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AMBIENTE NA TERRA Geologia
TÓPICO
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES
8.1 Introdução 8.2 Origem e constituição dos Sedimentos 8.3 Agentes e Processos de Erosão, Transporte e Sedimentação 8.3.1 Águas continentais 8.3.1.1 Rios 8.3.1.2 Lagos 8.3.1.2 Galerias 8.3.1 Mares e Oceanos 8.3.2 Ventos 8.3.3 Mares e Oceanos 8.4 Materiais sedimentares, suas características e estruturas 8.5 As paisagens formadas 8.6 Soterramento dos sedimentos e formação das rochas sedimentares 8.7 Classificação das rochas sedimentares 8.7.1 Rochas sedimentares detríticas 8.7.2 Rochas sedimentares químicas 8.7.3 Rochas sedimentares biogênicas 8.8 Rochas sedimentares e recursos naturais Maria Cristina Motta de Toledo TÓPICO
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8.1 Introdução
A superfície da Terra é moldada continuamente por processos dinâmicos, como foi visto nos tópicos precedentes. As partículas sólidas desagregadas presentes nas formações super- ficiais da Terra, assim como os íons presentes nas águas, são continuamente remobilizadas por meio de agentes que atuam na superfície da Terra, como as águas correntes, doces e salgadas, as geleiras e os ventos. Esses agentes são chamados erosivos ou sedimentares, pois promovem a erosão das partículas - ou seja, a retirada do local original (área-fonte), normalmente um perfil de intemperismo (tópico 7) ou um depósito sedimentar (um dos temas deste tópico) pré-existente –, seu transporte por distâncias variadas, e sua deposição num local de topografia mais baixa – uma bacia de sedimentação –, onde podem ficar por períodos de duração muito variados. Essa movimentação geral, com a retirada de materiais de zonas mais altas (as áreas-fonte dos sedimentos), o transporte e a sedimentação em zonas mais baixas, realiza o objetivo da dinâmica externa terrestre, que é o de aplainar a superfície da Terra durante ciclos geológicos. Mas os processos sedimentares não param aí na deposição de sedimentos, pois sua progressão ao longo do tempo pode gerar tamanho soterramento e compactação do material depositado, que é transformado em rocha dura - a rocha sedimentar - por processos que serão descritos neste tópico. Os processos erosivos e sedimentares aqui introduzidos, que agem impulsionados por dois motores essenciais - o calor do Sol e a gravidade - não colocam um ponto final na dinâmica da superfície terrestre, pois (como já se sabe pelos tópicos anteriores, principalmente os tópicos 2 e 4) a superfície da Terra não se encontra aplainada, já que a dinâmica interna continua a criar relevos, a exemplo das cadeias montanhosas e das grandes depressões oceânicas, reciclando os materiais geológicos pela Tectônica de Placas e seus processos associados. Convém ainda destacar, nesta introdução, que os processos sedimentares, como todos os outros processos geológicos, podem concentrar substâncias úteis à sociedade indus- trial, que são os recursos minerais. Além disso, a sedimentação tem importância funda- mental na preservação dos fósseis, que permitem o reconhecimento e a interpretação de ambientes geológicos e de formas pretéritas de vida. Isso é possível pois a deposição de sedimentos pode preservar vestígios de organismos ou de suas atividades, de forma mais ou menos perfeita, formando os fósseis, a partir dos quais a história da vida pode ser contada, como será visto no tópico 11.
