Litosfera_aula 1

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06/10/2020
Universidade Federal 
de Minas Gerais
Escola de Engenharia
SOBRE O QUE VAMOS FALAR HOJE!??
• Formação da litosfera terrestre
• Formação do solo terrestre
• Composição do solo terrestre
• Fatores e interações do solo
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A Litosfera 
A litosfera (do grego "lithos" = pedra) é a
camada sólida mais externa do planeta,
constituída por rochas e solo. No caso da
Terra é denominada como crosta terrestre. É
um dos três grandes ambientes físicos da
Terra, ao lado da hidrosfera e da atmosfera,
que, na sua relação enquanto suportes de vida,
constituem a biosfera.
A Litosfera 
A litosfera é o compartimento ambiental que os humanos vivem e da qual extraem a maior parte de seus alimentos,
minerais e combustíveis. Devido a sua “imensidão” já acreditou ter uma capacidade de tamponante quase ilimitada
contra as perturbações da humanidade. Contudo, sabe-se que a é um compartimento que pode ser bastante frágil e
sujeito a danos por humanos.
Por exemplo: alguns bilhões de toneladas de material terrestre são extraídos ou não perturbados a cada ano na
extração de minerais e carvão. A queima do carvão pode gerar problemas atmosféricos, a formação da chuva ácida
pode modificar a superfície de solos e modificar a solubilidade de potenciais de oxidação/redução de diversos metais
com funções importantes nesse compartimento.
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Estrutura da 
terra
Litosfera: compreende a crosta terrestre e uma camada rochosa inferior rígida, com espessura total de cerca de 100 km. A crosta
terrestre é composta pelo solo (material fragmentado) e rochas (material consolidado), a crosta continental é bem mais espessa (20 a
70 km) do que a crosta oceânica (6 km).
Manto: aprox. 2900 km de espessura. É composto de material magmático (rico em silicatos) em estado sólido, porém com movimentos
lentos de circulação (na escala geológica de tempo)
Núcleo: constitui-se provavelmente de ferro
- Núcleo exterior (3470 km): estado líquido (cujos movimentos causam o magnetismo terrestre)
- Núcleo interior (1200 km): estado sólido
Obs: A terra pode ser dividida ainda em duas visões: Geoquímica e Geodinâmica.
Geoquímica: Comportamento químico e físico: Crosta, Manto e Núcleo
Geodinâmica: Comportamento mecânico: Litosfera, Astenosfera e Mesosfera
Estrutura da terra
A crosta é composta pelo solo (material
fragmentado) e rochas (material consolidado),
a crosta continental é bem mais espessa (20 a
70 km) do que a crosta oceânica (6 km).
Divisões da estrutura da terra
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Crosta
Terra Crosta Terrestre
Composição da litosfera
• A maior parte da crosta terrestre consiste em rochas. As rochas são compostas
de minerais, onde um mineral é um sólido inorgânico natural definido por uma
estrutura cristalina e composição química. Uma rocha é uma massa sólida e coesa
de puro mineral ou um agregado de dois ou mais minerais.
• Rochas simples : compõem-se de um único mineral. Exemplos: quartzitos
(quartzo), mármores (calcita)
• Rochas compostas: formadas por mais de um mineral. ex.: granitos (compostos de
quartzo, feldspato e mica)
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Composição da litosfera
• Rochas ígneas ou magmáticas: constituem, aproximadamente, 80% do volume da litosfera e se
formam através da cristalização de minerais a partir do resfriamento do magma. As rochas
ígneas podem ser: extrusivas ou vulcânicas e intrusivas ou plutônicas.
• Rochas sedimentares: constituem, apenas, 5% do volume da litosfera, mas recobrem 75% da sua
superfície. As rochas sedimentares são classificadas em: clásticas, quando resultam da deposição
mecânica; ou químicas, quando são provenientes da precipitação de soluções inorgânicas.
• Rochas metamórficas: constituem, aproximadamente, 15% da litosfera. Originam-se de rochas
ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas.
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Rochas
Composição da litosfera
A temperaturas elevadas nas profundezas da superfície da Terra, rochas e matéria mineral derreterem para
produzir uma substância derretida chamada magma. Processos de resfriamento e solidificação de magma
produz a rocha ígnea. Rochas ígneas comuns incluem granito, basalto, quartzo (SiO2), piroxena ((Mg,Fe)SiO3),
feldspato ((Ca,Na,K)AlSi3O8),olivina ((Mg,Fe)2SiO4), e magnetita (Fe3O4). São formadas em ambientes químicos
com baixa umidade, redutores e em altas temperaturas e pressões.
Rochas ígneas expostas estão sobre contato de ambientes úmidos, oxidantes e sobre condições de baixa
pressão e temperatura, condições opostas de sua formação.
