Geologia geral

Governador
Cid Ferreira Gomes
Vice Governador
Domingos Gomes de Aguiar Filho
Secretária da Educação
Maria Izolda Cela de Arruda Coelho
Secretário Adjunto
Maurício Holanda Maia
Secretário Executivo
Antônio Idilvan de Lima Alencar
Assessora Institucional do Gabinete da Seduc
Cristiane Carvalho Holanda
Coordenadora da Educação Profissional – SEDUC
Andréa Araújo Rocha
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INDICE
CAPITULO 1: O PLANETA TERRA...................................................................02
CAPITULO 2: DINÂMICA INTERNA................................................................09
CAPITULO 3: DINÂMICA EXTERNA...............................................................17
CAPITULO 4: ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO........................................26
CAPITULO 5: PEDOLOGIA..............................................................,..................35
CAPITULO 6: TEORIA DA TECTÔNICA DE PLACAS..................................45
BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................53
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CAPITULO 1 – O PLANETA TERRA
1.1.
Origem e Evolução da Terra
Estima-se que a formação do Sistema Solar teve início há seis bilhões de anos,
quando uma enorme nuvem de gás que vagava pelo Universo começou a contrair. A poeira e
os gases dessa nuvem se aglutinaram pela força da gravidade e, há 4,5 bilhões de anos,
formaram várias esferas que giravam em torno de uma esfera maior, de gás incandescente,
que deu origem ao Sol. As esferas menores formaram os planetas, dentre os quais a Terra.
Devido à força da gravidade, os elementos químicos mais pesados como o ferro e o níquel,
concentraram-se no seu centro enquanto os mais leves, como o silício, o alumínio e os gases,
permaneceram na superfície. Estes gases foram, em seguida, varridos da superfície do planeta
por ventos solares.
Assim, foram separando-se camadas com propriedades químicas e físicas distintas no
interior do Globo Terrestre. Há cerca de 4,4 a 4,0 bilhões de anos, formou-se o NÚCLEO constituído principalmente por ferro e níquel no estado sólido, com raio de 3.700 km. Em
torno do núcleo, formou-se uma camada - o MANTO - que possui 2.900 km de espessura,
constituída de material em estado pastoso, com composição predominante de silício e
magnésio (Figura 1).
Em torno de 4 bilhões de anos atrás, gases do manto separam-se, formando uma
camada de ar ao redor da Terra - a ATMOSFERA. Finalmente, há aproximadamente 3,7
bilhões de anos, solidificou-se uma fina camada de rochas - a CROSTA. A crosta não é igual
em todos os lugares. Debaixo dos oceanos, ela tem mais ou menos 7 km de espessura e é
constituída por rochas de composição semelhante à do manto. Nos continentes, a espessura da
crosta aumenta para 30-50 km, sendo composto por rochas formadas principalmente por
silício e alumínio e, por isso, mais leves que as do fundo dos oceanos (SBG, 1987).
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1.2.
Constituição Interna da Terra
As informações das camadas internas da Terra são obtidas a partir de informações
diretas e indiretas. As observações da densidade e da gravidade do globo terrestre mostram
que o interior e a crosta devem possuir uma constituição diferente. Observações sismológicas
(comportamento das ondas sísmicas) e deduções baseadas em estudos de meteoritos indicam
que a Terra é constituída de várias camadas.
Figura 1: Estrutura interna da Terra (Kearey e Vine, 1990).
Medições geoquímicas elementares da massa, volume e momento de inércia da Terra
indicam que a densidade de seus materiais cresce de fora para dentro, alcançando um valor da
ordem de 13 g/cm3 perto do centro.
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As velocidades das ondas sísmicas dão-nos uma ideia detalhada quanto à distribuição
dos materiais no interior. Assim haveria uma crosta com uma espessura média de 35 km sob
os continentes e 7 km sob os oceanos; um manto que se estende à metade da distância até o
centro; um núcleo líquido ocupando cerca de dois terços da distância restante e um núcleo
interno sólido (Figura 1).
Tabela 1: Tipos de ondas sísmicas e suas características.
A natureza dos materiais de cada uma dessas regiões foi determinada por medições
de ondas sísmicas (Tabela 1 e Figura 2), devido às variações da densidade e das constantes
elásticas. Devido às diferentes velocidades e percursos, os três tipos de ondas chegam a um
sismógrafo em tempos diversos, os registros dessas ondas fornecem a localização do foco do
terremoto e informações das camadas inferiores.
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Figura 2: Propagação das ondas sísmicas (Selbey, 1985).
Para restringir nossas suposições quanto à química do interior, precisamos de dados
de outras fontes. Uma possível indicação provém do estudo dos meteoritos. Esses objetos que
caem sobre a Terra a partir de órbitas solares são interpretados como fragmentos de um
planeta desaparecido, ou possivelmente, resíduos de material que compôs originariamente a
Terra. A composição média dos meteoritos deve se assemelhar à composição média de toda a
Terra.
1.3.
Meteorito
Os meteoritos são objetos que se movem no espaço e que atravessam a atmosfera e
chegam à superfície da Terra sem serem totalmente vaporizados. Provavelmente, pertencem
ao sistema solar e tem origem no cinturão de asteróides localizados entre as órbitas dos
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planetas Júpiter e Marte. O fenômeno causado pela queda de meteorito é popularmente
conhecido como estrela cadente.
A composição dos meteoritos é variável, num extremo estão os que são compostos
predominantemente de ferro metálico com alguma porcentagem de níquel. Em outro estão os
que consistem principalmente de silicatos e assemelhando-se em composição às rochas
ultramáficas. Inclui na composição dos meteoritos, tanto silicatos como metal nativo e
algumas a fases sulfetadas (troilita FeS).
Entre os meteoritos distinguem-se 3 grupos:
Sideritos: compostos de ferro metálico com + 8% de Ni;
Assideritos ou aerólitos: compostos principalmente por silicatos e
baixo teor de ferro;
Litossideritos: composição intermediária.
A Terra é constituída por uma série de camadas concêntricas de constituição
químicas diferentes e em estado físico distintos ao redor do núcleo, cada uma dessas camadas
tem uma condutividade diferente. Como as velocidades das ondas sísmicas dependem das
propriedades e das densidades dos materiais através dos quais passam as ondas, as mudanças
de velocidade a diferentes profundidades são atribuídas a diferentes composições e densidades
e, talvez, a diferentes estados, sobretudo no núcleo (Figura 2).
Os geofísicos reconheceram duas descontinuidades dividindo a Terra em três partes:
Crosta: desde a superfície em direção ao centro, até a primeira
descontinuidade (Mohorovicic, 30 -50 km). A crosta é dividida em crosta continental (mais
espessa e menos densa) e crosta oceânica (menos espessa e mais densa);
Manto: desde a base da crosta até a segunda descontinuidade (WiechertGutemberg, 2.900 km);
Núcleo: desde a descontinuidade do manto até o centro da Terra.
A crosta continental é de composição granítica ou granodiorítica e a crosta oceânica
é de composição basáltica, correspondendo ao SIAL (material rico em Si e Al) e ao SIMA
(rico em Si e Mg), respectivamente (Tabela 2).
O manto é formado por material silicatado de olivina e piroxênio ou seus
equivalentes de pressão e temperaturas altas. O núcleo ou siderosfera é constituído por ligas
de ferro-níquel, possivelmente a parte exterior é líquida e a parte inferior é sólida. Para
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completar, deve-se adicionar a crosta, manto e núcleo, mais três zonas: a atmosfera, hidrosfera
e biosfera. A atmosfera é o envoltório gasoso. A hidrosfera a camada descontínua de água,
salgada ou doce (oceanos, lagos e rios). A biosfera é a totalidade da matéria orgânica
distribuída através da hidrosfera, atmosfera e superfície da crosta.
Embora importantes do ponto de vista geoquímico, a hidrosfera, biosfera e atmosfera
contribuem com menos de 0,03% da massa total da Terra, a crosta 0,4%, o manto 67% e o
núcleo 32%.
Tabela 2: Características da estrutura interna da Terra.
1.4.
Distribuição dos elementos na crosta terrestre
A geoquímica mostra a importância dos elementos que constituem os minerais, cujos
objetivos essenciais são:
A determinação da abundância dos elementos na Terra;
A repartição dos elementos nos minerais e nas rochas;
Estabelecimento dos princípios que regem a abundância e distribuição
dos elementos químicos.
A crosta é composta de silicatos de alumínio, sódio, potássio, cálcio, magnésio e
ferro. Em função do número de átomos o oxigênio ultrapassa 60% e forma mais de 90% do
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volume total ocupado pelos elementos. A Tabela 3 mostra a repartição dos constituintes da
crosta terrestre em porcentagem em peso de óxidos, em íons e nos minerais.
