Como as rochas se transformam em solos?

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1 Como as rochas se transformam em solos? Na natureza existe uma tendência ao equilíbrio físico-químico entre as substâncias sólidas, líquidas e gasosas. A maior parte das rochas origina-se em grandes profundidades e sob condições de altas temperaturas, pressão, pouca água e pouco oxigênio. Por isso, quando expostas à atmosfera, elas tornam-se instáveis em razão da mudança dessas condições, provocando o início de várias alterações físicas e químicas. Surgem assim novos minerais estáveis sob novas condições ambientais. Sheila Santos 1

2 Intemperismo dos minerais das rochas e formação dos minerais de argila As reações da água, do oxigênio e do gás carbônico, aditivadas pela energia do calor do sol, fazem o seguinte: as rochas se fragmentam, vários de seu minerais se dissolvem e outros novos são sintetizados. Ao conjunto de fenômenos físicos causados por essas intempéries chamamos de intemperismo. Sheila Santos 2

3 Intemperismo dos minerais das rochas e formação dos minerais de argila O intemperismo é um conjunto de processos físicos e bioquímicos que desgasta a rocha, modificando suas características físicas e químicas, transformando-as em fragmentos pequenos e solubilizando alguns de seus constituintes. Nesses processos, alguns dos elementos dos minerais permanecem como um resíduo alterado, enquanto outros são removidos, transportados principalmente pela água. Sheila Santos 3

4 Intemperismo Físico Age no sentido de desagregar as rochas, alterando o tamanho e o formato dos seus minerais, mas sem afetar suas composições químicas. DEFINIÇÃO: Desintegração de rochas e de partículas de minerais em partículas menores por forças físicas como aquecimento e resfriamento. Sheila Santos 4

5 Intemperismo Físico Preserva as unidades internas dos minerais Diminui o tamanho das partículas Aumenta superfície de contato: Denominação Tamanho (mm) Areia 2 0,05 Silte 0,05 0,002 Argila < 0,002 5

6 Intemperismo Físico ÁGUA Sheila Santos 6

7 O que provoca a fragmentação das rochas? Estresses em pontos naturais: planos de clivagem e planos de fraqueza (fraturas) ativados por atividade biológica e processos químicos. Nas rochas sedimentares, as zonas naturais de fraqueza estão entre camadas formadas por deposições sucessivas. Rochas ígneas são maciças e tendem a se quebrar em fraturas regulares chamadas de juntas, as quais se formam quando as rochas estão muito abaixo da superfície. Quando elas são expostas à atmosfera, ficam livres de ton de peso acima delas, fazendo as juntas se abrirem um pouco. Atividade biológica Muitas vezes, a fenda de uma rocha aumenta por causa das raízes que nela penetram, provocando a rachadura da rocha (tal qual as raízes das árvores fazem com as calçadas. A atividade de organismos também aumenta o intemperismo físico e químico. As bactérias e algas invadem as fendas das rochas, produzindo microfraturas. Sheila Santos 7

8 Intemperismo Químico Modifica grandemente a composição química das rochas. DEFINIÇÃO: Alteração de rochas e minerais em razão da presença de água e outros componentes na solução do solo ou de mudanças no potencial de oxirredução. Sheila Santos 8

9 Intemperismo Químico O intemperismo químico é provocado principalmente pela ação da água e das substâncias nela dissolvidas (ácido carbônico, oxigênio e compostos orgânicos que ajudam a decompor os minerais, transformando os menos resistentes em sais solúveis e em novos minerais ou neominerais. Alguns minerais primários são mais facilmente decompostos e solubilizados pela água, ao passo que outros são praticamente insolúveis. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - HCO 3 - H + + CO 3 2- Em um grande período de tempo e em condições de calor e chuva abundantes, a maior parte dos minerais primários se intemperiza, deixando um resíduo rico apenas em minerais muitíssimo resistentes. Sheila Santos 9

10 Intemperismo Químico Série de Bowen vs Série de Goldich Olivina Plagioclásio cálcico Piroxênio Anfibólio Plagioclásio alcalino-cálcico Plagioclásio cálcico-alcalino Biotita Plagioclásio alcalino (sódico) Feldspato potássico Muscovita Quartzo Sheila Santos 10

11 Reações do Intemperismo Químico DISSOLUÇÃO Os minerais se desfazem ou se dissociam na água: os íons antes organizados em cristais sólidos se desorganizam quando em contato direto com a água para formar uma solução salina aquosa. Um exemplo é a dissolução da halita (NaCl) que, em contato com a água, se dissocia nos cátions de sódio (Na + ) e ânions de cloro (Cl - ). CaCO 3 + H 2 O Ca 2+ + HCO 3- + H + NaCl + H 2 O Na + + Cl - Sheila Santos 11

12 HIDRÓLISE Reações do Intemperismo Químico Sheila Santos 12

13 OXIDAÇÃO Reações do Intemperismo Químico Sheila Santos 13

14 Intemperismo Porque algumas rochas se intemperizam mais rápida e profundamente que outras? 1. Material de origem 2. Clima 3. Relevo 4. Organismos 5. Tempo Sheila Santos 14

15 Intemperismo Modelos de formação dos argilominerais Bissialitização Albita Beidelita 23 NaAlSi 3 O H H 2 O 10 Na 0,3 Al 2 (Si 3,7 Al 0,3 )O 10 (OH) H 4 SiO Na + Sheila Santos 15

16 Intemperismo Modelos de formação dos argilominerais Monossialitização Albita Caulinita 2 NaAlSi 3 O H H 2 O Al 2 Si 2 O 5 (OH) H 4 SiO Na + Sheila Santos 16

17 Intemperismo Modelos de formação dos argilominerais Alitização Albita Gibbsita NaAlSi 3 O 8 + H H 2 O Al(OH) H 4 SiO 4 + Na + Sheila Santos 17

18 Intemperismo Influência do relevo na formação dos argilominerais Sheila Santos 18

19 Intemperismo Influência da precipitação na formação dos argilominerais Sheila Santos 19

20 Intemperismo Os produtos do intemperismo SOLOS Sheila Santos 20