Carstificação

CARSTIFICAÇÃO
O processo de carstificação ou dissolução química se inicia pela combinação da
água da chuva ou de rios superficiais com o dióxido de carbono (CO2) proveniente
da atmosfera ou do solo (proveniente das raízes da vegetação e matéria orgânica
em decomposição). O resultado é uma solução de ácido carbônico (H2CO3), ou
água ácida:
H2O + CO2 → H2CO3
Este tipo de paisagem ocorre principalmente em regiões com pluviosidade elevada,
que garante um fluxo de água suficiente para dissolver grandes porções de rocha.
Também é importante a presença de vegetação para garantir que a água penetre no
solo e não seja perdida para a atmosfera. Regiões cársticas possuem muito poucas
águas superficiais, uma vez que a água da chuva é rapidamente absorvida pelo solo
e se acumula na zona freática. Ao passar pelas fissuras a água corrói o carbonato
de cálcio (CaCO3) ou outros sais constituintes da rocha, como sulfato de cálcio ou
carbonato de magnésio. No caso da calcita, composta basicamente de carbonato
de cálcio, o resultante dessa reação é uma solução de bicarbonato de cálcio:
CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2
Os sais removidos da rocha são carregados pela água em direção às camadas
geológicas mais baixas. Ao atingir a zona freática, a água pode correr em rios
subterrâneos abrindo cavidades na rocha, principalmente por erosão química, mas
também pode ocorrer erosão mecânica em zonas vadosas (acima do lençol
freático). Os sais podem se sedimentar em camadas geológicas inferiores ou serem
arrastados para fora através de nascentes ou ressurgências.
Quando a água é absorvida pelo solo seu pH é ácido. À medida que a água se
infiltra na rocha e o carbonato de cálcio se dissolve, o pH se torna cada vez mais
básico. Nos locais em que esse processo ocorre é comum a presença de água dura
(com alta quantidade de magnésio e cálcio). O pH alcalino faz com que os
sedimentos se precipitem rapidamente. Isso favorece a formação de espeleotemas
no interior das cavernas e também mantém as águas de regiões cársticas sempre
límpidas.
Permeabilidade por fraturas
Além da composição, é fundamental que a rocha seja altamente permeável para
que a solução rochosa possa alcançar estratos inferiores. Define-se permeabilidade
como a capacidade da rocha de permitir que a água passe livremente. A
permeabilidade pode ser resultado de grande porosidade e também da presença de
fendas, fissuras ou rachaduras na rocha. Embora a porosidade seja importante, nem
sempre isso é condição suficiente para uma boa permeabilidade. Alguns minerais
como argilas são muito porosos, mas esses poros são tão pequenos que a água
fica presa por adsorção. Rochas com fraturas, por outro lado, podem ter uma
grande permeabilidade, ainda que a rocha em si não seja porosa. A permeabilidade
por fratura também é chamada de porosidade secundária.
Para a carstificação a permeabilidade por fraturas, como na imagem ao lado, é mais
importante que a porosidade primária, uma vez que a ação da água ácida é muito
mais intensa em locais onde ela possa se concentrar e agir sobre porções maiores
de rocha. As superfícies de estratificação, fendas e fraturas permitem a criação de
rotas preferenciais que direcionam a expansão de fendas, que aos poucos tornamse galerias ou grandes salões. Rochas que possuam apenas porosidade primária, a
dissolução ocorre, porém de maneira difusa, sem que sejam criadas rotas de fluxo e
os canais jamais chegam a se abrir significativamente.
PLACAS TECTÔNICAS
Um grupo de cientistas identificou um afloramento rochoso na Groenlândia que data
de 3,8 bilhões de anos e é o remanescente mais antigo da crosta terrestre.
O achado indica que a tectônica de placas, que movimenta os continentes, começou
a operar muito cedo na história da Terra - 2 bilhões de anos antes do que se
pensava-, mais ou menos na mesma época em que a vida surgiu no planeta.
A equipe de geólogos liderada por Harald Furnes, da Universidade de Bergen
(Noruega), descobriu em Insua, no sudoeste da Groenlândia, o que os cientistas
chamam de ofiólito: um pedaço de um antigo leito oceânico que acabou indo parar
em terra.