Tabela 3: Distribuição dos elementos na crosta terrestre.
1.5.
Classificação Geoquímica dos Elementos
As diretrizes da geoquímica moderna tratam de mostrar onde se podem encontrar os
elementos e em que condições. Ex.: Lantânio e potássio encontram-se juntos; telúrio e tântalo
“fogem” um do outro. Alguns, embora presentes, estão dispersos como o rubídio no potássio
e gálio no alumínio. Háfnio e selênio não são formadores de acumulações e às vezes, se
acham tão dispersos na natureza que seu percentual na composição das rochas é ínfimo.
Outros elementos como chumbo e ferro durante seu processo de deslocamento experimentam
uma parada e formam combinações capazes de acumularem-se com facilidade (Antonello,
1995).
A geoquímica estuda as leis da distribuição e migração dos elementos em condições
geológicas definidas marcando seu percurso e exploração das jazidas minerais.
Goldschmidt foi o primeiro a acentuar a importância da diferenciação geoquímica
primária dos elementos, classificando-os da seguinte maneira:
Siderófilos: com afinidade pelo ferro metálico; ex.: Cr, V, Co, Ni.
Calcófilos ou sulfófilos: com afinidade pelo sulfeto, ex.: Pb, Zn, Cu,
Ag, Hg, Bi, Sb, Se, Fe, S, As.
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Litófilos: com afinidade pelo silicato, ex.: O, Si, Al, Na, K, Ca, Mg.
Atmófilos: com afinidade pela atmosfera, ex.: O, C, gases nobres, N.
Alguns elementos mostram afinidade por mais de um grupo, pois a distribuição de
qualquer elemento depende, em certo grau, da temperatura, pressão e ambiente químico,
como um todo.
CAPÍTULO 2. DINÂMICA INTERNA
2.1. Vulcanismo
Os vulcões são crateras ou fissuras na crosta terrestre através da qual o
magma (rocha fundida que se origina em profundidade, abaixo da crosta), sobe até a
superfície em forma de lava. Localizam-se geralmente ao longo dos limites das placas
crustais; a maioria faz parte de um cinturão chamado “círculo de fogo”, que se estende
ao longo das costas do oceano Pacífico.
Os vulcões podem ser classificados de acordo com a frequência e violência de
suas erupções. As erupções não explosivas, geralmente ocorrem onde as placas crustais
se separam, ou seja, nas bordas de placas divergentes (ex. Cordilheira Mesoceânica).
Estas erupções produzem lava basáltica (básica) móvel, que se espalha rapidamente
por longas distâncias e forma cones relativamente achatada. As erupções mais
violentas acontecem onde as placas colidem bordas convergentes (ex. Andes). Essas
erupções expelem lava riolítica (ácidas) viscosa e explosões repentinas de gases, cinzas
e piroclastos (fragmentos de lava solidificada). A lava é pouco móvel, percorre
distâncias curtas e dá origem a cones de vertentes íngremes. Alguns vulcões
apresentam erupções de lava e cinza, que formam os cones compósitos.
Os vulcões com erupções frequentes são descritos como ativos; os vulcões
dormentes são os que raramente entram em erupção, e os que aparentemente cessam as
erupções são considerados extintos.
Além dos vulcões, outros aspectos associados às zonas vulcânicas são os
gêiseres, fontes minerais quentes, fumarolas e poços de lama borbulhante.
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Figura 3: Esquema de um vulcão.
Plutonismo é o conjunto de processos magmáticos que ocorrem no interior do
planeta e que geram intrusões de magma. Plúton é o corpo de rocha magmática
consolidada no interior da crosta terrestre, a partir de uma câmara magmática. Designase de rocha encaixante a rocha invadida por um plúton. Os plútons podem ser de dois
tipos: concordantes (“sill”, lacólito e facólito) e discordantes (“neck”, dique, batólito e
"stock").
2.1.2. Material vulcânico:
Piroclastos: bomba, tufos, lapilli, cinza etc.
Gases: vapor d'água, CO2, H2S, HCl, SO2 etc.
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Lavas: almofadadas, "aa" e cordadas.
A viscosidade do magma é variável, dependendo essencialmente da sua
temperatura e da composição química. Magma ácido, isto é, rico em sílica, é mais
viscoso do que um magma básico, pouca sílica (Leinz e Amaral, 1987).
Magma ácido
Magma básico
rico em sílica
pobre em sílica
mais viscoso
mais fluido
2.1.3. Tipos de vulcanismo: havaiano, peleano, estromboliano e pliniano
O calor interno da Terra é associado ao calor remanescente da sua formação
(Big Bang) e da desintegração de isótopos radiogênicos; p.ex., K40, Th232 e U238. O
grau geotérmico refere-se a profundidade, em metros, para elevar-se a temperatura em
1°C. O valor médio é de 30 m, podendo existir grandes variações, dependendo da
localização geográfica.
2.2. Terremotos
O terremoto, ou sismo é qualquer vibração na crosta e que tem origem no
seu interior. Quando a vibração é relativamente intensa, o tremor de terra se torna
perceptível aos nossos sentidos. Quando muito fraca, seu registro se faz por meio
de aparelhos especiais, denominados sismógrafos (Figura 4). Tal vibração é
denominada de microssismo.
Figura 4: Sismógrafo
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Em um ano registram-se na superfície terrestre cerca de 100 mil terremotos.
Destes, 90 mil possuem intensidade muito fraca, sendo quase imperceptíveis aos
sentidos das pessoas; 9.000 são de intensidade fraca e os 1.000 restantes de intensidade
média. Apenas 100 se revelam fortes, e só 10, aproximadamente, são catastróficos.
Os terremotos não se distribuem uniformemente em toda a superfície da
Terra, existem regiões onde o fenômeno é praticamente desconhecido, são as
chamadas regiões assísmicas, como as áreas centrais do Canadá e dos Estados Unidos,
a África (exceto a orla mediterrânea), a Arábia, a Ásia Central e a Austrália.
As regiões mais intensamente atingidas por atividades sísmicas são aquelas
localizadas nas bordas das placas tectônicas. Na Figura 6 estão representados os
epicentros dos terremotos mais intensos ao longo de um período de 6 anos. Observa-se
que o território brasileiro está praticamente fora das regiões com maiores incidências
de terremotos, isto é, devido a sua posição no interior da placa sul-americana.
As principais causas dos terremotos são: desabamento interno, vulcanismo,
acomodamento de rocha e tectonismo.
Os terremotos por desabamento podem ser provocados por dissolução
(cavernas) ou deslizamento de massas rochosas em virtude da ação da força da
gravidade. Esses terremotos são em geral fracos e de pouco poder destrutivo, pelo
menos em comparação com os de origem vulcânica e tectônica.
Em regiões sujeitas a ocorrências vulcânicas, os terremotos produzidos por
explosões internas decorrem, em geral, do escape violento de gases acumulados sob
forte tensão e do magma.
Os mais terríveis terremotos estão associados a causas tectônicas, que se
desencadeiam quando uma porção dos materiais do interior da Terra, distendido ou
comprimido e deformados por tensões acumuladas, atinge o ponto de ruptura,
procurando um novo estado de equilíbrio.
A intensidade dos terremotos é medida pela escala Richter, criada em 1935
pelo cientista americano Charles Francis Richter. O terremoto de maior intensidade já
registrado marcou 8,6, mas, teoricamente não há limites.
Lugares geométricos na crosta associados aos sismos:
Hipocentro - ponto no interior da crosta onde teve a origem do
terremoto(Figura 5);
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Epicentro - ponto na superfície da crosta, projeção do hipocentro
ortogonal à superfície.
Efeitos dos abalos sísmicos: maremotos, tsunamis e terremotos.
Figura 5: Localização do hipocentro.
Figura 6: Localização dos epicentros dos terremotos mais intensos (Kearey e
Vine, 1990).
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2.4. Tsunamis
Figura 7: Formação dos tsunamis.
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2.3. Vulcanismo e Terremoto no Brasil
Nas bordas de placas, o vulcanismo é um processo contínuo, pois, ao longo das
cordilheiras submarinas que se estendem longitudinalmente no meio dos grandes oceanos, as
chamadas dorsais meso-oceânicas, o magma emerge das profundezas da Terra, controlado
pela fusão de material na parte superior do manto.
Há dois tipos de crosta: continental, situada nos continentes e oceânica que constitui
o assoalho dos mares. As placas tectônicas são formadas por crosta - continental e oceânica e pela parte superior do manto. Nas zonas de colisão entre continentes, como no Himalaia, ou
entre uma placa oceânica e outra continental, como nos Andes, a mais densa delas é
empurrada sob a outra, rumo a parte profunda do manto - onde, em consequência das altas
pressões e do calor, sofre fusão. Em sua ascensão, a massa fundida forma vulcões e grandes
corpos de rochas ígneas abaixo da superfície.
