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- -1 GEOLOGIA E BIOPALEONTOLOGIA UNIDADE 2 - MINERAIS, ROCHAS, INTEMPERISMO E EROSÃO Autoria: Marcos Antonio de Melo - Validação técnica: Diego Ferreira Ramos Machado - -2 Introdução Você sabia que, em seu início, a Terra correspondia a um enorme esferoide composto de rochas liquefeitas? Conforme o Planeta foi se arrefecendo, houve o processo gradativo de cristalização de minerais. Os elementos mais “pesados” foram para o núcleo, ao passo que os mais “leves” chegaram até a superfície, formando as rochas e expondo os minerais que as constituem. Aliás, você sabia que os minerais se transformaram em minérios e gemas para o atendimento das necessidades humanas? Podemos dar como exemplo as rochas, que foram expostas aos processos químicos e físicos da biosfera, acometidas pelo intemperismo. Além disso, sabia que a crosta terrestre, que suporta continentes e áreas oceânicas, é composta por minerais associados a estruturas rochosas ígneas ou metamórficas, bem como ambientes sedimentares, solos e sistemas fluviais? Tem ideia que os minérios — cuja ocorrência territorial no Planeta está relacionada aos processos de formação — correspondem a um agregado de minerais concentrados com viabilidade econômica para extração? O Brasil, por sua litologia de formação antiga (crátons), agrega inúmeros minerais, em especial os metálicos, como o ferro, o manganês e a bauxita (minério de alumínio). Sabia, inclusive, que se estima que o país seja responsável por 10% da produção minerária mundial, possuindo grandes províncias, como o Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais; e a Serra do Carajás, no Pará? Vamos, então, nesta unidade, conhecer as respostas para esses questionamentos e nos aprofundar quanto ao estudo dos minerais e das rochas, compreendendo, ainda, os processos de intemperismo e erosão. Bons estudos! 2.1 Minerais A mineralogia corresponde ao estudo dos minerais em todos os seus aspectos (químicos, físicos, origem, formação, áreas de ocorrência, usos e aplicações). No entanto, as definições sobre o que são os minerais trazem abordagens conceituais um tanto variadas. Algumas acepções são consensuais, em especial as que definem os minerais como substâncias homogêneas e sólidas, de origem inorgânica, cujo surgimento na crosta terrestre ocorreu de forma natural. Conforme esse conceito, tal elemento possui composição química definida e, caso seja formado em condições favoráveis, apresentará estruturas atômicas internas ordenadas e formas cristalinas (TEIXEIRA ., 2009).et al Em resumo, podemos dizer que um mineral é sólido e homogêneo, de acordo com suas propriedades físicas e químicas; apresenta composição química definida; demonstra estrutura cristalina; tem origem inorgânica; e surgiu na crosta terrestre de maneira natural. Contudo, vale mencionar que os minerais não se apresentam somente de forma “isolada”, visto que constituem diferentes tipos de rochas. De acordo com Teixeira . (2009), são rochas “monominerálicas” e “oligominerálicas” aquelas constituídas deet al apenas uma ou poucas espécies minerais, como o calcário e o mármore. As “poliminerálicas”, por sua vez, possuem várias espécies minerais, a exemplo do granito, constituído por quartzo (mineral incolor); do feldspato, responsável pela variedade de cores; e da mica, que confere certo brilho. Portanto, ao longo deste tópico, iremos conhecer a composição e estrutura dos minerais, além de suas características e quais são os mais comuns. Acompanhe! 2.1.1 Composição química e estrutura cristalina dos minerais A composição química e estrutural de um mineral se dá durante o processo de formação, em condições favoráveis, legando uma estrutura atômica ordenada condicionada à sua forma cristalina e suas propriedades físicas. Esses dois parâmetros (composição química e estrutura) são interdependentes, porém fundamentais para a caracterização de tal elemento. Conforme Grotzinger e Jordan (2013), embora se conheçam milhares de minerais, um pequeno grupo de pouco - -3 Conforme Grotzinger e Jordan (2013), embora se conheçam milhares de minerais, um pequeno grupo de pouco mais de 30 são constituintes das rochas ou considerados minérios. De acordo com a composição química, esses minerais podem ser classificados em carbonatos, silicatos, óxidos, sulfatos e sulfetos. Carbonatos São minerais constituídos de carbono (C) e oxigênio (O). Dizem respeito a metais e semimetais, correspondendo a um grupo de 211 minerais, os quais podem ser agrupados em subdivisões de acordo com elementos e grupos aniônicos. Silicatos Os minerais mais abundantes da crosta terrestre são formados pela combinação de oxigênio (O) e silício (Si), que são os dois elementos mais comuns na crosta e que correspondem a 95% do seu volume. Desses, cerca de 60% são representados por feldspatos, seguidos de anfibólios, piroxênios, quartzo e micas. Óxidos São compostos de ânions de oxigênio e cátions metálicos. Os óxidos correspondem a cerca de 354 minerais, os quais podem ser agrupados como sulfetos, que são substâncias que possuem o enxofre como elemento principal, importantes na produção de metais. Sulfatos e sulfetos Os sulfatos são constituídos por minerais ligados a metais, bem como a outros ânions e água. Esse grupo possui cerca de 276 minerais. Já os sulfetos são compostos de enxofre e metais. Em seu processo de formação, o mineral, em condições favoráveis, desenvolve uma estrutura cristalina como resultado de arranjos atômicos. Essa estrutura pode ser macroscópica ou microscópica, a depender do tamanho dos cristais. A estrutura cristalina organiza tridimensionalmente as