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Composição da litosfera
Uma vez que tais condições são opostas às condições de formação, não estão em equilíbrio químico com seus
arredores. Como resultado, tais rochas se desintegram por um processo chamado de intemperismo. Esse
processo tende a ser lento porque rochas ígneas são duras, não porosas, e de baixa reatividade. Erosão pelo
vento, água ou geleiras removem material das rochas intemperizadas e as depositam como sedimentos ou o
próprio solo.
A transformação desses sedimentos em rochas sedimentares é descrito como litificação. Em contraste com as
rochas ígneas, sedimentos e rochas sedimentares são porosas, macias, e quimicamente reativas. Calor e
pressão convertem rocha sedimentares em rochas metamórficas.
Ciclo sedimentar
Os materiais da superfície terrestre, incluindo os
sedimentos, material vulcânico, e rochas antigas de diversos
tipos, são erodidos e transportados para as bacias
sedimentares, onde se acumulam (litificação).
A profundidades ainda maiores, essas rochas podem fundir-
se e formar o magma félsico, enquanto que em outros pontos
o magma pode ser originado do material constituinte do
manto (magma máfico). Movimentos de ascensão trazem à
superfície as diversas rochas formadas no interior, bem
como o material magmático. Este, por estar em estado de
fusão, tem alta mobilidade e atinge a superfície rapidamente,
causando a atividade vulcânica
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Ciclo sedimentar
O intemperismo
Intemperismo: O intemperismo, ou alteração, é a
transformação parcial ou total das rochas e de seus
respectivos minerais, sedimentos, depósito ou solo, ao
entrar em contato com a atmosfera, por aflorar ou
estar muito perto da superfície.
O processo é condicionado pela natureza do material,
pelas condições climatológicas e pela atividade
biológica. O intemperismo é considerado como processo
inicial na formação do solo. Por ação dos efeitos
químicos, físicos e biológicos que resultam da exposição
das rochas aos agentes externos (neles se incluindo os
fatores antropogênicos, isto é devido direta ou
indiretamente à ação humana ou natural)
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Intemperismo Físico
Envolve processos que conduzem à desagregação da
rocha, sem que haja necessariamente uma alteração
química maior dos minerais constituintes. Os principais
agentes do intemperismo físico são variação de
temperatura, cristalização de sais, congelamento da
água, atividades de seres vivos.
Ação da gravidade (quedas)
Ação da água e gelo (água retida na rocha, ao congelar,
aumenta de volume e pode provocar fraturas)
Abrasão durante o transporte pelos ventos, águas, e
geleiras (arredondamento dos cantos)
Intemperismo
Biológico
É caracterizado por rochas que perdem
alguns de seus nutrientes essenciais
para organismos vivos e plantas que
crescem em sua superfície.
Plantas podem provocar o intemperismo
mecânico quando suas raízes penetram,
de forma profunda na rocha, provocando
fendas.
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Intemperismo Químico
Implica em transformações químicas dos
minerais que compõem a rocha. O principal
agente do intemperismo químico é a água.
Água: Hidrolise – Granito – Feldspato –
argilominerais
Água: Hidrolise - Calcita - estalagmites
Intemperismo Químico
Por processos de oxidação por meio do
oxigênio.
Por efeito de ácidos - Chuvas ácidas
Por efeitos metabólicos de seres vivos
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O SOLO
• O solo pode ser conceituado como um manto superficial formado por rocha
desagregadae, eventualmente, cinzas vulcânicas, em mistura com matéria orgânica
em decomposição, contendo, ainda, água e ar em proporções variáveis e organismos
vivos
• O solo pode ser representado como um ciclo natural composto por fragmentos de
rochas, minerais, água, ar, seres vivos e seus detritos em decomposição. Ele é
resultado das interações da litosfera, hidrosfera e atmosfera
FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO
• Material de origem: Os solos se originam de rochas ou sedimentos, in situ
(formados no mesmo lugar) ou transportados a longas distâncias. Os demais
fatores de formação agem sobre a rocha (rocha mãe, matriz ou material de
origem), através dos processos pedogenéticos (processos de formação de
solo).
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FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO
• Clima: age sobre o material de origem sendo, em parte, responsável pelos processos de desagregação
e dissolução dos minerais constituintes da rocha (intemperismo e erosão). É um importante fator de
formação do solo, constituído de componentes mensuráveis como: temperatura, vento, insolação,
precipitação pluviométrica (chuva), umidade relativa do ar e evaporação.
• Relevo ou geomorfologia: esquematicamente, uma paisagem pode ser constituída por elevações de
formas variáveis, depressões e planícies. Conjuntos desses constituintes, que ocupam níveis ou
altitudes específicas, são denominados de superfícies geomórficas. O relevo também é um
importante fator de formação e diferenciação dos solos. Quanto mais montanhoso é o relevo, mais
ameno é o clima ( temperatura mais amena) e menor a decomposição da matéria orgânica.
FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO
• Superfícies geomórficas: superfícies erosionais - sofrem a ação erosiva. Constituem,
normalmente, as porções mais declivosas da paisagem (solos rasos e/ou pouco
desenvolvidos).
• Superfícies deposicionais: recebem o material erodido (solos profundos e/ou bem
desenvolvidos).
• Organismos vivos: os organismos como fungos e bactérias, minhocas, formigas e até
mesmo as árvores contribuem para a formação do solo. O solo, por sua vez, também
contribui na diversidade faunística e florística. Os resíduos orgânicos, provenientes da
vegetação e da biomassa microbiana e faunística, contribuem para melhorar as condições
nutricionais do solo e torná-lo um substrato adequado à vida das plantas e animais.
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FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO
• Tempo: a idade de um solo é o tempo decorrido, em anos, desde que os materiais do qual
é formado constituíram parte do material de origem inalterado. Difícil determinar essa
idade. A velocidade de formação do solo depende, principalmente, do clima e da
resistência à alteração dos minerais no material de origem.
• O Homem como fator de formação do solo: as características de um solo, adquiridas
lentamente sob influência dos fatores de formação, podem ser rapidamente modificadas
pela ação do homem. Os processos de formação ou destruição dos solos, induzidos pela
atuação do homem, são chamados metapedogêneticos ou antrópicos.
Solo - Formação
Físico Químico
Biológico
Solo
O2
CO2
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Solo
 Formação do solo:
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Etapas de Formação do Solo
• Desintegração e Decomposição das Rochas por ação do intemperismo (agentes físicos,
químicos e biológicos) que dá origem aos componentes minerais.
• Incorporação e a Decomposição de Elementos Orgânicos - animais e vegetais
chamados húmus que são importantes para a fertilidade dos solos.
O ESTUDO DOS SOLOS
É o estudo da origem e do desenvolvimento dos solos. Abrange o solo
desde a sua superfície até a rocha matriz decomposta.
É o estudo do solo, relacionando-o com o aproveitamento agrícola. Desse
modo, a mesma se preocupa com o solo cultivável (camadas superficiais).
Pedologia
Edafologia
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Pedogênese
É o processo de formação do solo. Engloba todos os mecanismos que
transformam uma rocha alterada em solo.
Imagem: Um exemplo de base de solo e areia /Imagem: Perfil do solo em Jandakot /.
Definições do solo em função dos usos pretendidos
 Definição:
Agronomia e geologia:
 camada composta por mineirais e húmus que recobre as rochas.
Engenharia Civil:
 camada da crosta que pode ser escavada. O solo objetiva servir como material de
construção ou elemento de suporte para as edificações.
Economista:
 Fator de produção
Ecologista:
 Componente da biosfera no qual se dão os processos de produção e decomposição que
reciclam a matéria.
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Outras Definições
• DEFINIÇÃO DA AGRONOMIA
Solo é a parte do regolito, ou do manto decomposto, diferenciado por processos orgânicos,
contendo matéria orgânica, fungos e bactérias que sustenta o universo vegetal em todas as
suas formas e tamanhos.
• DEFINIÇÃO DA EMBRAPA
O solo é a camada superficial da crosta terrestre resultante da ação combinada dos fatores
de formação: material de origem (rocha), clima, organismos vivos, relevo e tempo. O solo é
considerado como o meio natural capaz de suportar o crescimento das plantas (EMBRAPA,
1999).
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Composição
São constituídos essencialmente por matéria mineral, à qual se encontram
associadas pequenas quantidades de matéria orgânica, água e ar.
Água 25%
Ar 25%
Minerais 46%
Mat. Orgânica 4%
Composição do solo – fração sólida
A fase mineral da fase sólida e decorrente da desagregação física de rochas,
possuindo, em geral, a mesma composição química da rocha-mãe.
Os componentes minerais do solo podem ser divididos em:
minerais primários: quartzo, apatitas, mica, calcários, biotitas e
plagioclásios;
minerais secundários: caulinita, haloisita, montmorilonita, vermiculita e ilita;
fração argila: minerais com diâmetros menores do que 0,002 mm. Constituem
uma reserva de nutrientes para as plantas
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Composição do solo – fração sólida
Composição do solo – fração líquida
A fase líquida é constituída pela solução do solo (fase aquosa do solo). A água do solo contém
materiais orgânicos e inorgânicos, dissolvidos da fase sólida do solo
O solo é a principal fonte de água e nutrientes para as plantas. Em solos argilosos a infiltração de
água é mais lenta e ocorre maior armazenamento de água do que em solos arenosos.
