Origem e Formação dos Solos

Transcrição

1 Origem e Formação dos Solos Disciplina: Mecânica dos Solos Professor: Marcel Sena Campos senagel@gmail.com Várzea Grande - MT 2014

2 Ciclo das rochas e Origem dos Solos

3 Rochas Ígneas Rochas formadas pela solidificação do magma fundido e expelido do fundo do manto terrestre. Tipos: Intrusivos: Granito, Gabro, Diorita, Sienita, Periedotito, etc. Extrusivos: Riolito, Basalto, Andesita, Tranquito, etc.

4

5 Rochas Sedimentares Rocha resultante da consolidação de fragmentos soltos provenientes de rochas previamente existentes e acumuladas em camadas. (clástica). Ou uma rocha formada pela precipitação de minerais a partir de solução tanto por processos orgânicos como inorgânicos.

6 Rochas metamórficas Rochas metamórficas são formadas por transformações físicas ou químicas sofridas por outras rochas, sem que estas sofram fusão. As rochas metamórficas são o produto da transformação de qualquer tipo de rocha levada a um ambiente onde às condições físicas (pressão, temperatura) são muito distintas daquelas onde a rocha se formou

7 Solos - Diferentes Visões Língua portuguesa: Chão ( do latim solum ); Agricultura: sustentação das raízes; Geologia: sobrejacente a rocha; Engenharia civil: aglomerados usado como material na construção civil e como suporte.

8 O que é solo? Material inconsolidado, que recobrem a superfície terrestre emersa, entre a litosfera e a atmosfera originados a partir da decomposição das rochas pela ação de agentes de intemperismo Os solos são constituídos de três fases : sólida (minerais e matéria orgânica), líquida (solução no solo) e gasosa (ar).

9

10 Engenharia rodoviária Material orgânico ou inorgânico que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras etc, sem o uso de explosivos

11 Intemperismo É o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra. Os produtos do intemperismo : rocha alterada (saprolito) e solo Pedogênese: processo de formação dos solos ROCHA----INTEMPERISMO----REGOLITO----SAPROLITO BIOTA----MAT. ORGÂNICA----DECOMPOSIÇÃO----HUMUS SOLO

12 Produtos residuais do Intemperismo A ação dos processos de intemperismo físico e químico produz alterações de caráter granulométrico (diminuição do tamanho das partículas) e de caráter composicional (destruição de espécies minerais e aparecimento de outras). Quando a rocha foi totalmente modificada e o produto residual que se observa já pode receber a denominação solo. Porém, quando estes produtos residuais do intemperismo permanecem no local onde os processos se deram eles são denominados solos, quando os materiais são resíduos e transportados para outro local eles são designados sedimentos.

13 Como se originam os solos: Intemperismo Físico e Químico + Processos Pedogenéticos Diferenciação dos Horizontes Ação Climática e Biológica Incorporação da matéria orgânica; movimentos da matéria mineral e orgânica

14

15 Origem do Solo

16 Clima Alteração física e química dos minerais do substrato; Influência indireta pela vegetação; Aumento da velocidade das reações com o aumento da temperatura; Interferência da produção e acumulação de matéria orgânica Importância da água: reação química transporte de solução no interior do solo remoção de elementos solúveis acumulação de elementos solúveis.

17 Materiais de origem Rochas ricas em sílica: arenosos; Rochas ricas em ferro-magnesianos e feldspatos: argilosos; Silício e alumínio: formação de argilominerais; Micas potássicas: argilas tipo ilitas; Minerais ricos em cálcio e magnésio: argilas tipo esmectita; Ferro e manganês: processo de oxirredução influenciando na coloração do solo; Rochas pobres em bases: solos com Ph ácido (lateríticos).

18 Relevo RELEVO SUAVE E TERRENO PERMEÁVEL: Predomínio da infiltração em relação ao escoamento Processos intensos de alteração e lixiviação Pequena perda por erosão Solos profundos e lixiviados (latossolos)ferro e manganês: processo de oxirredução influenciando na coloração do solo; RELEVO SUAVE E TERRENO POUCO PERMEÁVEL Baixa infiltração Saturação do solo no período e chuva Solos hidromórfico ou solos salinos.