Nas áreas afastadas das bordas de placas, em contrapartida, o vulcanismo é
fenômeno menos comum, embora não possa ser considerado inexistente.
O território brasileiro situa-se no interior da grande placa tectônica conhecida como
placa sul-americana. Na extremidade sul do continente, há ainda a plataforma patagônica. A
região ativa da placa, com terremotos e vulcões, é a cadeia andina, situada a oeste dessas duas
plataformas.
Há evidências da presença de vulcões no nosso território, que nem sempre teria sido,
portanto, tão “estável”. E não foi uma presença discreta: os indícios de atividade vulcânicas
no Brasil são incontáveis, seja num passado relativamente próximo, como na ilha de Trindade
e em Fernando de Noronha, num passado remoto, caso de Poços de Caldas, entre muitos
outros, ou ainda em tempos muito mais longínquos, caso de Crixás em Goiás (Carneiro e
Almeida, 1990).
Durante o Mesozóico tiveram várias atividades vulcânicas no território brasileiro,
principalmente de composição alcalina. As principais ocorrências de derrames localizam-se
em Nova Iguaçu (RJ), Tanguá (RJ), Jacupiranga (SP), Anitápolis (SC), Serra Negra (SP),
Itatiaia (RJ), Cabo Frio (RJ), entre outros.
Vulcanismo de fissura de lava básica, toleíticas, ocorreu na bacia do Paraná, no fim
do Jurássico e principalmente no período Cretáceo (120 - 130 milhões de anos). Esses
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derrames atingiram cerca de 1.200.000 km2 (Popp, 1995). A alteração da rocha basáltica deu
origem ao solo denominado de terra-roxa que recobre grande parte da bacia do Paraná.
Recentemente têm sido registrados vários abalos sísmicos de baixa intensidade no
território brasileiro. No dia 12 de maio de 2000 vários estados brasileiros (Goiás, São Paulo,
Rio Grande do Sul e Mato Grosso) foram atingidas por terremoto de baixa intensidade, o
sismo teve o seu epicentro localizado na região de Jujuy na Argentina (Figura 8).
Figura 8: Área atingida pelo sismo que teve o epicentro na região de JuJuy –
Argentina.
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CAPÍTULO 3. DINÂMICA EXTERNA
A dinâmica externa retrata todos os processos geológicos que, atuando sobre a parte
mais superficial da Crosta, promovem o seu modelamento. A ação da água, dos ventos, do
calor e do frio sobre as rochas provoca o seu desgaste e decomposição, causando o que se
denomina de INTEMPERISMO. O intemperismo implica sempre na desintegração das
rochas, que pode ser de vários modos, pelos agentes químicos, físicos e biológicos. Esta
desintegração gera areias, lamas e seixos, também denominados SEDIMENTOS.
O deslocamento desses sedimentos da rocha desintegrada é chamado de EROSÃO. O
transporte desse material para as depressões da crosta (oceanos, mares e lagos) pode ser
realizado pela água (enxurradas, rios e geleiras) ou pelo vento, formando depósitos como as
areias de praias e de rios, as dunas de desertos e as lamas de pântanos.
Todo PROCESSO (ação) natural obtém-se, como PRODUTO (resultado da ação)
uma modificação na paisagem superficial do planeta. Por exemplo, após uma intensa chuva
(PROCESSO) muitas encostas de morros serão sulcadas por erosão (PRODUTO 1) e o
material (solo ou rocha) removido será depositado em vales ou no sopé destes morros
(PRODUTO 2) ou levado por rios. Em fim, processaram-se modificações na paisagem
superficial. Este processo ocorre sem a interferência do homem, cuja ação pode acelera-lo. O
homem influência no processo de denudação, principalmente devido ao desmatamento. Na
Figura 9 é representada uma visão simplificada das fontes de energia dos processos externos
que atuam na superfície da Terra.
Figura 9: Fontes de energia dos processos que atuam na superfície da Terra.
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3.1 Processos
Processos físicos: tensões (variação de temperatura, gravidade, etc.) e cinética
(resultante da variação de velocidade de um corpo).
Processos
químicos:
reações
(hidrólise,
redox,
combinações,
etc.),
soluções/precipitações etc.
Processos biológicos: atividade dos organismos gera relações de fenômenos Físicos e
Químicos com o meio ambiente. A pressão do crescimento das raízes vegetais pode provocar
a desagregação da rocha. O vento ao balançar a árvore contribui para afrouxar as rochas
fendilhadas. Ação de animais como: minhocas, formigas, cupins, roedores, etc.
Os processos geológicos responsáveis pela formação das rochas sedimentares podem
ser reunidos em três grandes grupos: intemperismo, erosão, transporte e deposição.
3.2 Intemperismo
Conjunto de processos físicos, químicos e biológicos, operantes na superfície
terrestre que ocasionam a alteração dos minerais das rochas, graças à ação de agentes
atmosféricos e biológicos. Processo espontâneo controlado pelas forças (energias) envolvidas
nas ligações dos íons que formam os cristais.
O intemperismo é um dos processos mais importante para o desenvolvimento da vida
sobre a Terra. Os nutrientes inorgânicos disponíveis no solo ou nas águas superficiais são
obtidos a partir do intemperismo das rochas e dos minerais.
Por que ocorre intemperismo?
É a resposta natural dos minerais das rochas à superfície do planeta, em virtude de
mudanças nas condições físicas e químicas em que estes se formaram (altas pressões e
temperaturas no interior da Terra). Processo espontâneo controlado pelas forças (energia)
envolvidas nas ligações dos íons que formam os cristais. Ex.: a olivina (Mg2SiO4) se altera
mais facilmente do que o quartzo (SiO2).
Reação de hidrólise da olivina:
Mg2SiO4 + 4H+ + 4 OHOlivina
água ionizada
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2Mg++ + 4 OH- + H4SiO4
íons em solução
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Ácido silícico
Processos químicos
A dissolução, além de ser um processo intempérico, também pode se constituir em
um eficaz processo erosivo, quando envolve a remoção de apreciáveis massas rochosas. O
exemplo mais evidente é a carstificação, que trata da dissolução de rochas carbonáticas
formando cavernas, grutas, dolinas etc.
Fatores condicionantes do tipo e intensidade do intemperismo
Clima (temperatura, precipitação);
Relevo (inclinação do terreno) ;
Constituição dos minerais (composição química);
Estrutura das rochas (porosidade, xistosidade, fraturas);
Tamanho das partículas;
Temperatura.
A temperatura intervém na velocidade da decomposição química. Esta é mais rápida
em climas quentes do que em climas temperados e frios. A pluviosidade elevada, associada a
temperatura médias altas e cobertura vegetal exuberante, tem papel muito eficaz na
decomposição das rochas, pelo aumento do teor em ácidos húmicos e gás carbônico.
Intemperismo físico: fragmentação ou desagregação do material rochoso em
partículas cada vez menores. Não há mudança mineralógica ou química.
Dilatação X compressão (variação na taxa de aquecimento e
resfriamento)
Congelamento d'água no interior das rochas (aumento do volume, 9%)
Cristalização de sais no interior das fendas (cloreto de sódio, gipsita)
Deslocamento de massas rochosas, líquidas (água) e gasosas (ar).
Rocha = minerais com diferentes coeficientes de dilatação térmica
As rochas no interior da crosta são submetidas a alta pressão, quando expostas às
condições de superfície, há um alívio de pressão e consequentemente, expansão da parte
rochosa atingida. O alívio de pressão leva ao desenvolvimento de diáclases, juntas e planos de
fraturas na rocha.
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O intemperismo químico: forma, predominantemente, argilo-minerais e hidróxidos
de Fe e Al. Há mudança mineralógica.
Reação química entre a rocha e soluções aquosas diversas.
Oxidação X redução
Dissolução X precipitação
Hidrólise
Combinação
Hidrólise é a reação entre os íons H+ e OH- da água e os elementos (ou íons) do
mineral. É importante lembrar que apesar do que se imagina a água não é um líquido de pH
neutro. Oxidação é um processo de decomposição química que envolve perda de elétrons. Ex.
a pirita (FeS2) se oxida em óxido de ferro hidratado.
O intemperismo físico favorece o intemperismo químico criando condições de
penetração de soluções através das fraturas e aumentando a superfície específica do material.
O intemperismo biológico compõe-se de uma série de ações físicas e químicas dos
organismos sobre o meio ambiente para a adaptação do meio à sua sobrevivência. Está
relacionado com as reações químicas da matéria viva e com o comportamento dos
organismos.
