Geologia

O que é Intemperismo: químico, físico e biológico

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As pegadas que os astronautas deixaram na Lua estarão lá para sempre. Por quê? Isso ocorre porque a Lua não tem atmosfera e, como resultado, não tem intemperismo. O intemperismo é uma das forças na Terra que destrói rochas e acidentes geográficos. Sem intemperismo, as características geológicas se acumulariam, mas seriam menos propensas a quebrar.

O intemperismo é o processo que transforma rochas sólidas em sedimentos. Sedimentos foram descritos no capítulo Rochas. Com o intemperismo, a rocha é desintegrada. Ela se quebra em pedaços.

Uma vez que esses sedimentos são separados das rochas, a erosão é o processo que move os sedimentos. A erosão é o tópico do próximo capítulo. As quatro forças da erosão são a água, o vento, os glaciares e a gravidade.

  • A água é responsável pela maior parte da erosão. A água pode mover a maioria dos tamanhos de sedimentos, dependendo da força da força.
  • O vento move pedaços de rocha menores e menores.
  • As geleiras movimentam todos os tamanhos de sedimentos, desde pedregulhos extremamente grandes até os menores fragmentos.
  • A gravidade move pedaços quebrados de rocha, grandes ou pequenos, em declive.

Um buraco em uma rua

Figura 1. Uma superfície de estrada uma vez lisa tem rachaduras e fraturas, além de um grande buraco.

Enquanto as forças das placas tectônicas trabalham para construir enormes montanhas e outras paisagens, as forças do desgaste gradualmente desgastam essas rochas e paisagens. Juntamente com a erosão, montanhas altas se transformam em colinas e até em planícies.

As Montanhas Apalaches, ao longo da costa leste da América do Norte, já foram tão altas quanto os Himalaias.

Nenhum ser humano pode observar por milhões de anos enquanto as montanhas são construídas, e ninguém pode ver como essas mesmas montanhas são gradualmente desgastadas. Mas imagine uma nova calçada ou estrada. A nova estrada é suave e uniforme.

Ao longo de centenas de anos, desaparecerá completamente, mas o que acontece ao longo de um ano? Que mudanças você veria (figura 1)? Que forças de desgaste desgastam essa estrada, ou rochas ou montanhas ao longo do tempo?

Siga este link para ver algumas  animações de diferentes tipos de processos de intemperismo.

 

Intemperismo Físico

O desgaste mecânico (também chamado de intemperismo físico) quebra a rocha em pedaços menores. Essas peças menores são como a rocha maior, apenas menor. Isso significa que a rocha mudou fisicamente sem mudar sua composição. As peças menores têm os mesmos minerais, nas mesmas proporções da rocha original.

Há muitas maneiras pelas quais as rochas podem ser quebradas em pedaços menores. A cunhagem de gelo é a principal forma de intemperismo mecânico em qualquer clima que circule regularmente acima e abaixo do ponto de congelamento (figura 2).

A cunhagem de gelo funciona rapidamente, desmembrando rochas em áreas com temperaturas que giram acima e abaixo do ponto de congelamento durante o dia e a noite, e também esse ciclo acima e abaixo de zero com as estações do ano.

A água se infiltra em rachaduras e fraturas na rocha. Quando a água congela, ela expande cerca de 9% em volume, o que separa a rocha. Com repetidos ciclos de congelamento / descongelamento, a rocha se quebra em pedaços.

Figura 2. Cunha de gelo.

O empastelamento de gelo separa tanta rocha que grandes pilhas de rochas quebradas são vistas na base de uma encosta, à medida que fragmentos de rochas se separam e caem.

A cunhagem de gelo é comum nas regiões polares da Terra e nas latitudes médias, e também em altitudes mais elevadas, como nas montanhas. Abrasão é outra forma de intemperismo mecânico. Na abrasão, uma pedra se choca contra outra rocha.

Uma praia coberta com pedras lisas

Figura 3. Rochas em uma praia estão desgastadas pela abrasão, uma vez que as ondas que passam fazem com que elas se colidam.

