Geologia e Pedologia Do Solo

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    Universidade Federal de ViosaCentro de Cincias Agrrias

    Departamento de Solos

    CONTEDOS BSICOS DE

    GGEEOOLLOOGGIIAA EEPPEEDDOOLLOOGGIIAA

    PARA AS DISCIPLINAS DE SOL 213, SOL 215 e SOL 220

    Viosa - Minas Gerais2005

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    CONTEDOS BSICOS DE

    GGEEOOLLOOGGIIAA EEPPEEDDOOLLOOGGIIAA

    PARA AS DISCIPLINAS DE SOL 213, SOL 215 e SOL 220

    Cristine Carole Muggler*Irene Maria Cardoso*

    Mauro ResendeMaurcio Paulo Ferreira Fontes*Walter Antnio Pereira Abraho*Anr Fiorini de Carvalho** Professores do Departamento de Solos da UFV

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    A VIDA E A TERRA

    "As ilhas de coral de Belau, no Pacfico, mostraram quo intimamentetrabalham em conjunto os elementos da Terra. Estas ilhas foram

    originalmente criadas por vulces, que se ergueram do solo martimo.Em seguida, os cumes vulcnicos foram batidos pelas ondas do

    oceano. Enquanto isso, os animais de coral fizeram construes sobreos negros cumes dos vulces. Enquanto estes lentamente iam

    afundando no mar, as colnias de coral cresciam firmemente paracima, mantendo as ilhas prximo do nvel do mar. A vida, conclui-se,

    evitou que as ilhas afundassem. Os recifes de coral e os atistransformaram-se num paraso para uma variedade desconcertante

    de seres vivos.Em Belau, a vida no se limita a subir para o planeta como um lquenpara uma rocha. A vida e a Terra esto numa espcie de simbiose;rocha, mar, ar e vida colaboram. Este arquiplago no existiria sem

    os vulces da litosfera, as ondas da hidrosfera, o calor e os ventos daatmosfera e as criaturas da biosfera. Por quase todo o lado para onde

    olhamos neste planeta, a biosfera alterou o mundo to

    profundamente que difcil dizer onde termina a vida e comea aTerra.

    Isto no significa que a vida seja sempre criadora. Tal como o vulco,a vida tanto cria como destri. Em Belau, certas espcies de

    pequenos moluscos, chamados qutons, tm dentes metlicos queso suficientemente fortes para corroer o coral. Estas vorazes

    criaturas, na verdade, comem as ilhas: cortam por baixo um bancode coral da ilha at que ele tomba tal como uma rvore abatida por

    castores. O que os corais erguem, estes moluscos derrubam.O papel da espcie humana, flutuando numa pequena ilha no espao,

    est ainda em questo. At agora nossa espcie foi criadora edestruidora, coral e molusco. Nosso carter final pode ser decidido

    por esta gerao e pela prxima."

    (Weiner, J. Planeta Terra)

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    NDICE

    1. INTRODUOAula de campo: Serra de So Geraldo 1

    2. A TERRA: ESPAO E TEMPO 4

    Caractersticas do Globo Terrestre 5Tempo Geolgico 8Tectnica de Placas 12Processos Geolgicos 15O Ciclo das Rochas 16

    3. MINERAIS 19Propriedades fsicas dos minerais 19Classificao qumica dos minerais 21Minerais petrogrficos 23

    4. ROCHAS GNEAS 27O magma 27

    Plutonismo 28Vulcanismo 30Classificao e identificao de rochas gneas 32

    5. ROCHAS SEDIMENTARES 36Ciclo sedimentar 36Classificao e identificao de rochas sedimentares 37

    6. ROCHAS METAMRFICAS 40Metamorfismo 40Perturbaes das rochas 41Classificao e identificao de rochas metamrficas 43

    7. INTEMPERISMO 45

    Tipos e processos de intemperismo 45Atributos das rochas e intemperismo 49Aula de campo: arredores de Viosa 52

    8. MINERAIS SECUNDRIOS 56Minerais Argilosos Silicatados 56xidos de Fe e Al 59Cargas eltricas 62

    9. FORMAO DO SOLO 66Fatores de formao do solo 66Processos gerais de formao do solo 68Processos especficos de formao do solo 69

    10. PAISAGEM DE VIOSA 73Aula de campo: Arredores de Viosa 7311. INTRODUO AO ESTUDO DE MAPAS GEOLGICOS 78

    Estratigrafia 78Classificao estratigrfica 80Mapas geolgicos 82Interpretao de mapas geolgicos 85

    12. ASPECTOS GERAIS DA GEOLOGIA DO BRASIL 8613. BIBLIOGRAFIA BSICA 88

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    1. INTRODUO

    Os fatores de formao dos solos so: Material de Origem, Organismos,

    Clima, Relevo e Tempo. Ou seja:

    Solo = f (Material de Origem, Organismos, Clima, Relevo, Tempo)

    O Material de Origem do solo, , principalmente, a rocha.Geologia (do grego Geo = Terra; logos = cincia) a cincia da Terra. A

    Petrologia e a Mineralogia so ramos da Geologia que estudam respectivamente asrochas e minerais. Os minerais constituem as rochas. No solo h mineraisprovenientes das rochas (minerais primrios) e minerais formados a partir daalterao dos minerais primrios (minerais secundrios).

    A Pedologia consiste no estudo do Solo (Pedo = solo) e considerada umacincia, no sendo portanto um ramo da Geologia.

    Vivemos em um planeta chamado Terra. Este planeta dinmico, ou seja,possui ciclos de criao e recriao contnuos. As atividades humanas exerceminfluncia sobre estes ciclos. Necessrio se faz ento, conhecer e entender osprocessos que nele ocorrem, para que nossas atitudes frente a este planeta sejammais consequentes.

    Esta apostila tem o objetivo de orientar o estudo inicial da Geologia e daPedologia. Ela no esgota portanto o contedo do curso. necessria acomplementao com a leitura de outros materiais. As referncias bibliogrficas so

    indicadas no final da apostila, ou ao final de cada captulo quando necessrio. Almdisso encontra-se disponvel um volume de Textos complementares contendotextos selecionados complementares a esta apostila.

    AULA DE CAMPO: SERRA DE SO GERALDO

    ObjetivoApresentar o grande laboratrio desta disciplina - a natureza. Observar

    algumas relaes entre o ambiente e o homem, vinculando-as s rochas eminerais: transformaes, evoluo da paisagem, implicaes na riqueza em

    nutrientes, hidrologia, instabilidade eroso natural ou provocada.

    MetodologiaEsta a primeira aula do semestre e acontece no campo, o nosso principal

    laboratrio. Ento o primeiro contato do aluno com a disciplina o campo. Nestaaula cabe ao aluno fazer todas as observaes, questionamentos e anotaesindividualmente ou em grupo, sem a interferncia do professor. Ao final da aula, oprofessor coordena o debate e interpretao das observaes. Com isso, espera-seaguar a capacidade de observao e o esprito crtico dos alunos, ao mesmo tempoem que se tem a oportunidade de resgatar o conhecimento que o aluno possui,

    assim como sua capacidade de desenvolver idias e construir conceitos.

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    Conceitos bsicosEsta disciplina , para a maioria da turma, o primeiro contato cientfico com

    o solo, j que de resto a nossa vida est intimamente relacionada a ele, pois dele

    que retiramos os nossos alimentos, sobre ele que construmos as nossas casas edesenvolvemos as nossas atividades.O solo consiste de um corpo complexo cuja origem e desenvolvimento so

    determinados pelos chamados fatores de formao do solo. Um destes omaterial de origem; este geralmente um material slido, compacto de origemmineral, que vai se transformando at resultar no solo, que solto e incoerente.Estes materiais slidos so as rochas, que de modo geral, imprimem diversascaractersticas ao solo, mesmo em solos j muito envelhecidos (intemperizados).

    Uma rocha definida como uma associao natural de minerais que seformam sob condies fsico-qumicas especficas e obedecem a determinadas leis

    de associao, constituindo parte essencial da crosta terrestre.

    RoteiroViosa (do campus at a rodoviria): nvel no mais inundvel (terrao).Estrada Viosa-Juiz de Fora: toda a estrada est praticamente ao longo decortes profundos at prximo ao aeroporto. Depois segue ao longo de cortes naselevaes, aterros e terraos at Coimbra (cuja parte central est em um terrao).O limite entre a Bacia do Rio Doce (foz em Regncia no ES) e a Bacia do RioParaba do Sul (foz em Campos - RJ) quase imperceptvel e est prximo escarpa da Serra de So Geraldo.Serra de So Geraldo: apresenta afloramentos de rochas, quedas dgua,eroso, uso agrcola, etc.

    ObservaesA regio de Viosa (Planalto de Viosa no vale do Rio Doce) apresenta um

    relevo acidentado e fundos de vale em dois nveis: um no mais inundvel (porexemplo, campus da UFV; centro de Viosa) e outro mais prximo ao rio,periodicamente inundvel, em pocas de enchentes (por exemplo, Rua DonaGertrudes).

    As pedras (rochas) usadas em construes nesta regio apresentam emgeral faixas claras e faixas escuras. As faixas claras so formadas por minerais

    claros (quartzo e feldspato) e as escuras por minerais escuros (biotita e anfiblio).As rochas, por desagregao e decomposio, se transformam dando origem aosolo. Este constitudo de horizontes (camadas) denominados de A, B e C. Ohorizonte A consiste dos primeiros centmetros do solo, tem cor escurecida, sendomais rico em matria orgnica. O horizonte B, com espessura de poucos metros,tem cor amarelada, conferida pela presena do mineral goethita (FeOOH), e emgeral mais resistente eroso. O horizonte C muito profundo, tem cor rseaquando seco e avermelhada quando mido, devido presena do mineral hematita(Fe2O3), sendo muito suscetvel eroso. Em alguns locais este horizonte estmuito prximo superfcie.

    Os afloramentos de rochas so raros, mas em alguns locais observam-seseixos e cascalhos brancos (mineral quartzo, SiO2) dispostos em linhas,apresentando-se por vezes arredondados, como os materiais que ocorrem no fundo

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    dos rios. Algumas rochas, no entanto, afloram, como ocorre na escarpa da Serra deSo Geraldo, de onde se desce para outro nvel topogrfico geral - o de Ub/RioBranco. Na escarpa h muitos afloramentos de rocha, solos com horizonte B

    vermelho e horizonte C plido, bastante uso agrcola -mesmo nas reasacidentadas-, e presena de quedas dgua.A paisagem que se vislumbra da escarpa da serra bastante caracterstica e

    comum na regio sudeste do Brasil e conhecida como Mar de Morros.

    EXERCCIOS DE FIXAO E REFLEXO (1)

    1. Para onde vai a gua de chuva que cai em Viosa? E na escarpa da Serra de SoGeraldo? Observando-se a paisagem na Serra de So Geraldo, qual a baciahidrogrfica que est se expandindo mais?

    2. Imagine planos unindo todos os topos dos morros no Planalto de Viosa e narea Ub/Rio Branco. Quantos andares (planos) teramos? Qual destes andares estmais prximo do mar?3. Como se explica a presena de cascalhos quartzosos arredondados em locaisafastados do rio atual?4. Ser que o planalto de Viosa j foi mais plano?5. A forma dos morros necessariamente determinada pela estrutura da rochasubjacente?6. Em que condio voc esperaria ter mais gua superficial (maior nmero defontes dgua, crregos e rios):

    a) horizontes A + B + C profundos e relevo plano?b) Horizontes A + B + C profundos e relevo acidentado?c) Horizontes A + B + C pouco profundos e relevo plano?d) Horizontes A + B + C pouco profundos e relevo acidentado?

