Formação das grutas - processos

1. Como se formam as grutas calcárias?
As regiões calcárias podem ter grutas com formações espetaculares resultantes da precipitação do carbonato de cálcio, que é um dos componentes do
calcário. Essas formações são conhecidas por estalactites, se se formam a partir do teto, e estalagmites, se se formam a partir do solo.
A água da chuva fica ligeiramente ácida por dissolver dióxido de carbono do ar, de acordo com a reação:
H2O(l)+CO2(g) → H2CO3 (aq)
Este ácido carbónico reage com o carbonato de cálcio, formando hidrogenocarbonato de cálcio, que fica dissolvido na água.
H2CO3 (aq)+ CaCo3(s) → Ca(HCO3)2(aq)
À medida que esta água vai escorrendo através das grutas, a diminuição de pressão (porque a água evapora) e o aumento da temperatura no interior
da Terra faz ocorrer a reação oposta:
Ca(HCO3)2(aq) →H2O(l)+CO2(g)+CaCO3 (s)
dando origem à formação de um precipitado de carbonato de cálcio.
A acumulação deste precipitado forma assim as estalactites, que se desenvolvem de cima para baixo. Pelas estalactites, vai pingando água saturada de
carbonato de cálcio, e a acumulação dos pingos que caem no chão dá origem às estalagmites.
Por vezes, estas formações encontram-se e dão origem a colunas. Geralmente, as estalagmites são mais largas do que as estalactites e com a
extremidade menos pontiaguda.
O processo de formação destas maravilhas geológicas é muito lento: um depósito com 1 mm de carbonato de cálcio pode demorar cerca de 10 anos a
formar-se.

4. INFLUÊNCIA DO CO2 NA DISSOLUÇÃO DE CALCÁRIOS
É do conhecimento geral que a poluição contribui particularmente para a destruição dos monumentos erigidos com calcários. Mas não só os
monumentos construídos pelo Homem são afetados.
Por exemplo, sabe-se que o excesso sistemático de visitantes numa gruta contribui para a destruição das estruturas aí presentes. Este aspeto
resulta de processos de dissolução – também referida como carbonatação - favorecidos pela presença de ácidos fracos presentes na água da
precipitação e/ou água do solo, sendo o ácido carbónico um dos principais intervenientes. Este forma-se por reação com o dióxido de carbono
gasoso:
CO2(g) + H2O H2CO3(aq) * *em que H2CO3 (aq)* = CO2(aq) + H2CO3
Nas condições ambientais mais frequentes, o ácido carbónico dissocia-se, principalmente, em H+ e HCO3-
H2CO3(aq) -> H+ + HCO3-(aq)
Quando há aumento da temperatura do sistema, há libertação de parte do CO2 em solução, pelo que ocorre a reação inversa, com consequente
aumento do pH. Este aumento favorece a precipitação de carbonato de cálcio e, por inerência, a formação de calcários.
Por outro lado, no contexto do aquecimento global, prevê-se que, caso a temperatura do oceano aumente, este passe de sumidouro de CO2 a um
gigantesco emissor, intensificando ainda mais este fenómeno. Estando os processos enunciados associados à variação da pressão/concentração
do CO2 na água/atmosfera, pretende-se que, mediante experiências simples, os alunos possam prever o comportamento dos sistemas em
consideração no sentido de averiguar se é favorecida ou desfavorecida a formação de calcários.