Fenmenos supergnicos Fenmenos supergnicos MeteorizaoMeteorizao

Serra da Freita

Geodinmica Externa ou Supergnesetrata de fenmenos ocorrentes na parte externa do ciclo geoqumico da Litosfera, afectados sobretudo pela energia do Sol.

MorfogneseSedimentogneseAlterao das rochas - MeteorizaoEroso Transporte Sedimentao Formao de modelados

Pedognese

Diagnese

Formao de solos

Formao de rochas sedimentares coerentes

BiogneseDesenvolvimento da vida

Formao de Rochas sedimentares

Sedimentognese

Vamos analisar os diversos processos envolvidos !

METEORIZAO

Rochasmagmticas

RochasSedimentares

SiO2 59,1 58,0Al2O3 15,3 13,4

Fe2O3 3,1 3,5FeO 3,8 2,1MgO 3,5 2,6CaO 5,1 5,9Na2O 3,8 1,1K2O 3,1 2,8TiO2 1,1 0,6H2O 1,2 3,2SO2 - 0,5CO2 - 1,7

Uma tabela para reflectir!

Oxidao

Hidratao

Aces Bioquimiognicas

Solubilidade

Composies qumicas mdias

Ser que os minerais tm um comportamento idntico face

meteorizao?

SUSCEPTIBILIDADE ALTERAO

Rochas diferentes, submetidas aos mesmos ambientes climticos, reagem de forma diferenciada

FACTORES QUE AFECTAM A SUSCEPTIBILIDADE DOS MINERAIS ALTERAO

Tipo de ligaes estruturaisCovalente elevada estabilidadeInica maior vulnerabilidade face a vrios fenmenos

Potencial de ionizaoOs caties mono e bivalentes (Na+, K+, Ca2+, Mg2+,Fe2+) so mais solveis

Oxidao espontnea do Ferro ferroso (Fe2+)Os minerais ferromagnesianos so mais afectados

Potencial inico (Z/r)Controla o comportamento na gua (ver Quadro seguinte)

Energia de formaoMaior energia de formao => Maior a estabilidade do mineral

Quando beberem umade gua mineral

reparem na composioqumica do rtulo!

Influncia do Potencial Inico no comportamentodos ies na gua

FACTORES QUE AFECTAM A SUSCEPTIBILIDADE DOS MINERAIS ALTERAO

Comportamento da slica e da alumina na guaControlado pelo pH e pela temperatura

Comportamento dos silicatos na hidrliseAs unidades estruturais so destrudas diferenciadamente

Os tetraedros SiO4 Os tetraedros SiO4 so os grupos mais resistentesso os grupos mais resistentes

Sries de Goldich

Goldich (1938).Ordenao dos minerais das rochas gneas de acordo com a sua maior ou menor resistncia meteorizao

SRIES DE GOLDICH

olivina plagioclase (Ca,Na)augite (piroxena)

horneblenda (anfbola) plagioclase (Na,Ca)biotite plagioclase (Na)

feldspato potssicomoscovitequartzo

+ re

sisten

tes

alte

ra

o

Sries idnticas de Bowen mas com sentido completamente distinto PORQU?

Rochas gneas

MineralogiaRochas Sedimentares

Rochas gneas(minerais primrios)

Resistatos

HidrolisatosOxidatos

PrecipitatosEvaporatos

Rochas Sedimentares(resistatos + minerais de neoformao)

Sedimentognese Diagnese

Meteorizao ou Alterao das

rochas

Eroso eTransporte de

sedimentos

Sedimentao

Compactaoe Desidratao

Cimentao

Recristalizao

Rochas mveis Rochas consolidadas

Sedimentos ou detritos

Sedimentos detrticos ou clastos

Dimenses muito variadas, desde partculas muito pequenas atgrandes blocos rochosos, resultam da alterao de rochas preexistentes

Sedimentos de origem qumica

Resultam da precipitao de substncias dissolvidas na gua

Sedimentos biognicos

Compostos por restos de seres vivos como os esqueletos ou conchas de animais, ou fragmentos de plantas

Meteorizao ou Alterao de rochas

Fenmeno determinante para a formao de sedimentos

Conjunto de processos que levam alterao qumica e/ou fsica das caractersticas iniciais das rochas, levando sua destruio

Agentes de meteorizaogua, Vento, as Mudanas de Temperatura e a

Aco dos Seres Vivos

Agentes de meteorizao fsica - fragmentao Agentes de meteorizao qumica - alterao qumicaAgentes de meteorizao bioqumica alterao bioqumica