    7. Qual o caso do Planalto de Viosa? Isto bom ou ruim para os pequenosagricultores?8. Por que os agricultores tendem a plantar em terrenos acidentados,principalmente quando se tem rocha fresca a pequena profundidade?

    9. O que Geologia? O que Mineralogia? O que Petrologia?10. Qual a importncia da Geologia na sua formao profissional?11. O que solo? O que Pedologia?12. Qual a importncia do conhecimento de solos na sua formao profissional?13. Qual a relao entre solos e Geologia?

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    2. A TERRA: ESPAO E TEMPO

    Os professores descascam a Terra e a

    descarnam para depois ensinar: Tudo nopassa de um globinho

    Maiakowski

    O planeta no qual vivemos mudou continuamente atravs de sua longahistria. Para entender o que a Terra e como ela funciona, necessrio combinarobservaes diretas dos processos atuantes em sua superfcie com medidasindiretas de foras que atuam em seu interior. Deste conhecimento podemosdeduzir como o planeta evoluiu dos seus primrdios at o seu presente estado.Nos ltimos anos mudou tambm a abordagem que fazemos do planeta: j noestudamos separadamente os processos e partes do nosso planeta. Hoje vemos e

    estudamos o nosso planeta como um todo, global e integrado, em uma abordagemsistmica: o Sistema Terra. Um sistema composto de vrios subsistemas queinteragem continuamente: atmosfera, hidrosfera, litosfera, manto, ncleo, biosferae esfera social.

    Formada h quase cinco bilhes de anos, de uma massa de poeira girandoao redor do recm nascido Sol, a Terra se tranformou no planeta que conhecemoshoje, ric em recursos naturais, e com a sua atmosfera hospitaleira. Um planetaainda ativo por dentro - evidenciado pelos terremotos, vulces, bacias ocenicasque se expandem ou desaparecem e continentes que se separam. A evoluo daTerra tem sido determinada por dois mecanismos principais. O primeiro o calor

    interno produzido pela radioatividade na Terra. O segundo o calor externofornecido superfcie pelo sol. O calor interno derrete rochas, produz vulces eeleva montanhas. O calor externo influencia a atmosfera e os oceanos e causa aeroso das montanhas e a transformao de rochas em sedimentos.

    A Terra um lugar muito especial - no somente porque ns humanos ahabitamos. Mais de um milho de formas de vida se desenvolveram nesta parte nica-do sistema solar. Homo sapiens, a espcie com a capacidade da razo, at

    bastante recente na Terra. No estudo da geologia ns no exploramos a Terrasomente como ela hoje; ns tambm procuramos respostas para questes de

    como ela se formou, de como ela era no incio, e como ela evoluiu para o que hoje, e, talvez, mais importante do que tudo, o que a fez capaz de dar suporte

    vida.

    A Terra um dos planetas do Sistema Solar, o qual parte da Via Lctea,uma entre milhes de galxias que compem o Universo. Considera-se que h vintebilhes de anos, toda a matria do Universo se encontrava concentrada numpequeno e nico ponto, que explodiu no chamado "Big Bang" (grande exploso).Ento, uma vasta nuvem de p espalhou-se em todas as direes. Ao se dispersar,partes da nuvem reuniram-se em aglomerados. Estes evoluram dando origem s

    estrelas. O Universo est repleto de grupos de bilhes e bilhes de estrelas, e aestes grupos que denominamos de galxias. A Via Lctea uma destas galxias.

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    Acredita-se que devido fora primordial do "Big Bang" as galxias se encontramseparadas e afastando-se uma das outras.

    A Via Lctea surgiu h cerca de 12 bilhes de anos. Aps a sua formao

    nasceram algumas de suas estrelas e outras desapareceram, por vezes em sbitasexploses, liberando energia e matria. Considera-se que o Sol, uma destasestrelas, era envolto por uma nebulosa constituda de gases e diminutas partculasslidas, no seu estgio primitivo. No interior dessa massa surgiram movimentosque concentraram a matria. Surgiram, desse modo, ncleos slidos cercados porenvoltrios gasosos. Os ncleos maiores evoluram para os protoplanetas e osmenores para componentes de pequeno tamanho do Sistema Solar (satlites,meteoritos e planetides). Posteriormente graas radioatividade, desenvolveu-secalor interno no ncleo dos protoplanetas. Um desses protoplanetas evoluiu para aTerra. Isso se deu h 4,6 bilhes de anos.

    Quando o Sol adquiriu o brilho e a energia radiante de agora, os gases maisleves (hidrognio e hlio) que envolviam os planetas comearam a desprender-se.A Terra graas a seu tamanho e localizao pde reter parte do envoltrio gasosoprimitivo. Esta a hiptese nebular e , hoje, uma das teorias mais aceitas paraexplicar a origem dos planetas e da Terra.

    CARACTERSTICAS DO GLOBO TERRESTRE

    A Terra tem forma quase esfrica, sendo na verdade um elipside derevoluo (mais achatada nos plos). O seu raio mdio de 6370 km. O relevo da

    superfcie terrestre mostra um desnvel mximo da ordem de 20 km (maioraltitude: Monte Everest - 8850 m, e maior depresso: fossa das Filipinas - 11510m). Considerando-se que os continentes tm uma altitude mdia de 800 m e osmares uma profundidade mdia de 3800 m, o desnvel mdio na crosta terrestre de apenas 4,6 km, o que insignificante em termos do raio terrestre.

    Composio qumicaA densidade mdia do nosso planeta de 5.53, sendo que as rochas que

    ocorrem com maior freqncia, prximo sua superfcie apresentam densidadesem torno de 2.7, o que indica que a sua densidade varia em profundidade. Isso

    mostra que a composio qumica do globo terrestre no homognea,concentrando-se os elementos mais pesados no seu interior. Os elementos maisabundantes no globo terrestre so (% em peso): Fe - 36.9; 0 - 29.3; Si - 14.9;Mg - 6.7; Al - 3.0; Ca - 3.0; Ni - 2.9

    EstruturaA distribuio heterognea de elementos no planeta (evidenciada pela

    variao da densidade) mostra que o globo terrestre no homogneo fsica equimicamente. As informaes hoje existentes sobre o seu zoneamento internoforam obtidas atravs da sismologia e da meteortica, estudo de meteoritos

    (meteoritos so corpos celestes que atingem a Terra esporadicamente).A sismologia consiste no estudo de terremotos, particularmente do estudo

    das ondas elsticas produzidas por um terremoto, que se propagam na Terra em

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    todas as direes. Dentre os diversos tipos de ondas ssmicas, interessam aoestudo do interior da Terra, as ondas P e as ondas S. As ondas P so ondaslongitudinais do tipo das ondas sonoras que se propagam atravs de compresses e

    distenses do meio material. Sua velocidade cresce com o aumento da densidade ediminui bruscamente ao passar para um meio lquido. As ondas S so ondastransversais cuja velocidade aumenta com a densidade do meio no se propagandoem meios lquidos. Atravs do estudo do comportamento dessas ondas, observou-se que:

    - A velocidade das ondas P aumenta gradualmente at + 35 km deprofundidade, a partir de onde aumenta rapidamente at atingir 2870 km deprofundidade, quando ento sofre uma brusca diminuio e mantm-se mais oumenos constante.

    - A velocidade das ondas S se comporta de forma anloga s ondas P,

    desaparecendo entretanto a 2870 km de profundidade e reaparecendo a 5100 kmde profundidade.Tais variaes mostram que h diferenas na composio do material

    atravessado pelas ondas, da sendo inferidas zonas distintas no interior do Globo.A meteortica fornece informaes sobre as geosferas internas da Terra,

    considerando que os meteoritos sejam pedaos de planetas que iniciaram a suaevoluo mesma poca da Terra, mas no a completaram, tendo se desintegrado.

    Em termos de composio qumica so reconhecidos os meteoritos metlicos(sideritos e siderlitos), compostos por Fe (~92%) e Ni (~8%), e os meteoritosrochosos (condritos e acondritos), de composio muito similar s rochas terrestresbsicas e ultrabsicas. Os primeiros correspondem a 1/3 e os ltimos a 2/3 dosmeteoritos encontrados na Terra, sugerindo que o ncleo desse proto-planeta eramenor que o seu manto, o que tambm observado na Terra.

    As camadas do globo terrestre so denominadas crosta, manto e ncleo (Figura 2.1):Ncleo: a poro mais interna do globo terrestre, sendo composto por uma

    parte interna slida e uma parte externa lquida. A sua densidade inferida de10.7, sendo composto de Fe (90.5%), Ni (8.5%) e Co (0.6%).

    Manto: a mais espessa das zonas internas do planeta, sendoprovavelmente constitudo de silicatos magnesianos ou sulfetos e xidos. A suadensidade mdia de 4.5. O manto est separado do ncleo pela descontinuidadede Wiechert-Gutemberg e da crosta pela descontinuidade de Mohorovicic.

    Crosta: a zona mais externa do globo, apresentando uma espessura mdiade 35 km. A sua densidade mdia 2.76 e sua composio qumica bsica (% empeso): O - 45.2; Si - 27.2; Al - 8.0; Fe - 5.8; Ca - 5.1; Mg - 2.8; Na - 2.3; K - 1.7

    Atualmente so tambm utilizados os termos Litosfera, Astenosfera eMesosfera, onde a primeira rgida e consiste da crosta e uma poro do mantosuperior variando de 50 a 150 km, a segunda plstica e compreende a parte domanto superior abaixo da litosfera, se situando entre 50 e 250 km de profundidade,e a ltima rgida (pela maior presso a despeito da temperatura) e compreende o

    manto inferior. H controvrsia sobre a natureza fsica da astenosfera. Para algunso material slido, mas se comporta como lquido no decorrer do tempo geolgico;para outros um fludo de caractersticas no determinadas. Admite-se, entretanto,

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    que o material possui uma viscosidade tal que permite o movimento das placastectnicas.

    A crosta terrestre diferenciada em crosta continental e crosta ocenica

    (Figura 2.2). A crosta continental a capa superior do planeta, coincidindo com oscontinentes. A crosta ocenica a parte da capa superior do planeta presente sobos oceanos. A parte superior da crosta continental constituda principalmente porgranitos e granodioritos, rochas ricas em Si e Al. A crosta ocenica, assim como aparte inferior da crosta continental composta essencialmente por gabros ebasaltos, rochas ricas em Si, Mg e Fe. Devido a estas diferenas de composio aspartes da crosta so tambm conhecidas como Sial (crosta continental superior) eSima (crosta ocenica e crosta continental inferior).

    Figura 2.1. Zoneamento interno do Globo Terrestre (SBPC, 2000. Cincia Hoje na Escola, vol.10: Geologia)

    Figura 2.2. Corte esquemtico da crosta, mostrando a diferena de espessura entre crosta

    ocenica e continental (Leinz et alii,1975. Geologia Fsica, Geologia Histrica, pg. 5).

