Intemperismo e Formação de Solos

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Intemperismo e 
Formação de Solos
FERNANDA K MARINHO DA SILVA
MAURÍCIO COMPIANI
Intemperismo
Qual a relação do intemperismo
com a formação dos solos?
Intemperismo
O que é o intemperismo?
Intemperismo = meteorização
Intemperismo
• conjunto de modificações de ordem física 
(desagregação) e química (decomposição) que as 
rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra
“ 
• Tipos de intemperismo
Físico/desagregação
Químico/decomposição
Intemperismo
As rochas da litosfera, se expostas à atmosfera, ficam
submetidas à ação direta do calor do Sol e da água das chuvas, o 
que provoca inúmeras modificações no aspecto físico (morfologia, 
resistência, textura, etc.) e na composição química dos minerais.
Intemperismo físico
Todos os processos que causam desagregação das rochas, com 
separação dos grãos minerais antes coesos e com sua 
fragmentação, transformando a rocha inalterada em material 
descontínuo e friável, constituem o intemperismo físico. Esse 
intemperismo age mais no sentido de alterar o tamanho e o 
formato dos minerais.
Intemperismo
Intemperismo físico
Intemperismo
Diminuição da pressão por alívio da carga
Crescimento de cristais estranhos
Contração e expansão diferenciais durante
rápido ou desigual aquecimento ou 
resfriamento
(2o. Bloom, 1976)
Plantas como agentes de intemperismo
Fraturas ou diáclases
Com o alívio da pressão, os 
corpos rochosos ascendem a 
níveis crustais mais superficiais. 
Com o alívio da pressão, os 
corpos rochosos expandem, 
causando a abertura de fraturas 
paralelas à superfície ao longo 
da qual a pressão foi aliviada.
Fig. 7.9
Fig. 7.14
Fig. 7.11
Fragmentando as rochas e, portanto, aumentando a superfície 
exposta ao ar e à água, o intemperismo físico abre o caminho e 
facilita o intemperismo químico.
Intemperismo químico
O ambiente da superfície da Terra, caracterizado por pressões
e temperaturas baixas e riqueza de água e oxigênio, é muito 
diferente daquele onde a maioria das rochas se formaram. Por 
esse motivo, quando as rochas afloram à superfície da Terra, 
seus minerais entram em desequilíbrio, e através de uma série de 
reações químicas, transformam-se em outros minerais, mais 
estáveis nesse novo ambiente.
Intemperismo
Oxidação 
Fe++ Fe+++
O oxigênio dissolvido na água de chuva ou na água subterrânea
ocorre em quantidades suficientes para oxidar ferro metálico e para
mudar o ferro ferroso do composto mineral para o estado férrico,
mais oxidado.
(ferro ferroso) (estado férrico)
2 FeSiO3 + 5 H2O + ½ O2 2 FeOOH + 2 H4SiO4
piroxênio Óxi-hidróxidos de ferro
Carbonatação 
CO2 + H2O H2CO3 
CaCO3 + H2CO3 Ca++ + 2HCO3-
2H2CO3 + (Ca, Mg) (CO3)2 Ca++ + Mg++ + 4HCO3-
calcita
dolomita
Ácido carbônico Íons de cálcio e de 
bicarbonato em solução
Hidrólise 
A água não é apenas o portador dos reagentes dissolvidos, mas é, em si, um
dos reagentes.
Mg2SiO4 + 4H+ + 4OH- 2Mg++ + 4OH- + H4SiO4 
olivina
2KAlSi3O8 + 2H2CO3 + 9H2O Al2Si2O5(OH)4 +
4H4SiO4 + 2K+ + 2HCO3-
feldspato Caulinita (mineral de argila)
4 moléculas de água 
ionizadas
Íons em solução Ácido 
silícico em 
solução
Ácido 
silícico em 
solução
Íons de K e 
bicarbonato
em solução
Hidratação 
Envolve a adição da molécula completa de água à estrutura mineral
• Os principais processos de intemperismo do granito são a hidratação e a hidrólise 
do feldspato
• Água de hidratação causa a expansão dos minerais e é, portanto, considerada por 
alguns cientistas como sendo um processo de intemperismo físico (crescimento de 
cristais estranhos na rocha)
Produtos do intemperismo
Solos
Solos
O que é solo? Conceitos que variam conforme as 
atividades humanas que nele se 
desenvolvem
• Solo como meio para o desenvolvimento das plantas
• Camadas de rochas fragmentadas e intemperizadas/Geologia
• Solo como corpos naturais organizados/1880, Dokuchaiev.
