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Uma introdução à origem dos solos I

Italo M. R. Guedes — Mon, 12 May 2008 15:52:01 +0000

Em sua novela de ficção científica The Forgotten Planet publicada em 1954, Murray Leinster descreve as condições de superfície do tal planeta esquecido da seguinte forma (tradução minha): "Nenhum animal vagava por seus continentes. Nenhuma vegetação crescia a partir de suas rochas. Nem mesmo bactérias lutavam para transformar as pedras em solo. Não havia solo. Rochas, pedras, cascalhos e mesmo areia estavam presentes. Mas nada de solo onde pudesse crescer algum vegetal. Nada vivo, por menor que fosse, nadava em seus oceanos, não havia sequer lama no fundo dos mares. Este era um daqueles muitos tristes mundos que apareceram quando primeiro se explorou a galáxia. As pessoas não podiam colonizá-lo porque nada vivera lá antes." Poucas vezes li uma descrição tão didática e cativante da importância do intemperismo na existência de vida em um planeta. Vale salientar que esta história começou a ser escrita na década de 20 do século XX. Neste início de século XXI parecem ser tão poucas as pessoas conhecedoras dos processos originadores do solo ou que se dão conta do papel fundamental deste filho tardio do intemperismo em suas vidas. Aliás, vida é uma palavra chave quando nos referimos ao solo. Como o trecho deixa claro, mesmo na ausência de organismos há quebra de rochas em frações mais ou menos grosseiras: pedras (que chamaríamos de matacões), cascalho e areia são resultado do intemperismo físico das rochas por processos como mudanças bruscas de temperatura, formação de gelo, cristalização de sais em fraturas, impactos ou mesmo a ação constante das gotas de chuva, de que bem fala o provérbio. Em planetas com vulcanismo ativo, expelindo gases de reação ácida, pode haver mesmo intemperismo químico, indispensável para a formação dos minerais de argila, cujas cargas de superfície preservam os elementos químicos que nutrirão os vegetais. Mas sem a ação de seres vivos não se pode chamar este produto do intemperismo de solo, é no máximo sedimento, um estágio intermediário, um proto-solo, na expressão dos pedólogos americanos Buol, Hole e McCracken, para os quais "a principal diferença entre solo e material geológico é a presença, no solo, de raízes vivas e de depósitos de materiais orgânicos e minerais originados na zona radicular". Apenas depois da colonização dos continentes pelos descendentes das cianobactérias, as plantas, possivelmente nos idos do Devoniano, há cerca de 410 milhões de anos, pode-se dizer que surgiu o solo como o conhecemos (ou não conhecemos, na maior parte das vezes), esta entidade tridimensional complexa, muito mais do que apenas poeira superficial. Um dos eventos mais importantes na história da vida foi o surgimento de raízes. Os grandes ciclos biogeoquímicos hoje ativos começaram então, acompanhados de mudanças drásticas na química das águas continentais e oceânicas e, talvez, de grandes episódios de extinção. A terra nunca mais seria a mesma.

Composição química de rochas

Italo M. R. Guedes — Wed, 16 Apr 2008 19:36:04 +0000

Temos recebido muitas perguntas ultimamente sobre composição química de rochas, principalmente depois da publicação deste post. Comumente perguntam-nos algo do tipo "qual o elemento químico que forma o granito" ou outra rocha qualquer. É necessário que as coisas fiquem bem claras. Uma rocha é, em geral, um agregado de minerais. O granito, por exemplo, é majoritariamente formado dos minerais quartzo, feldspatos e micas. Um mineral, por sua vez, é uma substância, natural ou artificial, de composição química conhecida e característica, com estrutura atômica ordenada, geralmente na forma de cristais. Há minerais formados por apenas um elemento químico, como o ouro, mas a maioria dos minerais é de compostos multielementares. Há grupos de minerais "aparentados", como os silicatos, formados a partir de inúmeras combinações físicas e químicas a partir de tetraedros de silício. Todos os minerais que compõem o granito por exemplo são silicatos: o quartzo e o feldspato são tectosilicatos e as micas são filossilicatos. A composição mineralógica das rochas ígneas dependerá basicamente da composição do magma a partir do qual se formaram. A composição das rochas metamórficas e sedimentares dependerá da composição das rochas ou sedimentos que lhes deram origem, lembrando que sedimentos são em geral resultado da intemperização ("decomposição") de outras rochas ou da precipitação de compostos químicos. Dentro de determinado grupo de rochas, no entanto, há predominância ou maior presença de certos elementos químicos. As rochas ígneas ácidas são ricas em silício e relativamente pobres em ferro e magnésio, geralmente apresentando cor clara (leucocráticas) e são também chamadas rochas félsicas (de FELdspato e SÍlica), um exemplo é o próprio granito. Os solos originados destas rochas são geralmente mais amarelados. As rochas ditas básicas são menos ricas em silício e mais ricas em minerais contendo magnésio e ferro, por isso são também chamadas máficas, são rochas mais escuras (melanocráticas) e os solos delas originados costumam ser mais avermelhados. Um exemplo comum de rocha máfica é o basalto. Os minerais que compõem as rochas básicas são predominantemente silicatos: olivina, piroxênio, feldspatóides e feldspatos. As rochas metamórficas costumam ter composição semelhante à da rocha que lhe deu origem: o gnaisse é composto pelos mesmos minerais do granito. Dependendo do ambiente onde se dá o metamorfismo, no entanto, pode haver mudanças na composição em relação à rocha original. A composição mineralógica das rochas sedimentares, como já foi dito, depende da composição dos sedimentos. Rochas formadas a partir da litificação de areias de quartzo, como arenitos, são compostas principalmente por este mineral. Alguns arenitos, chamados de arcosianos, contêm também feldspatos. O calcário é formado da precipitação de carbonato de cálcio. A composição química dos solos, formados a partir do intemperismo químico e físico das rochas, é até certo ponto herdada da rocha parental.