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    TemperaturaA temperatura da Terra aumenta com a profundidade. Denomina-se Grau

    Geotrmico, a profundidade em metros, necessria para aumentar a temperatura

    em 1o

    C. O Grau Geotrmico varivel de regio para regio, sendo que o valor de30 m tomado como valor mdio mundial.

    LEITURA COMPLEMENTAR: Viagem ao Centro da Terra, pg. 29-53, em: Da Pedra Estrela, Claude Allgre, Coleo Cincia Nova, n. 4, Publicaes Dom Quixote, Lisboa,Portugal, 1987. (Textos Complementares, texto n.1)

    TEMPO GEOLGICO

    O conceito de tempo central para a geologia. A maioria dos processos

    geolgicos que modelam a superfcie da Terra e conferem estrutura ao seu interior,operaram ao longo de um tempo muito longo, da ordem de milhes e bilhes deanos. As rochas expostas superfcie so os registros visveis dos processosgeolgicos passados. Das relaes de tempo e espao traduzidas pelas rochas, osgelogos construram a escala de tempo geolgico, que usada para ordenar oseventos geolgicos da histria da Terra.

    O tempo geolgico entendido como o tempo decorrido desde a formaoda Terra at os nossos dias, isto , aproximadamente 4,6 bilhes de anos.

    Evoluo dos conceitos

    A magnitude do tempo geolgico e o seu significado tem desafiado h muitoo pensamento humano. A elaborao deste conceito esteve e est intrinsecamenterelacionada ao desenvolvimento cultural e cientfico do homem.

    Na idade mdia considerava-se a Terra como sendo o centro do SistemaSolar, encerrada em uma esfera que continha todas as estrelas, satlites e planetasgirando ao seu redor. Assim tambm o tempo: era restrito, estando limitado a umprincpio no muito distante e a um fim certo em um futuro tambm no muitodistante. As observaes e concepes de Galileu e Kepler restituiram ao Sol suaposio central no sistema solar, encerrando o sculo XVII com uma concepo da

    Terra como um planeta dinmico se movendo em um espao amplo.No sculo XVIII, James Hutton, um engenheiro ingls, introduz o conceito deuniformitarismo. Tal conceito se baseia na premissa de que os processosgeolgicos que se observam no presente, ocorreram e vem se repetindo de formacontnua ao longo de toda a histria da Terra. A formao de montanhas, suaeroso e a posterior sedimentao de seus restos em bacias de deposio, para dalinovamente ressurgirem como novas montanhas, indicaram para Hutton processosconstantes e simultneos em diferentes partes do planeta que, para acontecerem,necessitavam somente de tempo, muito tempo.

    Entretanto, a doutrina dominante nesta poca, o netunismo, impunhasrias dificuldades para as idias de Hutton, tanto pelo brilhantismo de seu criador,Abraham Werner, como pela sua adequao aos escritos bblicos. O netunismoadvogava a existncia de um oceano primitivo que cobria toda a superfcie terrestreno qual tinham se formado todos os tipos de rochas em uma sequncia definida e

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    constante para toda a Terra. Quando este oceano se retirou da superfcie terrestredeixou todas as rochas em sua atual configurao, assim como as grandes feiesdos continentes atuais.

    O uniformitarismo s volta a ser considerado no sculo XIX, com olanamento do livro Principles of Geology por Charles Lyell. Lyell reescreve ecomplementa as idias de Hutton com as suas prprias observaes. Lyellestabelece uma srie de princpios baseados em observaes diretas da natureza,onde os processos geolgicos do passado podem ser interpretados e compreendidoscom base naqueles que esto ocorrendo no presente. A apropriao deste novoparadigma promoveu uma revoluo cientfica, marcada com o nascimento dageologia como cincia.

    Estabelecida ento a magnitude do tempo geolgico restava defin-laquantitativamente. Para isso, era necessrio se determinar um processo irreversvel

    governado pelo tempo, e que tivesse taxa conhecida. Foram feitas vriastentativas, baseadas em taxas de decomposio de rochas e correspondenteaumento da salinidade dos mares, taxas de acumulao de camadas sedimentarescom o tempo, etc.. Obviamente as estimativas do tempo geolgico assim obtidasvariavam muito e no ofereciam qualquer referncia confivel.

    Nesse meio tempo, a partir da aceitao generalizada de um tempogeolgico extremamente longo, seno infinito, Charles Darwin estabeleceu a Teoriada Evoluo. A Teoria da Evoluo tem como base o prncipio da seleo natural:um processo de seleo que atua em um tempo muito longo de modo a promovermudanas no sentido de maior aperfeioamento e complexidade dos organismos. ATeoria da Evoluo significou uma revoluo sem precedentes no pensamentocientfico e filosfico humano. Em um primeiro momento provocou debatesapaixonados entre defensores e opositores, levando a um interesse ainda maior nareal magnitude do tempo geolgico.

    A aplicao de mtodos fsicos e matemticos ao clculo da idade da Terrateve grande aceitao ao final do sculo XIX, uma vez que tais mtodos requeriampoucas premissas e pareciam irrefutveis. Enorme controvrsia foi causada pelasestimativas de perda de calor da Terra e da idade do Sol estabelecidas por LordKelvin, que resultavam em idades inferiores a 100 milhes de anos, insuficientesportanto para a evoluo orgnica postulada por Darwin.

    A descoberta da radioatividade no final do sculo XIX e incio do sculo XX

    modificou a trajetria dos clculos da idade da Terra, mostrando inclusive que aspremissas nas quais Kelvin se baseara estavam erradas. A energia dissipada emforma de calor pelas substncias radioativas explica a persistncia do calor da Terrae tambm do Sol. tambm compatvel com a evoluo de Darwin e modifica ouniformitarismo de Hutton e Lyell estabelecendo uma idade limite para o incio dahistria da Terra e dos processos geolgicos. Mtodos de datao radiomtricaforam logo estabelecidos e possibilitaram o estabelecimento do tempo geolgicocomo sendo de 4,6 bilhes de anos.

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    Datao absoluta

    A atribuio de idade aos eventos geolgicos ocorridos ao longo da histria

    da Terra constitui a cronologia geolgica. Esta tanto pode ser relativa, comoabsoluta. A cronologia relativa bastante utilizada em trabalhos de estratigrafia ese baseia em princpios simples que sero discutidos no captulo 12. A cronologiaabsoluta (datao absoluta) se fundamenta principalmente nos mtodosradiomtricos desenvolvidos no sculo XX. Tais mtodos se baseiam nadesintegrao radioativa espontnea para um estado de menor energia que ocorrecom tomos de elementos radioativos.

    Como a desintegrao radioativa envolve apenas o ncleo de um tomopai,a taxa independente da presso e da temperatura. Existem elementos que sedesintegram em fraes de segundo, enquanto outros levam milhares de anos para

    se transformar, estes ltimos interessando particularmente Geologia. Quando umtomo radioativopaise desintegra, ele se transforma em um outro tipo de tomo,denominado filho.

    Assim, os mtodos de datao radiomtrica so baseados na acumulao defilhos atmicos produzidos por um pai radioativo. Quando se formou a rocha ougro mineral contendo o nucldeo radioativo, no existia qualquer filho radiognico.A razo filho/pai era zero e a idade indicada era zero. Com o tempo, adesintegrao progressiva de tomos pais (radioativos), produziu tomos filhos(radiognicos) no mineral. Conhecendo-se a constante de desintegrao do pairadioativo, necessita-se apenas medir a proporo de filhos e pais no sistema demodo a se calcular o tempo, em anos antes do presente, gasto na transmutao deum elemento em outro.

    A taxa de desintegrao ou meia-vida constante e define-se como sendoo tempo necessrio para que metade da quantidade inicial do elemento radioativo

    paitenha se transformado no elemento filho. Os diferentes elementos do origem adiversos mtodos, que comumente so utilizados em pares, para aferio. Osradionucldeos mais usados so:

    Istopo-pai Istopo-filho Meia-vida(anos)

    potssio-40 argnio-40 1.39 x 109

    rubdio-87 estrncio-87 48.80 x 109

    urnio-235 chumbo-207 0.71 x 109

    urnio-238 chumbo-206 4.51 x 109

    trio-232 chumbo-208 13.90 x 109

    samrio-147neodmio-143 106.00 x 109

    Cronologia do tempo geolgico

    As divises do tempo geolgico foram feitas com base nas unidadesgeocronolgicas (vide captulo 12), onde as maiores divises so baseadas emgrandes modificaes do mundo orgnico, destacados no quadro 2.1.

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    Quadro 2.1: Quadro Geocronolgico atual

    Era PerodoMilhes deanos atrs

    Principais Eventos

    Quaternrio (Q) Idade do homemCenozica

    Tercirio (Terc)Surgimento dos primatas e carnvoros. Elevao das

    grandes cadeias de montanhasCretceo (K) Extino dos dinossaurosJurssico (J) Aparecimento das aves

    Mesozica

    Trissico (TR) Aparecimento dos mamferos primitivosPermiano (P) Extino em massa de invertebrados marinhos

    Carbonfero (C) Idade dos anfbios. Primeiros rpteisDevoniano Idade dos peixes. Aparecimento dos anfbios

    Siluriano (S) Primeiras plantas vascularesOrdoviciano (O) Primeiros peixes primitivos

    Paleozica

    Cambriano (Cb) Idade dos invertebrados marinhosProterozica1

    Arqueana1

    ----2,5----

    ----65--------136--------190--------215--------280--------345--------395--------430--------500--------570----

    4,6 b.a1 As eras Proterozica e Arqueana so comumente referidas como Pr-Cambriano.

    A magnitude do Tempo Geolgico

    O Tempo Geolgico contado a partir do momento em que a Terra alcanoua sua presente massa, que provavelmente o mesmo ponto em que a crosta slidada Terra se formou de incio, embora no se tenham rochas que datem destetempo inicial. Na verdade, as evidncias atualmente disponveis sugerem quenenhuma rocha permaneceu do primeiro bilho de anos da histria da Terra. Antes doprincpio, processos csmicos desconhecidos estavam produzindo a matria como a

    conhecemos hoje, para a Terra e para o sistema solar. Este intervalo inclumos notempo csmico. Mesmo hoje, a quantidade real de tempo geolgico decorrido, vistoque tremendamente grande, significa pouco, sem qualquer base de comparao.Para este fim, tm sido inventados numerosos esquemas, nos quais eventosgeolgicos chaves so localizados proporcionalmente, em unidades de comprimentoou tempo anuais, de modo a tornar o tempo geolgico um tanto mais compreensvel.

    Comprimam-se, por exemplo, todos os 4,6 bilhes de anos de tempogeolgico em um s ano. Nesta escala, as rochas mais antigas reconhecidas datamde maro. Os seres vivos apareceram inicialmente nos mares, em maio. As plantase animais terrestres surgiram no final de novembro, e os pntanos, que formaram

    os depsitos de carvo carbonferos, floresceram durante cerca de quatro dias noincio de dezembro. Os dinossauros dominaram em meados de dezembro, masdesapareceram no dia 26, mais ou menos na poca que os Andes e as MontanhasRochosas se elevaram inicialmente. Criaturas humanides apareceram em algummomento na noite de 31 de dezembro, e as mais recentes capas de gelo conti-nentais comearam a regredir da rea dos Grande Lagos e do norte da Europa hcerca de 1 minuto e 15 segundos antes da meia noite do dia 31. Roma governou omundo ocidental por 5 segundos, das 11h59m45s at 11h59m50s. Colombodescobriu a Amrica 3 segundos antes da meia noite, e a cincia da geologianasceu com os escritos de James Hutton exatamente h pouco mais de 1 segundo

    antes do final de nosso movimentado ano dos anos.(adaptado de Eicher, D.L., Tempo Geolgico)

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    LEITURA COMPLEMENTAR:Evoluo dos Conceitos, pg. 2-35, em: Tempo Geolgico,D. L. Eicher, Srie de Textos Bsicos de Geocincias, Ed. Edgard Blucher, So Paulo, 1969,173p. (Textos Complementares, texto n. 2)

    TECTNICA DE PLACAS

    Ao longo dos anos, novos mtodos de estudo de como as foras internas eexternas moldam a Terra, tem gerado abundantes novas informaes e excitantesquestes. Nas trs ltimas dcadas do sculo XX, gelogos desenvolveram umanova teoria unificadora que relaciona os processos dinmicos da Terra aosmovimentos de grandes placas que constituem a capa externa do planeta, teoriaesta chamada de Tectnica de Placas. Esta teoria oferece um modelo abrangente

    para explicar como a Terra funciona.