  • A gravidade causa abrasão quando uma rocha desce por uma encosta ou penhasco.
  • A água em movimento causa abrasão quando as partículas na água colidem e batem umas nas outras.
  • Ventos fortes que transportam pedaços de areia podem jatear superfícies.
  • O gelo nas geleiras carrega muitos pedaços de rocha. Rochas embutidas no fundo da geleira raspam contra as rochas abaixo.

Abrasão faz rochas com bordas afiadas ou irregulares suaves e redondas. Se você já coletou vidro de praia ou pedras de um córrego, você testemunhou o trabalho de abrasão (figura 3).

Agora que você sabe o que é intemperismo mecânico, pode pensar em outras maneiras de acontecer? Plantas e animais podem fazer o trabalho de intemperismo mecânico (figura 4).

Isso pode acontecer lentamente quando as raízes de uma planta se transformam em uma rachadura ou fratura na rocha e crescem gradualmente, abrindo a fenda. Animais cavadores também podem separar as rochas enquanto buscam alimentos ou fazem espaços para si mesmos.

A) um trator. B) Tijolos com buracos espalhados em um padrão semelhante a uma teia

Figura 4. (a) As atividades humanas são responsáveis ​​por enormes quantidades de intemperismo mecânico, escavando ou explodindo em rocha para construir casas, estradas, metrôs ou pedreiras. (b) Intemperismo salino de pedras de construção na ilha de Gozo, Malta.

O desgaste mecânico aumenta a taxa de intemperismo químico. À medida que a rocha se quebra em pedaços menores, a área da superfície das peças aumenta a figura 5. Com mais superfícies expostas, há mais superfícies nas quais o desgaste químico pode ocorrer.

Uma rocha se quebra em pedaços menores, a superfície total aumenta, assim como um único cubo ganharia área de superfície se fosse dividido em vários cubos menores.

Figura 5. O desgaste mecânico pode aumentar a taxa de intemperismo químico.

Intemperismo Químico

O desgaste químico é outro tipo importante de intemperismo. O intemperismo químico é diferente do intemperismo mecânico porque a rocha muda, não apenas no tamanho das peças, mas na composição. Ou seja, um tipo de mineral se transforma em um mineral diferente. O desgaste químico funciona através de reações químicas que causam alterações nos minerais.

Uma floresta repleta de árvores ao lado de um pedaço de solo estéril

Figura 6. O desmatamento no Brasil revela o solo subjacente rico em argila.

A maioria dos minerais se forma a alta pressão ou a altas temperaturas no fundo da crosta, ou às vezes no manto. Quando essas rochas alcançam a superfície da Terra, elas estão agora em temperaturas e pressões muito baixas.

Este é um ambiente muito diferente daquele em que eles se formaram e os minerais não são mais estáveis. No intemperismo químico, os minerais que eram estáveis ​​dentro da crosta devem mudar para minerais que são estáveis ​​na superfície da Terra.

Lembre-se que os minerais mais comuns na crosta terrestre são os minerais de silicato. Muitos minerais de silicato se formam em rochas ígneas ou metamórficas.

Os minerais que se formam nas mais altas temperaturas e pressões são os menos estáveis ​​na superfície. A argila é estável na superfície e o desgaste químico converte muitos minerais em argila (figura 6).

Existem muitos tipos de intemperismo químico porque existem muitos agentes de intemperismo químico. A água é o agente mais importante do intemperismo químico. Dois outros agentes importantes do intemperismo químico são o dióxido de carbono e o oxigênio.

Resistência Química pela Água

Uma molécula de água tem uma fórmula química muito simples, H 2 O, dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. Mas a água é bastante notável em termos de todas as coisas que ela pode fazer. Lembre-se do capítulo Minerais da Terra que a água é uma molécula polar.

O lado positivo da molécula atrai íons negativos e o lado negativo atrai os íons positivos. Assim, as moléculas de água separam os íons de seus compostos e os envolvem. A água pode dissolver completamente alguns minerais, como o sal. Siga este link para conferir esta animação de como a água dissolve o sal .

