Introdução:

O termo “intemperismo” vem da expressão “intempérie” que é usada para descrever a ação do

sol, vento e da chuva sobre objetos.

Este trabalho visa comentar de um modo um pouco detalhado sobre o intemperismo e ao mesmo

tempo tentar discorrer um pouco sobre a influência deste fenômeno sobre a formação e/ou

influência de elementos importantes na natureza como solo, relevo e etc.

1.0 – Intemperismo: O Intemperismo é a alteração química e física das rochas devido a

processos exógenos, podendo ser de responsabilidade fatores: químicos, físicos e

biológicos.

A maioria das rochas que conhecemos são formadas num ambiente de pressão e temperatura

bastante elevados, deste modo as rochas se encontram bastante instáveis quanto expostas a uma

atmosfera úmida e biologicamente ativa.

rocha “desenhada” através do vendo.

Intemperismo físico: Existem vários processos pelos quais as rochas podem ser

quebradas ou desintegradas, no entanto os fatores de intemperismo físico mais

importantes são:

Expansão diferencial por alívio de pressão, quando a rocha é exposta à superfície.

Crescimento de cristais estranhos em fraturas ou poros.

Contração e expansão diferenciais durante rápido ou desigual aquecimento ou

resfriamento.

Diminuição da Pressão por Alívio da Carga :

A condição de pressão na superfície da terra é muito menor do que a condição de pressão em

que algumas rochas são formadas, podendo ser na crosta terrestre ou até mesmo na consolidação

da lama no fundo do mar. Com o passar dos anos o mar se afastou dessas rochas e a erosão

removeu centenas de milhares de metros de rochas sobrejacentes e por causa disso tantas rochas

formam hoje nossas paisagens, estas rochas expostas se expandem por alívio de pressão.

Durante este tempo em que estão em formação dentro da terra até a sua ascensão que

provavelmente irá preceder a erosão estas rochas sofrem diversas fraturas em blocos que podem

medir de centímetros até metros, estas fraturas são chamadas de diáclases que certamente irão

possuir uma orientação regional sistemática e que também possuirão um certo espaçamento

entre as fraturas o que leva a diversas conclusões sobre as forças que atuaram sobre as rochas.

Algumas rochas podem possuir grandes diáclases ou possuir espaços abertos por ser uma rocha

sedimentar, no entanto qualquer alívio de pressão por menor que seja será compensada pelo

movimento ao longo destas superfícies pré-existentes.

Algumas rochas especialmente o arenito e granitos são bastante maciços e apresentam poucas

diáclases, sendo assim quando essas rochas estão expostas à erosão formam-se um conjunto

especial de diáclases denominado de diáclases em chapa.

A quantidade de força armazenada nessas rochas maciças é surpreendente, por exemplo: Na

pedreira de “Stone Mountain” (Geórgia , EUA) os blocos de granito se expandem um milésimo

ao longo do comprimento quando libertados da parede da pedreira, isso quer dizer que se

retirarmos um bloco de 3m desse granito ele irá se expandir cerca de 3mm ao ser cortado ou

liberado por explosão.

rocha fraturada em chapas por alívio de pressão

O alívio de pressão é apenas um fator de menor influência no intemperismo em si, mas é o

primeiro evento de uma série contínua e para que os outros tipos de intemperismos aconteçam é

necessário esse tipo de diáclases em chapa ou outras fraturas similares.

Crescimento de Cristais estranhos na rocha:

Se água contida em fraturas das rochas congelar uma expansão desta rocha ocorrerá devido a

uma grande força gerada que pode aumentar em até 9% o volume específico que é o volume por

unidade de massa. Este aumento de volume deverá ser inibido pela pressão confinante em que a

rocha se encontra, quanto maior a pressão confinante mais baixa deverá ser a temperatura para

possibilitar a congelamento da água.