moléculas e os átomos, dispostos de forma sistemática em agrupamentos geométricos. Assim, a característica fundamental de uma substância cristalina é ser constituída por um agrupamento de partículas (átomos, íons ou moléculas) que se arranjam segundo um padrão regular (BRANCO, 2008). Cada cristal é constituído pela repetição de células unitárias semelhantes, agrupadas de modo regular, as quais funcionam como blocos construtivos que definem a sua macroestrutura. As células em três faces são resultantes da forma com que elas são empilhadas. A figura a seguir, por exemplo, traz um cristal de quartzo, em que podemos notar as simetrias entre as faces. Além disso, a coloração translúcida oscila com a coloração ferruginosa devido a intrusões de hematita, que é o principal mineral que constitui o minério de ferro. - -4 Figura 1 - Cristal de quartzo Fonte: Haluk Köhserli, iStock, 2020. #PraCegoVer: na figura, temos a amostra de um cristal de quartzo com intrusões de hematitas (minério de ferro). Vale mencionar, ainda, que os minerais, ao tomarem formas cristalinas, passam a apresentar elementos de simetria, como eixos de rotação, planos de reflexão e centros de simetria. Isso de forma isolada ou se combinando em agrupamentos geométricos. 2.1.2 Características gerais, tipos e classificação dos minerais As características gerais quanto à composição de um mineral são dadas pelas análises química e física, a fim de se determinar as proporções relativas dos diferentes elementos e do ambiente de formação. Assim, os minerais são classificados entre metálicos e não metálicos. Os possuem em sua composição elementos físicos e químicos metálicos (magnetita eminerais metálicos hematita) que possibilitam a condução de calor e eletricidade, como o ferro, o alumínio e o cobre. Os , por outro lado, não contêm em sua composição propriedades metálicas, podendominerais não metálicos ser classificados em materiais de construção, matérias-primas de fertilizantes e minerais industriais; ou ser utilizados sem processos industriais, como os agregados para concreto (areia, cascalho e brita) e da forma industrializada, como o calcário (cimento). Cabe ressaltar que alguns minerais (metálicos ou não metálicos) podem ser considerados como minérios, que diz respeito a “[…] mineral(is) ou rocha de interesse econômico ou, ainda, rocha contendo mineral(is) de interesse econômico suscetível(is) de ser extraído(s) e processado economicamente”(WINGE ., 2020). Dessaet al VOCÊ QUER LER? O livro “Mineralogia para principiantes: cristalografia”, de Marek Chvátal, traz conceitos básicos para a identificação de minerais, suas propriedades físicas, químicas e estruturais, além da cristalografia. Vale a pena ler e se aprofundar sobre a temática para agregar conhecimentos! - -5 interesse econômico suscetível(is) de ser extraído(s) e processado economicamente” (WINGE ., 2020). Dessaet al maneira, certos recursos energéticos são considerados minérios, pois possuem em sua composição elementos de origem orgânica, a exemplo do petróleo, do gás natural e do carvão natural (hulha). De modo geral, as principais características dos minerais estão relacionadas a critérios como cristalização, cor, transparência, dureza, traço, fratura, densidade e clivagem. Cor Comportamento dos comprimentos de ondas absorvidos pela composição química. Alguns possuem cor variável (alocromáticos), enquanto outros permanecem sempre da mesma cor (idiocromáticos). Transparência Quantidade de luz que o mineral absorve ou reflete. Minerais de brilho metálico são opacos, mas outros são transparentes ou translúcidos. Dureza Propriedade em riscar (deixar traço) e não ser riscado. Traço Cor do pó do mineral. Fratura Tendência que um cristal possui em se quebrar, resultando na quebra do composto. Densidade Gravidade específica, massa por unidade (peso do material). Clivagem Tendência em se quebrar em determinadas direções. Magnetismo Capacidade de atração magnética. A água mineral, por exemplo, mesmo com o nome “mineral” associado, não é considerada um mineral propriamente dito. Na realidade, ela corresponde a uma solução (mistura homogênea) com várias substâncias químicas ou minerais dissolvidas. Ao percorrer regiões e profundidades do solo e ter contato com camadas de rochas, acaba por dissolver e incorporar tais substâncias. Agora que compreendemos as particularidades dos mineiras, vamos conhecer aqueles que são mais comuns no Brasil? Vejamos o próximo item! 2.1.3 Minerais mais abundantes no país Pode-se aferir que o território brasileiro é privilegiado quanto a reservas de minérios, ocupando destaque no cenário mundial como um dos maiores produtores, junto à Rússia, ao Canadá, à China e à Austrália (BRASIL, 2019). As características geológicas do território propiciam esse cenário, pois ele se constitui, basicamente, de VOCÊ SABIA? Segundo o Código de Águas Minerais, de 1945, estas são fontes naturais ou artificialmente captadas que possuem composição e propriedades físico-químicas distintas das águas comuns. Trazem características que conferem a elas ação medicamentosa, sendo que as substâncias que podem estar dissolvidas nas águas minerais são compostas de enxofre, sais e gases. - -6 2019). As características geológicas do território propiciam esse cenário, pois ele se constitui, basicamente, de estruturas geológicas cristalinas (antigas) e bacias sedimentares. Os escudos cristalinos ou crátons são áreas que se formaram no superéon pré-Cambriano (superior a 540 milhões de anos) e correspondem a aproximadamente 40% da superfície do país. Nesses terrenos antigos, as rochas componentes predominam as metamórficas e ígneas, as