INTEMPERISMO & FORMAÇÃO DE SOLOS. Prof. Leandro T. Sabagh Elementos de Ecologia 2017/2

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1 INTEMPERISMO & FORMAÇÃO DE SOLOS Prof. Leandro T. Sabagh Elementos de Ecologia 2017/2

2 Estrutura da aula: Definições; Tipos de intemperismo; Fatores que afetam intemperismo; Características do solo; Práticas Pedagógicas; Prática no laboratório.

3 Objetivos: 1. Entender e diferenciar os conceitos de solo, pedogênese, intemperismo e erosão; 2. Diferenciar o conceito e os processos entre os dois tipo de intemperismo; 3. Identificar os fatores que influenciam e como influenciam o intemperismo;

4 Todas as rochas da Terra vêm sofrendo a ação dos agentes de intemperismo há bilhões de anos

5 O que é Intemperismo? Conjunto de alterações físicas (desagregação) e químicas (decomposição*) que as rochas sofrem quando ficam expostas na superfície da Terra. Dois tipos: (i) Intemperismo Físico (ii) Intemperismo Químico Os produtos do intemperismo estão sujeitos a outros processos, como erosão/transporte e sedimentação Produtos: todas as areias; todas as argilas; todos os solos; substâncias dissolvidas e carregadas pelos rios e oceanos.

6 O que é Solo? É um substrato inconsolidado e heterogêneo que cobre a superfície terrestre emersa, entre a litosfera e a atmosfera; É um sistema dinâmico e complexo abrigando diversas formas de vida, ocasionadas por um processo gradual que acompanha as transformações geoambientais; NÃO É tudo aquilo debaixo de nossos pés, é apenas uma fina camada logo abaixo de nossos pés.

7 Influência de 5 Fatores: O que é Pedogênese? É o processo de formação de solos Intemperismo Pedogênese Origem Clima Tempo Topografia Organismos Solo

8 Tipos de Intemperismo FÍSICO QUÍMICO transformações simplesmente mecânicas; presença da água líquida promove reações químicas; Aumento da superfície de contato; Há modificação do material através de reação química. NÃO há modificação do material BIOLÓGICO Quando o agente de modificação é um organismos vivo da biota!!! Exs: bactérias, vegetais e animais

9 Intemperismo Físico: fragmentação mecânica Ocorre por ação de variação de temperatura ciclos gelo/degelo; Umidade; cristalização de sais. Press et al 2006 (Cap.7)

10 Intemperismo Físico: Processo de fragmentação mecânica da rocha: não muda sua composição química

11 Intemperismo Químico: decomposição* com alteração química Processo de decomposição* da rocha com a alteração química dos seus minerais quando reagem com o ar e a água; Nessas reações alguns minerais dissolvem-se; Outros combinam-se com a água e com alguns componentes da atmosfera como o oxigênio ou com o dióxido de carbono, formando novos minerais. Mineral I + solução de alteração Mineral II + solução de lixiviação

12 Feldespato: o mineral mais abundante da crosta da Terra Reação química: Resultado: Press et al 2006 (Cap.7)

13 Intemperismo de Coffea arabica Press et al 2006 (Cap.7)

14 Principais efeitos da decomposição dos silicatos 1) Produz as argilas 2) Lixivia sílica e cátions 3) Libera íons de bicarbonato dissolvidos Reação química: Resultado (1) (2) (3)

15 Intemperismo Biológico (pq não?)

16 Intemperismo Biológico (Barra de Guaicuí - MG)

17 Qual a diferença entre Intemperismo e Erosão? Intemperismo = transforma uma rocha sã (substrato consolidado) em substrato inconsolidado Erosão = Transporta e sedimentação (nas partes mais baixas). Remobilização do material intemperizado.

18 EROSÃO: processo ou conjunto de processos, tais como desgaste e acumulação, que transformam e modelam a superfície terrestre, devido à ação de agentes naturais, como o vento, as chuvas, os rios e os mares, assim como o homem.

19 Fatores que controlam o Intemperismo 1. Material de Origem: natureza dos minerais 2. Clima 3. Topografia (Relevo) 4. Organismos 5. Tempo

20 Material de origem Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo A natureza da rocha matriz controla o intemperismo porque: 1) os minerais alteram-se com taxas diferentes; 2) a estrutura das rochas influencia sua suscetibilidade de fraturar-se e fragmentar-se.