    Evoluo dos conceitos

    A similaridade de contornos entre frica e Amrica do Sul j era h muitoobservada, at que Alfred Wegener, metereologista alemo, se disps a buscaroutras evidncias que mostrassem a antiga unio continental, publicando em 1915o trabalho intitulado A Origem dos Continentes e Oceanos. Neste trabalho,Wegener advogava a Deriva Continental (Figura 2.3) baseada em evidnciasestruturais (cadeias montanhosas) e paleontolgicas (fauna e flora similares em

    locais distantes).

    Figura 2.3. Distribuio dos continentes h 250 milhes de anos atrs, segundo A.Wegener.

    Inicialmente esta idia, que revolucionava os conceitos geolgicos, foi poucoaceita, at que a intensa explorao do fundo ocenico, a partir da 2a GuerraMundial, trouxe novas descobertas. Constatou-se a existncia de uma cadeia

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    montanhosa de 73000 km de extenso ao longo do Oceano Atlntico (sentido N-S),com altitudes de at 3000 m e um vale central. Na amostragem dessas montanhasforam obtidas rochas com idades inferiores a 150 milhes de anos, quando

    acreditava-se que ali se encontrariam as rochas mais antigas da Terra. Da surgiu aidia de que o vale central do Atlntico pudesse ser uma imensa fenda de ondesurgia rocha em fuso, formando e expandindo o assoalho ocenico.

    Com o estudo das propriedades magnticas das rochas (paleomagnetismo)constatou-se que os basaltos do assoalho ocenico mostram um padro demagnetizao em bandas, revelador das j conhecidas inverses ocorridas com ocampo magntico terrestre, padro este que simtrico em relao cadeia meso-ocenica. Alm disso, com o aperfeioamento dos mtodos radiomtricos, ao finaldos anos 60, pde-se constatar que o fundo ocenico tanto mais velho quantomais afastado estiver da cadeia meso-ocenica, confirmando dessa forma a idia da

    Expanso do Assoalho Ocenico.Estas observaes e as teorias a elas associadas da Deriva Continental e daExpanso do Assoalho Ocenico- forneceram o arcabouo para a elaborao daTeoria da Tectnica de Placas. Esta teoria considera a Litosfera como sendocomposta por vrios pedaos, que se encontram em movimento. Estes pedaos sodenominados Placas Tectnicas. Atualmente consistem de 7 grandes placas eoutras tantas menores (Figura 2.4). Elas se comportam como blocos rgidos que semovem por correntes de conveco existentes na astenosfera. As placas semovimentam de 3 a 11 cm por ano em diferentes direes e apresentam tipos decontatos distintos. Os contatos entre placas tectnicas so reas extremamenteinstveis da litosfera, a se concentrando episdios vulcnicos e terremotos.

    Figura 2.4. Principais placas tectnicas que formam a crosta terrestre (SBPC, 2000. CinciaHoje na Escola, vol. 10: Geologia, pg. 20).

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    Os diferentes tipos de contatos entre placas tectnicas so resultantes deesforos distintos e so descritos a seguir (Figura 2.5):- Zonas de subduco: zonas onde uma placa mergulha sob outra, resultando em

    esforos compressivos, formando assim tanto fossas ocenicas, como a fossa dasFilipinas, como cadeias de montanhas, tais como a Cordilheira dos Andes;- Zonas de expanso: zonas onde h formao e expanso da litosfera,caracterizadas por esforos de tenso, formando as cadeias meso-ocenicas, comoa cadeia meso-Atlntica, e mesmo reas continentais como a rea do Golfo daCalifrnia.- Zonas de falhas transformantes: zonas onde foras atuando em planos distintos,e em sentidos contrrios, causam deslocamento relativo entre os blocos adjacentes.Este o caso da Falha de Santo Andr, na costa oeste da Amrica do Norte.

    Figura 2.5 Bloco diagrama ilustrativo do movimento e dos tipos de contatos entre as placastectnicas, mostrando as principais feies geolgicas associadas.(Pipkin, B. W. and Trent, D.D., 1997, Geology and the environment, pg. 59).

    Hiptese Gaia: O renascer da Me TerraO qumico britnico James Lovelock afirma que a vida molda a Terra e a

    Terra molda a vida. Elas esto intimamente ligadas e trabalham em harmonia. Aatmosfera no meramente um produto biolgico, mas sim uma construo

    biolgica. As rochas e a gua - a litosfera e a hidrosfera - tambm fazem partedeste sistema harmnico. As trs camadas da Terra se associam a biosfera paraformar um complexo sistema que pode ser visualizado como um nico organismo,dotado da capacidade de manter o nosso planeta adequado vida. Este organismofoi denominado por Lovelock de Gaia, inspirando-se na deusa grega Gaia: a meTerra.

    A Terra, um organismo, teria a capacidade de se manter em equilbrio adespeito de intensas perturbaes (homeostase). Jonathan Weiner, cientistaamericano, afirma que isso assumir que a Terra pode cuidar de si mesma. Ele,entretanto questiona at que ponto a presso da espcie humana pode interferir no

    equilbrio da natureza, uma vez que trabalhamos muito rapidamente para que osmecanismos de reao de Gaia revertam o que fazemos.

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    PROCESSOS GEOLGICOS

    Ah! No so as tremendas catstrofes do mundo, no so as inundaes que

    arrastam as aldeias, os terremotos que subvertem as cidades, o que me comove.O que me sensibiliza o corao a fora destrutiva encerrada no interior daTerra, fora que nada constri sem destruir o que est prximo, e que porfim em si prpria efetua uma formidvel destruio. E assim cambaleioangustiado! Cu e Terra e suas foras ao redor de mim...

    (adaptado de Goethe, 1774)

    Denominam-se Processos Geolgicos ou Dinmica, o conjunto de aes quepromovem modificaes da crosta terrestre, seja em sua forma, estrutura oucomposio. A energia necessria a tais aes provm do sol ou do interior daTerra.

    Processos geolgicos endgenos ou dinmica internaSo processos que ocorrem utilizando a energia proveniente do interior da

    Terra, formando e modificando a composio e estrutura da crosta. So processosgeolgicos endgenos: vulcanismo, terremotos, plutonismo, orognese (formaode montanhas), magmatismo, metamorfismo, etc.

    Os processos geolgicos no ocorrem isoladamente, eles esto interligados:Os sedimentos (areias, cascalhos, etc) quando depositados podem se consolidarformando as rochas sedimentares. Ocorrendo aumento de presso e temperatura(metamorfismo) estas rochas se transformam em rochas metamrficas.Aumentando-se ainda mais a presso e a temperatura estas rochas podem fundir-

    se originando um magma, iniciando o magmatismo. No seu movimento no interiorda crosta, o magma pode atingir a superfcie (vulcanismo) onde se resfriarapidamente formando as rochas vulcnicas, ou no, se resfriando em profundidade(plutonismo) com a conseqente formao de rochas plutnicas (Figura 3.4).

    As rochas existentes podem sofrer perturbaes, devido a esforos queocorrem no interior da crosta, deformando-se ou quebrando-se, originando dobras(dobramentos) e falhas (falhamentos). Esforos do mesmo tipo, ao provocaremreacomodaes de partes da crosta terrestre, produzem vibraes que sepropagam em forma de ondas constituindo os terremotos.

    Processos geolgicos exgenos ou dinmica externaSo processos impulsionados pela energia proveniente do exterior da Terra,

    consistindo basicamente da energia solar que atua direta ou indiretamente sobre asuperfcie da Terra. So processos geolgicos exgenos, o intemperismo e a aode guas superficiais e subterrneas, do vento, do gelo e dos organismos.

    Os processos de desagregao e decomposio de rochas por ao da gua,vento, gelo e organismos constituem o intemperismo.

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    O intemperismo e a fotossntese so dois processos fundamentais para a vida noplaneta, pois sem o intemperismo no haveria a destruio das rochas e a

    formao dos solos, originando assim os minerais secundrios que esto associadoscom a CTC (Capacidade de Troca Catinica); e sem a fotossntese no haveria

    fixao de energia solar, vital ao ciclo da vida na Terra.

    A gua atua tanto na superfcie como na subsuperfcie, tendo aointemprica - o principal agente de intemperismo qumico-, e transportadora. Aopercolar, a gua transporta solutos (lixiviao) para o lenol fretico; estessolutos ao atingir o mar ou outro ambiente de sedimentao, podem se precipitar eformar rochas sedimentares qumicas. Ao escoar pela superfcie, a gua transportasedimentos (eroso), depositando-os com a diminuio de sua energia

    (sedimentao), formando depsitos que originaro solos ou rochas sedimentaresclsticas.O vento e o gelo so agentes intempricos e transportadores. O

    intemperismo se d pela ao abrasiva de partculas por eles transportadas. Osorganismos atuam amplamente sobre a crosta terrestre desde o microorganismoque se fixa na rocha at o homem que a fragmenta para comercializ-la.

    As duas fontes de energia principais envolvidas nos processos geolgicosso independentes entre si, apresentando entretanto efeitos recprocos. Porexemplo, a formao de montanhas em uma determinada rea independente dosprocessos exgenos que estejam porventura ocorrendo, no entanto, ela vai gerar

    uma nova condio de atuao da eroso sobre as montanhas surgidas, o que umprocesso exgeno.As foras exgenas tendem a destruir a superfcie dos continentes,

    transportando os materiais que vo se depositando. Por este processo, a tendncia o aplainamento total da superfcie terrestre. No entanto, embora estes processosocorram desde o incio da existncia da Terra, o aplainamento jamais se completou.Isto se deve s foras endgenas que agem, em parte, em sentido contrrio ao daeroso. A matria proveniente do interior da Terra continuamente impulsionadarumo superfcie, formando novas rochas, acentuando as diferenas do relevo eevitando que seja atingido o aplainamento, o equilbrio da superfcie. A modelagemda crosta terrestre objeto de estudo da Geomorfologia.

    O CICLO DAS ROCHAS

    Os processos geolgicos envolvidos na formao e destruio de rochasfazem parte de um ciclo, o CICLO DAS ROCHAS. Este ciclo pode se iniciar porqualquer rocha, seja sedimentar, gnea ou metamrfica. Cada uma destas rochaspode se transformar em qualquer outra dependendo exclusivamente do processo aque for submetida.

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    Figura 2.6. O Ciclo das Rochas: a figura mostra as interaes materiais e energticas e nos

    processos geolgicos que formam e destroem as rochas da litosfera(Pipkin, B. W. and Trent, D.D., 1997, Geology and the environment, pg. 35).

