INTEMPERISMO: TIPOS E PROCESSOS - GEOGRAFÍA - 2025

O intemperismo é a quebra das rochas por desintegração mecânica e decomposição química. Muitos se formam em altas temperaturas e pressões profundas na crosta terrestre; quando expostos a temperaturas e pressões mais baixas na superfície e encontrando ar, água e organismos, eles se decompõem e fraturam.

Os seres vivos também têm um papel influente no intemperismo, uma vez que afetam rochas e minerais por meio de vários processos biofísicos e bioquímicos, muitos dos quais não são conhecidos em detalhes.

Devil's Marbles, uma rocha rachada pelo tempo, Austrália. Fonte:

Existem basicamente três tipos principais através dos quais ocorre o intemperismo; isso pode ser físico, químico ou biológico. Cada uma dessas variantes tem características específicas que afetam as rochas de maneiras diferentes; mesmo em alguns casos, pode haver uma combinação de vários fenômenos.

Intemperismo físico ou

Os processos mecânicos reduzem as rochas em fragmentos progressivamente menores, o que por sua vez aumenta a área de superfície exposta ao ataque químico. Os principais processos de intemperismo mecânico são os seguintes:

- A transferência.

- A ação do gelo.

- Estresse térmico causado pelo aquecimento e resfriamento.

- A expansão.

- Encolhimento por umedecimento com posterior secagem.

- As pressões exercidas pelo crescimento dos cristais de sal.

Um fator importante no desgaste mecânico é a fadiga ou a geração repetida de tensão, o que diminui a tolerância a danos. O resultado da fadiga é que a rocha se fraturará com um nível de tensão mais baixo do que um corpo de prova não fatigado.

Baixar

Quando a erosão remove material da superfície, a pressão de confinamento nas rochas subjacentes diminui. A pressão mais baixa permite que os grãos minerais se separem ainda mais e criem vazios; a rocha se expande ou se expande e pode fraturar.

Por exemplo, em minas de granito ou outras rochas densas, a liberação de pressão dos cortes de mineração pode ser violenta e até mesmo causar explosões.

Esfoliação Dome no Parque Nacional de Yosemite, EUA. Fonte: Diliff, do Wikimedia Commons

Fratura congelada ou gelificação

A água que ocupa os poros de uma rocha se expande em 9% quando congelada. Essa expansão gera pressão interna que pode causar desintegração física ou fratura da rocha.

A gelificação é um processo importante em ambientes frios, onde os ciclos de congelamento e descongelamento ocorrem constantemente.

Intemperismo físico de um "cairn" de concreto. Fonte: LepoRello., do Wikimedia Commons

Ciclos de aquecimento-resfriamento (termoclastia)

As rochas têm baixa condutividade térmica, o que significa que não são boas em conduzir o calor para longe de suas superfícies. Quando as rochas são aquecidas, a temperatura da superfície externa aumenta muito mais do que a parte interna da rocha. Por esse motivo, a parte externa sofre dilatação maior do que a interna.

Além disso, as rochas compostas por diferentes cristais exibem aquecimento diferencial: os cristais com uma coloração mais escura aquecem mais rápido e esfriam mais lentamente do que os cristais mais claros.

Fadiga

Essas tensões térmicas podem causar a desintegração da rocha e a formação de enormes flocos, cascas e folhas. O aquecimento e o resfriamento repetidos produzem um efeito chamado fadiga, que promove o desgaste térmico, também chamado de termoclastia.

Em geral, a fadiga pode ser definida como o efeito de vários processos que diminuem a tolerância de um material a danos.

Escalas de rocha

Esfoliação ou cobertura de estresse térmico também inclui a geração de flocos de rocha. Da mesma forma, o intenso calor gerado por incêndios florestais e explosões nucleares pode fazer com que as rochas se desintegrem e, por fim, se quebrem.

Por exemplo, na Índia e no Egito, o fogo foi usado por muitos anos como ferramenta de extração em pedreiras. No entanto, as flutuações diárias de temperatura, encontradas até mesmo em desertos, estão bem abaixo dos extremos alcançados pelos incêndios locais.

Molhar e secar

Materiais que contêm argila - como argila e xisto - expandem consideravelmente quando umedecidos, o que pode induzir a formação de micro-falhas ou microfraturas (microfissuras), ou o aumento das rachaduras existentes.

Além do efeito da fadiga, os ciclos de expansão e retração - associados à umidificação e secagem - levam ao desgaste da rocha.