quais agregam em sua composição minerais de toda ordem. Já as bacias sedimentares estão assentadas em escudos mais “jovens”, de idade pós-fanerozóica (inferior a 540 milhões de anos). Em algumas dessas regiões, formadas na era Paleozoica, ocorrem jazidas carboníferas; enquanto que em terrenos da era Mesozoica existem as jazidas petrolíferas. Os principais minérios explorados no país oscilam em tempos por conta do mercado internacional, o qual o Brasil é dependente diante das exportações. A figura a seguir traz um mapa com a localização das principais reservas minerais brasileiras. Nela, temos as áreas (municípios) de reservas e extração mineral, em destaque para os principais minérios: alumínio, cobre, cromo, estanho, ferro, manganês, nióbio, níquel, ouro, vanádio e zinco. VOCÊ QUER VER? O documentário “Serra Pelada: A Lenda da Montanha de Ouro”, dirigido por Victor Lopes, investiga os fatos por trás da Serra Pelada, no Pará, durante a década de 1980, quando se abrigou 100 mil pessoas atraídas pela possibilidade de enriquecimento. Na grande maioria dos casos, o fato não se concretizou. Vale assistir e se inteirar a respeito! - -7 Figura 2 - Localização das principais reservas minerais brasileiras Fonte: BRASIL, 2019, p. 3. #PraCegoVer: na figura, temo o mapa do brasil com a localização das principais reservas minerais de alumínio, cobre, cromo, estanho, ferro, manganês, nióbio, níquel, ouro, vanádio e zinco. Em escala mundial, o Brasil está entre os três maiores produtores de ferro no mundo, junto com a Austrália e a China. A extração se dá em jazidas do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais; da Serra dos Carajás, no Pará; e do Maciço do Urucum, no Mato Grosso do Sul (BRASIL, 2019). Na produção de bauxita e manganês, o país também está entre os maiores produtores, sendo que a extração do principal elemento para a fabricação do alumínio ocorre na Serra do Oriximiná, no Pará. Já para o manganês, usa- se os Carajás, o Quadrilátero Ferrífero e o Maciço do Urucum (BRASIL, 2019). - -8 2.2 Ciclo das rochas, características, identificação e classificação As rochas são associações naturais de minerais agregados, normalmente cobrindo vastas áreas da crosta terrestre, agrupadas de acordo com a sua origem em três grandes classes: ígneas, metamórficas e sedimentares. Estas estão relacionadas aos ambientes de formação (GROTZINGER; JORDAN, 2013). Existem três ambientes geológicos geradores de rochas, também ditos como petrogênicos: magmático, metamórfico e sedimentar. As principais diferenças entre eles são definidas em termos de pressão, temperatura e composição química (GROTZINGER; JORDAN, 2013). Dessa forma, as rochas estão em constante modificação por diferentes processos geológicos, climáticos e, até mesmo, biológicos. Tais processos dessa dinâmica são conhecidos como .Ciclo das Rochas Teixeira . (2009) nos explicam que todas as rochas estão sujeitas ao intemperismo, à erosão, à sedimentação,et al à diagênese, ao metamorfismo e ao magmatismo. Estima-se que, nas crostas continental e oceânica, um volume de 95% das rochas sejam ígneas e metamórficas, sendo que apenas 5% são tidas como sedimentares. No entanto, em termos de distribuição espacial (exposição superficial), as rochas sedimentares ocupam 75% das superfícies, enquanto que os 25% restantes são rochas ígneas e metamórficas. Na figura a seguir, temos o Ciclo das Rochas diante dos processos de erosão, transporte e deposição na gênese das rochas sedimentares; compreensão e aquecimento das rochas metamórficas; e ascensão das rochas ígneas. VAMOS PRATICAR? O mineral halita, derivado do cloreto de sódio (NaCl) — ou seja, o popular sal de cozinha —, pode ser fabricado em casa. Para tanto, pegue um recipiente como um copo longo, um palito, um barbante, sal grosso (um grão), sal refinado e água. A halita é resultado da cristalização da sublimação do sal, formando um novo cristal. Então, você deve amarrar o grão de sal grosso no barbante e, com a outra ponta do barbante, amarrar o palito. Ao colocar o barbante dentro do copo, com o palito apoiado na “boca” do recipiente (servindo como ponte), o grão de sal grosso deve ficar pendurado sobre a água (1/4 do copo). A água deve estar saturada com o sal refinado (duas a três colheres de sopa). Assim, a sublimação do cloreto de sódio em temperatura ambiente vai se agregar ao grão de sal — que também é formado por NaCl. Ao evaporar a água, deve-se renovar a solução salina. Desse modo, o cristal de halita vai se formar e aumentar seu tamanho gradativamente. - -9 Figura 3 - Ciclo das Rochas Fonte: TEIXEIRA et al., 2009, p. 151. #PraCegoVer: na figura, temos a representação do Ciclo das Rochas ilustrando os processos de erosão, transporte e deposição das rochas sedimentares; compreensão e aquecimento das rochas metamórficas; e ascensãodas rochas ígneas. O ambiente magmático se caracteriza, geralmente, por temperaturas elevadas (acima dos 800ºC) e pressões variadas — baixas no caso do vulcanismo e muito altas no caso do plutonismo (interior da litosfera) —, variando em intervalos que refletem diferentes profundidades, ocorrendo variações de composições químicas nos minerais. O ambiente sedimentar, estando sobre a superfície da Terra, caracteriza valores de temperatura e pressão baixos, além de grande variabilidade na composição química dos materiais, o que proporciona transformações como a oxidação, a carbonatação, a hidrólise e a hidratação. Por fim, o ambiente metamórfico se caracteriza por intervalos de pressões e temperaturas, sendo que o metamorfismo pode ser essencialmente térmico (de contato) ou regional, estreitamente ligado à formação