Intemperismo do Solo - Processos Químicos e Físicos Detalhados

Intemperismo do Solo Calor do sol Água da chuva Atmosfera Biosfera Saprolito Rocha Litosfera Hidrosfera INTEMPERISMO Desintegração e decomposição de rochas e minerais na superfície da Terra ou próximo dela resultado de ações combinadas de uma série de forças naturais sobre os materiais sólidos da litosfera FONTES FONTES 1992 INTEMPERISMO É o conjunto de modificações de ordem física desagregação e química decomposição que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da terra TOLEDO et al 2000 PEDOGÊNESE É a formação do solo os produtos formados pelo intemperismo se reorganizam sob a ação dos organismos dando origem a um material organizado em horizontes com forte associação entre a matéria mineral e orgânica A fauna e a flora ao realizarem suas funções vitais desempenham um papel fundamental na mobilização de matéria e na aeração do solo O intemperismo e a pedogênese levam à formação de um perfil de alteração ou perfil de solo Químico Atua no físico e biológico AS REAÇÕES DO INTEMPERISMO QUÍMICO MINERAL I SOLUÇÃO DO INTEMPERISMO MINERAL II SOLUÇÃO DE LIXIVIAÇÃO Água superficial da Terra pH entre 5 e 9 Hidratação Dissolução Oxidação Hidrólise pH 5 acidólise Reações Fundamentais do Intemperismo Reação do intemperismo a HIDRATAÇÃO Na superfície dos grãos atração entre os dipolos das moléculas de água e as cargas elétricas não neutralizadas da superfície dos minerais b HIDRÓLISE Íons dissociados de água H e OH Silicatos de K Na Ca Mg e Fe c ACIDÓLISE Ambientes onde a decomposição da matéria orgânica não é total ácidos orgânicos diminuem o pH da água a acidólise é o processo dominante Hidrólise Reação que melhor caracteriza o intemperismo Afeta todos os silicatos principais constituintes das rochas Água dissociada H e OH desloca os elementos alcalinos e alcalino terrosos da estrutura do silicato que entra em colapso e libera Si e Al para a solução Molécula de água H2O Argilomineral Hidratação Oxidação Piroxênio rico em ferro libera sílica e íons ferrosos para a solução Ferro ferroso é oxidado pelas moléculas de oxigênio formando ferro férrico Ferro férrico combina com água precipitando produtos ferruginosos Piroxênio FeSiO3 SiO2 Fe2 O2 Fe3 H2O Oxihidróxidos de ferro goethita FeOOH Fig 811 A alteração intemperica de um mineral com Fe2 resulta por oxidação do Fe2 para Fe3 na formação de um oxihidróxido a goethita Fonte Decifrando a Terra TEIXEIRA TOLEDO FAIRCHILD e TAIOLI São Paulo Oficina de Textos 2000 Reação 1 Hidrólise total alitização Si e cátions são eliminados Permanece Al sob a forma de gibbsita AlOH3 O Fe também permanece Reação 2 Hidrólise parcial monossialitização Cátions eliminados totalmente Sílica parcialmente 66 Sílica e alumínio se combinam caolinita argilomineral 11 Reação 3 Hidrólise parcial bissialitização Cátions eliminados parcialmente 87 Sílica parcialmente 46 Sílica alumínio e cátions se combinam esmectita argilomineral 21 1 2 KAlSi3O8 9 H2O 2 H2CO3 Feldspato Al2Si2O5OH4 2 K 2 HCO3 4 H4SiO4 Caulinita Gota de chuva Pequena proporção de moléculas de CO2 no ar dissolve em gotas de chuva para formar ácido carbônico H2 CO3 que se recombinam em caulinita neoformada os íons hidrogênio são retidos na água do argilomineral Sílica íons potássio K e bicarbonato HCO3 são lixiviados em direção aos rios A água levemente ácida dissolve potássio e sílica do feldspato Uma pequena proporção de moléculas de H2 CO3 ioniza Al2Si2O5OH4 