Pedogênese
Pedogênese = Formação de Solos
Ocorre quando as modificações causadas nas rochas pelo
intemperismo, além de serem químicas e mineralógicas, tornam-se
sobretudo estruturais.
Pedologia estuda o solo tendo como base o seu perfil
Fatores de formação do Solo
A formação dos solos é controlada por cinco fatores principais:
• material de origem 
• relevo
• clima
• tempo
• natureza dos organismos 
Fatores ativos
Clima
• material derivado de mesma rocha poderá originar solos completamente 
diferentes se decomposto em climas diferentes. Materiais diferentes podem 
formar solos idênticos quando sujeitos, por um tempo longo, ao mesmo ambiente 
climático.
• os elementos do clima, cuja incidência sobre a pedogênese é a mais direta, são:
temperatura, precipitações pluviométricas, ventos, deficiência e excedentes
hídricos.
Temperatura
• a temperatura em um ponto qualquer do globo terrestre depende da latitude, 
pois a radiação máxima nesse ponto se calcula multiplicando a constante solar 
pelo coseno da latitude (aula anterior).
• papel dos organismos nos processos pedogenéticos: é nas regiões intertropicais 
úmidas, onde a cobertura vegetal protetora amortece os extremos de temperatura, 
que as reações pedogenéticas atingem sua expressão máxima. Microorganismos…
• a amplitude das variações diárias e estacionais da temperatura do solo diminue 
com a profundidade. Assim, os processos pedogenéticos mais dinâmicos ocorrem 
nas camadas superficiais.
Temperatura X intemperismo
Região Ártica Temperada Tropical
Temperatura média do 
solo (oC)
10 18 34
Dissolução relativa da 
água
1,7 2,4 4,5
Número de dias de 
intemperismo
100 200 360
Fator int. Absoluto 170 480 1620
Fator int. Relativo 1 2,8 9,5
Precipitação e evapotranspiração
• As águas que chegam ao solo tem dois papéis importantes e bem distintos na 
pedogênese:
c) Entram como integrante na maioria dos constituintes neoformados do solo: 
matéria orgânica, argilas, óxidos hidratados;
b) São os mais importantes agentes transportadores, por drenagem externa ou 
percolação sob efeito da gravidade, ou como solução vascular das plantas
Natureza dos organismos
• microorganismos (microfauna e microflora)
• cobertura vegetal (macroflora)
• animais (macrofauna)
• o homem
Microorganismos 
• Algas, bactérias ou fungos.
• Decompõem os restos dos vegetais e animais, promovendo assim a formação 
do húmus, que se acumula nos horizontes superficiais.
• O produto da decomposição dos microorganismos também promovem a 
agregação das partículas do solo, formando os torrões.
• Retiram o nitrogênio do ar para cedê-lo às plantas
Fase sólida: partículas orgânicas
• Macro e micro fauna/flora
Microorganismos 
• Ciclo do carbono
• Ciclo do nitrogênio, 180
• Ciclo do enxofre, p. 258
• Agregação das partículas do solo, p. 266
• Ciclo do carbono
O carbono é um constituinte obrigatório da matéria orgânica. O grande interesse 
que os microorganismos demonstram em decompor a matéria orgânica pode ser 
explicado analisando-se a oxidação do carbono com a consequente liberação de 
energia
Matéria orgânica + O2 CO2 + H2O + Energia
• Ciclo do nitrogênio
• Ciclo do enxofre
Os microorganismos são os
responsáveis pela conversão do
enxofre orgânico a enxofre 
mineral assimilável.
