Geologia / Módulo II e III


Profa. Ana Luisa Vietti Bitencourt
viettib@gmail.com
ana.bitencourt@unifesp.br
Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan



              Para entender a Terra


                         Capítulo 7:
                    Intemperismo e Erosão

                           Capítulo 12:
                       Movimento de Massa


                           Lecture Slides prepared by
Peter Copeland • Bill Dupré,   Adaptado por Ana Luisa Bitencourt

                                          Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Intemperismo

• Transformações          físicas,
  químicas e Biológicas que
  ocorrem    nas     rochas     e
  sedimentos quando expostos
  na atmosfera e biosfera
• Não é o mesmo que Erosão
Terminologia Intemperismo
Bedrock: rocha inalterada
Regolio: constitui uma camada de fragmentos
 de rocha e rocha levemente alterada que
 reveste o Bedrock
Solos: uma camada de mineral alterado,
 usualmente misturado com matéria orgânica.
                                  Solo


    Regolito

                                 Bedrock
Intemperismo
            Fatores de Controle de Ação
                      Variação Sazonal,
    Clima          temperatura, chuvas, calor

Relevo          Disposição das vertentes,
                regime de infiltração

                     Exposição aos
  Tempo
                        agentes

    Biológico            Fauna e Flora

          Material de origem                Rocha
Intemperismo x Erosão
Intemperismo Físico

Físico ou Mecânico       envolve processos
que conduzem à desagregação da rocha.

                     - Variação de temperatura:
                     termoclastia - dilatação de minerais
                     - Cristalização de sais: em poros e
                     fissuras e congelamento (crioclastia)
Principais Agentes
                     - Alívio de pressão: alívio de peso,
                     fendilhamento
                     - Atividades físico-biológicas: ação
                     mecânica das raízes e de organismos
Alternância de calor e frio, em regiões desérticas (fadiga mineral).

                                                  Fig. 7.9
Ação do gelo e degelo, acaba fragmentando as rochas
                                            Fig. 7.12
Zonas Naturais de Fraqueza: juntas e fraturas tectônicas
                                         Fig. 7.10
Fragmentação por esfoliação esferoidal: alívio de pressão
                                           Fig. 7.14
Fig. 7.11
Organismos Vivos nos Solos
Intemperismo Químico
• Principal agente do intemperismo
  químico é a ÁGUA;
• Esse processo ocorre porque os
  minerais     são    formados     em
  profundidade, no interior da Terra e
  , com isso, se tornam instáveis sob
  condições superficiais terrestres;
• Estabilidade é, geralmente, oposta
  a série de reações de Bowen.
INTEMPERISMO QUÍMICO EM SILICATOS


• Quartzo: muito estável
• Feldspatos: formam argilo minerais
• Minerais máficos: decompõem em
  óxidos
Intemperismo Químico em Lápides




                            Fig. 7.1
Fotomicrografia MEV: feldspato corroído pela ação química




                                                  Fig. 7.2
Composto
             por vários
             minerais
   Granito   que se
             decompõe
             em
             diferentes
fissuras
             taxas




               Fig. 7.3
Intemperismo Químico -
      Analogia: Fazer café

Grãos Café + àgua = Café + resíduo
                      (uma solução)


K-feldspato + água = K+ + Caolinita
                     (um argilo mineral)
Fig. 7.4
Quando uma massa de rocha se fragmenta em blocos
menores, maior se torna a superfície disponível para as
reações químicas do intemperismo.             Fig. 7.5
Influência do dióxido de Carbono Atmosférico no
              Intemperismo e Clima

                                   A taxa do
                                intemperismo
                                  reduzido....
     Temperaturas
  baixas e diminuição
  da concentração de                             ....leva ao aumento da
    CO2 reduzem o                                concentração de CO2
     intemperismo        A variação do CO2 na    atmosférico
                          atmosfera acarreta
                            uma variação
                          correspondente na
                        taxa do intemperismo

A baixa concentração                              ...o qual conduz o
    de CO2 causa o                                    aquecimento
esfriamento climático                               global....e faz o
                        O intemperismo reduz         intemperismo
                        o CO2 na atmosfera             aumentar
                        com CO2    HCO3-



