As rochas que estão expostas na crosta terrestre, independentemente de sua composição ou de seu tipo (ígneas, metamórficas ou sedimentares), passam por um contínuo processo de desagregação e decomposição física e/ou química.
Esses materiais resultantes, denominados de sedimentos inconsolidados, são transportados e depositados em diferentes ambientes. Normalmente os sedimentos inconsolidados se depositam em depressões ou em regiões com menores altitudes.
Com o passar do tempo geológico, que é extremamente amplo em relação ao tempo de uma vida humana e é contado em milhares ou milhões ou até bilhões de anos, esses depósitos de sedimentos inconsolidados podem sofrer processos de compactação e de litificação (redução da porosidade e permeabilidade das rochas), que fazem parte da diagênese (todo e qualquer processo físico-químico que acontece com um sedimento inconsolidado logo após a sua deposição), e é através da diagênese que são formadas as rochas sedimentares (Figura 1).
Caso a pressão e a temperatura aumentem mais que 200°C, nas etapas de compactação e de litificação, serão formadas as rochas metamórficas, em um processo denominado de anquimetamorfismo ou diaftorese, mas esse assunto será abordado em outra ocasião.
O texto aqui apresentado foca essencialmente nos assuntos de intemperismo e de erosão, que representam as primeiras etapas desse vasto e importante processo geológico, que recicla todos os tipos de rochas.
Intemperismo
Intemperismo é o conjunto de processos físicos (desagregação) e químicos (decomposição) pelos quais as rochas são alteradas quando expostas na superfície da Terra. Este processo é crucial, pois marca o início de um ciclo maior que inclui erosão, transporte e deposição dos materiais resultantes, seguidos pela diagênese, que culmina na formação das rochas sedimentares. Caso a pressão e a temperatura aumentem a diagênese é substituída pelo metamorfismo e as rochas geradas são as metamórficas.
Além disso, o intemperismo também é responsável pela formação do regolito (material rochoso alterado) que, em estágios mais avançados, forma o solo. O solo é um material superficial altamente modificado por processos de lixiviação e enriquecido com matéria orgânica. O solo desempenha um papel fundamental na agricultura, sendo essencial para a sobrevivência humana.
Fatores que controlam o intemperismo
Os fatores que influenciam no intemperismo são os seguintes: (i) o clima (temperatura e regime de chuvas); (ii) o relevo (infiltração da água e também o escoamento das águas); (iii) a fauna e a flora (fonte de matéria orgânica que irá provocar reações químicas e também remobilizar materiais fisicamente); (iv) a rocha de origem (que contém o material que será desagregado e decomposto); e (v) o tempo que esse material é exposto ao intemperismo.
A velocidade com que cada um desses fatores atua depende de suas características como pode ser observado na síntese da Figura 3. Os fatores que influenciam o intemperismo serão descritos a seguir.
Clima
O clima é fundamental no processo do intemperismo, pois ele define a distribuição sazonal das chuvas, que são um dos agentes mais importantes pelo transporte dos produtos do intemperismo. Além disso, as variações de temperatura contribuem para a fragmentação das rochas, através da alternância entre períodos de dilatação, quando está quente; e contração, quando está frio.
Quanto maior a disponibilidade de água e mais frequente a ocorrência de chuvas, mais eficazes serão as reações químicas do intemperismo químico. Em relação à temperatura, a cada 10 ºC de aumento, a velocidade das reações químicas pode dobrar ou triplicar. Isso explica por que o intemperismo químico é mais intenso nos trópicos. Como mostra a Figura 3, a taxa de intemperismo varia com a chuva (quanto mais chuva, maior será a taxa de intemperismo) e também com a temperatura (quanto maior a temperatura, ou seja, quanto mais quente, maior será a taxa de intemperismo).
Já o intemperismo físico também pode estar relacionado com a presença de água, seja ela no estado sólido (gelo) que pode dilatar as fissuras das rochas, nos locais de climas gelados (como uma garrafa de vidro que quebra no congelador quando o seu conteúdo congela); ou nos locais de climas temperados com alternância de verão e inverno (alternância da água no estado sólido e líquido), causando contração e expansão das rochas repetidas vezes e as fragmentando.
Relevo
A relação do relevo com a taxa de intemperismo também está relacionada com a ação da água, pois o relevo influencia na velocidade do fluxo das águas de chuva e, consequentemente, a infiltração no solo. Em encostas íngremes, a água permanece menos tempo em contato com as rochas. Já nas áreas de baixada, a água fica em contato com as rochas por mais tempo, mas não se renova facilmente, tornando-se saturada com componentes solúveis e perdendo a capacidade de atacar os minerais.