• Agregação das partículas do solo
A agregação das partículas do solo é promovida pela presença de material 
cimentante. Entre os agentes cimentantes, encontram-se os colóides orgânicos.
Em geral, fatores como a temperatura, a umidade e a acidez, que afetam o 
desenvolvimento de microorganismos também afetam a estruturação do solo.
Os três mecanismos explicam a agregação por intervenção microbiológica:
Adsorção (bactérias como colóides), emaranhamento (fungos e actinomicetos) e 
produção de substâncias mucilaginosas (bactérias, fungos e leveduras 
sintetizam polissacarídeos).
Cobertura vegetal
Porém, a ação pedológica pode ir alémdeste fator de proteção:
• ela intervém na fixação de certos materiais sólidos ou aluvionais. Fornece ao solo matéria orgânica 
bruta, que, dependendo da espécie fornecedora e do clima, dará como produto de humificação 
compostos húmicos diversos.
• a vegetação interfere nos processos de troca iônica, quer pelo contato direto das raízes com as 
superfícies coloidais, quer pela absorção de cátions da solução do solo.
• a cobertura vegetal atenua a agressividade erosiva do clima, criando condições mais favoráveis 
às atividades biológicas.
• Nas florestas densas e úmidas haverá uma proteção bastante eficaz, enquanto nas regiões 
desérticas, desprovidas de vegetação, o efeito protetor será mínimo.
Fauna
A fauna age sobre a morfologia dos solos pela atividade escavadora de numerosos de seus 
representantes. No solo, essa atividade se traduz pela criação de galeiras e pelo transporte de 
material com alto efeito de homozeneização dos perfis.
Age também pela subdivisão dos materiais grosseiros (folhas e galhos, por exemplo), facilitando o 
ataque microbiano.
Devido à deslocação dos animais no solo para fins alimentícios, tem-se a exportação de substâncias de 
certos perfis, e adições de substâncias naqueles onde morrem, o que modifica as características físico-
químicas.
A porosidade e a estrutura sofrem influência marcante de certos microorganismos.
Os animais têm ação ativa na mineralização do azoto orgânico e ação catalítica sobre o metabolismo
dos solos, contribuindo na disseminação de bactérias e esporos.
Relevo
• A ação do relevo se 
reflete principalmente 
sobre a dinâmica da 
água, quer no sentido 
vertical (infiltração), 
quer no sentido lateral 
(“run-off”), assim como 
indiretamente sobre a 
temperatura e radiações.
Solos zonais
Solos rasos ou 
litossolos
Solos 
hidromorfos
Relevo
Material de origem 
A formação do solo é, em última análise, a transformação da rocha em solo. 
As características principais das rochas que possuem impacto na formação do solo 
seriam as seguintes:
a) Composição química e mineralógica da rocha ou do material original.
b) Estrutura das rochas.
c) Resistência química e mecânica. 
Material de Origem
Idade do lugar
• O período necessário para que um solo passe do estágio jovem para o maduro
varia com o tipo de material de origem, condições de clima e grau de erosão.
• Diferenciação importante: 
idade e maturidade de um solo. 
A idade é a medida
dos anos passados desde o seu 
início de formação até o 
momento, enquanto
maturidade é a evolução sofrida 
pelo mesmo em igual período e é
baseada na diferenciação dos
horizontes.
Tempo 
Perfil de solo
“O perfil do solo exprime a ação conjunta dos diversos fatores responsáveis pelo seu 
aparecimento. Suas várias propriedades, tais como textura, cor, estrutura, consistência e 
seqüência de horizontes, caracterizam o solo e determinam seu valor agrícola”.
rocha
saprolito
solum
regolito
Perfil do solo
Constituintes do solo
Os horizontes do solo são compostos de quatro constituintes principais:
Partículas minerais
Materiais orgânicos
Água
Ar
Fase sólida
Fase líquida
Fase gasosa
Constituintes do solo
Ar
25%
Água
20%
Parte orgânica
5%
Parte mineral
50%
Ar
15%Parte mineral
20%
Parte orgânica
35%
Água
30%
Distribuição volumétrica dos constituintes físicos de dois solos típicos: (a) mineral; (b) orgânico
Os minerais são classificados quanto a sua origem em dois tipos:
Podem também ser classificados conforme a dimensão das partículas:
a) remanescentes da rocha que deu origem ao solo: minerais primários
b) produtos secundários, formados pela decomposição dos minerais da rocha 
mãe: minerais secundários
O tamanho das partículas tem 
influência direta nas 
propriedades físicas e químicas!!
a) argila
b) limo
c) areia Quimicamente 
inertes
Quimicamente
ativa
Minerais primários:quartzo, zircão, 
turmalina, magnetita, etc.