de cadeias montanhosas. As temperaturas não excedem, em regra, os 800ºC, que marca o início da fusão de minerais e o começo do magmatismo. - -10 2.2.1 Rochas ígneas, metamórficas e sedimentares As são aquelas formadas a partir de materiais fundidos no interior da Terra, dosrochas ígneas ou magmáticas tipos intrusivas ou plutônicas. O material fundido recebe a denominação de “magma”. O magma, ao extravasar e fluir sobre a superfície, recebe o nome de “lava”. Esta pode se solidificar em subsuperfície e, nesse caso, dá origem a rochas plutônicas ou intrusivas, que podem ser abissais (grandes profundidades, como o granito e o sienito) ou hipoabissais (médias profundidades, como o diabásio). Quando a consolidação do magma é feita na superfície ou muito perto dela, as rochas se designam vulcânicas ou extrusivas. Estas resultam do arrefecimento rápido do magma, pois a temperatura na superfície é inferior a que se encontrava o magma. Assim, os minerais não têm tempo suficiente para se desenvolverem e, por isso, apresentam dimensões muito reduzidas, por vezes até microscópicas. A classificação de rochas ígneas pode ser feita de diversas formas, sendo, em geral, baseada em elementos químicos e minerais presentes. • Rochas extrusivas Nas rochas extrusivas, os minerais são de pequenas dimensões e não se distinguem a olho nu, recebendo a denominação de textura afanítica (TEIXEIRA ., 2009).et al • Rochas intrusivas Nas rochas intrusivas, por sua vez, tem-se variadas texturas: porfiróide (cristais bem desenvolvidos), pegmatítica (cristais em grandes dimensões), aplítica (minerais em pequenos grãos) e granular (minerais apresentam as mesmas dimensões) (TEIXEIRA ., 2009).et al Entre as principais rochas ígneas, tem-se os basaltos, os granitos em diversas variedades (cores e texturas), entre outras funções. Os basaltos, inclusive, são as rochas vulcânicas de fácil identificação e abundantes na crosta terrestre. Eles podem formar paisagens exuberantes, decorrentes da intrusão de magma em fissuras de outras rochas ou de antigas formações do próprio basalto. Figura 4 - Colunas de basalto Fonte: ollirg, iStock, 2020. #PraCegoVer: na figura, temos a vista de colunas de basalto, derivadas da intrusão de magma em fissuras de • • - -11 #PraCegoVer: na figura, temos a vista de colunas de basalto, derivadas da intrusão de magma em fissuras de rochas. Essencialmente, o metamorfismo significa “mudança na forma”. Para as , significa que elasrochas metamórficas se formaram pela modificação química, mineralógica e estrutural ou uma combinação destas, em estado sólido, em rochas preexistentes. Isso se dá a partir do estabelecimento de condições especiais de temperatura e pressão. O processo de metamorfismo pode ser classificado de acordo com os agentes principais de atuação e ambiente geotectônico, sendo que os mais comuns são denominados metamorfismo regional ou orogenético e metamorfismo termal (de contato ou local). O possui temperatura e pressão equilibradas, atinge grandes áreas e pode estar ligadometamorfismo regional a movimentos orogenéticos na formação de cadeias de montanha, sempre acompanhado por deformação e dobramento. O soterramento também corresponde a uma forma de metamorfismo regional, o qual surge quando sequências sedimentares atingem grandes espessuras (TEIXEIRA ., 2009).et al As altas temperaturas (superiores a 700ºC) causam em corpos magmáticos o .metamorfismo termal Geralmente, ele atinge áreas de poucos quilômetros, sendo que as zonas não apresentam deformações, ocorrendo ao longo de planos de zonas de cisalhamento ou falhas como resultado da deformação das rochas dispostas na zona de movimento (TEIXEIRA ., 2009).et al Assim, diante dos ambientes de formação, as rochas metamórficas adquirem características específicas, como modificações no aspecto mineralógico (formação de novos tipos de minerais) e textural (alterações na cristalização e bandamentos). Entre as principais rochas metamórficas, pode-se citar o gnaisse, formado a partir do granito (rocha ígnea); e a ardósia, que é uma rocha de metamorfização de baixo grau e possui composição silico-argilosa. Avançando no processo do metamorfismo, tem-se — a partir da ardósia, que advém do pelito —, os filitos, o xisto e o migmatito. Das rochas mais comuns, também temos o mármore, formado a partir do calcário (rocha sedimentar e carbonato de cálcio). O gnaisse é uma das rochas mais características do metamorfismo, facilmente identificável por ter estrutura “dobrada”. Na figura a seguir, por exemplo, podemos observar os blocos que fazem parte de um antigo escudo canadense e que foram desgastadas por ação de geleiras. Figura 5 - Formações de gnaisses na Baía da Geórgia, no Canadá Fonte: Dorin_S, iStock, 2020. #PraCegoVer: na figura, temos a paisagem de uma praia com rochas metamórficas, conhecidas como gnaisses. Trata-se da Baía da Geórgia, no Canadá, com blocos de rocha que foram desgastados por geleiras. Temos, ainda, as rochas da superfície terrestre, conhecidas como , que são continuamenterochas sedimentares - -12 Temos, ainda, as rochas da superfície terrestre, conhecidas como , que são continuamenterochas sedimentares alteradas por agentes naturais, como água, intempéries climáticas, gases atmosféricos e ação dos seres vivos. Os produtos resultantes das alterações podem ser detríticos, como pedras soltas, areia, frações finas de solo e sedimentos minerais (rochas detríticas); ou tudo pode se dissolver na água (rochas carbonáticas). As rochas sedimentares, portanto, sofrem longos processos de transformações, os quais se iniciam com as alterações físicas dos fragmentos e terminam na diagênese ou