Fauna e Flora
A relação com a flora e fauna está relacionada com a presença ou não de solo. O solo é um processo derivado do intemperismo, porém a presença do solo retroalimenta a produção de mais solo. O solo, além de reter a água da chuva, também é rico em material orgânico, pois contém bactérias, raízes, fragmentos de restos de animais e vegetais. O metabolismo desses organismos gera um ambiente ácido que promove o intemperismo químico. A presença de raízes e de outros organismos vivos podem ajudar a provocar fraturas nas rochas e a promover o intemperismo físico.
A Figura 3 ressalta que a que a taxa de intemperismo varia com a quantidade de matéria orgânica disponível no ambiente (quanto mais conteúdo orgânico maior será a taxa de intemperismo).
Rocha de origem
O tipo de rocha é muito importante no processo de intemperismo, pois está relacionado à sua composição mineralógica, textura e estrutura, que determinam sua resistência à decomposição e a desagregação. Os minerais que cristalizam primeiro durante o resfriamento do magma são os mais instáveis nas condições normais de pressão e temperatura e, portanto, são os primeiros a se alterar. Por isso, o quartzo, é um dos minerais mais estáveis, pois é um dos últimos minerais a se cristalizar e é resistente nas condições da superfície. Um exemplo de rocha magmática é o granito.
Já as rochas carbonáticas, como o mármore, são ricas em carbonato de cálcio, que é um mineral altamente solúvel em água, assim estas rochas se alteram muito mais facilmente do que os granitos. Isso explica por que o granito é preferido para tampos de pia em vez do mármore.
A estrutura da rocha também interfere na taxa de intemperismo. Se a rocha for foliada ou fragmentada a taxa de intemperismo será maior do que nas rochas maciças (Figura 4).
Tempo
O tempo de exposição das rochas na superfície terrestre influencia diretamente na taxa de intemperismo. Quanto maior o tempo de exposição de uma rocha, mais intensa será a ação do intemperismo sobre ela. Estima-se que, ao longo de um milhão de anos, o intemperismo pode reduzir o relevo em 20 a 50 metros, porém ele não age sozinho e depende das outras variáveis (clima, relevo, rocha original, cobertura vegetal etc.). Na Escandinávia, onde o clima é muito frio, o intemperismo sobre superfícies graníticas expostas há 10 mil anos formou um manto de alteração de apenas alguns milímetros. Em contraste, no Havaí, uma região muito úmida, em apenas um ano desenvolveu-se uma camada de solo suficiente para cultivo agrícola sobre lavas basálticas recentes.
Tipos de Intemperismo
O intemperismo acontece quando ocorrem modificações nas propriedades físicas e químicas dos minerais e rochas. Quando as alterações são predominantemente físicas, o intemperismo é classificado como físico, ocorrendo apenas a fragmentação mecânica sem alterar a composição química da rocha.
Caso as mudanças sejam majoritariamente químicas, o intemperismo é de intemperismo químico. Além disso, quando há a ação de organismos vivos e matéria orgânica no processo de alteração das rochas, o intemperismo pode ser categorizado como físico-biológico ou químico-biológico.
Intemperismo Físico
O intemperismo físico se caracteriza pela desagregação das rochas, com a separação dos grãos minerais e a fragmentação da massa rochosa original. As variações de temperatura podem causar a dilatação e a contração das rochas, criando fissuras que se alargam com o tempo. Como os minerais têm diferentes coeficientes de dilatação, eles reagem de maneira variada a essas mudanças térmicas, contribuem para o fissuramento (por exemplo, minerais claros como o quartzo se dilatam menos do que minerais mais escuros, como os piroxênios. Veja mais em Minerais e Rochas - Carderno do Professor). Esse efeito é particularmente acentuado em ambientes desérticos ou semiáridos, como no sertão do nordeste brasileiro, onde há variações expressivas de temperatura entre o dia e a noite (Figura 5A).
Além disso, mudanças na umidade também provocam efeitos semelhantes. Quando a água infiltra nas fraturas das rochas e congela, o intemperismo físico é intensificado, pois a água ao congelar aumenta seu volume em até 9%, gerando pressão sobre as paredes rochosas, fraturando-as (Figura 5B).
Outra feição típica de intemperismo físico são as “marmitas”. As marmitas são buracos arredondados nas rochas típicas de cachoeiras, elas têm sua origem a partir da abrasão dos sedimentos trazidos pelas águas dos rios, que “lixam” as rochas do leito, formando estas cavidades (Figura 5C).