Produtos do Intemperismo
Regolito:(ou manto de intemperismo) cobertura de material mineral inconsolidado na
superfície da Crosta que repousa diretamente sobre rocha inalterada. Muitos autores
restringem a abrangência do termo para os materiais que não sofreram transporte.
Solo é a superfície inconsolidada que recobre as rochas e mantém a vida animal e
vegetal da Terra. É constituído de camadas que diferem pela natureza física, química
mineralógica e biológica que se desenvolvem com o tempo sob a influência do clima e da
atividade biológica.
Sedimento: regolito ou outro produto do intemperismo (íons em solução) que foi
transportado por qualquer processo da dinâmica externa.
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3.3 Erosão
A erosão engloba um grupo complexo de processos geológicos pelo qual o produto
final do intemperismo é removido por ação de um agente natural.
A configuração morfológica de uma paisagem pode ser devido a uma atividade
construtiva (dunas, restingas, relevo vulcânico, deltas) ou destrutiva (mar, gelo, vento e rios).
Se não fosse a instabilidade tectônica da crosta (dinâmica interna), há muito tempo já
teriam desaparecidos todos os continentes. Em 25 milhões de anos (taxa atual de denudação)
todos os continentes seriam arrasados ao nível do mar. O relevo terrestre é resultante dos
processos englobado na dinâmica interna (vulcanismo, terremoto e movimentação das placas
tectônicas) e os processos da dinâmica externa (intemperismo, erosão, transporte e
deposição).
Processos erosivos
Processos gravitacionais: processos que envolvem deslocamento de massas (rocha,
solo, regolito ou sedimento) sob ação da gravidade, buscando uma posição de menor energia
potencial.
Processos hidrodinâmicos:
Ação das ondas (abrasão marinha)
Ação de correntes (fluvial)
Ação de ventos (deflação)
Agentes erosivos: chuva, rio, mar, vento, geleira e gravidade
INTEMPERISMO + EROSÃO = DENUDAÇÃO
Produtos da erosão: sedimentos
Tipos de sedimentos
Clástico, químico e organo-químico.
Clásticos: resultam da fragmentação de material rochoso e é transportado por um
agente externo. Exemplo: areia, silte, argila, etc. (Tabela 4).
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Tabela 4: Escala granulométrica em mm.
3.4 Transporte
O transporte e a deposição dos sedimentos são comandados pelas leis da
hidrodinâmica. Três são os processos de transporte de partículas sedimentares em meio fluido:
tração (arrasto, rolamento e saltação), suspensão e solução. O regime de transporte do
sedimento depende, basicamente, do tamanho da partícula.
Tração e rolamento: areias, seixos, blocos e matacões.
Suspensão: silte e argila - fluxo turbulento
Solução: íons - carga dissolvida
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3.5 Deposição
Acúmulo de sedimentos por processos físicos, químicos e organo-químicos
(processos de sedimentação)
Sedimentos químicos: resultam da precipitação de minerais de soluções
concentradas. Características: cor, mineralogia e estruturas. Exemplos: calcário calcítico/
dolomítico, chert, gipso, itabirito, etc.
Sedimentos organo-químicos: resultam do acúmulo de restos de organismos, os
quais podem ter sido transportados. Características: cor e composição. Exemplos: coquinas,
vazas
(globigerina,
radiolários,
pterópodes
e
diatomáceas),
recifes,
espongólitos,
estromatólitos, etc.
Bacias sedimentares
São áreas deprimidas da crosta, capazes de acumular consideráveis espessuras de
sedimentos e preservá-las por um bom tempo. As bacias sedimentares estão associadas a
movimentos crustais que geram subsidência na crosta. Os movimentos são controlados por
eustasia, subsidência (tectônica) e aporte sedimentar (clima).
As bacias sedimentares são preenchidas por sedimentos clásticos químicos e
biogênicos. Ambientes de sedimentação rios, lagos, desertos, praias, mares etc.
Tipos de deposição
Física: por perda da energia do agente transportador
Química: por saturação de soluções (precipitação)
Organo-química (biológica): acúmulo de restos de organismos (fósseis)
3.6 Ambientes de sedimentação
Compartimento da superfície da Terra onde dominam uma série de processos físicos,
químicos e biológicos deposicionais, que o distinguem dos adjacentes. Há diversas
classificações, que variam de autor para autor, em função dos critérios adotados
(geomorfologia, processos físicos etc.).
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Ambientes continentais: fluvial, lacustre, deserto e glacial. Ambientes
transicionais: deltaico, estuarino, lagunar, planície de maré e praia.
ambientes marinhos: plataforma continental, recife, talude continental,
sopé continental e assoalho oceânico.
Ambiente Continental
Fluvial: compreendem os sopés das montanhas, os vales e baixadas fluviais.
Subambientes: canal, dique marginal, planície de inundação e terraços fluviais.
Lacustre: siltes e argilas; carbonatos e sulfatos; cores vermelhas e pretas.
Desértico: tração (vento) e, subordinadamente, suspensão e precipitação. Depósitos:
areias (muito bem selecionadas e arredondadas), cascalhos (pavimento de deflação,
ventifactos), siltes e evaporitos.
Glacial: tração (arrasto, preferencialmente) e "suspensão". Depósitos: tilitos,
diamictitos, areias, siltes e argilas, seixos pingados e facetados/estriados, etc. Controles:
climático (altitude/latitude), astronômico (glaciações do Quaternário) e tectônico (glaciações
permo-carboníferas do Gondwana).
Na Figura 10 observa-se um perfil de um rio sem uniformidade de gradiente. Na
zona AB, onde a profundidade é maior a velocidade é diminuída graças à menor declividade.
Na zona BC da corredeira a profundidade diminui devido o aumento da velocidade e após C
ocorre grande turbulência, depositando maior quantidade de seixos. A variação
granulométrica do sedimento ao longo do perfil vai ser variar em função da declividade e
energia do meio.
Figura 10: Perfil de um rio sem uniformidade de gradiente.
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Ambientes Transicionais e Marinhos
Deltaico - o ambiente deltaico refere-se à acumulação sedimentar em parte subaérea
e em parte subaquosa, na foz de um rio que desemboca em um lago ou mar, que se dá pela
perda da competência de transporte do rio quando atinge estes corpos d'água, com menor
energia. Subambientes: canal fluvial, planície de inundação interdistributária, baía
interdistributária, frente deltaica e pro delta. Controles: tectônica (subsidência), variação do
nível do mar (ou do lago), aporte sedimentar e o retrabalhamento dos depósitos por ondas e
marés.
Laguna e ilha de barreira - Corpo d'água costeiro, alongado, isolado do ambiente
marinho por um sistema de cordões litorâneos arenosos (ilha de barreira). Subambientes:
planície de maré (com canais de maré), laguna e delta lagunar.
Ambiente marinho - litorânea: zona atingida pela variação da maré; nerítica:
delimitada pela profundidade de cerca de 200 m; recebe influência do continente; pelágica;
batial e abissal (Figura 11). Compreende a margem continental (plataforma, talude e sopé
continental), plataforma continental - interna e externa (largura: 70 km, declividade: 1 a 4
m/km), talude continental/canhão submarino (declividade: 50 m/km), sopé continental (leque
submarino), planície abissal, cordilheiras mesoceânicas, ilhas vulcânicas e fossas submarinas.
Figura 11: Imagem de satélite da baía de Guanabara.
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CAPITULO 4: ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
4.1. TEMPO GEOLÓGICO
Quando falamos de tempo, a grande maioria de nós pensa em horas, dias ou anos. O
conceito de tempo é sempre associado ao tempo individual ou pessoal. Quando falamos da
evolução do homem (ou da evolução, em geral), é necessário comutar engrenagens em pensar
o tempo em termos de centenas, milhares ou mesmo milhões de anos, o que pode parecer
difícil a princípio.
No campo das ciências, um conceito diferente de tempo, conhecido como tempo
geológico, é necessário para nos situarmos em termos de história da Terra. O tempo geológico
é absolutamente essencial no campo da paleoantropologia. O tempo geológico cobre a história
da Terra, desde sua formação inicial até o presente. Ele estabelece os diferentes períodos e
eras em uma sequência em termos cronológicos e de sua duração.
O tempo geológico coloca a evolução humana e da Terra em um contexto no qual
podemos correlacioná-las a outros eventos, como as mudanças climáticas ou eventos de
extinção em massa. Mais importante, nos permite concluir que os humanos modernos e
nossos ancestrais existiram por um período muito curto de tempo, se comparado à longa
história da vida no nosso planeta.