Solução de eletrólitos e substâncias orgânicas solúveis que envolve a fase sólida e que está em
equilíbrio com a mesma. Os principais constituintes da solução dos solo são os íons:
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Composição do solo – fração líquida
Composição do solo – fração gasosa
A fase gasosa do solo, qualitativamente,
apresenta os mesmos constituintes do ar
atmosférico.
Em função da respiração das raízes e dos
micro-organismos, da decomposição da
matéria orgânica e das reações ocorridas no
solo, ocorre consumo de oxigênio e liberação
de dióxido de carbono.
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Composição do solo – fração gasosa
O ar circulante no interior do solo é a fonte
de oxigênio para a respiração das células das
raízes, bem como dos microrganismos e
pequenos animais produtores de húmus.
A maioria das plantas cultivadas requer solos
bem arejados para atingir máximo
desenvolvimento radicular. De modo geral, os
sintomas de falta de oxigênio
(amarelecimento das folhas, por exemplo)
aparecem quando a concentração de O2 nos
espaços porosos está muito abaixo de 15%.
Classificação dos solos 
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Classificação dos solos 
Solos Brasileiros
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Solo
 Características do solo:
 Cor
Solos escuros Presença de matéria orgânica em decomposição.
Solos vermelhos Presença de óxidos de ferro e solos bem drenados.
Solos acinzentados Indício de solos frequentemente encharcados.
Solo
 Características do solo:
 Granulometria
argila pedregulhoareiasilte
FINO GRANULAR
ABNT Ø (mm) 0,002 0,06 2 
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Solo - Composição
Solo
 Classificação do solo:
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Solo
 Características do solo:
 GranulometriaGranulometria do solo
Determina a permeabilidade , drenabilidade e 
aeração de um solo.
Partículas maiores
Maior permeabilidade , drenabilidade e aeração do 
solo
Partículas menores
Maior resistência a erosão, a retenção de água de 
nutrientes.
Solo
 Características do solo:
 Composição 
Minerais - Argila
Responsável pelos fenômenos de troca de íons 
determinantes da fertilidade do solo.
Minerais – dimensões 
maiores
Responsável pela maior permeabilidade 
drenabilidade e aeração do solo.
Matéria orgânica
Dá origem ao húmus, capacidade de retenção de 
água e nutrientes.
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Solo
 Características do solo:
 Composição 
Minerais - Argila
Responsável pelos fenômenos de troca de íons 
determinantes da fertilidade do solo.
Minerais – dimensões 
maiores
Responsável pela maior permeabilidade 
drenabilidade e aeração do solo.
Matéria orgânica
Dá origem ao húmus, capacidade de retenção de 
água e nutrientes.
Solo
Solo
 Características do solo:
 Composição 
Minerais - Argila
Responsável pelos fenômenos de troca de íons 
determinantes da fertilidade do solo.
Minerais – dimensões 
maiores
Responsável pela maior permeabilidade 
drenabilidade e aeração do solo.
Matéria orgânica
Dá origem ao húmus, capacidade de retenção de 
água e nutrientes.A capacidade de troca iônica dos solos representa, portanto, a graduação da
capacidade de liberação de vários nutrientes, favorecendo a manutenção da
fertilidade por um prolongado período e reduzindo ou evitando a ocorrência de
efeitos tóxicos da aplicação de fertilizantes.
Solo
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Solo
 Características do solo:
 Composição 
Minerais - Argila
Responsável pelos fenômenos de troca de íons 
determinantes da fertilidade do solo.
Minerais – dimensões 
maiores
Responsável pela maior permeabilidade 
drenabilidade e aeração do solo.
Matéria orgânica
Dá origem ao húmus, capacidade de retenção de 
água e nutrientes.A capacidade de troca iônica dos solos representa, portanto, a graduação da
capacidade de liberação de vários nutrientes, favorecendo a manutenção da
fertilidade por um prolongado período e reduzindo ou evitando a ocorrência de
efeitos tóxicos da aplicação de fertilizantes.
Solo
Solo
 Características do solo:
 Capacidade de troca iônica
Excesso de cargas negativas 
(argila, MO) Solo trocador de cátions
Excesso de cargas positivas 
(Fe, Al) Solo trocador de ânions
Solos com maior capacidade de troca de cátions retêm nutrientes (cálcio, potássio...) 
enquanto não retêm ânions como nitratos e cloretos podendo causar a 
contaminação das águas do lençol subterrâneo.
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Solo
 Características do solo:
 pH
Solo ácido
Favorece a solubilização de alumínio, manganês e ferro e 
reduz a atividade de bactérias.
Excesso de cargas 
positivas
Afeta a atividade microbiana e a produção de húmus e 
reduz a disponibilidade de nutrientes.
Solo
 Interação solo x água:
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Solo
 Interação solo x água:
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