A produção de leito oceânico é uma marca registrada da tectônica. Ele se forma à
medida que o afastamento das placas colossais que sustentam os continentes
expõe rochas quentes do manto terrestre (basaltos), que vêm à superfície e se
solidificam em seguida.
Alguns cientistas achavam que a Terra primordial fosse tão quente que o calor do
manto se dissipasse de outra forma, sem a ação da tectônica. Prova disso é que os
ofiólitos encontrados até agora são relativamente jovens, com cerca de 2 bilhões de
anos, no máximo.
Furnes, que juntamente com o sul-africano Maarten De Wit estuda as rochas de
Insua em busca de sinais antigos de vida bacteriana, descobriu naquela região um
afloramento formado pelo mesmo tipo de basalto que compõe o leito oceânico (a
chamada "pillow lava") e com outras características de um ofiólito, como infiltrações
de rocha derretida na solidificada (diques). Como Insua foi datada em 3,8 bilhões de
anos, o achado indica que a tectônica já agia naquela época - embora as rochas
mais antigas da Terra, nota Furnes, tenham 4,2 bilhões de anos. O estudo está na
revista "Science".
INTEMPERISMO
Queluviação - quelatos
Os organismos compreendem a microflora, a
A microfauna, a macroflora, a macrofauna e o homem. Eles desempenham papel
importante na diferenciação dos horizontes do solo, pois a microflora (algas, fungos
e bactérias, principalmente) e a microfauna (especialmente os protozoários e
nematóides) decompõem os restos vegetais e animais e, em conseqüência, liberam
o húmus,
Húmus, que é uma mistura complexa de substâncias amorfas coloidais.
Húmos faz com que os íons Fe e Al seja possíveis de serem removidos, o que não
acontece com o silício.
A macrofauna (tatu, minhoca, cupim e formiga, principalmente) age no perfil de solo
devido à ação escavadora, criando galerias no solo e, em conseqüência
aumentando a circulação de ar.
Finalmente, o homem pode agir sobre alguns atributos do solo através de certas
práticas de manejo, tais como: a drenagem, calagem, gessagem, adubação e uso de
herbicidas.
O movimento dos materiais depende da água, se comporta:
a) Gravitacional - migração descendente;
b) Ascencional - migração ascendente.
Mecanismos que dependem do elemento mobilizado:
a) Lixiviação - migração de substância solúveis, sob a forma de sais;
b) Queluviação - migração do Fe a Al, sob forma de complexos organometálicos e
quelatos;
c) Lessivage - migração de partículas em suspenção (argilominerais).
Intensidade de formação é função do meio
Fatores de Formação do Solo
1- Rocha: Natureza da rocha-matriz (composição mineralógica e química e estado
original de fraturamentos)
2- Clima: Temperatura e precipitação - principais fatores da pedogênese
3- Água: Alteração química dos minerais(movimento de soluções e processo de
lixiviação)
4- Relevo: Responsável pela dinâmica da água (processo de erosão/sedimentação)
5- Organismos: Vegetação e organismos vivos (bactérias, fungos e liquens)
6- Tempo: Características do solo dependem do tempo de evolução.
Processo Responsável pela Formação do Solo
Intemperismo: Alteração física e química das rochas, seguido pelo transporte e
sedimentação dos materiais intemprizados.
Intemperismo Físico: Desintegração física e mecânica das rochas através de mudanças
bruscas de temperatura (ação do congelamento das águas) e ação radicular de
determinadas espécies vegetais.
Intemperismo Químico: Ação da água e temperatura.
Processos Intempéricos:
- Lixiviação: migração de substância solúveis, principalmente sob a forma
de sais;
- Queluviação: migração de certos elementos (Fe e Al);
- Lessivagem: migração de partículas em suspensão, especialmente argila
minerais.
Parâmetros de Classificação do Solo
Pedológicos:
- textura;
- espessura das camadas ou horizontes;
- posição do lençol freático;
- topografia do terreno;
- suscetibilidade à inundação e/ou efeito das marés;
- aptidão natural dos solos;
- erodibilidade.