                                                 Fig. Story 7.6
Fig. Story 7.6
Intemperismo Químico

  Reações do intemperismo químico: Fórmula genérica


  Mineral I + solução de alteração     Mineral II + solução de lixiviação



                                            Minerais secundários

    Hidratação
Dissolução       5e9                              condições
  Hidrólise
      Oxidação               PH          - oscilações ambientais

                                         - aceleração ou retardação
     Acidólise   <5
Reações do Intemperismo Químico
                    Molécula de água entra na estrutura do mineral,
  Hidratação:       modificando-a e formando outro mineral.
                  Exemplo: transformação da anidrita em gipso

                              CaSO4 + 2H2O             CaSO4 . 2H2O

  Dissolução:        Solubiloização completa
                                                            Ambientes cársticos
                     Exemplo: calcita e halita

                      CaCO3           Ca 2+ + CO32-
                                      Na+ + Cl-
                      NaCl


 Hidrólise:     Quebra da estrutura do mineral ação dos íons H+ e OH-
                dissociados da água. Cresce com a temperatura e ácidos.
                 Exemplo: alteração de feldspatos

3KAlSi3O8 + 12H2O + 2H+       KAl3Si3O10(OH)2 + 2K+ + 6H4SiO4   3(OH)4 Al2Si2O5 + 2K+

       Ortoclásio                           Ilita                     Caolinita
Intemperismo Químico
               Processo inicial e mais comum Fe++.   Fe+++
  Oxidação:
               Evidência: coloração amarelada e avermelhada
                Ambientes oxidantes. Exemplo: Piroxênio para Goethita

         2FeSiO3+ 5H2O+1/2 O2              2FeOOH+ 2H4SiO4

        Coberturas intempéricas          Lateritas      Formações
                                                        superficiais: óxi-
                                                        hidróxidos de Fe, Al e
                                                        Caulinita

              Processo inverso à oxidação. Fe++ mantém-se na forma
Redução:
              estável. Ambientes redutores.


              Complexação de Fe e Al. Ambientes frios, com pouca
Acidólise:    decomposição de MO. Solos com minerais primários . As rochas
              que sofrem acidólise geram solos praticamnete com minerais
              primários como o quartzo.

                                                            Fig. Story 7.6
Principais Fatores que controlam o
           Intemperismo
SOLOS: resíduos do intemperismo




    Húmus e     Húmus          Húmus e
    solo        espesso        solo
    lixiviado   ausente        lixiviado
                Fe e Al
    Óxidos      insolúveis     Concreções
    de Fe e     Zona           e nódulos
    Al          lixiviada

    Ganito      Basalto
                              Sedimentar


                             Figure 7.16
Produto do Intemperismo: partículas de solos e
                  sedimentos




Grãos desintegrados de diversas rochas matrizes por intemperismo
                        físico e químico         Fig. 7.17
Clima X Solos

   Climas
  Úmidos e                  Grupo do Lateritos
  Quentes


                                 Solos espessos
Intemperismo                     Abundância de Vegetação
Rápido e Intenso

    Solo vermelho, alteração dos feldspatos e silicatos,
    predominando óxidos de Fe e Al e hidróxidos, comum em
    florestas tropicais
Grupo dos Lateritos

L
             L
A
             A
T
             T
E
             O
R
             S
Í
             S
T
             O
I
             L
C
             O
O
Clima X Solos

  Climas                         Grupo do Podzol
 Úmidos e
  Frios e                 Arável e rico em M.O
Temperados                Horizonte B com acúmulo de óxidos
                          de Fe e húmus
                          Material de origem argiloso

Intemperismo longo
e contínuo
                     Solos férteis, ricos em ferro e em sílica,
                     comum em florestas de coníferas
Grupo dos Podzóis




P
O
D
Z
O
L
Clima X Solos
Climas Secos          Grupo Pedocal

                   Solos ricos em
 Regiões           carbonato de Cálcio,
                   sais e pobres e M.O.
 Áridas
                   Contém muitos
    E              fragmentos da rocha e
                   minerais inalterados
  Frias
           Intemperismo
           Químico muito
               lento
Grupo Pedocal



P
E
D
O
C
A
L
Clima X Solos
Clima X Solos
Movimento de
      Massa

    PROCESSO DE
  DESLIZAMENTO DE
  MATERIAL SE PELA
FORÇA GRAVITACIONAL
Movimento de
              Massa
São controlados por:
•Natureza do Material
•Veolcidade do Movimento
•Natureza do Movimento
Movimento de Massa
Movimento de Massa
Movimento de Massa
Erosão do Solo
                                             climático
Agentes                   Condicionamentos   topográfico
                                             temporal