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES 8 Em resumo, podemos indicar que o conjunto de materiais passíveis de erosão, transporte e sedimentação são as partículas (de vários tamanhos e naturezas) e os íons (de várias nature- zas) que se encontram liberados para tal. Os sedimentos erodidos, transportados e depositados em forma de partículas sólidas, são denominados sedimentos clásticos ou detríticos ; e seu processo sedimentar (conjunto de erosão, transporte e sedimentação) é dito físico, mecânico, clástico ou detrítico, em oposição aos processos em que a erosão, o transporte e a sedimentação ocorrem com os íons, que são chamados processos químicos ou iônicos. A tabela 8.2 (uma adaptação da tabela já apresentada no tópico 7), sobre Intemperismo e Pedogênese, retoma os principais componentes sedimentares, relacionados com sua origem como minerais primários resistentes ou minerais secundários, formados durante o intemperismo ou formados durante a sedimentação (neste último caso, são precipitados químicos a partir de soluções saturadas). Minerais I comuns (cristalização magmática) Minerais supérgenos comuns (intemperismo dos minerais I) Minerais comuns nos mantos de intemperismo Minerais comuns nos depósitos sedimentares Quartzo (^) → Goethita Goethita Goethita Feldspato potássico (^) → Gibbsita Gibbsita Gibbsita Plagioclásio (^) → Argilominerais Argilominerais Argilominerais Biotita (^) → Argilominerais Argilominerais Argilominerais Muscovita (^) → Argilominerais Quartzo * Quartzo Piroxênio (^) → Goethita Feldspato potássico * Feldspato potássico Anfibólio (^) → Goethita Quartzo * Biotita Olivina (^) → Goethita Feldspato potássico * Muscovita Magnetita Goethita Magnetita Calcita ** Goethita : oxi-hidróxido de Fe; Gibbsita : hidróxido de Al. Argilominerais : do tipo 1:1 (caolinita) ou 2:1, conforme o processo de intemperismo (tópico 7). (): minerais I resistentes, que comumente fazem parte dos mantos de intemperismo, junto com minerais formados por intemperismo. (*): formado durante a sedimentação por precipitação química ou por sedimentação de fragmentos de partes duras de organismos. Tabela 8.2: Minerais comuns encontrados nos depósitos sedimentares (última coluna), em relação com sua origem como minerais primários resistentes ou minerais secundários, formados durante o intemperismo ou a sedimentação. Os materiais detríticos, após a erosão, adquirem movimento e, naturalmente, estão sujeitos a forças de corpo, que agem sobre o volume ou a massa do sedimento e dependem da sua densidade, como a gravidade e o empuxo, e também estão sujeitos a forças de superfície, como a fricção (atrito entre grãos), coesão (atração eletrostática ou eletroquímica superficial entre
AMBIENTE NA TERRA Geologia grãos), força ascendente produzida por turbulência no meio de transporte, forças de ação e reação na interface grão/fluido e também forças de resistência. O transporte pelos vários agentes geológicos superficiais da Terra (chamados agentes de su- perfície: água líquida - em rios, lagos, mares, oceanos e água subterrânea -, vento e gelo) pode ocorrer em grãos livres , no caso de movimento em fluido pouco viscoso, ou então em massas que se movimentam praticamente sem individualizar os grãos; este último tipo de transporte recebe o nome de transporte gravitacional ou fluxo denso , e ocorre quando os grãos estão muito próximos uns dos outros, em alta concentração em relação ao fluido. O primeiro caso pode ser observado em qualquer rio normal, ou no vento, que transporta grãos variados soltos, e que, inclusive, deposita e retoma o transporte conforme sua velocidade de fluxo oscila ao longo do tempo, promovendo uma seleção de tamanho e densidade dos grãos transportados. Já o segundo caso se refere a transportes como o de uma avalanche ou deslizamento de encostas, em que as partículas praticamente não se separam, sendo todo o material movimentado e sedimentado junto. Durante todo o transporte, seja qual for o agente, o material detrítico passa por uma transforma- ção física, a chamada maturação do grão: o grau de abrasão (desgaste) e fragmentação é proporcional à sua história de transporte. Assim, grãos transportados por longas distâncias serão mais maduros, apresentando predominância de grãos bem