4.1.1.TEMPO (IDADE) RELATIVO
É obtido pelo estudo da superposição estratigráfica e idade relativa dos estratos (lei
da horizontalidade original), e ainda, pelo conteúdo fóssil e por correlações estratigráficas
(determinação de idades crono-estratigráficas de uma sucessão de estratos encontrados em
lugares diferentes, conteúdo fóssil, caracterização litológica, estruturas primárias e
secundárias...).
4.1.2. PRINCÍPIOS DE STENO
Superposição: sedimentos se depositam em camadas, as mais velhas na base e as
mais novas sucessivamente acima.
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Horizontalidade original: depósitos sedimentares se acumulam em camadas
sucessivas dispostas de modo horizontal.
Continuidade lateral: camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as
margens da bacia de acumulação, ou se afinam lateralmente.
Contudo a aplicação indiscriminada desses princípios pode conduzir a interpretações
equivocadas. Ex. derrame é diferente de sill, energia do meio – estratificação cruzada,
deposição sobre superfícies inclinadas, comumente sedimentos cedem lugar a outros
sedimentos de maneira gradativa (fácies sedimentar).
É possível estabelecer uma correlação fossilífera ou bioestratigráfica entre faunas e
floras iguais, mesmo que contidas em litologias diferentes. Mas por que a sucessão biótica
permitiu essa subdivisão tão notável do registro sedimentar e do tempo geológico? Por conta
dos mecanismos da evolução biológica e pelo grau de preservação dos organismos que já
habitavam o nosso planeta.
Qualquer vantagem evolutiva vantajosa tende a ser explorada rápida e intensamente,
produzindo um surto de novas formas e a invasão de novos nichos ecológicos. Por outro lado
quando os descendentes se tornam tão especializados que perdem a capacidade de se adaptar
às mudanças ambientais, se extinguindo rapidamente também. Evidentemente a definição de
novos sistemas e períodos só podia ser feita em rochas contendo fósseis facilmente
identificáveis. Portanto de 550 MA para cá foram definidos, o período pré-cambriano não foi
determinado a princípio.
Figura 12 – Superposição de camadas estratigráficas e os fósseis indicadores de
idade geológica de formação das rochas
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Figura 13 – Idade geológica e coexistência de fósseis em determinados períodos
de evolução.
O esquema ilustra como feições sedimentares podem indicar se os estratos são
normais, verticais ou invertidos como consequência de deformação tectônica.
Figura 14 – Identificação da ordem cronológica dos estratos.
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4.1.3. TEMPO GEOLÓGICO – IDADE ABSOLUTA
É medido com base na radioatividade natural de certos elementos que tem variável n°
de nêutrons e mesmo n° atômico (prótons), ou seja, tem variável n° de massa (prótons +
nêutrons); são denominados isótopos, ex. 12C, 13C, 14C.
RADIOATIVIDADE
Henri Bequerel estudando sais fluorescentes descobriu o fenômeno da radioatividade
ao deixar sais de U e K próximo a placas fotográficas em sala escura. Na revelação dessas
placas, elas pareciam ter sido expostas à luz. Constatou então que as radiações provinham dos
sais.
Radioisótopos: são isótopos instáveis que se modificam para núcleos mais estáveis
pela emissão de energia (radiação), são, portanto, radioativos.
MEIA-VIDA
É o tempo necessário para que metade do núcleo de um radioisótopo sofra
decaimento radioativo.
Após 1 meia-vida = metade do isótopo radioativo original permanece;
Após 2 meias-vida = 1/4 do isótopo original permanece, e assim por
diante.
Os minerais e as rochas, assim como toda a matéria do nosso planeta são constituídos
por elementos químicos que por sua vez são formados por átomos. O núcleo de um átomo é
composto por prótons e nêutrons e é rodeado por uma nuvem de elétrons. O número de
prótons determina o número atômico (Z) do elemento químico e suas propriedades
características. De tal forma que uma mudança no número de prótons forma um novo
elemento químico com diferente estrutura atômica e diferente propriedades físicas e químicas.
A soma do número de prótons e nêutrons determina o número de massa (A). Elementos com o
mesmo número de massa são denominados isótopos. A grande maioria dos isótopos é estável,
mas outros (C14) são instáveis. Os isótopos instáveis (radioativos) são importantes na
geologia uma vez que podem ser usados para determinar idades absolutas de formação de
minerais e rochas.
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. DECAIMENTO RADIOATIVO
É o processo no qual o núcleo de um átomo emite uma partícula alfa, beta, ou gama.
A obtenção da idade de minerais e rochas é feita utilizando-se a equação fundamental da
geocronologia.
Figura 15 – Equação fundamental da cronologia.
Decaimento radioativo é uma reação espontânea que ocorre no núcleo do átomo
instável que se transforma em outro estável. O elemento com núcleo atômico instável é
conhecido como elemento pai, o novo elemento formado com núcleo estável é denominado
elemento filho (ou radiogênico). O processo de decaimento pode ocorrer de três formas
distintas, mas todas resultando em mudanças da estrutura atômica.
Durante o decaimento radioativo cada elemento pai leva um determinado tempo para
se transformar em um elemento filho. As taxas de decaimento (constantes de desintegração)
não são afetadas por mudanças físicas ou químicas do ambiente, assegurando que a taxa de
decaimento de um isótopo é independente de processos geológicos.
4.1.4. TIPOS PRINCIPAIS DE RADIAÇÃO
Radiação alfa: partículas alfa são fragmentos do núcleo original e consistem em 2
prótons e 2 nêutrons. Sua energia é passível de discretização e com isso o isótopo emissor
pode ser identificado. Como essas partículas tem carga e massa, são facilmente absorvidos e
dissipados em poucos centímetros de ar.
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Radiação beta: partículas beta são similares a elétrons e, portanto, carregadas com
carga negativa. São menos absorvidas pela atmosfera e viajam até cerca de 1 m no ar.
Radiação gama: são fótons de energia que, por não possuírem carga e massa, tem
um grande poder de penetração na atmosfera (centenas de metros no ar e até 30 cm em rocha).
Como não possuem carga, não são desviados por campos elétricos ou magnéticos e exibem
todas as características de uma onda eletromagnética (raios X de curto comprimento de onda).
Ao emitir partículas alfa ou beta o núcleo fica excitado e para retornar a seu estado normal,
emite partículas gama, que é uma energia puramente eletromagnética.
Figura 16 – Tipos de emissão radioativa.
As fontes de radiação natural podem ser divididas em 3 grupos:
i. 238U, 235U, 232Th e 40K, os quais foram gerados na criação do universo e tem
meias-vida da mesma ordem de grandeza da idade da Terra,
ii. Isótopos radioativos que são produtos-filho do decaimento dos isótopos do grupo
1,
iii. Isótopos criados por causa externa, como as interações de raios cósmicos com a
atmosfera, ex. 14C, tem meia-vida curta e é continuamente gerado por bombardeio de
radiação cósmica sobre núcleos de N da atmosfera (nêutron→14C →14N).
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4.2. ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
Mesmo hoje a quantidade real de tempo geológico decorrido, visto que é
tremendamente grande, significa pouco, sem qualquer base de comparação. Para este fim, têm
sido inventados numerosos esquemas nos quais, eventos geológicos chaves são localizados
proporcionalmente, em unidades de comprimento ou tempo atuais, de modo a tornar o tempo
geológico um tanto mais compreensível.
Comprimam-se. Por exemplo, todos os 4,5 bilhões de anos do tempo geológico em
um só ano.
Nesta escala, as rochas mais antigas reconhecidas datam de março. Os seres vivos
apareceram inicialmente nos mares em maio. As plantas e animais terrestres surgiram no final
de novembro e os pântanos, amplamente espalhados que formaram os depósitos de carvão
pensilvanianos, “floresceram” durante cerca de quatro dias no início de dezembro. Os
dinossauros dominaram nos meados de dezembro, mas desapareceram no dia 26, mais ou
menos na época que as montanhas rochosas se elevaram inicialmente. Criaturas humanóides
apareceram em algum momento da noite de 31 de dezembro, e as recentes capas de gelo
continentais começaram a regredir da área dos Grandes lagos e do norte da Europa a cerca de
1 minuto e 15 segundos antes da meia-noite do dia 31. Roma governou o mundo ocidental por
5 segundos, das 23h: 59mim: 45s até às 23h: 59mim: 50s. Colombo descobriu a América 3
segundos antes da meia-noite, e a ciência da geologia nasceu com os escritos de James Hutton
exatamente há mais que 1 segundo antes do final de nosso movimentado ano dos anos.