Se a água infiltrada contiver sais dissolvidos, como cloretos, sulfatos e carbonatos, a precipitação desses sais em fraturas da rocha, causando um aumento de volume e fragmentação, devido à pressão que exercem sobre a rocha. Esse tipo de fragmentação é um problema significativo para monumentos de pedra, pois facilita a penetração de água e, consequentemente, o intemperismo químico.
Intemperismo Químico
A maior parte das rochas que hoje afloram formou-se em ambiente muito diferente daquele que há na superfície terrestre atual, que tem pressão e temperatura relativamente baixas e onde a água e o oxigênio são abundantes. Como consequência, os minerais que formam essas rochas estão em desequilíbrio químico e tendem a se transformar em outros, mais estáveis nas condições atuais.
O principal agente do intemperismo químico é a água, que, absorvendo o CO2 da atmosfera, adquire características ácidas. Em contato com a matéria orgânica do solo, essa água fica mais ácida ainda, facilitando a dissolução de carbonatos e outras substâncias. O intemperismo químico atua através de reações de hidratação, dissolução (Figura 6A), hidrólise, acidólise e oxidação (Figura 6B). Os feldspatos e as micas são transformados em argilas e geralmente o quartzo permanece inalterado.
Intemperismo Biológico
O intemperismo biológico ocorre principalmente através de bactérias que decompõe materiais orgânicos, resíduos orgânicos e raízes de plantas, e geralmente, por não ocorrer sozinho, é também denominado de químico-biológico ou físico-biológico (Figura 7).
Erosão
A erosão é um conjunto de processos que resulta na remoção e transporte do material gerado pelo intemperismo. Os principais agentes de transporte desse material que é erodido (sedimentos) são a água (dos rios, subterrânea, da chuva e dos mares), o vento e o gelo.
O material que é transportado é chamado de sedimento e, com o tempo, se acumula em determinados locais, geralmente nas partes mais baixas do relevo, formando os depósitos sedimentares que, por meio da diagênese, se transformam em rochas sedimentares. A diagênese refere-se a um conjunto de transformações que incluem a compactação e a cimentação dos sedimentos, conferindo-lhes a dureza típica de uma rocha.
A erosão é significativa porque causa a perda anual de milhões de toneladas de solo fértil, principalmente devido a práticas inadequadas de uso e manejo do solo. Essa perda é praticamente irreversível, pois o solo requer muito tempo para ser recuperado. Além disso, a erosão pode se manifestar de diferentes formas, dependendo do agente atuante e de sua intensidade. Pode ser (i) erosão laminar, quando é dissipada e não canalizada (Figura 8 A) e que não altera o aspecto geral do relevo; ou (ii) erosão linear (Figura 8 B), quando é concentrada em determinadas direções, variando entre: erosão em sulcos (pequenos canais de até 10 cm), ravinas (canais com profundidades entre 10 e 50 cm) e podendo chegar a voçorocas (grandes canais escavados), também conhecidos como boçorocas que se formam quando o ravinamento atinge o lençol freático.
Curiosidade: voçoroca em Tupi-Guarani significa “terra rasgada”.
Erosão Pluvial
A erosão causada pela água da chuva é um dos principais tipos de erosão, sendo a água um agente erosivo significativo. Embora sua ação seja lenta, ela pode ser acelerada em solos desprovidos de vegetação, como nas áreas desmatadas.
Quando o terreno possui uma cobertura vegetal densa, o impacto da chuva é reduzido, pois as plantas diminuem a velocidade da água que escorre pela superfície. As raízes proporcionam maior resistência à estrutura do solo, e as raízes mortas atuam como canais que facilitam a infiltração da água. Sem vegetação, o solo se satura rapidamente, resultando em um aumento do escoamento superficial, especialmente em solos arenosos, que têm menor capacidade de retenção de água.
A ação inicial da água se dá pelo salpicamento que desagrega os torrões e agregados do solo devido ao impacto das gotas de chuva (Figura 9). Esse impacto também provoca a selagem, obstruindo os poros do solo com partículas finas, o que reduz a infiltração e aumenta o escoamento superficial.
Esse escoamento pode levar à formação de ravinas. Quanto maior a quantidade de água, mais acelerado será o processo de ravinamento, que se intensifica à medida que a água desce a encosta. Com o desenvolvimento progressivo das ravinas podem ocorrer as voçorocas. A partir desse ponto, seu crescimento se torna difícil de controlar, pois não depende mais da ocorrência de chuvas para se expandir.