arredondados, polidos, bem selecionados em termos de tamanho de grãos (ou seja, com baixa heterogeneidade de dimensões, privilegiando algum tamanho em detrimento de outros maiores ou me- nores) ( Figura 8.1 ). É fácil comparar grãos de uma praia de areia com os grãos de um deslizamento de terra no sopé de um morro; o primeiro é proveniente de longo transporte na bacia hidrográfica até chegar à praia, e apresenta grãos arredon- dados e dentro de certa faixa de tamanho (por exemplo, entre 0,5 e 2mm ou outro intervalo de dimensão); já no segundo caso, ocorre uma mistura de lama (consti- tuída por grãos finíssimos), areia de vários tamanhos e fragmentos de rocha de vários centímetros ou decímetros, ou mesmo metros, caracterizando um depósito sedi- Figura 8.1: Comparação entre A) sedimento maduro (baixa variação de ta- manho de grãos, que se apresentam relativamente arredondados e polidos, depositados em beira de rio) e B) sedimento imaturo (alta heterogeneidade de tamanho de grãos, que se apresentam angulosos, depositados por derretimento de geleira)
AMBIENTE NA TERRA Geologia as correntes oceânicas, as ondas e as marés, que participam da erosão, do transporte e da sedimentação das partículas e íons. Diferentes agentes podem atuar simultaneamente em cada ambiente, mas geral- mente um deles é predominante, deixando suas marcas, que podem ser interpretadas posteriormente, como modificações nas partículas sedimentares e formação de determinadas estruturas de erosão ou de sedimentação, fazendo dos depósitos sedimentares, das rochas sedimentares e das paisagens verdadeiros livros abertos que contam a história da evolução da natureza. Geologia na literatura infantil brasileira Em “O poço do Visconde”, o escritor Monteiro Lobato, interessado na divulgação da Geologia para estudo dos recursos naturais nacionais, em particular o petróleo, colocou o personagemVisconde de Sabugosa a estudar e ensinar esta ciência aos meninos do sítio do Pica-Pau Amarelo. Em certa passagem do livro, o Visconde leva os meninos (e a boneca Emília, naturalmente) para uma aula de campo. A seguinte transcrição do livro mostra bem o que os estudiosos da Geologia fazem ao observar um afloramento de rochas, de sedimentos, de solos, ou uma paisagem. Ao comparar com a história de James Hutton (tópico 1), para quem a observação de afloramentos e paisagens levou a estabelecer os princípios da Geologia, podemos verificar a grande importância da observação prática e das atividades de campo para o estudo e a prática desta ciência. Pois bem, no livro de Monteiro Lobato, o personagem Visconde tentava explicar como estudar Geologia no campo: ... "— Temos de procurar barrancos, margens de rios, morros com perambeiras ou boçoro- cas — pontos onde a terra esteja esburacada e despida de vegetação. Só aí encontraremos rochas a descoberto. — Pois vamos a isso, então. A um quilômetro dali havia um morro com grande desbarrancado — a ‘barreira’, como se dizia no sítio. O Visconde levou-os para lá. Diante da barreira, parou e sorriu. Os meninos entreolharam-se. Não compreendiam que o Visconde encontrasse matéria para sorriso num barranco feio como todos os demais. — Que gosto é esse,Visconde? — perguntou Emília. — Ah, o sorriso que tenho nos lábios é um sorriso geológico — o sorriso de quem sabe, olha, vê e compreende. Este barranco é para mim um livro aberto, uma página da história da terra na qual leio mil coisas interessantíssimas. — É um dos barrancos mais lindos que já vi — continuou o sábio. — Observem atentamente estas superposições de camadas. Temos aqui uma série de camadas paralelas. Estão superpostas, isto é, uma em cima da outra, e são constituídas de rochas diferentes. — E que tem isso? — Tem um colosso de coisas. Tem, em primeiro lugar, que são camadas de rochas sedimenta- res, produzidas por depósitos formados no fundo d'água. — Fundo d'água? Pois o sítio de vovó já foi fundo d'água? — Claro que sim, Pedrinho. Leio isso neste barranco. Temos cá uma camada de pedregulho, ou pedras que se foram fragmentando e rolando no fundo dos rios até ficarem sem arestas; depois se depositaram em qualquer fundo de água sem correnteza. Mas notem que estes pedregulhos já não estão soltos, como os de fundo de rio. Estão grudados uns aos outros, soldados, cimentados entre si.
