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Intemperismo - Georeferencial
Universidade Federal de São Paulo Departamento de Ciências do Mar Curso de Bacharel em C&T Ciências do Mar Módulo: Geologia Geral Prof. Dr. Gilberto Pessanha Ribeiro [email protected] Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 1 Intemperismo – tópicos gerais 1. Intemperismo. 2. Pedogênese. 3. Perfil de alteração. 4.Tipos de Intemperismo. 4.1. Físico. 4.2. Químico. 5. Fatores que controlam o intemperismo. 6. Domínios de distribuição dos processos de intemperismo na superfície da Terra. Caracterização da distribuição em função de parâmetros climáticos. 29/08/2014 UNIFESP 2 Intemperismo - tópicos 1. Intemperismo. 2. Pedogênese. 3. Perfil de alteração. 4.Tipos de Intemperismo. 4.1. Físico. 4.1.1. Temperatura. 4.1.2. Umidade. 4.1.3. Congelamento da água. 4.1.4. Cristalização de sais. 4.1.5. Juntas de alívio. 4.1.6. Raízes das plantas e ouriços. 29/08/2014 UNIFESP 3 Intemperismo - tópicos 4.2. Químico. 4.2.1. Hidratação. 4.2.2. Dissolução. 4.2.3. Hidrólise. 4.2.3.1. Hidrólise total. Conceito de alitização e ferralitização. 4.2.3.2. Hidrólise parcial. 4.2.3.2.1. Conceito de argilominerais. 4.2.3.2.2. Conceito de sialização (mono e bissialização). 29/08/2014 UNIFESP 4 Intemperismo - tópicos 4.2. Químico. 4.2.4. Acidólise. 4.2.5. Oxidação. 4.2.6. Laterização. 4.2.7. Esfoliação esferoidal. 29/08/2014 UNIFESP 5 Intemperismo - tópicos 5. Fatores que controlam o Intemperismo. 5.1. Natureza dos minerais. Série de Goldich e sua comparação com a série de Bowen. 5.2. pH de abrasão. 5.3. Textura e outras descontinuidades. 5.4. Clima. 5.5. Topografia. 5.6. Biosfera. 5.7. Tempo. 29/08/2014 UNIFESP 6 Intemperismo - tópicos 6. Domínios de distribuição dos processos de intemperismo na superfície da Terra. Caracterização da distribuição em função de parâmetros climáticos. 6.1. Região sem alteração química. 6.1.1. Zonas polares. 6.1.2. Zonas desérticas. 6.2. Região com alteração química. 6.2.1. Zonas de acidólise total. 6.2.2. Zonas de alitização. 6.2.3. Zonas de monossialização. 6.2.4. Zonas de bissialização. 29/08/2014 UNIFESP 7 Intemperismo 1. Intemperismo. Denomina-se intemperismo ou meteorização ao conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra. 29/08/2014 UNIFESP 8 Intemperismo Sétimo Céu - Morro do Osso/ Porto Alegre-RS (foto Manfredo Winge - 2003) 29/08/2014 UNIFESP 9 Intemperismo 2. Pedogênese. É o processo de formação do solo a partir das modificações causadas nas rochas pelo intemperismo, além de serem químicas e mineralógicas, tornam-se sobretudo estruturais, com a reorganização e transferência de minerais (argilominerais, óxidos de ferro e de alumínio). 29/08/2014 UNIFESP 10 Intemperismo Perfil de alteração ou de solo. O intemperismo atua sobre a rocha fresca formando o solo, que é constituído de camadas estruturadas. Manto de alteração ou regolito é constituído de solum e saprolito. 29/08/2014 UNIFESP 11 Intemperismo Conceitos: • Perfil de alteração ou perfil de solo • Manto de alteração ou regolito (solum + saprolito) 29/08/2014 UNIFESP 12 Intemperismo Conceitos: • Perfil de alteração ou perfil de solo • Manto de alteração ou regolito (solum + saprolito) 29/08/2014 UNIFESP 13 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 14 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 15 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. Desintegração granular Descamação ou esfoliação Fragmentação irregular Fragmentação em blocos 29/08/2014 UNIFESP 16 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. O intemperismo converte blocos retangulares em formas arredondadas 29/08/2014 UNIFESP 17 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. 29/08/2014 UNIFESP 18 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. 29/08/2014 UNIFESP 19 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. 3.1. Intemperismo físico. Desagregação das rochas com fragmentação e separação dos grãos minerais. 29/08/2014 UNIFESP 20 Intemperismo 3.1. Intemperismo físico: temperatura. Com o aumento da temperatura os minerais sofrem dilatação, desenvolvendo pressões internas que desagregam os minerais e desenvolvem microfraturas, por onde penetrarão a água, sais e raízes vegetais. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 21 Intemperismo 3.1. Intemperismo físico: umidade. 