É necessária uma pressão confinante muito alta para diminuir a temperatura de congelamento da

água em 1ºC, segundo dados é necessária uma pressão de 150 quilos por centímetro quadrado

para que a temperatura de congelamento da água passe a ser de -1ºC.

Como foi visto este processo de formação de cristais de gelo pode ser bastante significativo em

termos geológicos ao aumentar o volume de uma rocha em até 9%, No entanto imagine uma

rocha no topo de uma montanha gelada porém ensolarada, este gelo irá derreter durante o dia e

congelar durante a noite e este processo contínuo de congelamento e descongelamento irá

reduzir a rocha a outras partículas que irão se tornar mais propícias ao ataque de outros agentes

de erosão e intemperismo.

Contudo o gelo não é o único material cristalino que pode se aglomerar em diáclases de rochas e

manter estas fraturas abertas, muitos outros sais podem fazer este trabalho até mesmo sais que

se acumularam em diáclases nos contatos com grãos minerais de quando a rocha se encontrava

saturada em água.

Observou-se que blocos de granito poderiam estar sujeitos a 5000 ciclos alternados de

congelamento (durante seis horas à temperatura de -12ºC) e degelo (uma hora dentro da água

20ºC) que não seria visível uma desintegração, no entanto os mesmos blocos de granitos

embebidos numa solução saturada de sulfato de sódio (17 horas em temperatura ambiente) e

secos (durante 7 horas a 105 ºC) desgastavam-se a apenas 42 ciclos, em média. Isto é explicado

devido a eu os cristais de sais solúveis precipitam-se a partir de soluções que são supersaturadas

pela evaporação, e à medida que crescem conseguem desintegrar rapidamente as rochas que

conseguem ponetrar.

bloco de gnaisse fraturado devido à ação do gelo

Expansão térmica e contração.

Blocos expostos ao calor solar de desertos, por exemplo, são muitas vezes quebrados em

porções semelhantes a gomos de laranja.

Alguns viajantes de desertos mencionam ter ouvido sons semelhantes a tiro de fuzil provindos

de rochas eu se partiram. Essas expansões e contrações térmicas que acabam por quebrar as

rochas são devidos ao contraste de temperatura em decorrer das altíssimas temperaturas do dia e

baixas temperaturas da noite.

Foi realizado um estudo com um cubo de 7,5 cm de granito seco durante 5 minutos a 140ºC e

esfriado com um ventilador elétrico até 30ºC por 89400 ciclos, experimento este que

corresponde variação diurna de aquecimento e resfriamento. No fim do experimento que durou

3 anos, nenhum dano a rocha foi encontrado nem em microscópio, no entanto em áreas da

Austrália que sofrem um contraste de temperatura diurno significativo, foi notado o

quebramento de rochas e nessas áreas são desprovidas de outros fatores de intemperismo

conhecidos que não seja as variações de temperatura como causa provável.

Plantas como agentes de intemperismo mecânico

Um outro tipo de intemperismo físico que pode ocorrer numa rocha é o intemperismo com as

plantas como agentes. Na ação de separção ou efeito de cunha das raízes das plantas,

principalmente das árvores é comum o intemperismo mecânico sobre as rochas.

Esta expansão gera uma pressão sobre a rocha que podem seguir profundamente entre as

diáclases e penetrando na rocha “fresca” exercendo pressão e causando fraturas.

Intemperismo Químico:

Os traços gerais de intemperismo químico estão diretamente relacionados com o processo de

formação com o qual a rocha foi gerada. As rochas que se formaram em ambientes de pressão e

energia térmica elevadas quando expostas a superfície terrestre, tendem a se intemperizar por

reações químicas exotérmicas que produzem novos compostos de maior volume e menor

densidade.

A oxidação é um fator de intemperismo químico bastante significativo, bastante típica de

atmosfera úmida e especialmente de minerais portadores de ferro com o oxigênio dissolvido na

água.