litificação. Elas possuem porosidade, permeabilidade, estratificação e baixa resistência mecânica, podendo conter fósseis. Suas espessuras raramente ultrapassam os dois quilômetros (TEIXEIRA ., 2009).et al A diagênese corresponde ao conjunto de processos situados entre a sedimentação e o metamorfismo, que atuam sobre os sedimentos provocando a compactação e formação de rochas. No processo, os sedimentos perdem volume (redução) devido ao peso (gravidade) com a deposição. Assim, os espaços “vazios” vão se reduzindo, enquanto que os sedimentos começam a se agregar e compactar, tornando-se mais resistentes e adquirindo aspecto de rocha. Entre as principais rochas sedimentares, temos as detríticas, classificadas, principalmente, pelo tamanho dos grãos. Os grãos em tamanho de areia (grossa, média) formam os arenitos; e os grãos finos de silte formam o siltito. Além disso, os grãos finos de tamanho de argila formam o argilito, podendo ocorrer o pelito na litificação de lamas (silte e argila). Na figura na sequência, temos a formação de montanhas sedimentares, que correspondem a formações de arenito com alto grau de intemperismo (desgaste). Figura 6 - Formações montanhosas do Grand Canyon, nos Estados Unidos Fonte: mason01, iStock, 2020. : na figura, temos a paisagem de montanhas areníticas, denominadas montanhas da garganta#PraCegoVer vermelha, localizadas no Grand Canyon, nos Estados Unidos. Outros tipos são as rochas carbonáticas, as quais revelam as condições químicas do ambiente onde esse tipo de sedimentação ocorreu. Os ambientesde sedimentação carbonáticas se dão em regiões marinhas, em águas de temperatura elevada, rasas e com organismos construtores de recifes. A rocha sedimentar carbonática mais comum é o calcário. - -13 2.2.2 Solos e transporte de sedimentos Na crosta terrestre, é possível observar os agentes climáticos agindo sobre as rochas, causando o intemperismo, ou seja, a alteração das características físicas e químicas do material exposto, formando o chamado manto de . Na parte superior desse manto, formam-se os solos pelo processo denominado pedogênese.intemperismo O manto de intemperismo pode ser afetado pela erosão, a partir do deslocamento ou transporte dos materiais, levando-os pela força da gravidade para uma bacia de sedimentação, onde podem ser compactados e transformados em rocha sedimentar pelo processo de litificação. O material pode ser, também, transformado em solo, devido a fatores físicos, químicos e biológicos. Os sedimentos são fragmentos de rochas e solos deteriorados em frações, com dimensões em microns até centímetros. Tratam-se da matéria-prima das rochas sedimentares, sendo que, ao passarem pelo processo de intemperismo, formam os solos. De acordo com Teixeira . (2009), a “lavagem” da camada superficial do solo, transportando sedimentos paraet al os cursos d’água, denomina-se . As águas dos mares e oceanos, devido à formação das ondas, tambémlixiviação atuam nesse processo por meio do desgaste das rochas da costa, que se transformam em sedimentos devido ao atrito dos choques e das dissoluções químicas. As areias das praias são um exemplo desses sedimentos expostos. Outro aliado corresponde aos ventos, que atuam na modelagem do relevo, desgastando as rochas ao longo do tempo e transportando sedimentos para outras regiões, ou, até mesmo, depositando-se (falésias, dunas e bancos de areia). As correntes fluviais podem transportar a carga sedimentar de diferentes maneiras (suspensão e rolamento). Na figura a seguir, por exemplo, temos uma planície fluvial em um vale encaixado. Figura 7 - Planície fluvial em vale encaixado Fonte: SusanneSchulz, iStock, 2020. : na figura, temos a paisagem de um rio e sua planície #PraCegoVer fluvial. É possível observar no curso d’água sedimentos carregados e depositados, bem como o leito maior da planície de inundação com solo desenvolvido, atestado pela presença de vegetação. - -14 Observe que, nos leitos menor e médio — delimitados entre o canal de escoamento e as margens nos primeiros metros —, existe a presença de sedimentos suspensos e depositados. No entanto, no leito maior, na planície de inundação — regularmente ocupada pelas cheias (periódicas ou sazonais) —, evidenciam-se os solos desenvolvidos (provavelmente gleissolos e neossolos) pela presença de cobertura vegetal. 2.3 Intemperismo e erosão Tanto o intemperismo quanto a erosão atuam na transformação do relevo terrestre e na formação de novas paisagens. São dois processos naturais, nos quais ocorrem o desgaste e transporte de sedimentos. Em formações geológicas mais antigas, a percepção da ação desses processos se torna evidente, em que o intemperismo e a erosão agem de forma complementar, porém não podem ser confundidos. Erosão Corresponde ao processo de transporte de partículas e fragmentos de materiais das rochas desagregadas ou decompostas pelos agentes do intemperismo. Intemperismo Conjunto de processos que ocasionam a desintegração e decomposição das rochas, seja por agentes atmosféricos, seja por agentes biológicos (meteorização). Ele auxilia na formação dos solos a partir de rochas sujeitas à sua ação. Podem-se distinguir dois tipos principais de intemperismo: físico (desintegração) e químico (decomposição). A ação biológica ou intemperismo biogênico, em alguns casos, corresponde a um fator desse processo em que as ações comandadas por espécies animais e vegetais se manifestam de forma mecânica e química. A erosão corresponde não somente a um fator isolado, mas, sim, a todo um processo de desbaste da superfície VAMOS PRATICAR? As rochas estão em todos os lugares. Investigue os materiais de construção e os