Quando não havia um chão

Italo M. R. Guedes — Mon, 30 Oct 2006 19:46:00 +0000

Para surpresa de muitos, o tema principal deste blog, o solo, nem sempre existiu. Os que lêem o geófagos com alguma regularidade terão notado que o solo não é um substrato inerte produto da quebra das rochas, mas é o resultado da interface entre atmosfera, biosfera e litosfera. Os organismos que têm maior influência sobre a formação da maioria dos solos são as plantas. Assim, fica fácil entender que o solo como conhecemos hoje não existia antes de as plantas colonizarem os continentes, e, geologicamente falando, isto levou um bom tempo. Durante boa parte do tempo após o surgimento da vida na Terra, o oxigênio estava presente em quantidades ínfimas na atmosfera terrestre. Durante centenas de milhões de anos, o oxigênio produzido pela fotossíntese das cianobactérias, a partir das quais as plantas evoluíram, oxidou os minerais da crosta terrestre e depois começou a acumular-se na atmosfera. Por muito tempo antes que oxigênio suficiente se acumulasse, a vida na Terra foi predominantemente aquática e o motivo é simples: o ozônio, que protege o planeta da radiação ultravioleta, é composto exclusivamente de oxigênio, sua fórmula química é O3. Depois da formação da camada de ozônio é que houve possibilidade de evoluírem espécies adaptadas à vida fora d'água. Para que as plantas superiores pudessem surgir, foi necessário, além do ozônio, que a rotação da Terra desacelerasse. Segundo a pesquisadora Maria Léa Salgado-Labouriau, da UnB, o fator crucial que teria impedido a colonização dos continentes até o Devoniano (400 milhões de anos atrás), foi a velocidade de rotação da Terra. O solo, contemporâneo das plantas, é um ser devoniano. Como já foi discutido numerosas vezes em outros posts, o ácido carbônico e os ácidos orgânicos produzidos pelas raízes das plantas, são os grandes responsáveis pelo intemperismo químico dos minerais e pela formação dos solos. As raízes foram responsáveis também pela estabilização dos solos, impedindo que fossem erodidos.

Determinismo pedogeoclimático

Italo M. R. Guedes — Fri, 01 Sep 2006 20:04:00 +0000

Parece ser gradualmente mais comum entre geólogos, cientistas do solo e climatologistas, além de arqueólogos, a impressão de que o substrato geológico, os solos e o clima exerceram influência certamente importante e possivelmente preponderante sobre ascenção e queda de civilizações antigas e modernas. Em 2003 os geólogos G. H. Haug, L. C. Peterson e outros publicaram na Science um artigo relacionando o colapso da civilização Maia a um ciclo de secas entre os anos 750 e 950. Os autores encontraram fortes evidências de períodos secos severos e longos durante este período analisando sedimentos da Bacia de Cariaco, na costa setentrional da Venezuela. Em 2005 os dois autores citados divulgaram seus resultados na American Scientist e uma tradução deste artigo aparece na edição de setembro da Scientific American Brasil. Interessantemente, a equipe de geólogos utilizou uma metodologia não estranha aos cientistas do solo para avaliar a ocorrência de períodos secos. Os sedimentos marinhos são em grande parte oriundos dos continentes. As chuvas intemperizam ("decompõem") as rochas fisica e quimicamente. O intemperismo físico nada mais é do que a quebra em pedaços cada vez menores das rochas sem que haja alterações químicas dos minerais: é o que acontece com o quartzo, principal componente de muitas areias de praia. No intemperismo químico há perda de elementos químicos e associadas a estas perdas há mudanças mineralógicas. Assim, os solos, formados a partir do intemperismo das rochas, possuem alguns minerais já existentes nas rochas que lhes deram origem e minerais que se formaram depois. Os solos por sua vez são erodidos (levados) principalmente pela água, mas também pelo vento. Os sedimentos depositados pelos rios no mar provêm em grande parte da erosão dos solos. Quando há mais chuvas, a erosão é maior e a quantidade de sedimentos depositados nos oceanos é conseqüentemente maior, qundo há secas a quantidade de sedimentos é menor. Como estes sedimentos se acumulam em camadas diferenciáveis de ano para ano, é possível identificar períodos de seca pela menor espessura das camadas ou pela menor quantidade de alguns elementos químicos presentes nestes sedimentos, como ferro e titânio. Foi exatamente analisando os teores de titânio nos sedimentos que os geólogos conseguiram identificar os períodos de seca coincidindo com o período de decadência da civilização Maia.