Outras reações típicas de intemperismo químico:

Carbonatação: Reação dos minerais com o CO2 dissolvido em água.

Hidratação: adição de água à estrutura molecular de um mineral

Troca de bases: troca de um cátion por outro entre a solução e o mineral sólido.

Hidrólise: A água pura ioniza apenas ligeiramente, mas reage com silicatos facilmente

intemperizáveis.

Todas reações do intemperismo químico envolvem água, portanto não é necessário citar a

solução como um processo peculiar do intemperismo, pois soluções na água são sempre parte

do intemperismo químico.

Material carbonático, calcítico muitas vezes, ou de nitrato de

sódio entre outros sais derivado de intemperismo químico em climas áridos que se acumula localmente em camadas,

permeando e cimentando fragmentos residuais e solos dessas regiões.

Oxidação: O processo de oxidação das rochas sempre ocorre com a água como agente

intermediário. Pode-se tomar o exemplos de superfícies de ferro que permanecem limpas e

brilhante na presença do ar seco, no entanto, na presença da umidade logo se enferrujam

(oxidação). O oxigênio é um elemento que sempre estará dissolvido na água, tanto na água da

chuva como na água subterrânea em grandes quantidades para oxidar o ferro do ferro ferroso

para o estado férrico.

Enquanto a água está em contato com o oxigênio molecular atmosférico e o ferro,

incompletamente oxidado, o oxigênio dissolvido no ar difunde-se através da água e combina-se

com o ferro. Quando o ferro ou outros elementos de um grão mineral se combinam com o

oxigênio, a estrutura cristalina do mineral original é destruída e os compostos minerais

remanescentes estão livres para participarem de outras reações químicas.

O intemperismo por oxidação ocorre em superfícies rochosas expostas que se caracteriza por

uma camada superficial de rochas intemperizadas de cores normalmente avermelhadas ou

amareladas. Muitas rochas apresentam ferro em sua composição, o ferro que é um dos

elementos mais comuns e independente de sua cor natural, todas intemperizam para uma cor

“enferrujada amarelada” ou “vermelho-castanha”. Por isso sempre é necessário partir a rocha

para examinar a superfície recém exposta para determinar sua cor.

A oxidação também afeta outros minerais além do ferro, no entanto, por conta da sua

abundância e de sua “fácil oxidação” o ferro é ideal para mostrar o caráter geral deste tipo de

intemperismo.

Os óxidos de ferro são compostos químicos extremamente estáveis e uma vez formados só são

destruídos pela redução química com carbono.

Processos orgânicos também podem reduzir o óxido de ferro altamente oxidado para o estado

ferro que é menor oxidado. Compostos de ferro ferroso são mais solúveis em água do que

compostos férricos, de modo que a redução por organismos constitui-se em um processo para

remover compostos das rochas alterada ou o solo; as bactérias anaeróbicas conseguem reduzir

óxido de ferro completamente em ferro metálico afim de usar o oxigênio ara seu processo

metabólico.

Estes processos intempéricos redutores que tem lugar em águas estagnadas ou lamas ricas em

compostos orgânicos não são típicos em sob condições de atmosfera terrestre.

Alicate de ferro oxidado

Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2 (reação básica de oxidação do ferro)

Carbonatação: O gás dióxido de carbono(CO2) dissolve-se facilmente na água em que a água

fria tem uma capacidade de dissolver o CO2 mais alta do que a água quente.

O dióxido de carbono combinado com a água gera um ácido fraco denominado de ácido

carbônico (H2CO3). A água da chuva torna-se ligeiramente ácida no começo da chuva por

dissolver a o CO2 suspenso na atmosfera no momento da precipitação e torna-se ainda mais

ácido ao entrar no solo por entre as raízes nas camadas superiores, isso se dá pelo fato de existir

bastante CO2 no ar armazenado no solo, este processo de intemperismo recebe o nome de

carbonatação.