Os especialistas interessados na idade total da Terra comumente consideram o
princípio quando a Terra alcançou sua presente massa. Provavelmente, este era o mesmo
ponto em que a crosta sólida da Terra se formou de início, mas não temos rochas que datem
deste tempo inicial. Na verdade, as evidências atualmente disponíveis sugerem que nenhuma
rocha permaneceu do primeiro bilhão de anos, mais ou menos, da história da Terra. Antes do
princípio, processos cósmicos desconhecidos estavam produzindo a matéria, como a
conhecemos hoje, para a Terra e para o nosso sistema solar. Este intervalo incluímos no
tempo cósmico. É o tempo, desde o início da Terra, que constitui propriamente o tempo
geológico.
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Tabela 5: Tabela do tempo geológico
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CAPITULO 5: PEDOLOGIA
As rochas situadas junto à superfície estão sujeitas à ação de processos físicos,
químicos e biológicos (processos de intemperismo), produzindo os chamados mantos de
alteração. Num sentido mais amplo o conceito de solo, engloba os materiais do manto de
alteração, os quais podem estar in situ (solos residuais ou elúvios) ou já podem ter sido
transportados de uma área a montante por mecanismos diversos (solos transportados ou
depósitos de encosta ou fluvial).
Por definição, solo é a superfície inconsolidada que recobre as rochas e mantém a
vida animal e vegetal. É constituído de camadas que diferem pela natureza física, química,
mineralógica e biológica que se desenvolvem com o tempo sob a influência do clima e da
atividade biológica.
Os solos são constituídos por milhões de partículas de diferentes composições
mineralógicas e diversos tamanhos, entre cascalhos, areias, siltes ou argilas, parte dos quais
podem estar como grãos simples ou agregados por matéria orgânica ou argila. Os espaços
vazios entre as partículas são chamados de poros e podem estar parcial ou totalmente
preenchidos com água. No interior das partículas agregadas também ocorrem poros bem
pequenos. Os poros com diâmetro inferior a 0,2 mm são denominados de micro poros; os de
diâmetro superior são chamados de macro poros. A razão entre o volume de vazios e o
volume total do solo corresponde à porosidade do solo e, geralmente, é expressa em
percentual.
Figura 17: Variações da porosidade segundo a disposição espacial dos
componentes esféricos. A- Porosidade máx. 47,6%. B - Porosidade mín. 25,9%
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5.1. Processos de formação do solo
Na formação dos solos ocorrem reações físicas, químicas e biológicas que
determinam os diferentes horizontes com suas características peculiares. Normalmente se
expressa o desenvolvimento do solo em termo de quatro processos (Tabela 6).
Tabela 6: Tipos de processos de formação do solo (modificado de Resende et al.
, 1995).
5.2. Constituição do Solo
O solo é constituído de matéria orgânica, matéria mineral sólida, água
(soluções dissolvidas) e ar (Tabela 7). A fração mineral pode ser constituída de partículas de
tamanhos variáveis, desde argila (partículas menores que 2 micra) até matacões de
fragmentos de rocha, minerais primários e minerais secundários Tabela VIII.3).
Tabela 7: Principais elementos que compõem os solos.
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Tabela 8: Granulometria das partículas que constituem o solo.
5.3. Fatores de Formação dos Solos
CLIMA
FLORA FAUNA
SOLO
ROCHA ALTERADA
Esses fatores são influenciados pelo Tempo e Relevo.
Em 1883 Dokuchaiev sugeriu 5 fatores formadores do solo: Material
parental, Clima, Tempo, Organismos (plantas e animais) e o Relevo (topografia). Os
fatores de formação são relacionados funcionalmente na forma de uma equação:
S = fç (Cl, O, R, MP, T)
5.3.1 Material Parental
O estado inicial do sistema solo não é necessariamente uma rocha
consolidada.
Principais grupos de Materiais Parentais:
1. Rochas e M.A. "in situ",
2. Sedimentos inconsolidados, ex.: fluvial, eólico, marinho ou deltaico,
3. Material transportado - produto de alteração remanejado - colúvio,
4. Produtos de pedogênese anterior.
Principais características das rochas
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Solo
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5.3.2. Estrutura dos Minerais
A composição mineralógica do material parental vai influenciar muito
nas características do solo, principalmente na fertilidade. Os minerais não-silicáticos
possuem estruturas relativamente simples, mas variam amplamente nas suas solubilidades e
resistência à decomposição. Os silicatos geralmente possuem estruturas muito complexas na
qual a unidade fundamental é o tetraedro de Si-O.
A estabilidade das rochas depende da composição e da estrutura dos seus
minerais.
5.3.3. Composição Química e Mineralógica dos Materiais Parentais
A constituição mineralógica, a composição química e arranjo estrutural
dos minerais influenciam diretamente nos processos de intemperismo. A Tabela 9, são
apresentados os principais cátions removidos durante o processo de intemperismo químico.
Reação de alteração do K-feldspato e formação da caulinita:
4KAlSi3O8 + 4H+ + 2H2O
4K+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8SiO2
caulinita
K-feldspato sílica
Tabela 9: Intemperismo químico de dois grandes grupos de rochas ígneas.
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Área de Superfície dos Materiais Parentais
A área de superfície das partículas regula a maior ou menor interação
com o "ambiente" (água). Variações na área de superfície e na distribuição do tamanho das
partículas interferem na VELOCIDADE de formação do solo.
A área de superfície específica é maior quanto menor for o tamanho das
partículas. Ex.: área de superfície das rochas consolidadas < areias aluvionares < argila.
Permeabilidade (K) dos Materiais Parentais
Aumenta a velocidade do movimento de umidade,
Acelera o movimento dos materiais em solução ou suspensão,
Influencia a velocidade de formação do solo.
5.3.4. Clima
É um dos fatores mais importantes na formação dos solos. Influencia:
Velocidade de formação e tipo de solo,
Distribuição da vegetação e dos organismos,
Tipos de processos geomorfológicos.
O Clima é um conceito composto, inclui: temperatura, umidade,
evapotranspiração, precipitação, duração da insolação, ventos, etc.
Por simplicidade definiremos o clima em função de valores médios da:
a) temperatura,
b) precipitação (umidade)
Estes são os fatores mais importantes para a formação dos solos.
a)
Temperatura
Influencia a percentagem e distribuição dos organismos (fauna e flora) no
solo. Regiões intertropicais tem a proteção da cobertura vegetal que amortece os extremos de
temperatura. Influencia na velocidade de alteração dos minerais.
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A amplitude das variações diárias e estacionais da temperatura do solo
diminui com a profundidade. Os processos pedogenéticos mais dinâmicos ocorrem nas
camadas superficiais, onde as temperaturas sofrem maiores variações.
Valores de radiação solar que chega à superfície do solo é função: variações
diurnas e sazonais, latitude, altitude, ventos, cobertura vegetal e cor do solo. Solos escuros
absorvem 92% da radiação solar.
b)
Umidade (Precipitação)
Inclui todas as formas de água que entram no solo é derivada
principalmente da PRECIPITAÇÃO. Para a pedogênese o que importa é o EXCESSO DE
ÁGUA:
Lixiviação, eluviação
renova a água que circunda os minerais que estão sofrendo
hidrólise.
A percolação da água no solo é função: porosidade, estrutura do solo,
formas de relevo, condições climáticas e permeabilidade. Regiões com disponibilidade de
água excedente - maior energia pedogenética.
Função
a) Intensidade da precipitação
Em áreas sem vegetação as precipitações de intensidade moderada são as
mais efetivas:
Chuvas fracas sofrem rapidamente a EVAPORAÇÃO,
Chuvas fortes maior valores que a capacidade de infiltração (CI):
aumento do escoamento superficial e problemas erosivos.
Regiões tropicais maiores são as taxas de lixiviação de cátions alcalinos e
básicos.
c)
Cobertura Vegetal
A cobertura vegetal tem um papel importante na interceptação da
precipitação das através das folhas. A quantidade de interceptação é relacionada com o tipo e
densidade da vegetação.
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d)
Capacidade de Infiltração
Solos com textura grossa - maior entrada de água,
Solos com textura mais fina - menor entrada de água.
e)
Permeabilidade e Inclinação da Superfície
A movimentação da água no interior do solo é muito depende da
permeabilidade. A presença de uma camada impermeável gera saturação das camadas
superiores resultando em movimentos laterais.
f) Teor de Umidade Antecedente do Solo
Influência direta na entrada da precipitação,
Solo saturado - nenhuma umidade entrará no solo,
Ex.: base das encostas, depressões, interferência do lençol freático maior
escoamento superficial.
Movimento da Umidade
A diferença dos horizontes é fortemente determinada pelo movimento da
água no interior do solo. A taxa de movimentação da água no solo é função: volume de água,
tamanho dos poros e permeabilidade.
5.3.5. Organismos
Os organismos compreendem: microflora, macro flora, microfauna,
macrofauna e homem. Pelas suas manifestações de vida quer na superfície, quer dentro do
solo, atuam como agentes pedogenéticos.