21 Material de origem Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Hematita Piroxênio Halita Press et al 2006 (Cap.7)

22 Clima: variáveis importantes Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Precipitação: intensidade e frequência Temperatura; insolação Pressão atmosférica O tipo climático e suas variações ao longo do tempo são determinantes para a formação dos solos e também para a velocidade do desgaste do material original. Regiões de clima mais quente: processos mais acelerados de formação dos solos, pois o calor acelera as reações químicas.

23 Topografia (Relevo): a dinâmica interna da Terra constrói o relevo, produzindo desníveis na superfície Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo

24 Topografia (Relevo) Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Interfere na distribuição de energia, afetando composição e textura na redistribuição de materiais: Água: escoamento superficial e infiltração (diferentes inclinações) Sedimentos: carreamento e deposição Nutrientes: lixiviação e fixação

25 Topografia (Relevo) Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Intemperismo químico Processos tectônicos e vulcânicos Montanhas Intemperismo físico Depois dos processos tectônicos e vulcânicos formam-se as montanhas, a decomposição química e a fragmentação física juntamente com a chuva, o vento, o gelo e a neve desgastam estas regiões elevadas. DEPÓSITOS

26 Organismos Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo SOLO: fragmentos de rocha, argilominerais formados pela alteração química dos minerais da rocha-mãe e pela matéria orgânica produzida pelos organismos que nele vivem. funciona como um agente geológico que acelera desintegração da rocha; retém água e hospeda organismos gera um ambiente ácido que, com a umidade promove o intemperismo químico, que altera e dissolve os minerais.

27 Organismos Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Mata Atlântica: Chuva intensa, temperatura alta, presença de solo e intensa atividade orgânica Deserto: escassez de água, extremos de temperatura, pouco solo, pouca atividade orgânica

28 Tempo de exposição Material de Origem: Clima Topografia (Relevo) Organismos Tempo Áreas formadas em épocas geológicas mais recentes: menos tempo expostas aos agentes intempéricos; solos jovens e mais rasos, geralmente com menor quantidade de material orgânico. Áreas geologicamente mais antigas podem apresentar solos mais profundos (a depender dos fatores anteriormente citados) e, em muitos casos, mais lavados e alterados quimicamente.

29 Perfil Mata Atlântica: rochas, fragmentos e depósitos QUEBRA, DESMANCHA E FORMA!!!

30 Prática de Campo: conhecendo a estrutura da vegetação, a flora, a serrapilheira e a mesofauna de solo. As vias de ciclagem de maeriais e interação com o riacho.

31 Restinga: fragmentos e depósitos

32 Manguezal: fragmentos e depósitos

33 Pedogênese: processo de formação do solo SOLO Solo camada mais superficial da crosta terrestre, é composto por material inconsolidado, resultante da fragmentação/decomposição de rochas (por processo físicos, químicos e biológicos) associados a ação de seres vivos.

34 Desenvolvimento do perfil do solo SOLO Os organismos vivos atuam de forma contínua sobre o solo, tanto na sua formação quanto na sua transformação, conservando-o, degradando-o ou alterando sua composição físico-química. Nessa categoria, podemos incluir desde os micro-organismos até os seres humanos. - Tempo +

35 O que isso lembra......sucessão Os organismos vivos (comunidade) atuam de forma contínua sobre o solo, tanto na sua formação quanto na sua transformação. - Tempo +

36 Perfil e Horizontes SOLO

37 SOLO

38 Press et al 2006 (Cap.7) Perfil X Clima

39 Organismos :atuam na formação, manutenção e transformação conservam, degradam ou alteram sua composição físico-química de forma contínua. Microorganismos: intemperismo; alteração dos compostos vegetais e mineralógicos do solo (mais férteis ou mais pobres) Decomposição de seres vivos, liberando o húmus Animais: Galerias (tatus, minhocas, cupins, formigas) Plantas: Troca de nutrientes; estabilização de solos; redução da erosão...