Tudo na dependncia do Clima

Controlo morfoclimtico da alterao

A precipitao e atemperatura condicionam

bastante a alteraobioqumica

Solo gelado rtico

Controlo morfoclimtico da alterao

4- regies intertropicais hmidas5- regies tropicais sub-hmidas6- regies tropicais secas e temperadas

1- regies polares2- regies desrticas3- Zonas frias

Meteorizao fsica ou mecnica

Meteorizao fsica ou mecnica

Conduz FRAGMENTAO DAS ROCHAS EM PEDAOS cada vez mais pequenos, sem que ocorra alterao mineralgica das rochas

Predomina em zonas do globo geladas e desrticas(gua frequentemente congelada)

Aco da gua e do ventoAs aces do gelo e do calorAco dos seres vivos ProcessosProcessosCrescimento de minerais (sais)Descompresso superficial das rochas

Aco da gua e do vento

Aco da gua e do vento

A gua o factor de alterao das rochas mais importante

Alternncia de perodos de seca com perodos de forte humidade originam aumentos de volume ou retraces nos materiais rochosos - tenses que levam fracturao e consequente desagregao do material rochoso

Aco mecnica provocada pelo embate das gotas da chuvasobre as rochas, tambm causadora de meteorizao

As guas correntes podem, tambm, transportar detritos que ao colidirem com as rochas aceleram a sua fragmentao

A fora exercida pelo vento, bem como as partculas que transporta, aceleram o desgaste e a fragmentao das rochas.

Aco do gelo, gelivao ou crioclastia

Aco do gelo, gelivao ou crioclastia

Quando a temperatura diminui, a gua que penetra nos interstcios e poros existentes nas rochas pode congelar

Quando passa ao estado slido, a gua aumenta de volume e expande-se, provocando um aumento de presso

O aumento de presso provoca o alargamento das fissuras j existentes ou a formao de novas fissuras, contribuindo para uma maior fragmentao das rochas

Aco do calor ou termoclastia

Aco do calor ou termoclastia

As variaes de temperatura conduzem a variaes do volume das rochas

Os minerais (diferentes coeficientes de dilatao), manifestam comportamentos diversos quando so sujeitos a determinadas condies de temperatura

Nos desertos, onde a oscilao trmica diria muito elevada, as variaes muito bruscas de temperatura implicam variaes do volume das rochas

O aumento da temperatura provoca a dilatao do material rochoso, o seu arrefecimento provoca a contraco, a alternncia destes dois fenmenos causa grande fracturaonas rochas e consequentemente desagregao de fragmentos

Actividade biolgica

Aces biofsicas e bioqumicas!

Actividade biolgica

Variadssimas aces dos seres vivos provocam a desagregao e fragmentao das rochas

Sementes que germinam em fendas das rochas, originam plantas com razes que ao crescerem, vo abrir cada vez mais as fendas das rochas, contribuindo para a separao dos blocos

O balanear das rvores provoca um alargamento das fendas

Escavao animal de tocas e galerias favorecendo a desagregao das rochas

O peso e o pisoteio dos animais sobre as rochas (animais de grande porte ou em grandes grupos) contribuem para a fragmentao das rochas

Crescimento de sais ou haloclastia

Crescimento de sais ou haloclastia

Em certas zonas, a gua existente nos poros das rochas pode conter sais dissolvidos que podem precipitar

Quando ocorre precipitao, os minerais iniciam o seu crescimento, num espao pequeno, e exercem foras expansivas que contribuem para a desagregao das rochas

Este fenmeno frequente nas zonas costeirasaquando da formao dos cristais de halite

Descompresso

Descompresso

As rochas formadas em profundidade so aliviadas da carga suprajacente quando afloram superfcie - descompresso

As partes expostas das rochas expandem-se, enquanto que as partes profundas continuam sob presso

A expanso gera fracturas - diaclases - paralelas superfcie que favorecem a desagregao dos macios rochosos

O alvio de presso pode provocar o aparecimento de camadas concntricas de capas, como acontece na disjuno esferoidal, ou a formao de colunas espaadas por fendas, como se verifica na disjuno colunar do basalto. Em ambos os casos, as rochas ficam mais vulnerveis aco dos agentes de meteorizao.

Diaclasamento em rocha calcriaTrabalho de Campo

Meteorizao qumica

Meteorizao qumica

Conduz alterao da composio qumica e mineralgicadas rochas

Os minerais so destrudos e transformados em novos produtos qumicos ou formam estruturas mais estveis nas novas condies

Minerais de precipitao qumica - calcite e a halite;Silicatos (ex. feldspato) transformam-se em minerais argilosos

A aco tanto maior quanto maior for o estado de desagregao fsica das rochas

mais frequente em regies quentes e hmidas. A temperatura afecta bastante a velocidade e a dinmica das reaces qumicas,bem como a gua e o ar atmosfrico

Meteorizao qumicaPr

inci

pais

reac

es

env

olvi

das

Dissoluo

Hidratao/Desidratao

Hidrlise

Oxidao/Reduo

Dissoluo

Reaco dos minerais com a gua ou com um cido. Ocorre quebra de ligaes qumicas entre os diferentes ies e os ies livres ficam dissolvidos na soluo.