monumentos ao seu redor. Mesmo em objetos manufaturados, sempre encontraremos rochas. Ao avistar, note se há cristais ou grãos e se a superfície é arenosa, lisa ou homogênea. Sendo rochas ígneas, será possível observar cristais arranjados ao acaso, escuros e esverdeados. Em caso de rochas metamórficas, teremos cristais arranjados em bandas (camadas) e com textura manchada. Por fim, as rochas sedimentares podem conter fósseis, bandadas e arenosas se desintegrando facilmente. - -15 A erosão corresponde não somente a um fator isolado, mas, sim, a todo um processo de desbaste da superfície terrestre, com a remoção de partículas do solo ou fragmentos de rocha. Ela é fundamental para a dinâmica do Planeta, dando seguimento àquilo que foi iniciado pelo intemperismo. As rochas, os solos e a cobertura vegetal sofrem a ação de agentes erosivos (águas pluviais e fluviais, vento, gelo, correntes, marés e embate de ondas). A força da gravidade é essencial na distribuição dos materiais desagregados, os quais se acumulam em sítios preferenciais ou transitórios, como a base de vertentes e planícies fluviais; ou mais definitivos, como as bacias sedimentares. Os processos erosivos podem ser tipificados de acordo com o agente dinamizador dos fenômenos, sendo agentes hídricos (fluvial, marinho) e eólicos. Alguns condicionantes naturais e antrópicos podem interferir de modo a acelerar a velocidade e magnitude do processo erosivo, como as chuvas (impacto, escoamento), as feições do relevo (declividade, rampa e forma da vertente), os tipos de solos (morfologia), o substrato rochoso e a cobertura vegetal. Teixeira . (2009) mencionam que a (fluvial, marinho), normalmente, transporta soloset al erosão hídrica desagregados pela ação da energia superficial oriunda das chuvas, de acordo com as etapas de impacto da chuva, a desagregação de partículas, a remoção e o transporte pelo escoamento superficial. Ocorrem, assim, duas formas de erosão hídrica: • , cujo processo de remoção da camada de solo corresponde a um laminar (em lençol ou superficial) fluxo hídrico não concentrado, “espalhando-se” feito lâminas; • linear (ou sulcos), que decorre da ação do escoamento hídrico superficial concentrado em diminutas incisões na superfície, as quais seguem perpendiculares a curvas de nível. Podem avançar em maiores dimensões e complexidade, como as ravinas e boçorocas. De característica linear, as ravinas são o resultado do escavamento da água sobre o solo, atingindo horizontes inferiores. Em média, apresentam profundidades superiores a 50 centímetros. Além disso, possuem forma retilínea, alongada e estreita; e ocorrem entre eixos de drenagens, muitas vezes associadas a estradas, trilhas de gado e carreadores (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Por outro lado, as boçorocas ou voçorocas se devem à ação combinada das águas do escoamento superficial e subterrâneo. Elas alcançam grandes profundidades, sendo ramificadas, chegando ao nível freático, comprometendo todas as estruturas (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Prosseguindo, temos que em rochas e solos em ambientes litorâneos ocorre a . O desgaste daserosão marinha superfícies se dá pela ação das ondas dos mares e oceanos. O solapamento em linhas de costa são os principais problemas decorrentes, uma vez que são áreas ocupadas por populações humanas. Finalmente, a corresponde à ação combinada dos ventos e da gravidade na desagregação eerosão eólica remoção de partículas que possam ser transportadas (dimensões e massa). Assim, todo o processo se dá por meio do atrito das partículas sólidas carregadas, as quais desgastam superfícies expostas. 2.3.1 Tipos de intemperismo e seus produtos O conjunto de processos que levam à desintegração e decomposição das rochas pode ser classificado em dois tipos principais: intemperismo de desintegração (físico) e intemperismo de decomposição (químico). Entre as principais formas de — os quaiscorrespondem à ação de esforços mecânicosintemperismo físico sobre as rochas —, destacam-se: • abrasão: promove a pulverização ou redução do tamanho de rochas e minerais a partir do impacto e atrito de partículas em movimento; • descompressão: desagregação por alívio de carga (rochas que foram sujeitas a forças compressivas); • contração térmica (expansão): conforme a temperatura da rocha muda, seu volume também tende a se modificar; • congelamento e degelo: a água congela e descongela, causando desintegração das rochas e as levando por forças de expansão; • cristalização de sais: desintegração das rochas por processo de fragmentação da rocha na forma físico- • • • • • • • - -16 • cristalização de sais: desintegração das rochas por processo de fragmentação da rocha na forma físico- mecânica, em um processo cíclico, em que os sais, ao se misturarem com a água, precipitam-se, formando cristais. Diante das formas de intemperismo, alguns agentes externos contribuem no processo, como fatores climáticos. Expansões e contrações da rocha — produzidas por variações de temperatura, repetidas seguidamente — provocam fraturas que alargam a estrutura do elemento e acabam por desintegrá-lo. O gelo também atua exercendo pressão sobre as paredes da rocha, pois o volume da água aumenta em torno de 10% no processo de solidificação. Assim, as fendas das rochas preenchidas com água, ao se congelarem, causam rupturas e fragmentam estruturas em um processo muito eficiente. Agora, quanto as principais formas de , elas correspondem à ação de substânciasintemperismo químico presentes na água sobre a rocha (água solvente universal). Desse modo, quanto maior a superfície de contato entre dois