São as rochas que foram formadas por partículas minerais transportadas e depositadas por água, vento ou gelo, ou que resultaram da precipitação química, ou ainda, que foram formadas por ação biogênica, como nas acumulações de matéria orgânica.
Para que as partículas minerais sejam formadas, para posterior transporte e deposição, é necessário a atuação de determinados processos que decomporão as rochas matrizes préexistentes. A este processo de decomposição das rochas, chama-se intemperismo, que pode dar-se de várias maneiras, como veremos a seguir:
INTEMPERISMO
O intemperismo é um processo que atua na interface entre a atmosfera (eventualmente hidrosfera) e a superfície/subsuperfície (variável vel em função da intensidade do processo), e que inclui os processos que levam a desagregação e dissolução das rochas
A natureza e a efetividade dos processos de intemperismo dependem principalmente de 3 grupos de variáveis:
- Condições climáticas: que significa a temperatura (média anual, variações ao longo do ano ou do dia, estações quentes ou frias ou temperatura constante); pluviosidade (média anual; se bem distribuídas ou concentradas; alternância de estação chuvosa ou seca).
- Propriedades dos materiais: tipo de rocha; isotrópica ou anisotrópica; presença de falhas, fraturas, dobras, etc.
- Variáveis locais: vegetação, vida animal, lençol Freático, relevo da região (influenciando no balanço de erosão X intemperismo).
O intemperismo causa a alteração das rochas próximas à superfície em produtos que estão mais em equilíbrio com as novas condições físico químicas (superfície) diferentes das condições que existiam quando da sua formação (isto pode ser confundido com metamorfismo porém, neste caso o fenômeno ocorre em profundidade).
As condições de intemperismo envolvem baixa temperatura, baixa pressão e presença de ar e água.
O intemperismo pode ser causado por 3 processos fundamentais: físico, químico e biológico. O intemperismo físico ou mecânico ‚ também chamado de desintegração e o químico, de decomposição. O Intemperismo biológico representa um processo misto entre os dois anteriores.
Discutiremos a seguir cada processo separadamente, chamando a atenção para o fato de que apesar de tratarmos isoladamente cada processo, devemos ter em mente que eles usualmente atuam simultaneamente na natureza.
INTEMPERISMO FÍSICO
Quando uma rocha sofre a atuação do intemperismo físico ela se rompe, se quebra em pedaços ou fragmentos menores a medida que o processo evolui, mantendo cada um deles as características do material original. O resultado final são vários pedaços gerados a partir de um bloco maior. Na natureza, três são os principais mecanismos de intemperismo físico, a seguir:
A) Alivio de pressão: As rochas possuem propriedades Elásicas sticas e acham-se comprimidas a grandes profundidades pelo peso das rochas superpostas. Quando essa Pressão ‚ aliviada, através da erosão das rochas que chegam a superfície, as rochas expandem-se e, freqüentemente, fraturam-se, pois os níveis mais externos expandem-se mais que os níveis mais internos.
As fraturas se desenvolvem tipicamente paralelas à superfície topográfia. Em grandes corpos ígneos, particularmente os graníticos, este processo gera estruturas semelhantes as "cascas de cebola", denominada exfoliação, e dà a estes corpos uma forma de domo - domo de exfoliação, ou relevo tipo "meia laranja".
Embora muitas fraturas sejam produzidas por expansão, outra são produzidas por contração durante a cristalização do magma e ainda outras são produzidas por esforços tectônicos ou mesmo devido a atuação do nível Freático. Algumas delas formam padrões definidos e são chamadas de juntas. Estas são importantes pois facilitam a penetração da água em profundidade, fazendo com que a rocha seja intemperizada antes mesmo de chegar a superfície.
B) expansão termal (insolação): Este tipo de processo ocorre em regiões com grandes amplitudes de variação térmica entre o dia e a noite, por exemplo aquelas de clima quente e rido, com variações diárias às vezes excedendo a 30oC.
Ao ser aquecida durante o dia a rocha se expande e durante a noite ela se contrai. As rochas mais escuras, como basaltos, tem aquecimento maior do que as claras (tabela abaixo)
Natureza 5 horas 17 horas
Temp.atmosfera 22oC 36oC t = 14oC
temp.do norito 26oC 63oC t = 37oC
(rocha preta)
temp.do gnaisse 23oC 55oC t = 32oC
(rocha clara)
A maioria da rochas possui condutibilidade térmica muito baixa de modo que se estabelece um gradiente de temperatura entre a superfície e o interior, quando uma rocha ‚ aquecida. Portanto, a superfície da rocha se expande mais que seu interior, desenvolvendo um esforço que pode conduzir ao fraturamento.
C) Congelamento/degelo (ação de cunha): A alternância de congelamento e degelo da água ‚ um dos mais importantes processos do intemperismo físico.
A água tem a propriedade de expandir-se cerca de 9% do seu volume ao se congelar. Isto ocorre porque a água ao se solidificar faz com que suas molécula se arranjem numa estrutura cristalina mais aberta. Como resultado, a água se expande, exercendo uma tremenda força para fora do espaço onde esta confinada.
Na natureza, o trabalho da água se congelando nas fissuras, fraturas e poros da rocha, cria um mecanismo de cunha nos blocos, empurrando-os para fora de suas posições originais. Este processo é denominado de cunhas de congelação ("frost wedging"), muito comum nas regiões montanhosas de médias latitudes, onde ocorre variações diárias de temperaturas, com valores acima e abaixo de 0oC.
