afetando todos os minerais alteráveis, que desaparecem com relativa rapidez, dando lugar a produtos secundários neoformados Tempo Relevo Boa infiltração e boa drenagem, favorecem o intemperismo químico Boa infiltraçãoe má drenagem, desfavorecem o intemperismo químico Má infiltração e má drenagem, desfavorecem o intemperismo químico e favorecem a erosão Índices de Intemperismo Princípio: assumir que o conteúdo de minerais/elementos facilmente intemperizáveis decresce, enquanto os resistentes ao intemperismo aumenta proporcionalmente com o passar do tempo/intemperismo. Relação Silte/Argila: utilizada para avaliar o estádio de intemperismo em solos de regiões tropicais (não utilizada em solos de textura arenosa). Elevado grau de intemperismo < 0,7 nos solos de textura média e < 0,6 nos solos de textura argilosa ou muito argilosa Minerais Alteráveis: na fração argila todos os minerais do tipo 2:1 (exceto vermiculita com hidróxi-Al entrecamadas). Na fração areia e silte o feldspatos, feldspatoides, minerais ferromagnesianos, vidros vulcânicos, zeolitas, apatita e micas. Índice ki (SiO2 ÷ Al 2O3) × 1,7. Quanto menor os valores mais intemperizado é o solo, Latossolos não podem apresentar ki alto, sendo igual ou inferior a 2,2, sendo normalmente menor que 2,0. Índice kr (SiO2 ÷ Al2O3 + Fe2O3). Solos cauliníticos > 0,75. Solos oxídicos ≤ 0,75 Produtos do intemperismo Solos Deposito lateríticos: deposição superficial de elementos químicos no solo
Compartilhar