reagentes, mais rápido será o produto dessa reação. Nesse sentido, destacam-se os processos de: • hidratação: atuação do dipolo da água (associações moleculares com outras substâncias entre o átomo de oxigênio e os dois de hidrogênio), formando minerais hidratados; • dissolução: transformação total do mineral em compostos solúveis, como a formação de cavernas e dolinas pela acidulação da água (formação do ácido carbônico); • hidrólise: reações entre águas com feldspatos e outros silicatos, gerando argilominerais (“decomposição” pela água); • oxidação: os minerais ferrosos (hematita, limonita, magnetita e siderita) presentes nas rochas, ao reagirem com a água, oxidam-se (enferrujam); • acidólise: ocorre em ambientes de baixa temperatura, com a presença de ácidos orgânicos; • cristalização: água que circula pela rocha e contém sais dissolvidos. Com a evaporação, os sais se precipitam, cristalizando-se e exercendo pressão sobre fraturas da rocha, desagregando-a. É um fenômeno comum em regiões costeiras, em que as fraturas são preenchidas por água do mar, que é rica em sais. De maneira geral, o papel do clima é preponderante na determinação do tipo e da eficácia do intemperismo, seja físico, seja químico. Na figura a seguir, temos os diferentes tipos de intemperismo no continente americano e uma correlação entre zonas climáticas do continente (fatores climáticos) e o predomínio (gradual) de determinado tipo de intemperismo (físico ou químico). • • • • • • • CASO No ano de 2010, o Brasil, a Argentina, o Paraguai e o Uruguai assinaram um acordo multilateral sobre o Aquífero Guarani. Um dos objetivos foi ampliar os níveis de cooperação para maior conhecimento científico sobre o Sistema Aquífero Guarani e a gestão responsável de seus recursos. Considerado o maior reservatório subterrâneo de água doce do Planeta, o Aquífero Guarani possui cerca de 1,2 milhão de km², estendendo-se desde a Bacia Sedimentar do Paraná até a Bacia do Chaco. No Brasil, estende-se pelo subsolo de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Rio Grande do Sul e Santa Catarina (SENADO FEDERAL, 2017). - -17 Figura 8 - Diferentes tipos de intemperismo no continente americano Fonte: TEIXEIRA et al., 2009, p. 153. #PraCegoVer: na figura, temos o mapa do continente americano, demonstrando as relações entre os variados climas do continente e os diferentes regimes de intemperismo. O intemperismo físico predomina nas áreas onde temperatura e pluviosidade são baixas. Em contrapartida, em temperaturas e pluviosidades mais elevadas, o intemperismo químico é favorecido. 2.3.2 Processos de formação de solo e cursos hídricos Os processos fluviais (formação e dinâmica de um rio) estão relacionados aos de sedimentação, transporte, deposição e, sobretudo, erosão. As correntes fluviais carregam cargas sedimentares de diferentes maneiras, de acordo com a granulação das partículas e das características da própria corrente. O entendimento dos processos de formação dos cursos hídricos e solos buscam apresentar os elementos fundamentais para as relações litoestruturais com o relevo e os solos. Os constituem canais naturais de água, definidos e de fluxo permanente e sazonal para umcursos hídricos oceano, lago ou outro rio. A dinâmica está atrelada aos processos fluviais, como erosão, transporte e sedimentação. Diante das características mineralógicas, texturais e estruturais, os corpos rochosos respondem diferentemente à ação dos processos exógenos, influenciando nas formas de relevo, dos cursos hídricos e nos tipos de solo (GUERRA; SILVA; BOTELHO, 1999). Assim, pode-se afirmar que o é o resultado da ação conjugada desolo fatores físicos, químicos e biológicos, em função dos quais se apresenta sob diversos aspectos. Todo solo tem sua origem imediata ou remota na ação do intemperismo sobre as rochas. Quando o solo é resultante do processo de intemperismo, permanece no próprio local em que se deu o - -18 Quando o solo é resultante do processo de intemperismo, permanece no próprio local em que se deu o fenômeno, chamado de “residual”. No entanto, quando é transportado pelas águas por enxurradas, causando escoamento superficial; canais de drenagem; gravidade; ou vento, o solo se denomina “transportado” ou “sedimentar” (solo aluvial, coluvial, eólico e orgânicos). Os solos se diferenciam de acordo com textura, cor, estrutura e densidade. Para a formação dos solos residuais, é necessário que a velocidade de decomposição da rocha exceda a velocidade com que os produtos da decomposição foram removidos. Eles ainda possuem uma morfologia específica, sendo que essas formas são visíveis diante dos “perfis” do solo, os quais podem variar de um local para outro devido a fatores de formação. Durante o processo de pedogênese (fatores físicos e químicos), responsável pela evolução dos perfis de solos, ocorre a diferenciação dos horizontes. De maneira geral, os horizontes principais são denominados por letras. Na figura na sequência, temos a dinâmica da formação do solo como um resíduo do intemperismo. VOCÊ O CONHECE? Vassilii Dokuchaev foi um geógrafo russo, fundador da ciência do Solo. Dokuchaev constatou que os solos eram constituídos por uma sucessão vertical de camadas horizontais, resultantes da ação conjunta de fatores físicos, químicos e biológicos. Essa sequência de horizontes é chamada de “perfil do solo”. Pesquise sobre essa personalidade e aprofunde seus conhecimentos! - -19 Figura 9 - Estrutura das camadas de solo Fonte: NeutronStar8, Shutterstock, 2020. #PraCegoVer: na figura, há um bloco de um perfil de solo com suas respectivas camadas: orgânica (A), superfície (A ), subsolo (B), material