água
vento
ondas
Marés
gelo
Homem


          Fonte: Teixeira et al. (2000)
Tabela 12.1
Fatores que Influenciam os Movimentos de Mass

Natureza do Talude   Inclinação do   Quantidade   Estabilidade
do Material              talude       de água      do Talude

Intemperismo e Erosão e Movimento de Massa - Capítulos 7 e 12

  • 1.
    Geologia / MóduloII e III Profa. Ana Luisa Vietti Bitencourt viettib@gmail.com ana.bitencourt@unifesp.br
  • 2.
    Frank Press •Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan Para entender a Terra Capítulo 7: Intemperismo e Erosão Capítulo 12: Movimento de Massa Lecture Slides prepared by Peter Copeland • Bill Dupré, Adaptado por Ana Luisa Bitencourt Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
  • 3.
    Intemperismo • Transformações físicas, químicas e Biológicas que ocorrem nas rochas e sedimentos quando expostos na atmosfera e biosfera • Não é o mesmo que Erosão
  • 4.
    Terminologia Intemperismo Bedrock: rochainalterada Regolio: constitui uma camada de fragmentos de rocha e rocha levemente alterada que reveste o Bedrock Solos: uma camada de mineral alterado, usualmente misturado com matéria orgânica. Solo Regolito Bedrock
  • 5.
    Intemperismo Fatores de Controle de Ação Variação Sazonal, Clima temperatura, chuvas, calor Relevo Disposição das vertentes, regime de infiltração Exposição aos Tempo agentes Biológico Fauna e Flora Material de origem Rocha
  • 6.
  • 7.
    Intemperismo Físico Físico ouMecânico envolve processos que conduzem à desagregação da rocha. - Variação de temperatura: termoclastia - dilatação de minerais - Cristalização de sais: em poros e fissuras e congelamento (crioclastia) Principais Agentes - Alívio de pressão: alívio de peso, fendilhamento - Atividades físico-biológicas: ação mecânica das raízes e de organismos
  • 8.
    Alternância de calore frio, em regiões desérticas (fadiga mineral). Fig. 7.9
  • 9.
    Ação do geloe degelo, acaba fragmentando as rochas Fig. 7.12
  • 10.
    Zonas Naturais deFraqueza: juntas e fraturas tectônicas Fig. 7.10
  • 11.
    Fragmentação por esfoliaçãoesferoidal: alívio de pressão Fig. 7.14
  • 12.
  • 13.
  • 14.
    Intemperismo Químico • Principalagente do intemperismo químico é a ÁGUA; • Esse processo ocorre porque os minerais são formados em profundidade, no interior da Terra e , com isso, se tornam instáveis sob condições superficiais terrestres; • Estabilidade é, geralmente, oposta a série de reações de Bowen.
  • 16.
    INTEMPERISMO QUÍMICO EMSILICATOS • Quartzo: muito estável • Feldspatos: formam argilo minerais • Minerais máficos: decompõem em óxidos
  • 17.
    Intemperismo Químico emLápides Fig. 7.1
  • 18.
    Fotomicrografia MEV: feldspatocorroído pela ação química Fig. 7.2
  • 19.
    Composto por vários minerais Granito que se decompõe em diferentes fissuras taxas Fig. 7.3
  • 20.
    Intemperismo Químico - Analogia: Fazer café Grãos Café + àgua = Café + resíduo (uma solução) K-feldspato + água = K+ + Caolinita (um argilo mineral)
  • 21.
  • 22.
    Quando uma massade rocha se fragmenta em blocos menores, maior se torna a superfície disponível para as reações químicas do intemperismo. Fig. 7.5
  • 23.
    Influência do dióxidode Carbono Atmosférico no Intemperismo e Clima A taxa do intemperismo reduzido.... Temperaturas baixas e diminuição da concentração de ....leva ao aumento da CO2 reduzem o concentração de CO2 intemperismo A variação do CO2 na atmosférico atmosfera acarreta uma variação correspondente na taxa do intemperismo A baixa concentração ...o qual conduz o de CO2 causa o aquecimento esfriamento climático global....e faz o O intemperismo reduz intemperismo o CO2 na atmosfera aumentar com CO2 HCO3- Fig. Story 7.6