Tomando como exemplo a ação da carbonatação em cacário que é bastante solúvel na presença

do ácido carbônico formando o bicarbonato de cálcio e que posteriormente é bastante solúvel

em água e assim escoado pelas chuvas. No entanto a maioria dos calcários apresentam

impurezas insolúveis, tais como argila e areia quartzosa. Os minerais residuais portadores de

ferro são comumente oxidados e ficam na superfície do solo apresentando uma cor avermelhada

que é uma feição característica de várias regiões calcárias e que este solo avermelhado cobre o

calcário cinza ou branco.

Dependendo da proporção de minerais solúveis para insolúveis é necessário entre 3 e 6 metros

de calcário que devem ser intemperizados para produzir apenas alguns decímetros de espessura

de solo residual o que nos leva a crer que estas regiões calcárias sofrem um rebaixamento de

superfície ao longo dos anos como foi na região calcária ao redor de “Mammoth Cave”,

Kentucky, onde calcula-se que esta região sofreu um rebaixamento de 30 cm em 2000 anos por

dissolução de carbonatos.

A dissolução de calcários não atua somente no rebaixamento da superfície mas também opera

na profundidade formando cavernas calcárias onde circulam também águas subterrâneas . Estas

cavernas calcárias iniciaram ao longo de diáclases e subsequentemente em condutos formados

pela dissolução de calcários.

A água carbonatada em contato com o calcário torna-se saturada de bicarbonato de cálcio;

diminuição de pressão, evaporação ou aumento de temperatura causam supersaturação e

precipitação de algum calcário. As estalagmites, estalactites e outras formações são resultado do

gotejamento nas cavernas, são comumente considerados apenas como resultado da evaporação,

contudo o ar as cavernas é muito úmido e a evaporação é pequena, ou seja, parte desta

deposição é causada quando a água subterrânea movendo-se sob pressão através da rocha acima

da caverna encontra o ar livre da caverna e perde algum CO2 por causa da queda de pressão.

Com esta perda de dióxido de carbono da solução, parte do bicarbonato de cálcio dissolvido

reverte para carbonato de cálcio que é menos solúvel, usualmente na extremidade de uma

saliência pela qual a água pinga e flui. Este processo de gotejamento forma diversas formas

bastante diferentes e paisagens bastante interessantes no interior da caverna, formando uma bela

atração turística.

caverna calcária na região de bonito

CaCO3 + H2CO3 → Ca2+

+ 2(HCO3‾)

Hidrólise: A hidrólise é a reação mais importante de minerais silicatados, podendo também ser

chamada de decomposição e reação com a água. Na hidrólise a água não e apenas o portador

dos reagentes dissolvidos mas é também um dos reagentes. A água pura ioniza apenas

ligeiramente, mas reage com silicatos facilmente intemperizáveis.

Mg2SiO2(olivina) + 4H+

+ 4OH

_ (4 moléc.de água ionizada) → 2Mg

++ (íon em solução)+ 4OH

_ (íon

em solução)+ (ácido sílico em solução) H4SiO4

No final da hidrólise o mineral é completamente dissolvido, admitindo que o grande excesso de

água seja disponível para levar os íons em solução. No entanto o ácido silíco é um produto de

reação fraco que pode até ser desprezado considerando a simplesmente a solução como sílica

(SiO2 ) dissolvida na água, e qualquer reação que aumentar a presença do íon H+ na água,

aumenta também a eficiência da hidrólise. Um exemplo de reação que aumentaria o efeito da

hidrólise acrescentando íons de H+ seria o próprio dióxido de carbono dissolvido em água.

CO2 + H2O → H2CO3 → H+

+ HCO3 _

Talvez a reação de intemperismo mais comum na terra é a hidrólise dos minerais do grupo

feldspatos por ácido carbônico.