    O Ciclo das Rochas compreende os processos geolgicos exgenos eendgenos que atuam continuamente sobre a crosta terrestre. A Figura 2.6 ilustraeste ciclo. Iniciando-se o ciclo, por exemplo, com o intemperismo, temos adestruio das rochas expostas na superfcie pela influncia de agentes qumicos efsicos. O material resultante ento transportado por diversos meios a um local dedeposio (uma depresso marinha ou continental), onde se acumula. Noempilhamento sucessivo destes materiais, ocorre que as pores mais profundassofrem maior compactao, por ser maior o pacote de sedimentos sobrepostos,consolidando-se e formando as rochas sedimentares. As rochas sedimentarespodem ser novamente expostas ao intemperismo por levantamentos parciais dacrosta.Outro ciclo possvel pode ser iniciado nos processos de transformao deuma rocha submetida a aumentos de temperatura e presso no local(metamorfismo), levando a formao de rochas metamrficas. Este material podesofrer ascenso e ser novamente exposto ao intemperismo, ou pode sofrer refuso(magmatismo) podendo ascender e se derramar como produto vulcnico(vulcanismo) ou permanecer no interior e se consolidar como um produto plutnico(plutonismo). As rochas assim formadas podem ser novamente expostas eroso,e assim sucessivamente.

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    O inter-relacionamento geral existente entre os processos geolgicos talque os ndios que vivem da pesca na Amaznia, tm uma profunda ligao com a

    orognese responsvel pela elevao dos Andes, que hoje, por intemperismo,alimentam de sedimentos ricos as guas dos rios da Amaznia tornando-os maispiscosos.

    Isto sabemos: a terra no pertence ao homem; o homem pertence aterra. Isto sabemos: todas as coisas esto ligadas como o sangue que uneuma famlia. H uma ligao em tudo. O que ocorre com a Terra recairsobre os filhos da Terra. O homem no tramou o tecido da vida; ele

    simplesmente um de seus fios. Tudo que fizer ao tecido, far a si mesmo.(Carta do Cacique Seathl ao Presidente dos EUA, 1855)

    H alguns autores que consideram os Processos Geolgicos Endgenos comosendo construtivos e os Processos Geolgicos Exgenos como destrutivos. O quevoc acha disso? Leia de novo o que disse Goethe, no incio deste captulo. Penseem processos tais como eroso e formao de solos aluviais (s margens dos rios);vulcanismo e formao de rochas bsicas, que podem se transformar em solos ricosem nutrientes, etc.

    EXERCCIOS DE FIXAO E REFLEXO (2)

    1. Em que tipo de estudos se baseia a concepo atual da estrutura da Terra?2. Como foi possvel determinar os estados fsicos das geosferas internas da Terra?3. Qual a composio bsica das geosferas da Terra?4. O teor de ferro aumenta ou diminui do ncleo para a crosta terrestre? E osteores de silcio e oxignio?5. Como a crosta continental se diferencia da crosta ocenica?6. Como eram as concepes de tempo e espao na Idade Mdia?7. Como Kelvin calculou o tempo geolgico?8. Como a descoberta da radioatividade permitiu calcular o tempo geolgico?9. Que implicao tiveram estes dois clculos do tempo geolgico nas idias deHutton e Darwin?

    10. O que cronologia relativa?11. O que datao absoluta? Quais so os principais mtodos usados?12. Conhecendo agora um pouco mais sobre as caractersticas e dimenses do nossoplaneta e sua situao no universo, como voc situa e avalia a presena do homem?13. Trace um paralelo entre hiptese Gaia e os Processos Geolgicos.14. Comente a frase do filsofo W. Durant A civilizao existe por consentimentogeolgico, sujeito a mudanas sem aviso prvio.15. Qual a relao entre a Tectnica de Placas e a formao de vulces e terremotos?16. Os processos geolgicos endgenos esto associados ao movimento de placastectnicas, inclusive aqueles responsveis pela formao das rochas. As rochas

    esto se formando preferencialmente nos locais de expanso ou subduco dasplacas tectnicas, desde que haja condies para a existncia de vulcanismo e/ouplutonismo, ou metamorfismo. Como isso se d? Reflita...

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    3. MINERAIS

    Os MINERAIS so as unidades constituintes das rochas e so definidos como

    sendo slidos homogneos, naturais, que apresentam arranjo atmico ordenadoe composio qumica definida. Assim, cada espcie mineral se caracteriza porapresentar quantidades definidas e proporcionais de determinados elementosqumicos. Estes elementos, por sua vez, se arranjam no espao de uma maneiraorganizada e regular, que se constitui no chamado arranjo cristalino.

    O arranjo atmico ordenado e a composio qumica definidaconferem a um mineral a sua homogeneidade, ou seja, fsica e quimicamente ele seconstitui em uma nica fase, possuindo um conjunto diagnstico de propriedades.Assim, a forma, a clivagem e a absoro seletiva da luz, entre outras, sopropriedades fsicas dos minerais e refletem a sua estrutura interna regular,

    enquanto a dissoluo em cidos reflete a composio qumica dos minerais.

    PROPRIEDADES FSICAS DOS MINERAIS

    Densidade (d): a relao entre o peso do mineral e o peso de um mesmovolume de gua destilada 4C. A densidade depende principalmente dacomposio qumica do mineral em questo. Na prtica avaliamos a densidadequalitativamente como baixa - grafita (C): 2,2; mdia -hematita (Fe2O3): 5,0; oualta -galena (PbS): 7,5.

    Dureza (D): a resistncia que a superfcie lisa do mineral oferece ao risco feitocom uma ponta aguda. O sulco poder ser profundo e bem ntido se o mineral tiverbaixa dureza. Caso a dureza seja pouco inferior a da ponta aguda, o sulco ser finoe pouco profundo. Se for superior, no haver sulco.

    A dureza uma propriedade fsica muito til na identificao de minerais. Adeterminao da dureza feita qualitativamente atravs de instrumentos simplescomo um canivete ou usando-se a Escala de Mohs. A Escala de Mohs uma coleode dez minerais de referncia, comuns, que constituem uma escala numricaarbitrria para a comparao da dureza relativa entre os minerais. Os minerais quecompem a escala de Mohs e suas respectivas durezas so:

    Dureza:Talco 1Gipsita 2Calcita 3Fluorita 4Apatita 5Ortoclsio (K feldspato) 6Quartzo 7Topzio, Berilo, Turmalina 8Corndon (rubi, safira) 9

    Diamante 10 (a D real 42.4)(Tia Georgina Caso Fores A Oliveira Queira Trazer Coisas Diversas)

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    A lmina de ao de um canivete e o vidro riscam minerais com dureza at 5,inclusive. A unha risca minerais de dureza 2. Na prtica ns fazemos apenas adeterminao qualitativa da dureza usando a unha e o prego (ou qualquer ponta de

    ao), caracterizando assim intervalos de dureza.

    Forma (hbito) e agregado: a configurao externa do mineral (forma) ou doconjunto de indivduos da mesma espcie mineral (agregado). A forma de ummineral funo de sua estrutura cristalina. Alguns minerais apresentam formas eagregados muito caractersticos tais como as micas (lminas), a pirita (cubos), osasbestos (forma capilar, agregado fibroso), etc.

    Para que um mineral desenvolva faces, so necessrias algumas condies,como por exemplo, tempo e espao para crescer. Isso explica porque os mineraisnas rochas normalmente apresentem formas irregulares e raras faces planas.

    Como?

    Clivagem: a propriedade que alguns minerais apresentam de se partir segundosuperfcies planas e paralelas, relacionadas sua estrutura cristalina (normalmenteplanos de fraqueza na estrutura). Pode ocorrer segundo uma ou vrias direes egerar superfcies de qualidade varivel (mais, ou menos lisas). Destacam-se aclivagem excelente em uma direo da muscovita (mica branca), a clivagemperfeita em trs direes no ortogonais da calcita, a clivagem boa em duasdirees e m em uma direo dos feldspatos.

    Denomina-se fratura maneira irregular de um mineral se quebrar. Algunsminerais tm fraturas muito caractersticas, como o caso da fratura conchoidal doquartzo.

    Faces de clivagem so diferenciadas de faces de crescimento por serepetirem vrias vezes no espcime mineral, e por se apresentarem em geral maislisas e brilhantes (so faces mais recentes, decorrentes da quebra do mineral).

    Cor e Brilho: Estas duas propriedades esto relacionadas absoro e/ou reflexoda luz pelos minerais. A cor resulta da absoro seletiva de comprimentos de ondada luz branca pelos minerais. Normalmente a cor varivel para uma mesmaespcie mineral, sendo entretanto uniforme e diagnstica para alguns minerais(pex. sodalita: azul). A cor varivel, em alguns casos, d origem a variedades do

    mineral, tais como as variedades azul (safira) e vermelha (rubi) do corndon.O brilho est relacionado com a quantidade de luz que o mineral reflete. O

    brilho determinado de forma descritiva, caracterizando-se dois grupos principais:os minerais que apresentam brilho de metal (brilho metlico), e aqueles que no oapresentam (brilho no metlico). Neste segundo grupo, que engloba a maior partedos minerais, o brilho descrito por analogia a substncias comuns: vtreo (dovidro), adamantino (do diamante), resinoso, sedoso, gorduroso ou graxo, nacarado(da prola), ceroso, terroso, etc.

    Trao: a cor do mineral reduzido a p. muito caracterstico em algumas

    espcies minerais, como o caso dos xidos hematita (avermelhado), goethita(amarelado) e magnetita (preto). O trao determinado utilizando-se a parte foscade uma placa de porcelana branca, sobre a qual fricciona-se o mineral e observa-se

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    a cor do p (o trao). Considerando-se que a porcelana tem dureza 6, no sedeterminam os traos de minerais com dureza 6.

    CLASSIFICAO QUMICA DOS MINERAIS

    O conjunto das espcies minerais subdividido de acordo com a suacomposio qumica em classes qumicas caracterizadas pela presena de umdeterminado elemento ou grupo inico em particular. So descritas a seguiralgumas das classes qumicas de minerais:

    Elementos nativos: minerais onde os elementos ocorrem sob forma nocombinada. So elementos nativos, dentre outros, ouro (Au), diamante (C), grafita(C) e enxofre (S).

    Sulfetos: minerais que resultam da combinao de elementos metlicos

    com o enxofre. Ex.: galena (PbS), pirita (FeS2).xidos: minerais que contm um ou mais elementos metlicos emcombinao com o oxignio. Hidrxidos so aqueles xidos que contm gua ouhidroxila (OH) em sua composio. Ex.: hematita (Fe2O3), pirolusita (MnO2),magnetita (Fe3O4), cassiterita (SnO2), goethita (FeO(OH)), gibbsita (Al(OH)3).

    Carbonatos: minerais cujas frmulas incluem o grupo inico CO3(carbonato). Ex.: calcita (CaCO3), dolomita (Ca,Mg(CO3)2), magnesita (Mg(CO3)).

    Fosfatos: minerais cujas frmulas contm o grupo inico PO4(fosfato). Ex.:apatita (Ca5(PO4)4(OH,F,Cl)).

    Silicatos: So minerais cuja composio qumica inclui obrigatoriamente Si

    e O, em combinao com outros elementos qumicos. Esta classe contm cerca de95% dos minerais petrogrficos (formadores de rochas).A estrutura de todos os silicatos consiste de uma unidade fundamental

    constituda de quatro (4) tomos de oxignio coordenados por um tomo de silcio,resultando em uma configurao tetradrica (tetraedro de slica). Nestaconfigurao cada tomo de oxignio pode ligar-se a outro tomo de silcio, fazendoparte de outro tetraedro simultaneamente. Isso resulta no compartilhamento deoxignios entre tetraedros adjacentes. Podem ser compartilhados 1, 2, 3 ou 4oxignios do mesmo tetraedro, originando configuraes estruturais diversificadas ecada vez mais complexas. De acordo com o nmero de tomos de oxigniocompartilhados entre os tetraedros adjacentes, os silicatos so ento subdividos em6 grupos: nesossilicatos, sorossilicatos, ciclossilicatos, inossilicatos, filossilicatos etectossilicatos (Figura 3.1 e Quadro 3.1).