Erosão Fluvial
É causada pelas águas dos rios, sejam eles perenes ou temporários, que erodem tanto as margens quanto os leitos. A velocidade das águas influencia a taxa de erosão, pois quanto maior a velocidade maior será a taxa de erosão, portanto áreas com relevos mais montanhosos, onde a diferença de altitude aumenta a velocidade das águas, serão mais susceptíveis à erosão.
O trabalho das águas dos rios e as marcas de sua erosão podem ser observadas nos Cânions (Figura 10). No Brasil ocorrem cânions em diversos locais, incluindo a região entre os estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul.
Erosão Marinha
O mar causa erosão por meio das ondas (Figura 11), correntes marítimas, marés e correntes de turbidez, intensificada pela presença de areia e silte em suspensão. Um exemplo preocupante dessa ação é a cidade de Olinda, em Pernambuco, onde o avanço do mar tem afetado significativamente a região. As correntes marinhas deslocam grandes volumes de sedimentos de um local para outro. Já as correntes de turbidez, apesar de menos perceptíveis, atuam entre a plataforma continental e o talude continental.
Erosão Glacial
A erosão causada pelas geleiras (ou glaciares) ocorre quando a água acumulada nas fissuras das rochas durante o verão congela no inverno, expandindo-se e pressionando as paredes dos poros, o que leva à fragmentação da rocha. Esse processo se repete anualmente, desintegrando a rocha gradualmente. As geleiras, embora se movimentem de forma extremamente lenta, possuem uma grande capacidade de transporte, podendo deslocar blocos de rocha do tamanho de uma casa, e deixando marcas de estrias nas rochas, denominadas de estrias glaciais (Figura 12). Ao derreterem, elas formam depósitos sedimentares bastante heterogêneos, conhecidos como morenas ou morainas.
Erosão Eólica
A erosão causada pelo vento ocorre principalmente em regiões áridas e secas, onde há areia solta que pode ser transportada e lançada contra as rochas, desgastando-as e criando, por vezes, formas curiosas. Apesar de muitos acreditarem que as formações peculiares de Vila Velha, no Paraná, foram esculpidas pela erosão eólica, na verdade, é a chuva que tem esse papel.
Nos ambientes desérticos, é comum encontrar ventifactos (Figura 13), blocos de rocha de tamanhos variados que se soltam do solo e apresentam faces planas, moldadas pelo impacto e abrasão constante da areia, que faz o polimento das faces dos fragmentos de rochas na superfície do deserto. Alguns destes fragmentos de rocha parecem esculturas moldadas pelos seres humanos, mas não são (Figura 13D). Essas faces são úteis para indicar a direção predominante dos ventos no local.
Os grãos de areia podem ser transportados a grandes distâncias por suspensão; já foi identificada a presença de areia originada na África na região amazônica do Brasil. Esse tipo de transporte também forma grandes depósitos arenosos, chamados de loess, e é responsável pelas tempestades de areia.
Outro modo de transporte da areia é a saltação, que desgasta a base das colinas, criando formações como as vistas no Salar de Uyuni, na Bolívia. Esse processo também é o responsável pela incômoda sensação de pequenas "picadas" nas pernas em dias de vento forte na praia.
Erosão Antrópica
A erosão causada pela ação humana, conhecida como erosão antrópica, geralmente tem curta duração, mas sua influência está crescendo à medida que capacidade de remover grandes volumes de terra e rocha da humanidade aumenta. O plantio inadequado, sem considerar o escoamento natural das águas, pode levar à formação de ravinas e voçorocas (ou boçorocas, ambos os termos estão corretos). Além disso, a ocupação de áreas impróprias, como encostas íngremes, resulta em deslizamentos de terra, causando perdas materiais e, em alguns casos, mortes.
A impermeabilização de superfícies urbanas, como ruas pavimentadas, impede a infiltração da água da chuva, favorecendo alagamentos. É importante lembrar que, embora a intervenção humana possa parecer pequena, ela pode desencadear grandes processos erosivos. O desmatamento na Amazônia, por exemplo, pode levar à desertificação, já que o solo é arenoso e raso. A vegetação exuberante da região depende dos restos orgânicos da própria floresta, que desaparecem rapidamente após o desmatamento, expondo o solo à erosão.
Por fim, é importante não confundir intemperismo e erosão, pois são processos geológicos diferentes, o Quadro 1 resume o intemperismo e a erosão.
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Referências
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 5. ed. São Paulo: Ícone, 2005.
INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO – IPT. Orientações para o combate à erosão no estado de São Paulo, Bacia do Peixe/Paranapanema. São Paulo: IPT. 1986.
GROTZINGER, J.; JORDAN, TH. Para entender a Terra. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2023.
TEIXEIRA, W.; TOLEDO, MCM de (org.). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000.