KAlSi3O8 + H2CO3 +9H2O → Al2Si3O5 ( OH4) +4H4 Si3O4 + 2K+

+ 2 HCO3 _

(ortoclásio + ácido carbônico + água = caulinita (mineral da argila) + ácido silícico em solução + íons de K e bicarbonato em

solução)

Hidratação: A hidratação consiste na adição da molécula completa de água à estrutura do

mineral causando uma expansão dos minerais, no entanto alguns cientistas consideram a

hidratação como sendo um processo de intemperismo físico relacionado ao crescimento de

minerais estranhos na rocha.

A água de hidratação pode ser retirada do mineral por aquecimento do mesmo acima do ponto

de ebulição da água, no entanto a água que reage com o feldspato durante a hidrólise se insere

na estrutura molecular do mineral e só pode ser retirada pela destruição do mineral a

temperaturas elevadas.

Muitos minerais argilosos são hidratados e as relações íntimas de hidrólise e hidratação dos

feldspatos formando argilas são os principais processos de intemperismo do granito. Grãos de

feldspato, durante o intemperismo, se expandem e causam o esfacelamento do granito.

Segundo alguns mineradores granito intemperizado permite a construção de túneis usando

apenas pás e picaretas.

Alguns minerais argilosos podem hidratar-se e desidratar-se dependendo da umidade presente,

ou seja, após uma chuva intensa eles podem se dilatar e inchar oprimindo o solo ou as rochas e

na sêca podem contrair-se e fragmentar.

Troca de bases A troca de bases foi recentemente tida como importantes reações de

intemperismo.

A troca de bases consiste na transferência mútua de cátions como: Ca++

,Mg++

, Na+ , K

+ entre

uma solução rica em cátion e um mineral rico em outro. A velocidade de troca em que ocorre a

reação depende a atividade química e da abundância de vários cátions, bem como da acidez,

temperatura e outras propriedades da solução; Este princípio de troca de bases é bastante usado

em pró da fertilidade do solo pela adições de substâncias ricas necessárias.

A troca de cátions entre minerais e água subterrânea pode causar expansão ou até o colapso da

estrutura cristalina do mineral e liberar outros compostos químicos e ainda poder expor outros

grãos minerais adjacentes a processos intempéricos.

Intemperismo Biológico

O intemperismo biológico caracteriza-se pela perda de nutrientes de alguns nutrientes essenciais

para plantas ou outros seres vivos que crescem em sua superfície. No entanto as plantas podem

provocar intermperismo mecânico pelo crescimento de suas raízes entre as diáclases como dito

anteriormente.

Quelação: Quelação é o processor orgânico complexo em que cátions metálicos são

incorporados nas moléculas de diversos compostos orgânicos complexos. Para funcionar muitos

processos orgânicos requerem quelatos metálicos orgânicos, por exemplo o papel do ferro na

hemoglobina de levar oxigênio aos pulmões.

Os rizóides das plantas mantém um campo carregado de íons H+ ao redor de seus pelos

absorventes, o qual é suficientemente forte para hidrolisar minerais, colocando assim, cátions

metálicos essenciais em solução, de modo que a planta pode quelar e absorve-los. Neste

processor a energia metabólica derivada diretamente dos raios solares que atingem as folhas de

uma planta, é usada para intemperizar minerais do subsolo.

exemplo de intemperismo físico-biológico

Conclusão: O intemperismo é um fato bastante importante pois o mesmo prepara o caminho

para a erosão que é um dos vilões do aquecimento global. Este e outros fatores fazem do

intemperismo um ponto muito importante na natureza e também pela variedade de processos de

intemperismo que podem ocorrer sobre uma rocha por completo.

O processo de intemperismo pode afetar também a qualidade de um solo, modificando fatores

como: acidez, fertilidade, etc. Para a agricultura se faz necessário compreender este processo de

formação de solos que são o produto final do intemperismo para que seja possível o

melhoramento das técnicas agricultáveis e de conservação de solo.