    Polimorfismo e isomorfismoMinerais polimorfos so aqueles que tm essencialmente a mesma composioqumica, mas estruturas cristalinas diferentes, o que se reflete nas suaspropriedades fsicas distintas. Por exemplo, grafita e diamante so polimorfos decarbono (C).

    Minerais isomorfos so aqueles que possuem estrutura cristalinasemelhante, mas composio qumica diferente ou varivel dentro de determinados

    limites. O isomorfismo tem como causa principal a substituio isomrfica, ou sejaa substituio de tomos ou ons na estrutura cristalina do mineral. um fenmenoque ocorre em muitos minerais, principalmente naqueles que formam as sries

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    isomrficas ou sries de solues slidas como a srie das olivinas, dosplagioclsios clcio-sdicos, etc. Nesses casos h uma variao contnua e recprocanas propores de um par, ou mais de um par, de elementos da sua composio

    qumica. tambm importante em alguns minerais como os feldspatos e osminerais de argila silicatadas, onde nos primeiros explicam a sua presena dentrodo grupo dos tectossilicatos, e nos segundos explicam as suas cargas de superfcie.As substituies mais comuns envolvendo elementos maiores, so Al3+ por Si4+ emaltas temperaturas, e Fe2+ por Mg2+; Fe3+, Al3+ e Cr3+ entre si, em qualquertemperatura.

    Nesossilicatos (neso=ilha) Sorossilicatos (soro=par)

    Ciclossilicato (ciclo=crculo)

    Inossilicato de cadeia simples(ino=corrente)

    Inossilicato de cadeia dupla Filossilicato (filo=lmina)

    Figura 3.1. Representao esquemtica das estruturas das classes de silicatos. (Klein, C. andHurlbut, C. S., 1993, Manual of Mineralogy, pg. 442-443).

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    Quadro 3.1: Classificao dos silicatos.

    Classe tomos de Ocompartilhados

    Arranjo dos tetraedros Relao Si:O Exemplos

    Nesossilicatos 0 Independentes, isolados 1:4 Olivina, (Mg,Fe)2SiO4

    Sorossilicatos 1 Duplos, isolados 2:7 Hemimorfita,Zn4(Si2O7)(OH)2.H2O

    Ciclossilicatos 2 Anis 1:3 Turmalina,NaMg3Al6(OH)4(BO3)3

    Si6018

    2 Cadeias simples 1:3 Grupo dos piroxnios,(Mg,Fe)2Si2O6Inossilicatos

    2,3 Cadeias duplas 4:11 Grupo dos anfiblios,

    Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2

    Filossilicatos 3 Folhas, lminas 2:5 Grupo das micas,KAl2(AlSi3O10)(OH)2

    Tectossilicatos 4 Estruturas tridimensionaiscomplexas

    1:2 Grupo dos feldspatos,KAlSi3O8; Quartzo,

    SiO2

    MINERAIS PETROGRFICOS

    Existem cerca de 2000 espcies minerais conhecidas, sendo que apenas

    algumas dezenas contribuem efetivamente na formao das rochas. Esses mineraisso denominados minerais petrogrficos (formadores de rochas).

    O Quadro 3.2 apresenta as propriedades fsicas mais utilizadas naidentificao macroscpica de alguns desses minerais, muito comuns e que nosinteressam diretamente. O objetivo possibilitar a identificao destes mineraisnas rochas. A chave simplificada dos minerais petrogrficos mais comuns, da calcitae da hematita (Fig. 3.3) auxilia a identificao dos minerais em rochas.

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    Quadro 3.2: Propriedades fsicas dos minerais petrogrficos mais comuns, da calcita e dahematita.

    Mineral cor comum densidade dureza forma clivagem trao

    Quartzo incolor,branca

    2.65 7 irregular,prismtica

    no tem;fratura conchoidal

    no tem

    Feldspato branca,rsea

    2.57 6 6.5 prismtica,tabular

    2 (ou trs) direes branco

    Muscovita

    (micabranca)

    incolor 2.82 2 2.5 laminar 1 direo branco

    Biotita

    (mica preta)

    castanha,preta

    3.0 2.5 3 laminar 1 direo branco

    Piroxnio preta 3.3 6 6.5 prismtica 2 direes ortogonais branco

    Anfiblio preta 3.2 6 6.5 prismtica 2 direes oblquas branco

    Calcita branca 2.71 3 prismtica 3 direes branco

    Hematita cinzametlico

    5.0 5 5.5 irregular,tabular

    no tem castanhoavermelhado

    Observaes:- Toda rocha apresenta uma associao de minerais diagnstica. A presena

    de quartzo em uma rocha indica que os minerais escuros que o acompanham soprovavelmente hornblenda e/ou biotita.

    - A distino entre hornblenda (anfiblio) e biotita feita pelaprincipalmente pela forma (a biotita se apresenta em lminas que podem serfacilmente destacadas com a ponta de um canivete) e pela dureza (a biotita riscada pelo canivete e a hornblenda no).

    EXERCCIOS DE FIXAO E REFLEXO (3)

    1. Qual (is) a(s) valncia(s) dos seguintes elementos qumicos?Al; Si; H; Fe; Mg; Ca; K; Na.

    2. O que so ctions e nions?3. O que raio inico? Qual o raio inico do Al? E do Si? E do Na? O que raio

    hidratado? Que elemento tem maior raio hidratado, Al ou Na?4. O que voc entende por:

    Ligaes inicas?Ligaes covalentes?Pontes de Hidrognio?Fora de Van der Waals?

    5. O que um silicato? Qual a principal diferena entre as classes de silicatos?6. Quais dos minerais abaixo listados so mais facilmente encontrados nas rochas?

    ( ) ouro ( ) micas ( ) feldspatos ( ) hematita( ) quartzo ( ) pirolusita (MnO2) ( ) anfiblios ( ) piroxnios

    7. O que um mineral petrogrfico?

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    8. O fsforo (P) e o boro (B) so elementos importantes na nutrio de plantas. Emqual(is) mineral (is) o P encontrado? E o B? Qual a classe qumica a quepertencem estes minerais?

    9. Faa a correspondncia: ( ) goethita(F) xido de ferro ( ) gibbsita(A) xido de alumnio ( ) hematita

    10. Qual o elemento qumico responsvel pela diferena de cor entre as micasmuscovita e biotita? Dica: compare a frmula qumica dos dois minerais (abaixo):

    Muscovita (mica branca) KAl2(AlSi3O10)(OH)2Biotita (mica preta) K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2

    11. Onde haver mais desgaste dos implementos agrcolas por atrito: em um solorico em micas ou em quartzo na frao areia? Por qu?12. O que pior para a sade humana: poeira rica em quartzo ou em asbestos

    (amianto)? Por qu?13. Como diferenciar superfcies de crescimento, de clivagem e de fratura?14. Por qu no se deve dar nfase na forma dos minerais ao identific-los narocha?

    Voc achou interessante este assunto? Voc se interessa por minerais? Quersaber mais? Faa ento uma visita ao Museu Alexis Dorofeef, Museu de Minerais,Rochas e Solos, situado na Vila Gianeti, casa no 31. L voc encontrar um roteirode observao dos mostrurios, monitores para tirar dvidas, e muito mais!

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    Figura 3.2. Chave simplificada de identificao dos minerais petrogrficos mais comuns, da calcita e da hematita, e

    MUSCOVITA

    Um plano declivagem(placas)

    ANFIBLIO

    Rochaescura

    Rochaclara

    MINERAL ???

    HEMATITA

    Traovermelho Duro

    Escuro

    Macio Macio

    Um plano declivagem(placas)

    BIOTITA

    PIROXNIO

    Trs planos declivagem

    (reage c/ cido)

    CALCITA

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    4. ROCHAS GNEAS

    O MAGMA

    As rochas gneas so formadas pela consolidao do magma. O magmaconsiste de uma fuso predominantemente silicatada, mvel, de alta temperatura,proveniente do interior do globo terrestre. As lavas so magmas que atingem asuperfcie atravs de cavidades vulcnicas. Do ponto de vista fsico-qumico, omagma um sistema multicomponental, constitudo por:- uma fase lquida composta predominantemente por agrupamentos tetradricos deSiO4 e AlO4 acompanhados de ctions livres (Ca2+, Mg2+, Na+, K+);- vrias fases slidas, que consistem dos cristais de minerais que esto seformando;

    - uma fase gasosa composta principalmente por H2O acompanhada de pequenasquantidades de CO2, HCl, HF, H2S, SO2, etc.

    Tipos fundamentais de magmaA partir da determinao da composio do conjunto das rochas gneas

    existentes na poro superficial da crosta terrestre ficou evidenciada a existncia dedois grupos composicionais principais indicando a existncia de dois tiposfundamentais de magmas: cidos (granticos) e bsicos (baslticos).

    Os magmas granticos so produzidos por fuso de rochas pr-existentes emprofundidades que variam de 7 a 15 km. Os magmas bsicos se originam na parte

    superior do manto, em profundidades de 40 a 100 km, por fuso de rochas bsicase ultrabsicas.

    Temperatura e viscosidade do magmaA temperatura dos magmas varia de 600 a 1200oC, podendo chegar a

    1700oC. Os magmas cidos tm temperaturas mdias de 700oC, enquanto osbsicos variam de 900 a 1200oC.

    A viscosidade (resistncia ao escoamento) determina a maior ou menorfluidez do magma, sendo funo de sua composio, temperatura e presso a queest submetido. Como a viscosidade vai variar com:

    a) a temperatura?b) a presso no ambiente?c) o contedo em elementos volteis (gases) do magma?

    Cristalizao do magmaO magma ao se resfriar, possibilita a cristalizao de diferentes minerais,

    cujo conjunto constitui a rocha gnea. Inicialmente cristalizam-se grande parte dossilicatos, obedecendo a uma seqncia determinada pela temperatura e composiodo magma, conhecida como Srie de Bowen (Figura 4.1). Bowen mostrou que ossilicatos comuns das rochas gneas se cristalizam segundo uma ordem, em duas

    sries distintas: uma srie de reao contnua e uma srie de reao descontnua.Na primeira, os minerais mudam ininterruptamente de composio, reagindocontinuamente com a fuso, e na segunda, um mineral pr-formado reage com a

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    fuso, formando um novo mineral com composio e estrutura cristalina diferentes.A cristalizao dos minerais da Srie de Bowen se d entre 1700C (olivina) e600C (quartzo).

    Acompanhando a srie de Bowen (Figura 4.1), h um aumento dacomplexidade das estruturas a medida que a temperatura decresce, isto ,aumenta o nmero de oxignios compartilhados entre os tetraedros de slica.Dentre os silicatos presentes na Srie de Bowen, as olivinas so nesossilicatos; ospiroxnios, inossilicatos de cadeia simples; os anfiblios, inossilicatos de cadeiadupla; a biotita e muscovita (micas), filossilicatos; e os plagioclsios, feldspatos equartzo, tectossilicatos.

