Intemperismo, rochas e ciclo do carbono

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1 GIFT Geophysical Information for Teachers: Training Workshop for Teachers IG-Unicamp Intemperismo, rochas e ciclo do carbono Celso Dal Ré Carneiro Depto. Geociências Aplicadas ao Ensino Instituto de Geociências, Unicamp Universidade Estadual de Campinas 1

2 2 Objetivos da apresentação Revisar conceitos sobre intemperismo Integrar informações interdisciplinares Analisar relações entre ciclo das rochas, distribuição... e concentrações de carbono na Terra IG-Unicamp

3 3 Bibliografia Lovelock, J.E Gaia: a new look at life on Earth. Oxford: Oxford Univ. Press. 157p. Press F., Siever, R., Grotzinger J., Jordan, T.H. Para entender a Terra. 4 ed. Trad. R. Menegat, P.C.D. Fernandes, L.A.D. Fernandes, C.C. Porcher. Porto Alegre: Bookman p. Tardy, I. Geoquímica global: oscilações climáticas e evolução de meio ambiente desde quatro milhões de anos. Rev. Estudos Avançados, USP. 11(30): Teixeira, W.; Toledo, M.C.M.de; Fairchild, T.R.; Taioli, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Ofic. Textos p. IG-Unicamp

4 4 Crédito das imagens module07swf.sw Press F., Siever, R., Grotzinger J., Jordan, T.H. Para entender a Terra. 4 ed. Trad. R. Menegat, P.C.D. Fernandes, L.A.D. Fernandes, C.C. Porcher. Porto Alegre: Bookman p. Teixeira, W.; Toledo, M.C.M.de; Fairchild, T.R.; Taioli, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Ofic. Textos p. IG-Unicamp

5 5 Agentes que modelam a paisagem... e a vida humana Denudação Terrestre = Intemperismo + Erosão Tipos de Intemperismo Físico Químico Biológico Principais tipos de Erosão Fluvial Eólica Marinha Glacial IG-Unicamp

6 6 Agentes de Intemperismo Intemperismo: Conjunto de mecanismos que modificam as propriedades físicas e químicas das rochas Interação de fenômenos Atuação lenta e prolongada IG-Unicamp

7 EarthEnvironmentalSciences/Educational%20Materials/Documents/elearning/module07swf.swf

8 8 Tipos de Intemperismo O intemperismo divide-se em: Físico: modifica principalmente a morfologia, resistência e textura das rochas Químico: modifica a composição e a estrutura química das rochas Biológico: a ação de seres vivos modifica a composição e a estrutura química das rochas IG-Unicamp

9 Ação do calor do Sol - 1

10 Ação do calor do Sol - 2

11 Intemperismo Físico Processos mecânicos Pressão de expansão Crescimento de cristais em poros e fraturas Congelamento de água: aumento de 9% volume Sais: cristalização causa expansão Esfoliação esferoidal Condutividade térmica das rochas Insolação em regiões desérticas e áridas Variações dia X noite Fraturas de alívio Propriedades elásticas das rochas (+ ação da água) P1 P2

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13 IG-Unicamp 13

14 Intemperismo Químico ÁGUA Provoca arranjos,em busca de um novo equilíbrio ROCHA REAÇÕES 1 Dissolução Oxidação/redução Hidratação/hidrólise Quelação (complexos) Carbonatação 1 RESÍDUO SOLUTO Removido SOLO 2 Novas substâncias, arranjos cristalinos e composições 2

15 15 Partículas minerais sofrem: Redução de tamanho Mudanças de composição Cubos unitários ===> partículas Partículas menores: Aceleram as transformações Maior superfície específica facilita reações químicas IG-Unicamp

16 Fig. 7.5

17 Fragmentos Superfície específica total (m 2 ) 24

18 Superfície específica subdivisões de um cubo Superfície de 6 quadrados unitários Cubo original 12 quadrados unitários 24 quadrados unitários 8 cubos 64 cubos

19 Ataques químicos a partículas Duas faces Três faces Uma face

20 Fases presentes no solo Íons, colóides e gases são dissolvidos e transportados em solução Água capilar Gases Água adsorvida

21 21 Atração eletrostática IG-Unicamp

22 Ácidos fracos

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24 Intemperismo e minerais Solubilizados Minerais originais Resíduos Minerais de alteração Neoformados Transformados Resistatos

25 25 Produtos de Intemperismo Solos Depósitos lateríticos Minerais primários Preservação Concentram-se por acumulação. Ex.: Óxidos de Fe Destruição Formam-se minerais secundários. Ex. Bauxita IG-Unicamp

26 Perfis de solo em vários locais Rocha A1 A2 Ba A1 A1 B B3 C C C

27 Horizontes de solo Horizonte Nome A superior Solo orgânico B inferior Solo superficial superior Solo de alteração C inferior Rocha alterada Rocha inalterada

28 Composição do solo % % % Fase sólida Minerais e matéria orgânica Minerais alterados Argilominerais Quartzo (SiO2) Fase líquida Água Íons e colóides dissolvidos Ácidos dissolvidos Fase gasosa Oxigênio Gás Carbônico (3 a 27%) Nitrogênio

29 Formação de perfil de solo 1 rocha exposta 2 formação horizonte C 3 formação horizonte B 4 formação horizonte A (húmus)

30 Ação combinada do intemperismo e erosão

31 31 Intemperismo e clima global Dissolução Quebra completa de minerais Íons em solução Exemplo: NaCl (halita), sem importância geológica Calcita (calcário) = CaCO 3 CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca HCO 3 Silicatos dissolvem-se muito lentamente IG-Unicamp

32 Intemperismo e ciclo do carbono Região de Analândia (SP)

33 Circulação do Carbono ATMOSFERA Perdas por vulcanismo, respiração e queima Fixação pelo intemperismo de rochas e formação de carbonatos CO 2 CO 2 CONTINENTES E OCEANOS

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35 Queimadas...

36 A humanidade e o fogo Stephen Pyne A Terra é um planeta de fogo A humanidade é uma criatura de fogo Stephen J. Pyne Fire: a brief history Jeremy Mills Publ. 204 p. ISBN ,

37 37 Erosão: fonte de oxigênio Reação fundamental H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2 Esquerda para a direita ( ) Fotossíntese produz matéria orgânica e O 2 Direita para a esquerda ( ) Oxidação ou mineralização de matéria fóssil Matéria orgânica é destruída... EFEITO ESTUFA IG-Unicamp

38 38 Ciclo do carbono inorgânico Reação fundamental CH 2 O + O 2 + CaSiO 3 = CaCO 3 + SiO 2 + H 2 O depósitos de carbonatos e sílica sedimentar gás carbônico fixado em matéria orgânica nova Matéria orgânica Fonte ou fixadora de carbono orgânico Carbonato de cálcio Fonte ou fixador de carbono mineral IG-Unicamp

39 IG-Unicamp 39

40 40 Processos cíclicos IG-Unicamp

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42 GIFT Geophysical Information for Teachers: Training Workshop for Teachers 42 Conclusões Ciclo das rochas Determina o ciclo do carbono atmosférico Parte essencial de transformações na Terra Mudanças: examinadas em longo prazo Últimos 100 anos Variações de CO 2 atmosférico, calor e umidade podem ser, em grande parte, naturais... IG-Unicamp

43 The Meeting of the Americas 8 to 12 August 2010, Foz do Iguaçu, Brasil 43 GIFT Geophysical Information for Teachers: Training Workshop for Teachers IG-Unicamp Obrigado pela atenção!