A halite um mineral muito solvel, quando est em contacto com a gua dissolve-se originando gua salgada, com ies de cloro e de sdio dissolvidos. A reaco :

NaCI + H2O Na+ + CI-

A calcite presente nas rochas calcrias reage facilmente com gua acidificada, devido ao dixido de carbono atmosfrico, formando produtos solveis. Esta reaco de alterao e destruio qumica dos calcrios designa-se carbonatao e traduz-se pela seguinte reaco:

CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2(HCO3-)Carbonato de clcio cido carbnico io clcio io hidrogenocarbonato

Hidratao/Desidratao

Processo de meteorizao que envolve a combinao qumica de minerais com a gua (hidratao) ou a sua remoo (desidratao)

Quando se verifica hidratao ocorre, tambm, um aumento de volume que facilita a desintegrao das rochas por aco da hidrlise

Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3

hidratao da hematite leva formao de limonite

CaSO4 . 2H2O CaSO4 + 2H2O

desidratao do gesso para formar anidrite

Hidrlise

Corresponde substituio dos caties da estrutura de um mineral pelos ies de hidrognio

Os ies H+ e OH- podem resultar da dissociao da gua ou de um cido

Esta reaco de substituio inica forma novos e diferentes minerais ou pode levar total desintegrao do mineral original

A olivina e a piroxena so totalmente desintegradas

Olivina Mg2SiO4 + 4H+ 2Mg2+ + H4SiO4

Piroxena CaMgSi2O6 + 4H+ +2H2O Ca2+ + Mg2+ + 2H4SiO4

Hidrlise

Os minerais como os feldspatos, decompem-se parcialmente, produzindo slica dissolvida e minerais de argila, neste caso, a caulinite. Esta reaco denomina-se caulinizao

2KAlSi3O8 + H2CO3 + H2O K2CO3 + Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2(feldspato) ( caulinite)

ZONAS DE HIDRLISE EM FUNO DO CLIMA

Alitizao ou de bauxitizao e de ferralitizao

A slica e as bases so removidas, concentra-se a alumina e os xidos de ferro bauxitos - Regies Tropicais Hmidas

Monosialitizao ou da caulinizao e lateritizao

As bases so removidas e parte da slica tambm forma-se caulinite Regies Tropicais Sub-hmidas

Bissialitizao e, em parte, de arenizao

Fraca remoo da slica e reteno parcial dos caties bsicos (Na, K, Ca) ilite, clorite, esmectites RegiesTemperadas, Estpicas e Sub-ridas

Controlo morfoclimtico da alterao

Rocha sbed rock

Reglito

Oxidao/Reduo

As reaces de oxidao/reduo esto ligadas entre si, no ocorrendo uma sem que ocorra a outra.

So reaces que se devem aco do oxignio

A oxidao o processo pelo qual um tomo ou io perde electres. A reduo o processo que leva ao ganho de electres

Transformao do ferro em ferrugem o resultado deste tipo de reaces

O Fe2+ transformado em Fe3+ 4Fe0 + O2 2Fe2O3

Outros exemplos de reaces de oxidao/reduo so a transformao da pirite em hematite e da piroxena em limonite.

4FeS2 + 3 O2 2Fe2O3 + 8S(pirite) (hematite)

Meteorizao bioqumica

Meteorizao bioqumica

Os seres vivos intervm no processo de decomposio dos minerais, levando sua alterao qumica. Atravs do metabolismo produzem fluidos e cidos que, quando contactam com as rochas e com os minerais, provocam a sua alterao qumica. A aco qumica do guano dos pombos particularmente agressiva nas rochas calcrias.

Por exemplo, os lquenes elaboram substncias que atacam as rochas facilitando a sua desagregao; alguns animais, como certos bivalves, produzem substncias corrosivas que utilizam para abrir fendas nas rochas

Poluio antrpica

Muitas das reaces qumicas referidas anteriormente sobre as rochas, ou sobre os materiais artificiais, so enormemente potenciadas pelas aces antrpicas, traduzidas pela libertao de diversos tipos de produtos (gasosos, fluidos ou slidos), altamente agressivos e poluentes, no ambiente natural.

Veja-se o impacto do enorme derrame de petrleo a partir de uma plataforma petrolfera afundada no ms de Abril de 2010, atingindo a costa do EUA.