29/08/2014 UNIFESP 22 Intemperismo 3.1. Intemperismo físico: congelamento da água. 29/08/2014 UNIFESP 23 Intemperismo 3.1.Intemperismo físico. 3.1.3. Cristalização de sais. O sal trazido pela maresia, se cristaliza nas fraturas, desenvolvendo pressões que ampliam o efeito desagregador das rochas. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 24 Intemperismo 3.1. Intemperismo físico: juntas de alívio. 29/08/2014 UNIFESP 25 Intemperismo 3.1. Intemperismo físico: raízes das plantas e ouriços. Fig. 8.5 29/08/2014 UNIFESP 26 Intemperismo Fragmentação de um bloco de rocha e o aumento significativo dos agentes do intemperismo. 29/08/2014 UNIFESP 27 Intemperismo 3.Tipos de Intemperismo. 3.2. Intemperismo químico. Água da chuva Fase residual drenagem ruim drenagem Rocha eficiente Fase solúvel: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, SiO2, HCO3- Minerais primários: quartzo Minerais secundários Neoformados: oxi-hidróxidos de Fe e Al: gibbsita e caulinita Transformados: argilominerais (esmectita) 29/08/2014 UNIFESP 28 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.1. Hidratação. Ocorre pela atração entre os dipolos das moléculas de água e as cargas elétricas não neutralizadas das superfícies dos minerais. Ex.: CaSO4 + 2 H2O CaSO4 . 2 H2O (anidrita) (gipsita) 29/08/2014 UNIFESP 29 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.1. Hidratação. 29/08/2014 UNIFESP 30 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.1. Hidratação. 29/08/2014 UNIFESP 31 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: hidratação. 29/08/2014 UNIFESP 32 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.2. Dissolução. Solubilização completa de certos minerais. Ex.: CaCO3 Ca2+ + CO32(calcita) NaCl Na+ + Cl(halita) 29/08/2014 UNIFESP 33 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.2. Dissolução. 29/08/2014 UNIFESP 34 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.2. Dissolução. 29/08/2014 UNIFESP 35 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: dissolução. 29/08/2014 UNIFESP 36 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: dissolução. 29/08/2014 UNIFESP 37 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. Os principais minerais formadores da rochas são os silicatos que podem ser concebidos como sais de um ácido fraco (H4SiO4) e de bases fortes [NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2]. 29/08/2014 UNIFESP 38 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. Quando os silicatos estão em contato com a água, sofrem hidrólise, resultando numa solução alcalina, pelo fato do H4SiO4 (ácido silícico) estar praticamente indissociado e as bases muito dissociadas. 29/08/2014 UNIFESP 39 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: hidrólise. 29/08/2014 UNIFESP 40 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise total. Ex.: feldspatos potássicos: Quando há alta pluviosidade e drenagem eficiente, 100% da sílica e do potássio são eliminados (alitização). KAlSi3O8 + 8 H2O Al(OH)3 + 3 H4SiO4 + K+ + OH(gibbsita) 29/08/2014 UNIFESP 41 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise total. EX.: feldspatos potássicos: gibbsita 29/08/2014 UNIFESP 42 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise total. EX.: feldspatos potássicos: gibbsita 29/08/2014 UNIFESP 43 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: hidrólise total. 29/08/2014 UNIFESP 44 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. Em função de condições de drenagem menos eficientes, parte da sílica permanece no perfil e o potássio pode ser total ou parcialmente eliminado. Esses elementos reagem com alumínio, formando os argilominerais (aluminossilicatos hidratados). 29/08/2014 UNIFESP 45 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. • 100% do potássio eliminado: caulinita. 2 KAlSi3O8 + 11 H2O Si2Al2O5(OH)4 + 4 H4SiO4 + 2 K+ + 2 OH- (monossialitização) • Parte do potássio não é eliminada: esmectita. 2,3 KAlSiO8 + 8,4 H2O Si3,7Al0,3Al2(OH)2K0,3 + 3,2 H4SiO4 + 2 K+ + 2 OH- (bissialitização) 29/08/2014 UNIFESP 46 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. 29/08/2014 UNIFESP 47 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. 