parental (C) e base rochosa (D). Respectivamente, temos o húmus; a 1 orgânica com minerais; a de areia, silte e argila; a de mineral material; e a rocha-mãe. Observe que o perfil de solo, com suas respectivas camadas, denotam os estágios de formação (quanto mais baixo, mais antigo) e o grau de transformações e interações químicas e biológicas decorrentes. Temos, assim, a camada superficial orgânica, com humus (A); a camada orgânica com a presença de minerais (A1); a camada de areia, silte e argila (B); a camada de material mineral (C); e, por fim, a camada da rocha-mãe (D). VAMOS PRATICAR? Identificar os perfisde um solo pode revelar importantes informações não somente sobre ele, mas a respeito de toda a região. Em primeiro lugar, deve-se observar a paisagem em que o solo se situa (baixada, morro, plana, - -20 Conclusão Chegamos ao fim de mais uma unidade. Aqui, você conheceu a importância dos minerais na composição das rochas, bem como da sua utilização, como minérios. Estudou, ainda, que as rochas se diferenciam, sobretudo, pelo ambiente de formação, sendo que todas estão sujeitas ao desgaste, conhecido como intemperismo; seguido pela erosão. Diante do tempo, forma-se uma nova rocha (sedimentar) ou solo. Ademais, os cursos hídricos são canais naturais de água, cuja dinâmica está atrelada aos processos fluviais, como erosão, transporte e sedimentação. Nesta unidade, você teve a oportunidade de: • aprender que o mineral é uma substância homogênea e sólida de origem inorgânica, cujo surgimento na crosta terrestre ocorre de forma natural; • conhecer as reservas de minérios brasileiras: alumínio, cobre, cromo, estanho, ferro, manganês, nióbio, níquel, ouro, vanádio e zinco; • descobrir que rochas são associações naturais de minerais agregados, cobrindo a crosta terrestre, agrupadas de acordo com a sua origem, classificadas como ígneas, metamórficas e sedimentares; • entender que a erosão corresponde ao processo de transporte de partículas e fragmentos de materiais das rochas desagregadas ou decompostas pelos agentes do intemperismo; • compreender que o intemperismo, assim como a erosão, atua na transformação do relevo terrestre e na formação de novas paisagens, sendo que o clima é um dos fatores mais importantes; • refletir sobre as interferências humanas nos processos erosivos, pois podem afetá-los de forma a acelerar a velocidade dos processos. Bibliografia BRANCO, P. M. . São Paulo: Oficina de Textos, 2008.Dicionário de mineralogia e gemologia BRASIL. Agência Nacional de Mineração. : principais substâncias metálicas. Brasília:Anuário Mineral Brasileiro ANM, 2019. Online. Disponível em: http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia- mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/amb_2018.pdf. Acesso em: 2 jun. 2020. CHVÁTAL, M. : cristalografia. São Paulo: Sociedade Brasileira de Geologia, 2007.Mineralogia para principiantes GROTZINGER, J.; JORDAN, T. . 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.Para entender a Terra GUERRA, A. J. T.; SILVA, A. S.; BOTELHO, R. G. M. (orgs.). : conceitos, temas eErosão e conservação dos solos aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1999. INFANTI JR., N.; FORNASARI FILHO, N. Processos de dinâmica superficial. : OLIVEIRA, A. M. S.; BRITO, S. N. A.In Em primeiro lugar, deve-se observar a paisagem em que o solo se situa (baixada, morro, plana, mata, gramado, lavoura etc.). Escolha um pequeno local e aproveite um corte (barranco) ou cave uma trincheira. O que vale é expor uma face vertical, com profundidade de uns dois metros. Conforme se examina de cima para baixo, é possível notar os diferentes horizontes do solo, de distintas cores e consistências. Assim, marcam-se as transições e diferenças entre elas. • • • • • • http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/amb_2018.pdf http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/amb_2018.pdf - -21 INFANTI JR., N.; FORNASARI FILHO, N. Processos de dinâmica superficial. : OLIVEIRA, A. M. S.; BRITO, S. N. A.In (eds.). . São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE), 1998. p.Geologia de engenharia 131-152. SENADO FEDERAL. Senado aprova acordo sobre o Sistema Aquífero Guarani. , Brasília, 2 maioSenado Notícias 2017. Online. Disponível em: https://www12.senado.leg.br/noticias/materias/2017/05/02/senado-aprova- acordo-sobre-o-sistema-aquifero-guarani. Acesso em: 2 jun. 2020. SERRA PELADA: A Lenda da Montanha de Ouro. Direção: Victor Lopes. Brasil: TV Zero, 2013. 105 min., son., color. TEIXEIRA, W. . (org.). . 2. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009.et al Decifrando a Terra WINGE, M. Serviço Geológico do Brasil. . [ .], 2020. Online. Disponível em: et. al. Glossário geológico Ilustrado S. l http://sigep.cprm.gov.br/glossário/. Acesso em: 1 maio 2020. https://www12.senado.leg.br/noticias/materias/2017/05/02/senado-aprova-acordo-sobre-o-sistema-aquifero-guarani https://www12.senado.leg.br/noticias/materias/2017/05/02/senado-aprova-acordo-sobre-o-sistema-aquifero-guarani http://sigep.cprm.gov.br/gloss�rio/ Introdução 2.1 Minerais 2.1.1 Composição química e estrutura cristalina dos minerais 2.1.2 Características gerais, tipos e classificação dos minerais 2.1.3 Minerais mais abundantes no país 2.2 Ciclo das rochas, características, identificação e classificação 2.2.1 Rochas ígneas, metamórficas e sedimentares Rochas extrusivas Rochas intrusivas 2.2.2 Solos e transporte de sedimentos 2.3 Intemperismo e erosão 2.3.1 Tipos de intemperismo e seus produtos 2.3.2 Processos de formação de solo e cursos hídricos Conclusão Bibliografia
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