  • 24.
  • 25.
    Intemperismo Químico Reações do intemperismo químico: Fórmula genérica Mineral I + solução de alteração Mineral II + solução de lixiviação Minerais secundários Hidratação Dissolução 5e9 condições Hidrólise Oxidação PH - oscilações ambientais - aceleração ou retardação Acidólise <5
  • 26.
    Reações do IntemperismoQuímico Molécula de água entra na estrutura do mineral, Hidratação: modificando-a e formando outro mineral. Exemplo: transformação da anidrita em gipso CaSO4 + 2H2O CaSO4 . 2H2O Dissolução: Solubiloização completa Ambientes cársticos Exemplo: calcita e halita CaCO3 Ca 2+ + CO32- Na+ + Cl- NaCl Hidrólise: Quebra da estrutura do mineral ação dos íons H+ e OH- dissociados da água. Cresce com a temperatura e ácidos. Exemplo: alteração de feldspatos 3KAlSi3O8 + 12H2O + 2H+ KAl3Si3O10(OH)2 + 2K+ + 6H4SiO4 3(OH)4 Al2Si2O5 + 2K+ Ortoclásio Ilita Caolinita
  • 27.
    Intemperismo Químico Processo inicial e mais comum Fe++. Fe+++ Oxidação: Evidência: coloração amarelada e avermelhada Ambientes oxidantes. Exemplo: Piroxênio para Goethita 2FeSiO3+ 5H2O+1/2 O2 2FeOOH+ 2H4SiO4 Coberturas intempéricas Lateritas Formações superficiais: óxi- hidróxidos de Fe, Al e Caulinita Processo inverso à oxidação. Fe++ mantém-se na forma Redução: estável. Ambientes redutores. Complexação de Fe e Al. Ambientes frios, com pouca Acidólise: decomposição de MO. Solos com minerais primários . As rochas que sofrem acidólise geram solos praticamnete com minerais primários como o quartzo. Fig. Story 7.6
  • 28.
    Principais Fatores quecontrolam o Intemperismo
  • 29.
    SOLOS: resíduos dointemperismo Húmus e Húmus Húmus e solo espesso solo lixiviado ausente lixiviado Fe e Al Óxidos insolúveis Concreções de Fe e Zona e nódulos Al lixiviada Ganito Basalto Sedimentar Figure 7.16
  • 30.
    Produto do Intemperismo:partículas de solos e sedimentos Grãos desintegrados de diversas rochas matrizes por intemperismo físico e químico Fig. 7.17
  • 31.
    Clima X Solos Climas Úmidos e Grupo do Lateritos Quentes Solos espessos Intemperismo Abundância de Vegetação Rápido e Intenso Solo vermelho, alteração dos feldspatos e silicatos, predominando óxidos de Fe e Al e hidróxidos, comum em florestas tropicais
  • 32.
    Grupo dos Lateritos L L A A T T E O R S Í S T O I L C O O
  • 33.
    Clima X Solos Climas Grupo do Podzol Úmidos e Frios e Arável e rico em M.O Temperados Horizonte B com acúmulo de óxidos de Fe e húmus Material de origem argiloso Intemperismo longo e contínuo Solos férteis, ricos em ferro e em sílica, comum em florestas de coníferas
  • 35.
  • 36.
    Clima X Solos ClimasSecos Grupo Pedocal Solos ricos em Regiões carbonato de Cálcio, sais e pobres e M.O. Áridas Contém muitos E fragmentos da rocha e minerais inalterados Frias Intemperismo Químico muito lento
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40.
    Movimento de Massa PROCESSO DE DESLIZAMENTO DE MATERIAL SE PELA FORÇA GRAVITACIONAL
  • 41.
    Movimento de Massa São controlados por: •Natureza do Material •Veolcidade do Movimento •Natureza do Movimento
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
    Erosão do Solo climático Agentes Condicionamentos topográfico temporal água vento ondas Marés gelo Homem Fonte: Teixeira et al. (2000)
  • 47.
    Tabela 12.1 Fatores queInfluenciam os Movimentos de Mass Natureza do Talude Inclinação do Quantidade Estabilidade do Material talude de água do Talude