A atuação do intemperismo físico causa a ruptura das rochas da crosta terrestre em partículas dos mais diferentes tamanhos, chamadas de detritos. Deste maneira, pela ruptura das rochas em pedaços menores, o intemperismo físico aumenta a quantidade de área superficial disponível para o intemperismo químico.
INTEMPERISMO QUÍMICO
O intemperismo químico envolve os complexos processos que alteram as estruturas internas dos minerais por remoção e/ou adição de elementos.
A água é o mais importante agente do intemperismo químico. Embora pura ela não seja reativa, uma pequena quantidade de material dissolvido é o suficiente para que a água se torne reativa. Poucos minerais formadores de rocha reagem com a água pura, exceto os minerais mais solúveis de evaporitos.
O mais importante agente do intemperismo químico dissolvido na água, é o ácido carbônico, que surge quando parte do CO2 encontrado na atmosfera ‚ dissolvido pela chuva e uma pequena parte deste gás combina-se com a água dado origem a este ácido.
H2O + CO2 = H2CO3 ( ácido carbônico)
Os principais tipos de reações químicas que costumam ocorrer durante o intemperismo químico das rocha são: dissolução simples; decomposição pelo ácido carbônico; hidratação; oxidação e hidrólise.
A) dissolução simples: Este é o processo comum nas rochas formadas por carbonatos (calário e mármores). Estes minerais são solúveis em água, principalmente quando cotém ácido carbônico.
CaCO3 + H2CO3 = Ca++ + 2HCO3 (bicarbonato)
Os efeitos maiores da dissolução são a formação de cavernas em regiões calário.
B) decomposição pelo ácido carbônico: Processo comum nos feldspatos, conforme a reação abaixo
2KAlSi3O8 + 2(H++ HCO3-) + H2O = Al2Si2O5(OH)4 + 2KHCO3 + 4SiO2
K-feldspato ác.carbônico água min.argila bicarb.K sílica
Nesta reação, os íons de H+ atacam e substituem os íons de K+ na estrutura do feldspato, rompendo sua cela cristalina. Uma vez removido, o K ‚ liberado como nutriente para as plantas ou sal solúvel de bicarbonato de K, podendo ser incorporado em outros minerais ou ser carreado para o oceano.
C) hidratação: Consiste na combinação química da água com um determinado mineral. Um exemplo ‚ a formação da serpentina (asbesto) a partir da olivina.
2FeSiO3 + 7H2O + 1/2O2 = 2Fe(OH)3 + 2H4SiO4
Este processo aumento o volume da rocha que está sendo intemperizada, porque os minerais incorporam a água em sua estrutura. Este aumento cria uma força que pode causar um fraturamento da rocha.
D) Oxidação: O oxigênio dissolvido na água oxida alguns materiais. Um bom exemplo são os compostos de ferro. Os ferro-magnesianos que cotém ferro-ferroso podem oxidar-se na presença de ar e umidade, produzindo oxido férrico hidratado.
4FeS2 + 15O2 + 14H2O = 4Fe(OH)3 + 16H+ + 8SO4--
E) Hidrólise: É a conseqüência da dissociação parcial da água em íons hidrogênio (H+) e hidroxila (OH-). A presença de gás carbônico na água em solução aumenta a ação hidrolítica da água. Este processo ocorre principalmente nos silicatos complexos de Ca, Mg, K, Na, Al, Fe
2KAlSi3O8 + 11H2O = Al2Si2O5(OH)4 + 2K+ + 2OH- + 4H4SiO4
K-feldspato caulinita
Em resumo, o intemperismo químico altera a estrutura interna dos minerais, formando produtos mais estáveis às condições de superfície.
Abaixo, estão listados os produtos de intemperismo de alguns dos silicatos mais comuns. Deve-se lembrar que os silicatos perfazem a maioria das rochas da crosta e que estes minerais são essencialmente compostos por cerca de 8 elementos (O, Si, Al, Ca, Mg, Fe, Na e K). Quando quimicamente alterados, os minerais silicáticos fornecem íons de Na, Ca, K e Mg que formam produtos solúveis que podem ser removidos pela água subterrâneas. O Fe combina-se com o O, produzindo óxidos de ferro insolúveis, hematitas e limonitas (o que d ao solo uma coloração avermelhada ou amarelada). Sob muitas condições, os 3 elementos remanescentes, Al, Si e O, juntam-se com a água para produzir minerais de argila residuais.
mineral produto residual mat.em solução
quartzo grãos de quartzo sílica
feldspato minerais de argila sílica, K+, Na+, Ca++
hornblenda min.argila, limonita hematita sílica, Ca++, Mg++³
olivina limonita, hematita sílica, Mg++
INTEMPERISMO BILÓGICO
Representa o intemperismo causado pela atuação de organismo vivos (animais e plantas). Se manifesta através‚s de intemperização física e química.
As raízes das plantas penetram nas fraturas das rochas em busca de água e sais minerais. Estes movimentos criam forças que muitas vezes ultrapassam a resistência da própria rocha, rompendo-a. Além da ação das raízes como cunha, causando o fraturamento, elas também liberam ácidos húmicos que irão causar o intemperismo químico.
Vale ressaltar também a atuação dos animais, como os roedores e/ou escavadores, bem como dos que lançam excreções ácidas que irão atuar nas rochas.
Um exemplo deste tipo de intemperismo são os ouriços do mar. Estes se alimentam, principalmente, de substancias minerais e quando reunidos em enxames, podem deixar as rochas com aspecto de "queijo suíço", com a erosão marinha criando uma infinidade de pequenas crateras nas rochas.
Um aspecto bastante importante do intemperismo biológico é o seu papel no desenvolvimento e formação dos solos.
