07 GEO Intemperismo

Intemperismo: formação do solo

Intemperismo são transformações físicas e/ou químicas sofridaspelas rochas na superfíce da Terra, devido à interação entre litosfera, atmosfera, hidrosfera e biosfera, formando o solo.

Intemperismo físicodesagregação física

Intemperismo químicoalteração química

Intemperismo físico

Intemperismo físico: desagregação física da rocha.

•Variação diária e sazonal de temperatura e umidadeexpandem / contraem maciço rochoso. Ex.: abertura de descontinuidades: esfoliação de folhelho (empastilhamento).

•Abrasão pela ação dos ventos e geleiras.

•Cristalização de sais (cloretos, sulfatos, carbonatos) ede gelo em descontinuidades: fraturas, juntas.

•Juntas de alívio paralelas à superfície do terreno formadas por alívio de tensão: desconfinamento do maciço rochoso. Ex.: esfoliação esferoidal de granitos.

Intemperismo físico-biológico: ação mecânica de organismos. Ex.: crescimento de raízes.

Intemperismo químico: alteração química da rocha.

Principal agente

Sol. de alteração: água da chuva pouco ácida: reação com CO2 da atmosfera.H2O + CO2 H2CO3 (ácido carbônico) H1+ + HC03

1- (bicarbonato).

Reação de intemperismo

mineral primário + solução de alteração min. neoformado + solução de lixiviaçãoROCHA SÃ SOLO FASE SOLÚVEL

Mineral neoformado

Mineral cristalizado no processo de formação do solo: óxidos e hidróxidos de Fe (goethita) Al (gibbsita), argilominerais do grupo da caulinita e esmectita.

Solução de lixiviação

Solução que drena o manto de alteração (solo), transportando cátions e ânions dissolvidos: bases (K1+, Na1+, Ca2+, Mg2+) e sílica em menor proporção.

Intemperismo químico

• Hidratação Desidratação: Moléculas de água entram / saem de minerais.Fe2O3 (hematita) + H2O FeOOH (goethita)

• Dissolução: Solubilização completa do mineral.NaCl (halita) Na1+ + Cl1-

• Hidrólise: Ion H1+ e OH1-, pela ionização da água, substituem ions (K1+, Na1+,Ca2+, Mg2+) de minerais primários da rocha, modificando a composição químicae estrutura cristalina de minerais primários.

• Oxidação Redução: Fe2+ (solúvel) + O2 Fe3+ (oxi-hidróxidos insolúveis).

• Acidólise: pH < 5 em climas frios, com lenta degradação da matéria orgânica.

Reações de intemperismo

Dissolução de carbonatos

Hidrólise

Hidrólise de feldspato potássico em presença de água e ácido carbônicoMineral neoformado: caulinita. Lixiviação: K totalmente, sílica parcilamente.

2KAlSi3O8 + 11 H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K1+ + 2OH1-

K-feldspato + solução de alteração → Caulinita + solução de lixiviação

2KAlSi3O8 + 11 H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K1+ + 2OH1-

caulinita2,3KAlSi3O8 + 8,4 H2O → Al0,3Si3.7O10Al2(OH)2K0.3 + 3,2H4SiO4 + 2K1+ + 2OH1-

esmectitaKAlSi3O8 + 8H2O → Al(OH)3 + 3H4SiO4 + K1+ + OH1-

gibbsita9KAlSi3O8 + 32H1+ → 3Al0,5 Si3.5O10Al2(OH)2 + 6,5H4SiO4 + 9K1++ 1,5Al3+

esmectita aluminosaKAlSi3O8 + 4H1+ + 4H2O → -ooo- 3H4SiO4 + K1+ + Al3+

K-feldspato + solução de alteração → mineral neoformado + solução de lixiviação

Hidrólise

Filossilicatos (phyllon - folha): micas e argilominerais (silicatos hidratados de Al)Argilominerais: caulinita (Si : Al = 1:1), montmorilonita (Si : Al = 2:1)

Cada folha de caulinita = uma lamina de siloxana + uma lamina de gibbsita.

Cada folha de montmorilonita = duas laminas de siloxana + uma lamina de gibbsita.

FILOSSILICATOS

Argilomineral

feldspato

Oxidação

Fe2+ de minerais ferromagnesianos: olivina, anfibólios, piroxênios, biotita dissolvidos, oxidados Fe3+ e precipitados como goethita (óxi-hidróxido de ferro).