Hidrólise é o nome da reação química entre um composto químico e a água. Quando essa reação acontece, a água dissolve os íons do mineral e os leva embora. Esses elementos sofreram lixiviação . Através da hidrólise, um mineral como o feldspato de potássio é lixiviado de potássio e transformado em mineral de argila. Minerais de argila são mais estáveis ​​na superfície da Terra.

Um estado com uma cara deformada

Figura 7. Esta estátua foi danificada pela chuva ácida.

Resistência Química por Chuva Ácida

O dióxido de carbono (CO 2 ) combina-se com a água à medida que as gotas de chuva caem na atmosfera. Isso produz um ácido fraco, chamado ácido carbônico. O ácido carbônico é muito comum na natureza, onde trabalha para dissolver a rocha.

Poluentes, como enxofre e nitrogênio, da queima de combustíveis fósseis, criam ácido sulfúrico e nítrico. Os ácidos sulfúrico e nítrico são os dois principais componentes da chuva ácida, que aceleram o desgaste químico (figura 7). A chuva ácida é discutida no capítulo Ações Humanas e Atmosfera.

Veja também:

Resistência Química por Oxigênio

Ferrugem

Figura 8. Quando minerais ricos em ferro se oxidam, produzem a cor vermelha familiar encontrada na ferrugem.

A oxidação é uma reação química que ocorre quando o oxigênio reage com outro elemento. O oxigênio é fortemente reativo quimicamente.

O tipo mais conhecido de oxidação é quando o ferro reage com o oxigênio para criar ferrugem (figura 8). Minerais que são ricos em ferro quebram à medida que o ferro se oxida e forma novos compostos. O óxido de ferro produz a cor vermelha nos solos.

Agora que você sabe o que é o intemperismo químico, você pode pensar em outras maneiras pelas quais o desgaste químico pode ocorrer?

O intemperismo químico também pode ser contribuído por plantas e animais. Como as raízes das plantas absorvem íons solúveis como nutrientes, certos elementos são trocados. Raízes de plantas e decaimento bacteriano usam dióxido de carbono no processo de respiração.

Influências no clima

As taxas de intemperismo dependem de vários fatores. Estes incluem a composição da rocha e os minerais que ela contém, bem como o clima de uma região.

Tipos de rochas e minerais

Uma pedra extremamente alta sem outras pedras ao redor

Figura 9. A Torre do Diabo é a tomada central de lava resistente da qual a rocha circundante resistiu e se erodiu.

Diferentes tipos de rochas meteorológicas a diferentes taxas. Certos tipos de rocha são muito resistentes ao intemperismo. As rochas ígneas, especialmente as rochas ígneas intrusivas, como o granito, são lentas, porque é difícil penetrar na água. Outros tipos de rocha, como o calcário, são facilmente desgastados porque se dissolvem em ácidos fracos.

As rochas que resistem ao intemperismo permanecem na superfície e formam cristas ou colinas. A Torre do Diabo, no Wyoming, é uma rocha ígnea debaixo de um vulcão (figura 9). Como as rochas menos resistentes circundantes foram desgastadas, o centro resistente do vulcão ficou para trás.

Diferentes minerais também resistem a taxas diferentes. Alguns minerais em uma rocha podem se dissolver completamente na água, mas os minerais mais resistentes permanecem. Nesse caso, a superfície da rocha se torna dura e áspera. Quando um mineral menos resistente se dissolve, grãos minerais mais resistentes são liberados da rocha.

O que é a Intemperismo Biológico?

Intemperismo biológico: linho rachado rochasComo o próprio nome sugere, o intemperismo biológico é um tipo de intemperismo causado por várias atividades de organismos vivos. Juntamente com outros tipos de intemperismo, o intemperismo biológico pode contribuir para a posterior degradação de rochas e partículas de rochas, tornando-os mais suscetíveis a outros fatores ambientais, sejam eles fatores bióticos ou abióticos.