Cobertura vegetal
A presença de raízes condiciona uma menor erosão do solo, favorecendo
a atuação do intemperismo físico e químico.
O “litter” - contribuição de nutrientes - diminuição da erosão. A presença
de folhas reduz o “splash”, adição de matéria orgânica, evitam o excesso de temperatura,
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filtram a radiação solar.
A cobertura vegetal tende a reduzir a agressividade erosiva da chuva e a
amplitude das variações térmicas e hídricas, criando condições mais favoráveis às atividades
biológicas.
Fauna: Vertebrados - principalmente mamíferos - ratos, topeiras, etc.,
os quais cavam buracos profundos no solo, causam uma mistura considerável
geralmente trazendo material do subsolo para a superfície. O superpastoreio
aumenta a compactação do solo, diminui a permeabilidade e aumenta a escoamento
superficial (erosão).
A retirada da vegetação para a implantação da atividade agricula aumenta
a erosão do solo (vento e água) levando a perda dos horizontes superiores (horiz. O e A) e de
micronutrientes.
Microfauna - bactérias (predominantes) e fungo - atuam na
decomposição da matéria orgânica e favorecem a alteração de alguns minerais.
Mesofauna - são identificados a olho nu e ingerem a matéria orgânica.
Ex.: minhocas, aracnídeos, insetos, termitas. A distribuição está vinculada ao
suprimento de alimentos assim concentram-se no topo do solo, 2 a 5 cm, com
exceção dos termitas e das minhocas que penetram abaixo de 10 - 20 cm. Estes
organismos requerem solo bem aerado (necessitam de oxigênio) e não vivem em
solos saturados.
Homem - a atividade do homem altera consideravelmente o
desenvolvimento dos solos. A principal atuação está ligada ao cultivo dos solos,
geralmente utilizando técnicas inadequadas, acarretando empobrecimento e erosão
dos solos. A utilização de fertilizantes e pesticidas na agricultura modificam as
características dos solos, já a irrigação e a drenagem alteram as relações
hidrológicas.
Além
dessas
atividades
as
construções
civis
contribuem
consideravelmente para a modificação dos solos.
5.3.6. Relevo (Topografia)
A forma de relevo influência diretamente na dinâmica de movimentação da
água: fluxo vertical (infiltração) e fluxo lateral (“run-off”), indiretamente na temperatura do
solo e na taxa de radiação.
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Orientação das encostas afeta grandemente a quantidade de aquecimento
solar, diferentes solos são formados nas encostas viradas para o sol e nas sombreadas.
5.3.7. Tempo
A formação do solo é um processo muito lento, requer milhares e mesmo
milhões de anos, durante este período ocorrem mudanças periódicas do clima e da vegetação,
consequentemente altera a formação do solo. As interpretações em relação as mudanças
climáticas baseiam-se em evidências geológicas, geomorfológicas e palinológicas.
Os SOLOS JOVENS guardam muitas feições do material parental.
Ex.:cambissolo. Os SOLOS MADUROS estão em equilíbrio com o ambiente
5.4. Horizontes do Solo
Os solos possuem horizontes, ou camadas relativamente
homogêneas paralelas à superfície e são produzidos pelos processos formadores do
solo. Os horizontes dispostos verticalmente são, em si mesmos, ambientes distintos; o
horizonte A, além de ser mais influenciado pela atividade biológica, sofre maiores
flutuações de temperatura e de água; apesar de ser, em geral, mais rico em nutrientes,
com freqüência não tem água para que esses nutrientes sejam absorvidos
efetivamente.
Os primeiros centímetros do horizonte A podem ser, em
algumas circunstâncias, a parte mais inóspita do solo para as plantas. Acima do
horizonte A podem acumularem-se detritos orgânicos, com diferentes graus de
decomposição, horizonte O para vários autores (Tabela 10).
Tabela 10: Horizontes do perfil de solo.
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Figura 18: Horizontes de típico perfil de solo.
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CAPÍTULO 6: TEORIA DA TECTÔNICA DE PLACAS
Em 1620 o inglês Sir Francis Bacon registrava a similaridade entre o contorno
litorâneo da África ocidental e do leste da América do Sul. Em meados do século XIX surgia
a tese de que os dois continentes possuíam um passado comum. O alemão Alfred Wegener
formulou, em 1912, a Teoria da Deriva Continental, baseando-se em algumas evidências
fósseis e semelhança entre as estruturas de relevo. Ele postulou a unidade das massas
continentais no passado (Pangéia), que teriam depois se fragmentado e afastado umas das
outras, conformando os continentes e bacias oceânicas atuais.
A genialidade da intuição de Wegener decorre da ausência de meios científicos, na
sua época, para a validação da idéia da deriva dos continentes. Entretanto, justamente esse
fato transformou-o, por muito tempo, num incompreendido. A ausência de um mecanismo
aceitável para justificar o movimento de massas continentais “sufocando” assoalhos oceânicos
condenou a nova teoria à marginalidade.
O arcabouço científico para a Teoria da Deriva Continental só iria se desenvolver
muito mais tarde. O estudo detalhado do fundo dos oceanos, iniciando com o uso do sonar na
Segunda Guerra Mundial e intensamente desenvolvido nas últimas décadas, finalmente
forneceu uma explicação plausível para a “migração” das massas continentais (Magnoli e
Araújo, 1997).
A Terra está dividida em placas relativamente finas (podendo ou não conter
continentes), cada qual se comportando como uma unidade mais ou menos rígida, que se
movimenta uma em relação à outra.
Sabe-se hoje em dia que os continentes se movem. Acredita-se que há muitos
milhões de anos, todos estavam unidos em um único e gigantesco continente chamado
PANGÉIA. Este teria se dividido em fragmentos, que são os continentes atuais. Foi o curioso
encaixe de quebra-cabeça entre a costa leste do Brasil e a costa oeste da África que deu
origem a esta teoria, chamada de DERIVA CONTINENTAL.
Ao estudar o fundo do Oceano Atlântico descobriu-se uma enorme cadeia de
montanhas submarinas, formada pela saída de magma do manto. Este material entra em
contato com a água, solidifica-se e dá origem a um novo fundo submarino, à medida que os
continentes africano e sul-americano se afastam. Este fenômeno é conhecido como
EXPANSÃO DO FUNDO OCEÂNICO.
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Com a continuidade dos estudos, as teorias da Deriva Continental e da Expansão do
Fundo Oceânico foram agrupadas em uma nova teoria, chamada TECTÔNICA DE PLACAS.
Imagine os continentes sendo carregados sobre a crosta oceânica, como se fossem objetos em
uma esteira rolante. É como se a superfície da Terra fosse dividida em placas que se
movimentam em diversas direções, podendo chocar-se umas com as outras. Quando as placas
se chocam, as rochas de bordas enrugam-se e rompem-se, originando terremotos,
dobramentos e falhamentos.
Embora a movimentação das placas seja muita lenta - da ordem de poucos
centímetros por ano - essas dobras e falhas dão origem a grandes cadeias de montanhas como
os Andes, os Alpes e os Himalaias.
Outro fenômeno causado pelo movimento de placas é o vulcanismo, que pode
originar-se pela saída de rochas fundidas - MAGMA - em regiões onde as placas se chocam
ou se afastam. Quando o magma que atinge a superfície se acumula em redor do ponto de
saída, formam-se os VULCÕES. Os terremotos no Brasil felizmente são muitos raros e de
pequena intensidade e somente são encontrados restos de vulcões extintos. Isto ocorre devido
ao fato do nosso país situar-se distante de zona de choque e de afastamento de placas.
6.1. Origem das placas e dos seus movimentos
A convecção do magma na Astenosfera (envoltório plástico localizado no Manto
Superior) produz plumas ascendentes quentes que, atingindo a parte superficial da Crosta,
criam nova crosta oceânica (basalto). Para manter a área (e volume) da Terra constante, é
preciso que, em algum lugar, a crosta oceânica seja destruída (consumida); isto ocorre em
zonas de subducção, onde a crosta oceânica afunda, por ser a mais densa, fechando a pluma
descendente (mais fria) da célula de convecção da Astenosfera. Assim, os continentes (menos
densos) migram empurrados (e puxados) pela crosta oceânica (mais densa) (Figura 19).
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Figura 19: Esquema da Dorsal do Atlântico e a da placa sul-americana e seus
limites (Salgado-Labouriau, 1994).
Os movimentos entre as placas podem ser de três tipos: convergente (compressivo),
divergente (distensivo) e transcorrente (Figura 20 e Tabela 11).
Figura 20: Tipos de limites de placas tectônicas.
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Tabela 11. Tipos de limites de placas tectônicas e suas principais
características.