Intemperismo pelo crescimento de cristais de sal ou haloclastia

Em regiões costeiras e áridas, os cristais de sal podem crescer em soluções salinas que são concentradas pela evaporação da água.

A cristalização do sal nos interstícios ou poros das rochas produz tensões que as alargam, e isso leva à desintegração granular da rocha. Este processo é conhecido como intemperismo salino ou haloclastia.

Quando os cristais de sal formados dentro dos poros da rocha são aquecidos ou ficam saturados de água, eles se expandem e exercem pressão contra as paredes dos poros próximos; isso produz estresse por calor ou estresse de hidratação (respectivamente), os quais contribuem para o desgaste da rocha.

Intemperismo químico

Este tipo de intemperismo envolve uma ampla variedade de reações químicas, agindo em conjunto em muitos tipos diferentes de rocha em toda a gama de condições climáticas.

Essa grande variedade pode ser agrupada em seis tipos principais de reações químicas (todas envolvidas na decomposição da rocha), a saber:

- Dissolução.

- Hidratação.

- Oxidação e redução.

- Carbonatação.

- Hidrólise.

Dissolução

Os sais minerais podem ser dissolvidos em água. Esse processo envolve a dissociação das moléculas em seus ânions e cátions e a hidratação de cada íon; isto é, os íons se cercam de moléculas de água.

A dissolução é geralmente considerada um processo químico, embora não envolva transformações químicas reais. Como a dissolução ocorre como uma etapa inicial para outros processos de intemperismo químico, ela se enquadra nesta categoria.

A dissolução é facilmente revertida: quando a solução se torna supersaturada, parte do material dissolvido precipita como um sólido. Uma solução saturada não tem a capacidade de dissolver mais sólidos.

Os minerais variam em sua solubilidade e entre os mais solúveis em água estão os cloretos dos metais alcalinos, como o sal-gema ou halita (NaCl) e o sal de potássio (KCl). Esses minerais são encontrados apenas em climas muito áridos.

O gesso (CaSO ₄.2H ₂ O) também é bastante solúvel, enquanto o quartzo tem uma solubilidade muito baixa.

A solubilidade de muitos minerais depende da concentração de íons de hidrogênio livre (H ⁺) na água. Os íons H ⁺ são medidos como o valor de pH, que indica o grau de acidez ou alcalinidade de uma solução aquosa.

Hidratação

O intemperismo por hidratação é um processo que ocorre quando os minerais adsorvem moléculas de água em sua superfície ou a absorvem, incluindo-as em suas estruturas cristalinas. Essa água adicional cria um aumento de volume que pode causar a fratura da rocha.

Em climas úmidos de latitudes médias, as cores do solo apresentam variações notáveis: pode ser observado do acastanhado ao amarelado. Essas colorações são causadas pela hidratação da hematita avermelhada do óxido de ferro, que se transforma em uma goetita de cor de óxido (oxihidróxido de ferro).

A captação de água pelas partículas de argila também é uma forma de hidratação que leva à expansão da mesma. Então, conforme a argila seca, a crosta racha.

Oxidação e redução

A oxidação ocorre quando um átomo ou íon perde elétrons, aumentando sua carga positiva ou diminuindo sua carga negativa.

Uma das reações de oxidação existentes envolve a combinação de oxigênio com uma substância. O oxigênio dissolvido na água é um agente oxidante comum no meio ambiente.

O desgaste oxidativo afeta principalmente os minerais que contêm ferro, embora elementos como manganês, enxofre e titânio também possam enferrujar.

A reação para o ferro - que ocorre quando o oxigênio dissolvido na água entra em contato com minerais que contêm ferro - é a seguinte:

4Fe ²⁺ + 3O ₂ → 2Fe ₂ O ₃ + 2e ^-

Nesta expressão e ^- representa elétrons.

O ferro ferroso (Fe ²⁺) encontrado na maioria dos minerais formadores de rocha pode ser convertido em sua forma férrica (Fe ³⁺) alterando a carga neutra da rede cristalina. Essa mudança às vezes causa o colapso e torna o mineral mais sujeito a ataques químicos.

Carbonatação

A carbonatação é a formação de carbonatos, que são os sais do ácido carbônico (H ₂ CO ₃). O dióxido de carbono se dissolve em águas naturais para formar ácido carbônico:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Posteriormente, o ácido carbônico se dissocia em um íon hidrogênio hidratado (H ₃ O ⁺) e um íon bicarbonato, seguindo a seguinte reação:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

O ácido carbônico ataca os minerais formando carbonatos. A carbonatação domina o intemperismo de rochas calcárias (que são calcários e dolomitos); nestes o principal mineral é calcita ou carbonato de cálcio (CaCO ₃).