Tipos de resistência biológica

Os organismos vivos podem contribuir para o processo de intemperismo de várias maneiras. Dependendo do mecanismo de como rochas e partículas de rocha são quebradas, o intemperismo biológico é de dois tipos: por meios físicos ou por substâncias químicas e compostos orgânicos.

Intensidade biológica por meios físicos

Este é um tipo de intemperismo que ocorre quando uma força ou pressão é aplicada para quebrar as rochas ou degradar os minerais nelas. Ao aumentar a área de superfície exposta das rochas, elas possibilitam que outros fatores físicos acelerem sua degradação.

Por plantas

Raízes de plantas Cracking Rocks

  • As plantas podem crescer em qualquer lugar, desde que haja água. Raízes de árvores ou plantas em geral podem biologicamente resistir às rochas ao crescer nas rachaduras e fraturas das rochas e do solo. Como resultado, eles se tornam mais propensos a quebrar e acabam caindo.

Por animais

Mole Cricket on Rocks

    • Cavar animais como musaranhos, toupeiras, minhocas e até mesmo formigas contribui para o desgaste biológico. Em particular, esses animais criam buracos no solo por escavação e movem os fragmentos de rocha para a superfície. Como resultado, esses fragmentos ficam mais expostos a outros fatores ambientais que podem melhorar ainda mais seu intemperismo.

 

Pássaros em rochas

    • Quando animais como pássaros procuram sementes e minhocas, eles criam buracos e erodem a superfície superior do solo, contribuindo assim para o intemperismo.

 

Conchas de Piddock em rochas
Fonte: Flickr
    • Um animal chamado concha Piddock pode perfurar rochas para se proteger. Ao produzir ácidos que podem desintegrar a rocha e transformá-la em fragmentos, ela pode criar rachaduras e fraturas e consumir os minerais encontrados nela.

 

Construções Rodoviárias

  • Como qualquer outro animal, os seres humanos também podem contribuir indiretamente para o intemperismo biológico. Simplesmente caminhando e correndo, as partículas do solo são esmagadas em pedaços menores. Outras atividades humanas, como o plantio e a construção de estradas, também podem contribuir para o desgaste biológico.

Clima

clima de uma região influencia fortemente o intemperismo. O clima é determinado pela temperatura de uma região mais a quantidade de precipitação que recebe. O clima é a média do clima durante um longo período de tempo. O desgaste químico aumenta como:

  • Aumentos de temperatura: As reações químicas avançam mais rapidamente em temperaturas mais altas. Para cada aumento de 10 o C na temperatura média, a taxa de reações químicas duplica.
  • Aumenta a precipitação: Mais água permite mais reações químicas. Como a água participa tanto do intemperismo mecânico quanto químico, mais água aumenta fortemente o intemperismo.

Uma floresta musgosa

Figura 10. Áreas tropicais úmidas e quentes são as que apresentam maior intemperismo.

Então, como diferentes climas influenciam o intemperismo? Um clima frio e seco produzirá a menor taxa de intemperismo. Um clima quente e úmido produzirá a maior taxa de intemperismo. Quanto mais quente for um clima, mais tipos de vegetação ele terá e maior será a taxa de intemperismo biológico (figura 10). Isso acontece porque as plantas e as bactérias crescem e se multiplicam mais rapidamente em temperaturas mais quentes.

Alguns recursos são concentrados pelos processos de intemperismo. Em climas tropicais, o intemperismo químico intenso retém todos os minerais solúveis, deixando para trás apenas os componentes menos solúveis. O óxido de alumínio, a bauxita, se forma assim e é nossa principal fonte de minério de alumínio.

 

Resumo de o que é intemperismo: químico, físico e biológico

  • Identifique as maneiras pelas quais o intemperismo mecânico altera os materiais na Terra.
  • Identifique as maneiras pelas quais o intemperismo químico altera os materiais na Terra.
  • Identifique várias influências no intemperismo.

Referências:

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