19 Relevo RELEVO MUITO MOVIMENTADO COM TOPOGRAFIA DECLIVOSA Baixa infiltração e alto escoamento Intensos processos erosivos Solos pouco profundos (Litólicos);

20 Organismo vivos VEGETAIS DE RAÍZES PROFUNDAS E SERES VIVOS NO INTERIOR DO SOLO: Desenvolvimento da porosidade; Estruturação do solo pela matéria orgânica; Estabilidade do solo; Aumento da permeabilidade

21 Influência do fator tempo Dependência dos demais fatores; Processos de alteração e de lixiviação ocorrem com maior rapidez em rochas permeáveis ricas em minerais facilmente intemperizáveis pela Água; Superfície topográficas mais antigas de uma mesma região não apresentam, necessariamente, solos mais evoluídos ou mais espessos; Necessário relacionar a idade do solo com a velocidade de Pedogênese.

22 Composição química e mineralógica Solo: Os minerais encontrados nos solos são os mesmos das rochas de origem (minerais primários), além de outros que se formam na decomposição (minerais secundários). Quanto a composição química dos principais minerais componentes dos solos grossos são eles: Silicatos feldespato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco; óxidos hematita, magnetita, limonita; carbonatos calcita, dolomita; sulfatos gesso, anidrita.

23

24 Argilominerais (minerais argílicos) As argilas são constituídas de pequeníssimos minerais cristalinos, chamados minerais argílicos, dentre os quais distinguem-se três grupos principais: caolinitas, montmotilonitas e ilitas. Caolinita = estável Montmorilonitas = expansíveis Ilitas = pouco expansíveis

25 Reações Químicas DISSOLUÇÃO: solubilização de minerais em contato com a água: Ex: (dissolução da calcita); HIDRÓLISE: moléculas de H 2 O se dividem em íons de H + e (OH - ), reagindo com minerais fazendo-os liberar mais cátions (Ca ++, Mg ++, K +, Si(OH) 2...intensificado pelo acido carbônico. OXIDAÇÃO: Reação O 2 dissolvido na água. Fe +2 combina com O e forma o Fe +3. REDUÇÃO: Redução do Fe +3 para Fe +2 dissolvido na água (Mn, etc...)

26 Hidrólise

27

28

29 Tipos de Solos RESIDUAIS OU AUTÓCTONES : Provenientes da decomposição e degradação de rocha subjacente. Também chamados de in situ. TRANSPORTADOS: Formados a partir da erosão, transporte e deposição de solos pré existentes.

30 Solos Residuais São os que permanecem no local da rocha de origem, observando-se uma gradual transição do solo até a rocha. Tipos de solos residuais: SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se macroscopicamente homogêneo. Também chamado de solo superficial e solo residual maduro. SOLO DE ALTERAÇÃO: Se apresenta heterogêneo devido à presença das estruturas das rochas originais. Também chamado de saprolito ou solo residual jovem.

31

32 Sucessão de horizontes e/ou camadas diferenciados por características morfológicas, físicas, químicas e biológicas.

33 Dentre os solos residuais merecem destaques os solos lateríticos, os expansivos (como o massapê da Bahia e o solo da Baixada Cuiabana) e os porosos(ex.: solos de Brasília) também conhecidos como solos colapsíveis.

34 Solos Transportados (alotóctones) ALUVIÃO: é constituído por material erodido, retrabalhado e transportados pelos cursos d' água e depositados nos seus leitos e margens, ou ainda em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre associados à ambientes fluviais. COLUVIÃO: é constituído por depósitos de material solto, encontrados no sopé de encostas e que foram transportados pela ação da gravidade ou, simplesmente, material decomposto, transportado por gravidade. TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença ou predominância de blocos de rocha, resultando em solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de encostas de forte declividade ou, então, ao pé de escarpas rochosas

35

36 Importância para a Engenharia Com relação à mineralogia das frações de granulometria mais grosseira do solo pode-se dizer que sua maior importância está no fato de constituírem importantes matérias de construção. Já as frações mais finas (a fração argila principalmente), devido á presença de argilominerais necessitam de uma atenção especial. Estes compostos (argilominerais) apresentam propriedades de expansão quando em contato com a água.

37

38 Questionário (AI-2) 1. O que é o solo? Quais são os 5 fatores no processo de formação dos solos? 2. Desenhe um perfil de solo caracterizando os horizontes O,A,E,B,C e R. 3. Como se formam os solos residuais ou in situ? O que é um solo eluvial e um solo de alteração? 4. Como são formados os solos transportados? Explique as diferenças entre os depósitos de aluvião, coluvião e tálus. 5. Qual a importância dos solos para engenharia civil? E por que é importante sua conservação?