40 Plantas Biomassa subterrânea: - estruturam e ancoram os solos íngremes, - distribuem a água para o solo, constitunido caminhos preferenciais de percolação e contribuindo para recarga do lençol freático; - na funcionalidade hidrológica: - heterogeneidade e profundidade das raízes arbóreas x raízes superfícias das gramíneas Biomassa aérea: - troncos, folhas, galhos e folhiço: interceptam, amortecem e redistribuem as aguas das chuvas Folhiço: - distribuição de água: interceptação, redução do escoamento superficial, contenção de sedimentos

41 Homem (sobre aula passada) Impactos rápidos: erosões, desertificações Altera atributos como drenagem, adubação e o uso de herbicidas

42 Solo: propriedades Textura Estrutura Matéria orgânica Capacidade de troca catiônica

43 Textura = proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo.

44 Granulometria e Classificação dos Sedimentos O total de partículas de um solo é igual ao somatório da proporção de areia, silte e argila. A classe textural e o tipo de argila afetam outras propriedades físicas como a drenagem e a retenção de água, a aeração, a quantidade de matéria orgânica e a consistência.

45 Adaptado do Serviço de Solos, USA Sistema de classificação gráfico e funcional para definição das classes de textura dos solos. SOLO

46 Exemplos (observem na saída de campo semana que vem!!!!) SOLO Manguezal: predomínio argila e silte Restinga: predomínio areias Floresta: areias, argilas e matéria orgânica

47 SOLO Estrutura: formação de agregados por forças químicas e físicas O tipo de agregado caracteriza a estrutura do solo A estrutura influencia o movimento de água e dos gases através do solo, a disponibilidade de nutrientes, atividade microbiana, a penetração de raízes, drenagem, entre outros.

48 Porosidade: espaço do solo não ocupado por sólidos e ocupado pela água e ar, determinada pela estrutura. Microporosidade: classe de tamanho que, após ser saturada em água, a retém contra a gravidade; são os responsáveis pela retenção e armazenamento da água no solo. Macroporosidade: ao contrário, após serem saturados em água não a retém, ou são esvaziados pela ação da gravidade; são responsáveis pela aeração e pela maior contribuição na infiltração de água no solo.

49 Matéria Orgânica do solo Componentes de origem de materiais vegetais, animais, fungos, microorganismos incorporados ao solo ou dispostos sobre sua superfície, na forma viva ou nos vários estágios de decomposição.

50 Importância dos solos SOLO Principal substrato utilizado pelas plantas para o seu crescimento (água e nutrientes) e disseminação; Reciclagem e armazenamento de nutrientes e detritos orgânicos; Controle do fluxo da água e ação protetora da qualidade da água subterrânea; Habitat para os organismos do solo.

51 RESUMO: Fatores que controlam o intemperismo e como o controlam Press et al 2006 (Cap.7)

52 Press et al 2006 (Cap.7) RESUMO: Fatores do Intemperismo MAIOR MENOR

53 Sugestão de Visita Local: CCMN - UFRJ

54 REFERÊNCIAS Press, F., Siever, R., Grotzinger, J. e Jordan, T. Para Entender a Terra. Trad. Menegat, Rualdo et al Porto Alegre. Bookman Cap. 7 Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) Serviço Geológico do Brasil

55 Contribuições ao processo ensino/aprendizagem na educação básica Cursos de formação continuada para professores ( ) Desenvolvimento de materiais educativos sobre os ecossistemas costeiros da Mata Atlântica Participação em eventos diversos

56 Caixa de Erosão: modelo

57 Caixa de Erosão: modelo Mata ciliar Escoamento superficial Papel das raízes Cobertura vegetal: o dossel Interação rio-mata Distribuição da água Desmatamento Erosão Assoreamento Desigual distribuição de água secas e cheias Deslizamentos Soterramento de casas O que fazer?

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60 Laboratório de Ecologia de Peixes: um modelo

61 Maquetes

62 Bacia Hidrográfica

63 Bacia Hidrográfica Conceitos e ideias para serem trabalhados: Os pequenos riachos: de onde vem, para onde vão. Pedaços de rocha Sedimentos trajeto Água: sedimentos e distribuição Interface água-terra

64 Prática de AGORA! 1º - Dividir o Diurno em duas turmas Salas: Jardim didático (Diurno A); D-28 (Diurno B); D-16 (Noturno). 2º - Dividir-se em grupos de 3º - Seguir o roteiro e fazer relatório (um por grupo)