Minerais
A grande atividade da 
argila deve-se ao pequeno 
tamanho de suas partículas, 
o que faz com que tenham 
propriedades coloidais. A 
mais importante 
propriedade coloidal da 
argila é a afinidade pela 
água e por elementos 
químicos nela dissolvidos. 
Esta afinidade é devida, 
respectivamente à vasta 
superfície específica e à 
existência de cargas 
elétricas nessa superfície.
Argila
Material orgânico
• compreende os resíduos vegetais (raízes e parte aérea) e animais (incluindo os 
excrementos) em estado divrso de decomposição, ocorrendo no solo em íntima 
relação com os constituintes minerais.
• as plantas representam as fontes mais importantes da matéria orgânica, isto é, 
dos compostos do carbono (11% de carbono, 10% de oxigênio, 2% de hidrogênio e 
2% de cinzas.
• húmus = material orgânico bem decomposto, transformado por via biológica, 
encontrando-se em estado coloidal.
• Composição da matéria orgânica:
1. Hidratos de carbono
2. Lignina
3. Tanino
4. Glicosídeos 
5. Ácidos orgânicos, ésteres
6. Gorduras, óleos e ceras
7. Resinas
8. Compostos nitrogenados
9. Pigmentos
10. Constituintes minerais Cátios: Ca, Mg, K, Fe
Ânions: fosfatos, cloretos, sulfatos e silicatos
• Propriedades da matéria orgânica:
A matéria orgânica afeta de maneira marcante as propriedades químicas e físicas 
do solo, embora ocorra em porcentagens pequenas no solo. Dentre as 
propriedades da MO, destacam-se:
a. Capacidade de troca de cátions
b. Quelação
c. Poder tampão
d. Fonte de nutrientes
Entre as principais características físicas do solo influenciadas pela matéria 
orgânica, destacam-se a estrutura, capacidade de retenção de água, plasticidade e 
pegajosidade e a cor.
a. Capacidade de troca de cátions
A MO se acha em estado altamente coloidal e, ao contrário dos minerais de 
argila, é amorfa. Possui uma superfície específica muito grande.
A CTC da MO depende essencialmente do pH, derivando-se dos grupos 
carboxila e fenólicos.
R – COOH R – COO- + H+
R - - OH R - - O- + H+
Grupo carboxílico
Grupo fenólico
À medida que o pH aumenta, o hidrogênio desses grupos se dissocia e se 
combina com a hidroxila do meio formando água. O hidrogênio liberado pode
ser então substituído por outros cátions aumentando, assim, a CTC da MO
b. Quelação
Quelato, do grego, “garra”. O termo refere-se a um composto orgânico que, 
ligando-se a um íon metálico, como o ferro, manganês, zinco ou cobre, complexa-o. 
Os cátios ficam, desta forma, protegidos contra a insolubilização.
Os metais quelatados permanecem solúveis em valores de pH muito mais altos que 
os íons minerais. Podem ser pulveriazdos sobre as folhas ou incorporados ao solo.
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3
solúvel insolúvel
c. Poder tampão
O poder tampão dos solos varia diretamente com sua capacidade de troca de 
cátions. Os solos mais ricos em matéria orgânica são mais resistentes à 
mudança de pH, o que explica a necessidade de maior quantidade de calcário 
nos solos orgânicos que nos minerais para mudar seu grau de acidez.
d. Fonte de nutrientes
Durante o processo de decomposição, vários elementos vão sendo liberados, 
principalmente nitrogênio (constituinte essencial de proteínas), o fósforo 
(contido nos ácidos nucléicos e nos fosfolipídeos) e o enxofre (importante em 
certos aminoácidos, como a cistina e metionina).