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8.3.1 Águas continentais
O tópico 6 mostrou o ciclo da água, destacando que mais água precipita como chuva e neve sobre os continentes do que evapora para a atmosfera. Isso significa que há um desbalanço na alimentação de umidade para a atmosfera: os continentes recebem mais água do que devolvem para a atmosfera por evapotranspiração. Os oceanos contrabalançam essa situação, pois forne- cem muito mais água para a atmosfera do que dela recebem por precipitação de chuva ou neve; a compensação é feita, na atmosfera, pelo movimento de nuvens (de cima dos oceanos para cima dos continentes onde deságuam em forma de pluviosidade) e, na superfície, pelo movi- mento das águas correntes, principalmente superficiais, com as águas das bacias hidrográficas sendo captadas pelos rios e desaguando nos oceanos por meio de foz do tipo estuário, delta ou misto. Somam-se aí as águas do derretimento das geleiras, que acabam também por alimentar as correntes de água líquida. 8.3.1.1. Rios Os rios, ao darem fluxo às águas superficiais, drenando regiões de tamanhos variados, realizam um importante trabalho geológico de erosão, transporte e sedimentação. Um conjunto de rios que — Com que cimento? — quis saber Narizinho. — Evidentemente um cimento calcário — respondeu o Visconde. — Os calcários dissolvem- -se na água; mas a cal da água vai se depositando entre as pedrinhas até que as liga, tal qual o pedreiro liga os tijolos com o reboco. E sabem como se chama uma rocha assim, feita de pedaços de rocha cimentados entre si? Ninguém sabia. — Chama-se um conglomerado — explicou o Visconde. E apontando para a camada que ficava em cima daquela: — E esta rocha aqui também não deixa de ser um conglomerado, apesar de ter o nome de arenito. É composta de areia com os grãozinhos igualmente soldados entre si por um cimento qualquer. Reparem que forma uma rocha um tanto quebradiça. Pedrinho havia destacado um fragmento do arenito, que andou de mão em mão. — É mesmo — disse Narizinho, quando chegou sua vez de examiná-lo. — Vê-se perfeita- mente que é formado de grãos de areia. — Pois é outra rocha sedimentar — explicou o Visconde...”
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES 8 continuamente o seu leito, aprofundando o seu vale e promovendo erosão generalizada da região, processo esse que é auxiliado pelos deslizamentos de encostas e pela erosão das águas que escoam pela superfície, levando para o rio mais partículas. Os sedimentos passam por transporte em diferentes mecanismos: por suspensão na água, por saltação, alternando períodos suspensos e no fundo do rio ou, ainda, por rolamento ou arrastamento no leito do rio ( Figura 8.4 ). Os grãos menores, em geral, são transportados por suspensão, enquanto os maiores são transportados por saltação, rolamento e deslizamento no fundo do leito. Os impactos das partículas entre si e com o leito e as margens do rio causam um contínuo desgaste, arredondamento e até mesmo fragmentação ( Figura 8.5 ). Assim, sedimentos transportados por longas distâncias terão grãos mais arredondados, com superfície mais polida e brilhante, e, pela progressiva fragmentação, de tamanhos menores do que os sedimentos transportados por pequenas distâncias. Duas noções adicionais são importantes ao se estudar o transporte por rios: a competência, que é a dimensão máxima das partículas que o rio é capaz de transportar, e a capacidade, que é o volume total de sedimento que o rio é capaz de transportar por unidade de tempo. Estas características dependem do fluxo de água e do declive, entre outras características que podem interferir, variando num mesmo local de um rio dependendo da estação climática, e no mesmo rio em diferentes pontos de seu curso. Figura 8.4: Tipos de transporte de sedimentos detríticos num rio: sus- pensão na água, saltação e rolamento ou arraste no fundo do rio. Figura 8.5: Representação esquemática da progressiva fragmentação e arredondamento ao longo do transporte sedimentar.