    Figura 4.1. Ordem de cristalizao dos minerais silicatados no magma (Srie de Bowen).

    PLUTONISMO

    Plutonismo o conjunto de fenmenos magmticos que ocorrem em regiesprofundas da crosta terrestre. Os corpos rochosos assim formados so chamadospltons ou plutonitos, ou ainda rochas plutnicas ou intrusivas. As rochas pr-existentes que envolvem o corpo plutnico so ditas rochas encaixantes. De umamaneira geral as rochas plutnicas so cidas (granitos e granodioritos). Isto consequncia das caractersticas fsicas e qumicas dos magmas cidos, que fazem

    Srie Descontnua Srie Contnua

    Olivina Plagioclsios clcicos(Mg,Fe)2SiO4 CaAl2Si2O8

    Piroxnios(Mg,Fe)2Si2O6 e CaSi2O6

    AnfibliosCa2Na(Mg,Fe)(Si,Al)4O11(OH)2 Plagioclsios sdicos

    NaAlSi3O8

    BiotitaK(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2

    Feldspato potssicoKAlSi3O8

    MuscovitaKAl2(AlSi3O10)(OH)2

    QuartzoSiO2

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    com que estes tenham maiores possibilidades de se cristalizar em profundidade doque superfcie.

    Devido ao fato de serem resultantes de massas magmticas que se

    consolidam no interior da Terra, os pltons apresentam uma grande variabilidadede formas e dimenses, assim como distintas relaes com as rochas encaixantes.De acordo com as suas relaes com as rochas encaixantes, os plutonitos sodivididos em concordantes e discordantes. Corpos plutnicos concordantes soaqueles que concordam, que acompanham a estrutura das rochas encaixantes,adquirindo ento uma forma determinada pela disposio destas rochas. As formasconcordantes mais comuns so as Soleiras ou sills. So corpos extensos, poucoespessos de forma tabular quando vistos em corte. Estes corpos foram formados apartir de um magma de baixa viscosidade, o qual pode se intrometer entre planosda rocha encaixante. (Figura 4.2). So muito comuns as soleiras de diabsio (rocha

    bsica) nas bacias sedimentares paleozicas do Brasil (Paran, Maranho eAmazonas). A cidade de Piracicaba (SP) est sobre um sill de diabsio. Outrostipos de corpos plutnicos concordantes (Laclitos p.ex.) esto ilustrados na Figura4.2.

    Figura 4.2. Principais tipos de corpos plutnicos e vulcnicos (Briggs, D. et alii, 1997.Fundamentals of the Physical Environment, 2nd ed., pg. 94).

    Corpos plutnicos discordantes so aqueles que cortam, que truncam aestrutura das rochas encaixantes. Estes corpos geralmente obedecem a outroselementos estruturais desenvolvidos nas rochas, tais como diclases, falhas, fendas

    ou aberturas produzidas por exploses vulcnicas. As formas discordantes maiscomuns so os diques. Diques so corpos magmticos de forma tabular quepreenchem fendas nas rochas pr-existentes (Figura 4.2). Tm largura e

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    comprimento muito varivel ocorrendo desde microdiques at diques com vriosmetros de largura e quilmetros de extenso. Os diques podem formar conjuntos(sistemas) nos quais se dispem em direes paralelas ou cruzadas, ou podem ser

    radiais, orientando-se radialmente a partir de uma regio central. Os diques podemtambm se formar em conseqncia de esforos de tenso provocados pelaascenso de um corpo magmtico, chamados ento de anelares, ou ainda defendas produzidas ao redor de um foco vulcnico, quando do abatimento (colapso)do edifcio vulcnico.

    Os diques so muito comuns no Brasil, ocorrendo em vrios tipos de rochase com composio varivel. Nas bacias sedimentares Paleozicas so comunsdiques de diabsio, e em regies de Minas Gerais e no nordeste do Brasil, ocorremdiques de pegmatitos mineralizados em pedras semi-preciosas e outros minerais deinteresse econmico (wolframita, tantalita etc). Tambm em Viosa ocorrem diques

    de diabsio, que sero vistos na aula prtica prxima ponte do bairro Silvestre.Batlitos so corpos magmticos de grandes dimenses (rea deafloramento superior a 100 km2) que no tm, aparentemente, delimitao emprofundidade (Figura 4.2).

    VULCANISMO

    O vulcanismo abrange todos os processos que permitem e provocam aascenso de material magmtico do interior para a superfcie terrestre. O magmapode extravasar superfcie atravs de dois tipos de aberturas: fissuras, que so

    extensas fendas que colocam a cmara magmtica (cavidade onde se aloja omagma) em contato com a superfcie, ou orifcios. O vulcanismo de fissuraatualmente observado ao longo das cadeias meso-ocenicas. O vulcanismo deorifcios o tipo mais comum de vulces atuais, sendo o magma ejetado por umaabertura circular em torno da qual se acumulam os materiais produzidos pelaatividade vulcnica, constituindo assim o edifcio ou cone vulcnico. O orifcio chamado de cratera, e o canal por onde ascende o magma se denomina condutoou chamin vulcnica. Devido a remoo intensa de material subjacente ao conevulcnico comum que ocorra o abatimento (destruio) total ou parcial do focovulcnico. O conjunto de montanhas com disposio circular que comumenteenvolvem um foco vulcnico abatido conhecido como caldeira. A cidade de Poosde Caldas (MG) envolvida por uma caldeira, com um dimetro aproximado de 30km, considerada a maior do mundo.

    A grande maioria dos vulces acha-se agrupadas em zonas, principalmenteao longo de costas ocenicas, destacando-se a costa do oceano Pacfico, formandoo chamado crculo do fogo. Tal distribuio de vulces est estreitamenterelacionada com os contatos entre placas tectnicas (vide captulo 2). No interiordos continentes as atividades vulcnicas so mais raras.

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    Atividades vulcnicasSegundo a sua natureza e modo de ocorrncia, as atividades vulcnicas

    podem ser explosivas (extravasamento violento do magma, comum em magmas

    viscosos, cidos) ou efusivas (extravasamento calmo, sem exploses). A seqnciadas atividades vulcnicas pode ser assim descrita:- Instalao de um foco vulcnico: tremores de terra, formao de fendas,

    exalao de gases e vapores, seguindo-se a abertura e limpeza da chaminvulcnica;

    - Ejeo e derramamento de lava: derramamento de lava propriamente dito,podendo ser explosivo durante todo o perodo vulcnico ou apenas no incio;

    - Exalaes gasosas: fumarolas, solfataras e mofetas, recebendo taisdenominaes em funo da temperatura em que ocorrem.

    Materiais produzidos pela atividade vulcnicaLavas: so as massas magmticas parcial ou totalmente fundidas. As lavas bsicasso mais quentes e menos viscosas do que as cidas, estas ltimas tendendo apromover um vulcanismo mais explosivo. (basicidade ou acidez aqui no se refere apH, mas sim ao teor de slica: vide pgina 31).Materiais piroclsticos: so fragmentos ejetados na atividade vulcnica quetanto podem ser derivados do prprio magma, como das rochas encaixantes.Normalmente predominam nas fases iniciais do vulcanismo, podendo ser os nicosmateriais produzidos. Em funo de seu tamanho e forma so classificados comoblocos (angulosos e com dimetro > 5 cm), bombas (arredondados e comdimetro > 5 cm), lpili (arredondados e com D < 5 cm) e cinzas (fragmentosfinos com dimetro < 4 mm, que ao se consolidarem formam os tufitos ou tufosvulcnicos).Exalaes: vapores e gases produzidos ao longo de todas as atividades vulcnicas.

    Vulcanismo no BrasilAtualmente no existem vulces ativos no Brasil; contudo isto j ocorreu

    intensamente em pocas geolgicas passadas. Restaram, porm, poucostestemunhos dessas atividades vulcnicas, j que os produtos vulcnicos sofacilmente erodidos.

    H cerca de 130 milhes de anos o Brasil foi palco de uma das maiores

    atividades vulcnicas que se conhece. Foram atingidos todo o Sul do Brasil e partedos estados de Minas Gerais e Mato Grosso do Sul, alm do Maranho eAmazonas. O magmatismo mais intenso foi no Sul do Brasil, Argentina e Uruguai,na rea da Bacia do Paran, onde o vulcanismo do tipo fissura, de carter bsicocobriu cerca de 1.200.000 km2. Este vulcanismo constituiu-se de sucessivosderrames de lava basltica e intruses de diabsio em forma de diques e soleiras.Em alguns locais estes derrames ultrapassam a espessura de 1000 m, tendo sidoobservadas seqncias de at 32 derrames individuais.

    Os solos desenvolvidos sobre estas rochas, so em grande parte LatossolosRoxos, que apresentam boas qualidades fsicas e qumicas. So solos porosos, de

    boa drenagem, que permitem bom desenvolvimento radicular. Possuem entretantopouca coerncia entre as partculas, tornando-os muito suscetveis a eroso quandomal manejados.

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    H cerca de 70 milhes de anos, reas do sul e sudeste do Brasil foramafetadas por atividades plutnicas e vulcnicas de carter alcalino-sdico. Osedifcios vulcnicos no foram conservados, mas observam-se com freqncia

    depsitos piroclsticos consolidados associados. No Planalto de Poos de Caldas(MG) observa-se o contorno circular de uma caldeira de cerca de 30 km dedimetro, relacionada a este episdio vulcnico. Incluem-se tambm neste ciclo asocorrncias de Lages (SC), Jacupiranga, So Sebastio, Ipanema (SP), Arax (MG),Itatiaia, Mendanha, Tingu, Cabo Frio (RJ) e Ipor (GO).

    O vulcanismo mais recente ocorrido no Brasil foi responsvel pela formaode diversas ilhas do Atlntico brasileiro, entre elas Fernando de Noronha, Trindade,Rochedos de So Pedro e So Paulo e Abrolhos, as quais se formaram entre 1,7 a11,8 milhes de anos atrs.

    CLASSIFICAO E IDENTIFICAO DAS ROCHAS GNEAS

    Dadas s caractersticas do seu modo de formao, existe uma grandevariedade de tipos de rochas gneas. A classificao destas rochas ento feita deacordo com diferentes critrios, a saber:

    Profundidade de formao da rochaO magma, no seu movimento no interior do globo terrestre, pode atingir ou

    no a superfcie e tem-se, desse modo, os seguintes tipos de rochas gneas:- Vulcnicas ou extrusivas, onde a consolidao do magma se deu superfcie.

    Neste caso o resfriamento do magma rpido, uma vez que est em contato diretocom a atmosfera. Ex: basalto, riolito.- Plutnicas ou intrusivas, que so formadas em grandes profundidades, sendo oresfriamento do magma lento, j que as perdas de calor so menores e maislentas. Ex: gabro, granito.- Hipabissais, oriundas da solidificao do magma pequenas profundidades.Sendo intermedirias entre as anteriores, apresentam caractersticas medianasentre um e outro tipo. Ex: diabsio, microgranito.

    GranulometriaEm funo do tamanho dos gros minerais nelas presentes, as rochas gneaspodem ser divididas em:- Fanerticas ou grosseiras cujos minerais so facilmente perceptveis a olho nu.Ex: granito, gabro.- Mdias, cujos minerais so moderadamente visveis a olho nu. Ex: microgranito,diabsio.- Afanticas, ou finas nas quais impossvel a distino dos minerais, a olho nu.Ex: basalto, riolito.