A calcita reage com o ácido carbônico para formar carbonato de cálcio ácido, Ca (HCO ₃) _2, que, ao contrário da calcita, se dissolve facilmente na água. É por isso que alguns calcários são tão sujeitos à dissolução.

As reações reversíveis entre dióxido de carbono, água e carbonato de cálcio são complexas. Em essência, o processo pode ser resumido da seguinte forma:

CaCO ₃ + H ₂ O + CO ₂ ⇔Ca ₂ + + 2HCO ₃ ^-

Hidrólise

Em geral, a hidrólise - a degradação química pela ação da água - é o principal processo de intemperismo químico. A água pode quebrar, dissolver ou modificar minerais primários suscetíveis nas rochas.

Neste processo, a água dissocia-se em catiões de hidrogénio (H ⁺) e aniões hidroxilo (OH ^-) reage directamente com minerais de silicato em rochas e solos.

O íon hidrogênio é trocado por um cátion metálico dos minerais de silicato, comumente potássio (K ⁺), sódio (Na ⁺), cálcio (Ca ^{2 +)} ou magnésio (Mg ^{2 +}). O cátion liberado então se combina com o ânion hidroxila.

Por exemplo, a reação para a hidrólise do mineral denominado ortoclase, que tem a fórmula química KAlSi ₃ O ₈, é a seguinte:

2KAlSi ₃ O ₈ + 2H ⁺ + 2OH ^- → 2HAlSi ₃ O ₈ + 2KOH

Assim, a ortoclase é convertida em ácido aluminossilícico, HAlSi ₃ O ₈ e hidróxido de potássio (KOH).

Este tipo de reação desempenha um papel fundamental na formação de alguns relevos característicos; por exemplo, eles estão envolvidos na formação do relevo cárstico.

Intemperismo biológico

Alguns organismos vivos atacam as rochas mecanicamente, quimicamente ou por uma combinação de processos mecânicos e químicos.

Plantas

As raízes das plantas - especialmente as de árvores que crescem em leitos rochosos planos - podem exercer um efeito biomecânico.

Este efeito biomecânico ocorre à medida que a raiz cresce, à medida que aumenta a pressão exercida por ela sobre o ambiente circundante. Isso pode levar à fratura das rochas do leito da raiz.

Meteorização biológica. Tetrameles nudiflora crescendo nas ruínas de um templo em Angkor, Camboja. Fonte: Diego Delso, delso.photo, licença CC-BY-SA via

Líquenes

Os líquenes são organismos constituídos por dois simbiontes: um fungo (micobionte) e uma alga que geralmente é cianobactéria (ficobionte). Esses organismos foram relatados como colonizadores que aumentam o desgaste das rochas.

Por exemplo, verificou-se que Stereocaulon vesuvianum está instalado em fluxos de lava, conseguindo aumentar sua taxa de intemperismo em até 16 vezes quando comparado a superfícies não colonizadas. Essas taxas podem dobrar em locais úmidos, como no Havaí.

Também foi observado que, conforme os líquenes morrem, eles deixam uma mancha escura nas superfícies das rochas. Esses pontos absorvem mais radiação do que as áreas de luz circundantes da rocha, promovendo assim o desgaste térmico ou termoclastia.

Mytilus edul é um mexilhão chato. Fonte: Andreas Trepte, do Wikimedia Commons

organismos marinhos

Certos organismos marinhos raspam a superfície das rochas e fazem buracos nelas, promovendo o crescimento de algas. Esses organismos perfurantes incluem moluscos e esponjas.

Exemplos deste tipo de organismos são o mexilhão azul (Mytilus edulis) e o gastrópode herbívoro Cittarium pica.

O líquen Stereocaulon vesuvianum é um colonizador que se instala em fluxos de lava, nas Ilhas Canárias de Fuerteventura e Lanzarote da Espanha. Fonte: Lairich Rig via

Quelação

A quelação é outro mecanismo de intemperismo que envolve a remoção de íons metálicos e, em particular, íons de alumínio, ferro e manganês das rochas.

Isso é obtido pela ligação e sequestro de ácidos orgânicos (como o ácido fúlvico e o ácido húmico), para formar complexos solúveis de matéria orgânica e metal.

Nesse caso, os agentes quelantes vêm dos produtos de decomposição das plantas e das secreções das raízes. A quelação estimula o desgaste químico e a transferência de metal no solo ou rocha.

Referências

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