2FeSiO3 + ½O2 + 5H2O 2FeO(OH) + 2H4SiO4PIROXÊNIO (Fe 2+) GOETHITA (Fe 3+)

Oxidação do Fe 2+

2FeO + ½O2 Fe2O3(Fe 2+) HEMATITA (Fe 3+)

Hidratação da hematita

Fe2O3 + H2O FeO(OH)HEMATITA (Fe 3+) GOETHITA (Fe 3+)

Hematita (óxido de Fe3+) e goethita (óxi-hidróxido de Fe3+) neoformada conferem aos solos cores avermelhadas e amareladas, respectivamente.

Fatores do intemperismo

• Clima: pluviosidade, temperatura

• Material de origem: minerais primários da rocha

• Relevo: infiltração e drenagem do solo

• Organismos: flora, fauna

• Tempo: maturidade do solo

Manto de alteração profundo ocorre em regiões com clima tropical, úmido.

Clima

O clima de uma região, pluviosidade e temperatura, condiciona o tipo de intemperismo (físico/químico) e a velocidade do intemperismo.

Pluviosadade

Maior precipitação pluviométrica e freqüência das chuvas, mais completas as reações de intemperismo, maior a produção de argilominerais.

Clima

O clima de uma região, pluviosidade e temperatura, condiciona o tipo de intemperismo (físico/químico) e a velocidade do intemperismo.

Temperatura

Maior temperatura, maior a velocidade das reações químicas, maior a evapotranspiração. Aumento de 10o C na temperatura, aumento de 2 a 3 vezes na velocidade das reações de intemperismo.

Intemperismo químico émais pronunciado nos trópicos e menos pronunciado em regiões polares e desérticas.

Relevo

Relevo e cobertura vegetal influem na velocidade do escoamento superficial das águas das chuvas, controlando o volume de água infiltrado no solo. Influem também na distribuição de calor do sol e intensidade de erosão.

Reações de intemperismo químico são mais intensas em relevos com boa infiltração de água no solo e boa drenagem da solução de lixiviação.

Em encostas íngremes, águas das chuvas escoam rapidamente na superfície, ocorrendo manto de alteração raso.

O inverso ocorre em planaltos com encostas suaves.

Organismos e tempoAtividade microbiana decompõe matéria orgânica, forma húmus, aumenta permeabilidade, porosidade e retenção da água no solo.

Concentração de C02 no solo pela decomposição de matéria orgânica é até 100 vezes maior que da atmosfera, diminuindo pH da água infiltrada: acidificando-a.

Tempo para alterar uma rocha depende do tipo de minerais primários da rocha, clima, relevo e organismos.

Solos jovens são rasos e menos espessos que solos maduros, os quais apresentam horizontes bem diferenciados. Tempo de maturação é variável.

Ucrânia (calcário): ≈ 1,2 mm/anoEscandinavia (clima frio): ≈ alguns mm/10.000 anosIndonésia (clima tropical/cinzas vulcânicas): ≈ 7,7 mm/ano

Maturação do solo no decorrer do tempo depende do clima, material de origem, relevo e organismos.

Acidez do solo

Fase líquida do solo é uma solução com determinado pH: concentração de hidrogênio iônico (H1+).

Agressividade do solo obtida com medidas de resistividade elétrica do terreno (ohm.m).

Corrosão do aço (mm/ano): efeito da acidez do solo.

não corrosivo-o-> 150

baixo< 0,0560 -150

médio0.2 – 0.0510 - 60

alto1 – 0.2< 10

GrauCorrosão do aço

mm/anoResistividade

Ohm.m

Aço de tubulações, estruturas metálicas, tirantes, chumbadores e de concreto armado no interior do solo podem sofrer corrosão: efeito da acidez da fase líquida do solo, especialmente em áreas de folhelhos, argilitos, siltitos, carvão mineral e de aluviões com matéria orgânica.

1) O que é intemperismo físico?

2) Quais são os tipos de intemperismo físico? Exemplifique.

3) O que é intemperismo químico e qual é seu principal agente?

4) O que é mineral neoformado? Exemplifique.

5) O que é solução de lixiviação? Exemplifique.

6) Quais são as reações de intemperismo? O que é hidrólise e oxidação?

7) O que é argila 1:1 e argila 2:1? Exemplifique.

8) Por que argila 2:1 é expansiva? Exemplifique.

9) Quais são os fatores do intemperismo?

10) Como o clima, relevo e organismos condicionam o intemperismo?

11) O que é acidez do solo? Como é determinada a agressividade do solo?

Questões