KAlSi3O8 e OXIDAÇÃO elementos podem estar presentes nos minerais em mais de um estado de oxidação d DISSOLUÇÃO Alguns minerais estão sujeitos à dissolução que pode consistir na solubilidade completa É o caso por exemplo da calcita Dissolução Congruente intemperismo sem deixar resíduos FASE SOLÚVEL agentes do intemperismo H2O ácidos orgânicos e inorgânicos agentes complexantes O2 Dissolução Incongruente elevada concentração do produto da dissolução intemperismo intemperismo que deixa residuo sólido FASE RESIDUAL Precipitação Evaporação mmano 2700 1500 300 0 Tundra Zona de podzolização Estepe Deserto e semideserto Savana Floresta tropical Savana Precipitação Temperatura Temperatura C 25 15 5 0 Zona da Alitização Zona da Monossialitização Zona da Bissialitização Rocha pouco alterada Rocha inalterada Fonte Teixeira et al 2009 Decifrando a terra Pouca chuva Minerais primários resistentes CO2 Clima semiárido Água da chuva Ions típicos do início do intemperismo da rocha Na Mg2 S2 Ca2 Sr2 Al3 K Fe2 CO2 Chuva moderada Si4 Fe3 Al3 Ca2 K Mg2 Na S2 SO42 HCO3 CO2 Chuva abundante Fe3 Al3 Ca2 K Mg2 Na S2 SO42 HCO3 Clima Temperado Tropical Clima Tropical Equatorial Fonte Lepsch 2011 19 Lições de Pedologia SOLO NOVO SOLO VELHO SOLO MUITO VELHO ESMECTITA CAULINITA GIBBSITA Carga Permanente SI Predomínio de cargas negativas Maior CTC Carga variável Predomínio de cargas negativas Baixa CTC Carga variável Predomínio de cargas positivas CTA Muito baixa CTC Físico Alteração mecânica das rochas mantendo a identidade e composição original Diminui o tamanho das particulas e facilita o intemperismo químico Agentes água vento temperatura Espansão e contração das rochas Infiltração Retenção de umidade Textura do Solo Distribuição do Tamanho de Partículas Areia Silte Argila A estrutura tambem é um fator importante na retenção de umidade ÁGUA NO SOLO Biológicos Ação do carbono no intemperismo e pedogênese H2O CO2 H2CO3 CO2 Liquens Fungos Algas Ácidos orgânicos fenóis Agentes quelantes Solubilização de cátions di e trivalentes Transporte de Fe Al e outros cátions Imtemperismo e formação do solo Mineral orgânica ar e água Podzolização Eluviação seletiva de Fe e Al em relação ao Si Ligantes orgânicos Decomposição Material Orgânico Rocha Ferralitização Eluviação seletiva do Si em relação ao Fe e Al Ácido carbônico Formação de agregados Propriedades Observações Efeito sobre o solo Combinação com minerais de argila Cimentam partículas do solo em unidades estruturais chamadas de agregados Permite trocas gasosas Estabilidade estrutural Aumenta a permeabilidade Microaggregate Root Fungal hyphae 30 mm Fungal hyphae Spore Root 03 mm Silt encrusted with microbial debris Plant and microbial debris encrusted with clay 003 mm Clayhumus domains Microbial debris Water retention pores Iron oxides Silt Silt 0003 mm Macroaggregate Roots Hyphae Microaggregate Root hairs Hyphae Polysaccharides Submicroaggregate Mineral grains encrusted with plant and microbial debris Plant debris coated with clay Primary particles of silt clay and humus Clay and clayhumus domains Bibliografia Consultada BUOL S W HOLE F D McCRAKEN R J SOUTHARD R J Soil genesis and Classification Iowa StateUniversity Press Forth edition 1997 VIEIRA L S Manual da Ciência do Solo Agronomica Ceres São Paulo 1975 Toledo et al 2003 Decifrando a Terra 8 p 140166 2003 Lepsch I F 19 lições de pedologia Oficina do texto2011 Ker et al Pedologia Fundamentos Sociedade Brasileira de ciência do solo 2012