Evidências da Teoria da Deriva Continental
Semelhança entre a fauna e flora fósseis encontrada em continentes
separados;
Conformação dos continentes sul-americano e africano (Figura 21);
Dados paleoclimáticos em desacordo com o Recente, registrados em
rochas sedimentares em diversos continentes;
Continuidade de cadeias de montanhas entre dois continentes;
Semelhanças entre litologias
Recifes de corais fossilizados na Groenlândia e Canadá
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Figura 21: Reconstituição do Gondwana (Kearey & Vine, 1990).
Evidências da Teoria de Expansão do Fundo Oceânico
Sedimentos jovens e pouco espessos recobrindo a crosta oceânica;
Crosta oceânica mais velha é Triássica;
Simetria de idades da crosta oceânica a partir da cordilheira
Mesoceânica;
Idade das ilhas vulcânicas do Pacífico.
Os estudos do paleomagnetismo nas rochas basálticas que constituem a crosta
oceânica indicam que o polo magnético da Terra tem mudado de posição em relação aos
continentes durante a história geológica.
6.2 Falhas e Dobras
O movimento contínuo das placas da crosta terrestre pode comprimir, esticar ou
quebrar os estratos rochosos, deformando-os e produzindo falhas e dobras. Uma falha é uma
fratura numa rocha, ao longo da qual ocorre deslocamento de um lado em relação ao outro. O
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movimento pode ser vertical, horizontal ou oblíquo (vertical e horizontal). Estas evidências de
tectonismo podem ser claramente observadas nas rochas metamórficas que constituem grande
parte do estado do Rio de Janeiro.
As falhas ocorrem quando as rochas duras e rígidas, que tendem a quebrar-se e não a
dobrar-se. As menores falhas ocorrem em cristais minerais individuais e são de tamanho
microscópico, enquanto a maior delas - o Great Rift Valley (a Grande Fossa), na África - tem
mais de 9 mil km de comprimento. O movimento ao longo das falhas geralmente causa
terremotos, o exemplo típico deste movimento é a falha de Santo André, Califórnia - EUA.
Dobra é a curvatura de uma camada rochosa causada por compressão, podem variar
em tamanho, de uns poucos milímetros de comprimento às cadeias montanhosas dobradas
com centenas de quilômetros de extensão. Além de falhas e dobras, outros aspectos
associados com deformações das rochas são os boudins, os mullions e fraturas escalonadas
(en échelon).
Figura 22: Dobras.
6.3. Origem das Montanhas
Os processos envolvidos na formação das montanhas - a orogênese - ocorrem como
resultado do movimento das placas crustais. Há três tipos principais de montanhas: as de
origem vulcânica, as montanhas de dobramento e as montanhas por falhamento ou de blocos.
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A maioria das montanhas vulcânicas forma-se ao longo dos limites das placas, onde estas
aproximam ou se separam, e a lava e os detritos são ejetados em direção à superfície terrestre.
A acumulação de lava e material piroclástico pode formar uma montanha em torno da
chaminé de um vulcão.
As montanhas por dobramento se formam onde as placas se encontram e provocam o
dobramento e o soerguimento das rochas. Onde a crosta oceânica se encontra com a crosta
continental menos densa, a crosta oceânica é empurrada sob a crosta continental. A crosta
continental é então dobrada pelo impacto e se formam montanhas de dobramento, como os
Apalaches na América do Norte. As cadeias dobradas formam-se também quando se
encontram duas áreas de crosta continental. O Himalaia, por exemplo, começou a formar-se
quando a Índia colidiu com a Ásia, dobrando os sedimentos e parte da crosta oceânica entre as
duas placas.
As montanhas por falhamento de blocos formam-se quando um bloco de rocha é
soerguido entre duas falhas como resultado de compressão ou tensão na crosta terrestre. Com
frequência, o movimento ao longo das falhas ocorre gradualmente durante milhões de anos.
Contudo, duas placas podem deslizar bruscamente ao longo de uma linha de falha - a falha de
Santo André, por exemplo, provocando terremotos.
O tectonismo abrange dois tipos diferentes de movimentos: orogênese e epirogênese.
Orogêneses são os processos de formação de grandes cadeias de montanhas, em
áreas compressivas (choque de placas) entre crosta continental/crosta continental ou crosta
continental/crosta oceânica. Trata-se de deformações relativamente rápidas da crosta terrestre,
geradas pela acomodação de placas tectônicas. São associadas a essas áreas: dobras, falhas
inversas, vulcanismos, plutonismos, sismos etc.
Epirogênese são processos de grande amplitude que afetam por igual extensas áreas
continentais, podendo formar grandes arqueamentos, provocando elevações de certas áreas e
depressões de outras. Os movimentos são lentos e predominantemente na vertical.
"Rift" é processo de rompimento de antigos continentes, instalando novas áreas
oceânicas: cordilheira Mesoceânica (crosta oceânica) e áreas distensivas (divergência de
placas) dentro de crosta continental ou de crosta oceânica.
Pangea - Antigo supercontinente, reunido no final do Carbonífero, composto pelo
Gondwana e de outras massas continentais, que se desmembrou a partir do final do Triássico.
Da massa oceânica circundante (Pantalassa) originaram-se os atuais oceanos Pacífico e
Ártico, por contração, e o Atlântico Norte, pela separação entre a América do Norte,
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Gondwana e Eurásia, a partir do Jurássico. Uma menor massa marinha, o mar de Tétis,
dispunha-se, semicerrado, a Leste do Pangea (a partir do qual originou-se, por compressão, o
mar Mediterrâneo).
Gondwana - Antigo continente, reunido no final do Proterozóico, composto pelas
atuais América do Sul, África, Índia, Madagascar, Austrália e Antártica, que se desmembrou a
partir do Cretáceo, originado os atuais continentes e os oceanos Índico, Antártico e Atlântico
Sul (Figura 21).
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Hino Nacional
Hino do Estado do Ceará
Ouviram do Ipiranga as margens plácidas
De um povo heróico o brado retumbante,
E o sol da liberdade, em raios fúlgidos,
Brilhou no céu da pátria nesse instante.
Poesia de Thomaz Lopes
Música de Alberto Nepomuceno
Terra do sol, do amor, terra da luz!
Soa o clarim que tua glória conta!
Terra, o teu nome a fama aos céus remonta
Em clarão que seduz!
Nome que brilha esplêndido luzeiro
Nos fulvos braços de ouro do cruzeiro!
Se o penhor dessa igualdade
Conseguimos conquistar com braço forte,
Em teu seio, ó liberdade,
Desafia o nosso peito a própria morte!
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, um sonho intenso, um raio vívido
De amor e de esperança à terra desce,
Se em teu formoso céu, risonho e límpido,
A imagem do Cruzeiro resplandece.
Gigante pela própria natureza,
És belo, és forte, impávido colosso,
E o teu futuro espelha essa grandeza.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada,Brasil!
Deitado eternamente em berço esplêndido,
Ao som do mar e à luz do céu profundo,
Fulguras, ó Brasil, florão da América,
Iluminado ao sol do Novo Mundo!
Do que a terra, mais garrida,
Teus risonhos, lindos campos têm mais flores;
"Nossos bosques têm mais vida",
"Nossa vida" no teu seio "mais amores."
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, de amor eterno seja símbolo
O lábaro que ostentas estrelado,
E diga o verde-louro dessa flâmula
- "Paz no futuro e glória no passado."
Mas, se ergues da justiça a clava forte,
Verás que um filho teu não foge à luta,
Nem teme, quem te adora, a própria morte.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada, Brasil!
Mudem-se em flor as pedras dos caminhos!
Chuvas de prata rolem das estrelas...
E despertando, deslumbrada, ao vê-las
Ressoa a voz dos ninhos...
Há de florar nas rosas e nos cravos
Rubros o sangue ardente dos escravos.
Seja teu verbo a voz do coração,
Verbo de paz e amor do Sul ao Norte!
Ruja teu peito em luta contra a morte,
Acordando a amplidão.
Peito que deu alívio a quem sofria
E foi o sol iluminando o dia!
Tua jangada afoita enfune o pano!
Vento feliz conduza a vela ousada!
Que importa que no seu barco seja um nada
Na vastidão do oceano,
Se à proa vão heróis e marinheiros
E vão no peito corações guerreiros?
Se, nós te amamos, em aventuras e mágoas!
Porque esse chão que embebe a água dos rios
Há de florar em meses, nos estios
E bosques, pelas águas!
Selvas e rios, serras e florestas
Brotem no solo em rumorosas festas!
Abra-se ao vento o teu pendão natal
Sobre as revoltas águas dos teus mares!
E desfraldado diga aos céus e aos mares
A vitória imortal!
Que foi de sangue, em guerras leais e francas,
E foi na paz da cor das hóstias brancas!