29/08/2014 UNIFESP 48 Intemperismo Caulinita: É matéria prima-básica da indústria cerâmica, para a fabricação da porcelana, louça sanitária etc., em mistura com outros produtos minerais; é também empregada na preparação de pigmentos à base de anilina, veículo inerte para inseticidas, abrasivos suaves, endurecedor na indústria têxtil, carga na fabricação de papel, carga e revestimento de linóleos e oleados, em sabões e pós dentifrícios, carga para gesso para parede, constituinte do cimento Portland branco, em tintas, e outros. Em medicina, como absorvente de toxinas do aparelho digestivo e como base para muitos desinfetantes. Na fabricação de borracha de alta qualidade, empregada a confecção de luvas para fins médicos e de revestimentos de fusíveis. Em cosméticos e certos plásticos. Substâncias inertes, como barita e talco, podem ser substituídas pelo caulim, em muitos casos. No futuro poderá ser empregado, em escala comercial, como fonte de alumina, na produção de alumínio metálico. 29/08/2014 UNIFESP 49 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. Esmectita 29/08/2014 UNIFESP 50 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.3. Hidrólise. 3.2.3.1. Hidrólise parcial. 29/08/2014 UNIFESP 51 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.4. Acidólise. pH < 5 em ambientes frios. 3.2.4.1. Total (pH<3) KAlSi3O8 + 4 H+ + 4 H2O 3 H4SiO4 + Al3+ + K+ 3.2.4.2. Parcial (3 < pH < 5). 9 KAlSi3O8 + 32 H+ 3 Si3,5Al0,5O10Al(OH)2 + 1,5 Al3+ + 9 K+ + 6,5 H4SiO4 29/08/2014 UNIFESP 52 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.5. Oxidação. Alguns elementos podem estar presentes nos minerais em mais de um estado de oxidação, por exemplo, o ferro, presente na biotita, anfibólio, piroxênio e olivina como Fe2+. Quando liberado em solução oxida-se a Fe3+ e precipita-se como novo mineral: goethita. 29/08/2014 UNIFESP 53 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.5. Oxidação. Goethita: 2 FeSiO3 + 5 H2O + ½ O2 2 FeOOH + 2 H4SiO4 Hematita: 2 FeOOH Fe2O3 + H2O OBS: tons de castanho, vermelho, laranja e amarelo em solos tropicais. 29/08/2014 UNIFESP 54 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.5. Oxidação. 29/08/2014 UNIFESP 55 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.5. Oxidação. 29/08/2014 UNIFESP 56 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: oxidação. 29/08/2014 UNIFESP 57 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.6. Laterização. Lateritas: formações superficiais construídas por oxi-hidróxidos de alumínio e de ferro e por caulinita. Ao conjunto de processos responsáveis por essas associações denomina-se laterização. 29/08/2014 UNIFESP 58 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.7. Esfoliação esferoidal. As arestas e os vértices dos blocos rochosos são mais intemperizados do que suas faces, gerando formas arrendondadas. 29/08/2014 UNIFESP 59 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico: esfoliação esferoidal. 29/08/2014 UNIFESP 60 Intemperismo 3.2. Intemperismo Químico. 3.2.7. Esfoliação esferoidal. 29/08/2014 UNIFESP 61 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.1. Natureza dos minerais, material parental. Série de Goldich, e sua comparação com a série de cristalização magmática de Bowen. 29/08/2014 UNIFESP 62 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 63 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 64 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.2. pH de abrasão. 29/08/2014 UNIFESP 65 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 66 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.3. Textura e outras descontinuidades. 29/08/2014 UNIFESP 67 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.4. Clima. 29/08/2014 UNIFESP 68 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.5. Topografia. A B C 29/08/2014 UNIFESP 69 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.6. Biosfera. 29/08/2014 UNIFESP 70 Intemperismo 4. Fatores que controlam o intemperismo. 4.7. Tempo. 29/08/2014 UNIFESP 71 Intemperismo 5. Domínios de distribuição dos processos de intemperismo na superfície da Terra. 29/08/2014 UNIFESP 72 Intemperismo Depósitos lateríticos no Brasil 29/08/2014 UNIFESP 73 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 74 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 75 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 76 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 77 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 78 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 79 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 80 Intemperismo 29/08/2014 UNIFESP 81