Geotécnicos:
- qualidade como materiais de empréstimo ou jazidas;
- condições para instalação de fossas sépticas;
- capaciadde de suporte, drenabilidade;
- condutividade hidráulica, atividade química.
Morfogênese e Pedogênese
A erosão dos solos acontece mediante a ação de alguns fatores condicionantes do
processo erosivo. Estes fatores agem sempre em conjunto e todos são
interdependentes. À medida, por exemplo, que uma encosta é desmatada,
desencadeia-se toda uma série de acontecimentos.
O clima (considerando-se a pluviosidade e a infiltração), rochas, solo, vegetação,
formas de relevo, uso e conservação do solo são algunsdos fatores erosivos
Legenda:
1. Ataque intempérico, erosão e transporte;
2. Cimentação, diagênese, recristalização a baixa temperatura;
3. Fusão pela incorporação direta a qualquer massa ígnea após subsidência;
4. Metamorfismo pelo aumento das condições de temperatura, pressão orientada ou pela conjugação
de ambos os processos, graças à subsidência;
5. Vulcanismo; por meio de rupturas da crosta o magma basáltico provindo do manto se derrama à
superfície;
6. Soerguimento conjugado com a erosão das camadas superiores;
7. Formação de Gabros, peridotitos, kimberlitos, etc.
8. Formação de metabasitos.
Os quatro tipos principais de erosão causada pela água da chuva são erosão por
impacto das gotas de chuva, erosão laminar, erosão em sulcos e voçorocas.
São particularidades importantes da gota de chuva a serem consideradas: diâmetro
variando até no máximo 7 mm e a forma nunca esférica devido a variações de
pressão e resistência do ar. As gotas maiores do que 5 mm desmancham-se no ar.
Durante uma chuva intensa, as partículas do solo podem ser atiradas a mais de 60
cm de altura e a mais de 1,5 m de distância, conforme Ellison (1947), citado por
BERTONI e LOMBARDI NETO(1990).
Segundo BERTONI e LOMBARDI NETO (1990), para evitar a erosão, é
imprescindível eliminar o desprendimento das partículas do solo causado pelas
gotas de chuva que golpeiam o terreno.
Citam a importância da determinação da energia cinética da chuva natural e
demonstram a fórmula:
EC = 12,14 + 8,88 log. I onde I = intensidade da chuva em mm/h.
Ec = energia cinética medida em t-m/ha-mm
A energia cinética é uma função da massa e da velocidade. Considere-se que uma
gota de chuva ao desprender-se de uma nuvem fica sujeita à aceleração da
gravidade e, por isto, quanto maior a altura da queda maior será sua energia
cinética. As gotas são deformáveis e sofrem mudanças no trajeto tanto na forma
quanto na velocidade devido ao atrito com o ar e à sua pressão. Por esta razão
existe uma velocidade máxima ou terminal conseguida quando a resistência oposta
à queda é igual ao peso do corpo menos o empuxo para cima (BERTONI e
LOMBARDI NETO, 1990).
Deve-se determinar a distância que a gota percorre na sua queda até alcançar sua
velocidade terminal. BERTONI (1967) cita que uma gota de chuva que cai de uma
árvore não diminui sua velocidade de queda até chegar ao solo, pois atinge
novamente sua velocidade terminal. Além disso, esta gota une-se a outras gotas
aumentando seu tamanho e resultando em velocidade final maior ao cair de árvores
de 7 a 8 m de altura do que quando cai livremente. Por conseguinte, o aumento da
massa e da velocidade desta gota faz com que ela tenha energia cinética maior ao
tocar o solo do que as gotas que caem livremente. WISCHMEIER E SMITH (1978)
citam que quando os outros fatores são constantes, exceto o fator chuva, a perda de
solo por unidade de área de um solo cultivado é diretamente proporcional à energia
cinética e à intensidade máxima da chuva em 30 minutos. Este é o fator EI 30 da
equação EUPS (Universal Soil Loss Equation), sendo E = energia cinética, I =
intensidade da chuva e 30 = os trinta minutos de chuva.