Cerca de 80% dos alimentos ingeridos pelos animais são eliminados nos 
excrementos. O esterco, no solo, fornece principalmente nitrogênio, fósforo e 
potássio.
Água
A propriedade do solo de atrair e reter a água no estado líquido e em forma de 
vapor é o resultado da ação conjunta e complexa de uma série de fatores. Essa 
propriedade pode ser expressa em termos de potencial total da água no solo e, 
pode ser assim representada:
Pt = Pc + Po + Pa
Pt = potencial total da água
Pc = potencial capilar
Po = potencial osmótico
Pa = potencial de adsorção
Força de adesão: atração que as partículas do solo exercem sobre as 
moléculas de água.
São duas as principais forças responsáveis pela adsorção da água pelaspartículas de solo:
Força de coesão: atração que as moléculas de água exercem entre si.
Partícula do
 solo
Película mais fina de água retida por adesão
Água higroscópica
Película de água retida por coesão
Água capilar
Água aproveitada pelas plantas
Água gravitacional
Ar
Qualitativamente, a composição do ar do solo é semelhante à composição do ar 
atmosférico, ou seja, os mesmos gases. Quantitativamente, a composição das 
duas atmosferas é diferente.
O2 CO2 N2
Atmosfera 
Livre
20,9% 0,03% 78,9%
Atmosfera do 
solo
19,6% 0,9% 79,5%
A aeração de um solo implica na renovação da composição do ar do solo, tendendo 
a igualar a composição do ar atmosférico. Sabe-se que a atmosfera do solo não é 
fixa, pois, devido à respiração das raízes das plantas e dos microorganismos e à 
decomposição do material orgânico existente no solo, o oxigênio é consumido e o 
gás carbônico é produzido.
Principais atributos do solo para fins de classificação
Cor
Textura do solo
Estrutura
Consistência
Cerosidade
Transição entre horizontes
Atributos químicos
Consistência
Classificação dos solos
Para os solos, as categorias mais usadas, em ordem decrescente, são:
Ordem, subordem, grande grupo, família e série.
Ordem zonal/bem desenvolvidos: estão agrupados os solos com características bem 
desenvolvidas que refletem a influência dos fatores ativos da formação do solo: 
clima e organismos. São solos maduros, relativamente profundos e com horizontes 
A, B e C diferenciados 
Ordem intrazonal: estão reunidos os solos que tem características que refletem a 
influência dominante do relevo local ou do material de origem, em relação ao efeito 
produzido pelo clima ou organismos.
Ordem azonal/pouco desenvolvidos: estão incluídos os solos que não tem 
características bem desenvolvidas, seja devido ao pouco tempo de sua formação ou à 
natureza do material original e do relevo, que impediram o desenvolvimento de 
características típicas das zonas climáticas onde ocorram.
Classificação dos solos
Ordem Subordem ou Grande grupo
Zonal
Latossolo
Argissolos
Podzol
Brunizem ou Solo de Pradaria
Bruno não Cálcico
Solo Desértico
Solo tundra
Intrazonal Solo Salino ou HalomórficoSolo Hidromórfico
Grumossolo
Azonal NeossoloRegossolo
Solo Aluvial
Cambissolo
Os solos da região de Campinas
Este mapa pedológico foi gerado a partir das cartas do IAC e de missões 
de campo, descreve 12 tipos principais de solo, assim como suas 
respectivas subdivisões, expressas em um total de viente e oito classes.
Os solos da região de Campinas
Simplificadamente, temos os seguintes tipos de solos:
Latossolos
Argissolos vermelho-amarelos
Nitossolos vermelhos férricos
Cambissolos
Neossolos quartzarênicos órticos argisólicos
Neossolos
Gleissolos
Latossolo
Argissolos
vermelho-amarelos
Nitossolos vermelho férricos
Cambissolos
Neossolos quartzarênicos
Órticos argisólicos
Neossolos litólicos
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