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    Teor de SiO2 um critrio qumico relacionado com a quantidade de slica total na rocha. Poreste critrio as rochas gneas so classificadas em:

    - cidas: SiO2 > 65%. Tais rochas sempre contm uma proporo expressiva domineral quartzo, de forma que ele pode ser facilmente identificado na rocha. Ex:granito.- Intermedirias: 54% < SiO2 < 65%. So rochas ricas em silicatos, havendoporm pouco ou nenhum quartzo. Ex: sienito.- Bsicas: 45% < SiO2 < 54%; e Ultrabsicas: SiO2 < 45%. So rochas que nocontm quartzo. Ex: basalto (bsica); peridotito (ultrabsica).

    O Quadro 4.1 contm anlises qumicas de rochas gneas cidas,intermedirias, bsicas e ultrabsicas. Entre as diferenas de composio

    ressaltam-se o comportamento da slica, alumnio, ferro ferroso, magnsio, clcio,sdio e potssio.

    Quadro 4.1: Composio qumica de rochas gneas comuns.

    Composio(xidos)

    Granito(cida)

    Diorito(intermediria)

    Basalto(bsica)

    Dunito(ultrabsica)

    SiO2 72.08 54.86 49.50 40.16Al2O3 13.86 16.40 13.00 0.84Fe2O3 0.86 2.73 3.90 1.88

    FeO 1.67 6.97 7.92 11.87MgO 0.56 6.12 8.06 43.16

    CaO 1.33 8.40 11.07 0.75Na2O 3.08 3.36 2.26 0.33K2O

    %

    5.46 1.33 0.56 0.14

    Cor ou percentagem de silicatos ferromagnesianosA presena de Fe e Mg na composio dos silicatos faz com que eles tenham

    coloraes escuras. A maior ou menor presena destes silicatos faz com que arocha seja mais escura ou mais clara. Assim, temos:- Flsicas ou leucocrticas: rochas de cores claras. Ex: granito, riolito.- Mficas ou melanocrticas: rochas de cores escuras. Ex: basalto, gabro.- Mesocrticas: rochas de cores intermedirias. Ex: sodalita-sienito.

    Composio Mineralgica o critrio fundamental para a denominao da rocha. Os minerais mais

    importantes para a classificao so: feldspatos potssicos, plagioclsios(feldspatos clcico-sdicos), quartzo, biotita, anfiblios (hornblenda, por exemplo),piroxnios, olivinas e os feldspatides. Feldspatides so minerais, semelhantes aosfeldspatos, mas com menos slica em sua composio, pois os mesmos se formamquando no h, no magma, slica suficiente para formar feldspatos (Ex. nefelina).

    A identificao e denominao da rocha so feitas atravs da avaliao daspropores mdias dos minerais petrogrficos contidos na rocha. Isto

    normalmente feito com o auxlio de esquemas (quadros, tabelas) de composiomineralgica das principais rochas gneas (Figura 4.3). Tais esquemas tm a

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    vantagem adicional de conter e sintetizar os demais critrios de classificao dasrochas gneas vistos acima.

    EXERCCIOS DE FIXAO E REFLEXO (4)

    1. Em que condies temos a formao de feldspatides?2. Qual a relao entre tamanho dos gros minerais e a profundidade deconsolidao do magma?3. Como o arranjo dos minerais em uma rocha gnea? O gnaisse visto na primeiraaula prtica uma rocha gnea? Por qu?4. Por que os granitos tendem a ser mais claros? A que grupo de silicatos osminerais mais comuns do granito pertencem?5. Por que os basaltos tendem a ser mais escuros? A que grupo de silicatos os

    minerais mais comuns do basalto pertencem?6. Observando o lado esquerdo da srie de Bowen, que tipo de generalizao podeser feita com relao a temperatura de formao dos minerais silicatados e grau decompartilhamento (polimerizao) dos oxignios ao nvel de estrutura dos mesmos?E em relao a resistncia dos minerais a alterao (intemperismo)?7. O plagioclsio do granito ser mais clcico ou mais sdico? E o plagioclsio dobasalto? Por qu?8. Ser possvel a presena de olivina e quartzo em uma mesma rocha gnea? Qualdos minerais citados forma-se em temperaturas mais altas?9. Em cada par de rochas abaixo, qual possui densidade maior? Por qu?

    Granito e gabro; microgranito e diabsio; basalto e granito.10. Por qu existem rochas plutnicas, tais como granitos e gabros, aflorando, setais rochas foram formadas em grandes profundidades?

    H entre as pedras e as almas afinidades to raras. Como vou dizer?Elas tem cheiro de gente. Queira ou no queira se sente.

    Tem esse poder.Pedra e homem comovem. Sobem e descem. E somem. Ningum sabe bem.

    Joo Bosco; Granito

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    Afanticasvulcnicas

    Fanerticasplutnicas

    Percentagem

    dos

    mineraisporv

    olume

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Traquito Riolito Dacito

    Granodiorito

    Andesito

    Diorito

    Basalto

    Gabro PerGranitoSienito

    feldspatos alcalinos (K)

    feldspatos plagioclsios

    (ricos em C

    anfiblios

    piroxnios

    Aumenta o teor de Fe e a cor escurece

    Aumen

    muscovitabiotita

    Figura 4.3. Composio mineralgica aproximada das principais rochas gneas.

    quartzo

    (ricos em Na)

    Ol

    bas

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    5. ROCHAS SEDIMENTARES

    CICLO SEDIMENTAR

    As rochas sedimentares so formadas atravs da deposio e consolidaode sedimentos. Sedimentos so materiais originados da destruio e alterao derochas pr-existentes. Assim, a formao de uma rocha sedimentar decorre de umasucesso de eventos, que constituem o chamado ciclo sedimentar. As etapasbsicas do ciclo sedimentar so:

    - Decomposio de rochas (intemperismo)- Remoo e transporte dos produtos do intemperismo- Deposio dos sedimentos- Consolidao (endurecimento) dos sedimentos

    IntemperismoO intemperismo consiste da transformao das rochas em materiais mais

    estveis em condies fsico-qumicas diferentes daquelas em que elas seoriginaram. A natureza e efetividade dos processos de intemperismo dependemprincipalmente de trs grupos de variveis: condies climticas, propriedades dosmateriais e variveis locais (vegetao, vida animal, lenol fretico, etc). Ointemperismo pode ser causado por processos fsicos (desgaste e/ou desintegrao)e/ou qumicos (decomposio), onde muitos desses processos so causados porfatores biolgicos, sendo comumente caracterizados como intemperismo biolgico.

    Os produtos de intemperismo qumico consistem de solutos e resduos. Ossolutos incluem principalmente Na, K, Mg e Ca, que so lixiviados, atingindo por fimos oceanos, onde podem se precipitar e formar rochas sedimentares qumicas. Osresduos so dificilmente solveis em gua e compem-se principalmente dequartzo e outros mineraisprimriosresistentes (tambm chamados de mineraisdetrticos). Nessa frao incluem-se tambm os produtos que se formam nosprocessos de intemperismo qumico, ou seja os mineraissecundrios.

    Transporte

    A segunda etapa do ciclo sedimentar a remoo, ou seja, a ao deprocessos naturais que promovem o transporte dos produtos do intemperismo. Otransporte pode se dar por soluo, suspenso e trao. Os solutos sotransportados em soluo, enquanto fragmentos finos so transportados emsuspenso, e fragmentos grosseiros so transportados por trao.

    Denomina-se eroso quando a remoo desses produtos se d pelasuperfcie do solo e lixiviao quando a remoo se d em soluo, no interior dosolo. Os principais agentes transportadores so a gravidade, gelo, gua e vento.Estes agentes tm importante papel na separao de sedimentos, avaliado pelosparmetros de competncia e poder de seleo. A competncia relativa ao

    tamanho e quantidade de fragmentos que o agente pode transportar, enquanto opoder de seleo consiste na capacidade de separao de fragmentos por tamanho.Meios mais viscosos como a gravidade e o gelo tm maior competncia, enquanto

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    meios menos viscosos, como o vento e a gua corrente tm maior poder deseleo.

    Deposio e consolidaoA deposio dos sedimentos ocorre tanto pela diminuio da energia doagente transportador como pela reao qumica e conseqente precipitao desubstncias dissolvidas. A deposio dos sedimentos ocorre em locais favorveis,geralmente depresses, como oceanos e lagos, ou plancies de inundao, desertose pntanos.

    A consolidao (litificao ou diagnese) consiste dos processos fsicos(compactao) e/ou qumicos (cimentao) que promovem o endurecimento dossedimentos depositados, dando origem s rochas sedimentares.

    CLASSIFICAO E IDENTIFICAO DE ROCHAS SEDIMENTARES

    Ao final do ciclo sedimentar, tm-se a formao das rochas sedimentares.Por serem formadas por deposio de sedimentos as rochas sedimentares, em suamaior parte, apresentam uma estrutura muito caracterstica: a estratificao. Aestratificao pode ser visualizada pela variao de cor e/ou granulometria emcamadas (estratos) paralelas na rocha, as quais se devem a variaesmineralgicas e/ou texturais nos sedimentos durante o ciclo sedimentar.

    Em funo das caractersticas do ciclo sedimentar so reconhecidos doisgrandes grupos de sedimentos: os detrticos (fragmentos) e os qumicos (solutos),

    que do origem a dois grupos principais de rochas sedimentares, a saber:- Rochas sedimentares clsticas (fragmentrias ou detrticas);- Rochas sedimentares qumicas e orgnicas

    Rochas sedimentares clsticasSo rochas formadas por minerais detrticos (minerais primrios resistentes,

    que suportam transporte sem se decomporem), e/ou minerais secundrios.- Quais so os minerais detrticos mais comuns?- E os minerais secundrios?Em virtude da variabilidade de tamanho dos sedimentos, as rochas clsticas

    so classificadas em funo do tamanho de suas partculas constituintes (Quadro5.1).

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    Quadro 5.1: Rochas clsticas, segundo a classe de tamanho (granulometria).

    dimetro dapartcula

    (mm)

    nome dafrao de

    tamanho

    nome da rochatermo textural

    genrico

    (sedimento)

    termo textural

    genrico (rocha)

    >2,0 cascalhoconglomerado1

    brechapsefito rocha pseftica

    0,05 - 2,0 areia arenito psamito rocha psamtica0,002 - 0,05 silte siltito pelito rocha peltica

    < 0,002argila argilito2

    folhelhopelito rocha peltica

    1 o conglomerado possui pelo menos um de seus minerais detrticos arredondado, enquanto a brechaapresenta todos os cascalhos angulosos.2 o argilito no possui estratificao, enquanto o folhelho bem estratificado.

    Rochas sedimentares qumicas e orgnicasAs rochas sedimentares qumicas so formadas por minerais quimicamente

    precipitados, tais como a calcita e dolomita (calcrios), a slica (cherts), a halita esilvita (evaporitos). As rochas orgnicas so formadas pela precipitao e/ouacmulo de materiais orgnicos animais ou vegetais, tais como carapaas silicosasde algas diatomceas (diatomitos), fragmentos de conchas (coquinas), carapaas(exoesqueletos) carbonticos de algas e celenterados (recifes de coral), e restosvegetais continentais e subaquticos (carvo).

    EXERCCIOS DE FIXAO E REFLEXO (5)1. Como o comportamento, perante o intemperismo, dos minerais silicatados daSrie de Bowen (captulo 5)?2. Suponha uma rocha contendo biotita e muscovita. Qual delas ir se alterar(intemperizar) primeiro? Por qu?