AMBIENTE NA TERRA Geologia Os rios têm, em geral, uma sequência em sua evolução, que pode ser relacionada tanto à distância das nascentes quanto à idade da paisagem em que se insere. Como mostra a figura 8.6 , um rio juvenil é um rio que drena uma paisagem com relevo acidentado, também de- nominada juvenil, com desníveis topográficos importantes, dando velocidade ao fluxo das águas e grande poder de erosão; esta fase juvenil é a parte situada mais à montante do rio. Madura é o nome que se dá à fase do rio em que ele se encontra numa paisagem já relati- vamente rebaixada pela contínua erosão e consequente rebaixamento do relevo; na paisagem madura, ainda pode haver desníveis suficientes para alguma erosão, mas ocorre principalmente a sedi- mentação, pois existem locais e momentos em que a velocidade e o fluxo diminuem de intensidade, per- mitindo às partículas que se depositem, conforme suas dimensões e densidade, lembrando que partícu- las mais pesadas e maiores necessitam de mais energia das águas fluviais para se manterem em transporte. Finalmente, na fase em que a paisagem já está bas- tante desgastada pela erosão, os desníveis topográfi- cos são mínimos; não ocorre mais erosão fluvial de grande monta, apenas sedimentação dos grãos erodi- dos à montante. Formam-se, então, os meandros – curvas acentuadas de rios, quase sem energia para o transporte de partículas e para transpor obstáculos. Um rio pode ter, ao mesmo tempo, uma fase juvenil próximo à cabeceira, uma fase madura já no seu curso intermediário, e uma fase senil próximo à sua foz. Mesmo na fase senil existe uma certa dinâmica natural registrada na evolução de meandros de um rio, como mostra a figura 8.7. O fluxo de água na parte externa do canal impacta e erode a margem; a continuidade do processo pode abrir um canal, preferido pela água por ser mais direto, fazendo com que um meandro seja abandonado. Esse meandro abandonado pode transformar-se num lago ou num pântano. Uma paisagem pode apresentar vários meandros abandonados, testemunhando a amplitude e recorrência do processo. Cabe também mencionar que eventos geológicos podem afetar a dinâmica natural, construindo novos relevos e drena- gens; com isso, uma paisagem e seus rios podem ser rejuvenescidos. Figura 8.6: Fases de um rio e de uma paisagem associada: fase juvenil, à montante, com desníveis topográficos relativamente maiores, onde o fluxo do rio é intenso e a erosão supera a sedimentação; fase madura, quando a paisagem já teve erosão importante, apresentando-se menos acidentada, e o rio tem fluxo menor, menor capacidade de erosão e ocorrem depósitos sedimentares; finalmente, na fase senil, o rio já quase não tem energia para erosão, transporta apenas sedimentos mais finos e leves, que são parcialmente depositados sempre que o fluxo diminui, tem curso sinuoso (meandros).
AMBIENTE NA TERRA Geologia 8.3.1.2 Lagos Ao receber as águas de rios, geleiras ou de qualquer outra origem, os lagos acumulam também sedimentos transportados tanto em suspensão (carga detrítica) quanto em solução (carga dissolvida ou iônica). Tanto um tipo como o outro podem depositar-se no fundo dos lagos, desde que, no caso dos sedimentos detríticos, diminua a velocidade das águas que os transportam (que é o caso de fluxos fluviais que deságuam num lago) ou, no caso dos sedimen- tos iônicos, que haja concentração suficiente para ocorrer precipitação por saturação. Como em todo ambiente de sedimentação, os depósitos formados registram as condições do ambiente. Um exemplo curioso e muito estudado é o da rocha sedimentar denominada varvito , que tem afloramentos preservados em Itu (SP), no “Parque do Varvito”, tombado e considerado patrimônio geológico brasileiro. Essa rocha foi formada pela consolidação de sedimentos deposi- tados no fundo de um lago próximo a geleiras, cerca de 300 milhões de anos atrás. Na época em questão, existia o supercontinente Pangeia, cuja porção meridional se situava em baixas latitudes, portanto sob influência de clima frio. Nessas condições, no verão, parte significativa do gelo derretia, e a geleira se movimentava lentamente na direção do lago, mais baixo, liberando blocos rochosos e poeiras transportados pela geleira; o fluxo de água do derretimento, carregando os sedimentos, chegava ao lago e a diminuição de velocidade promovia uma seleção granulométrica, isto é, os grãos maiores, mais pesados, eram depositados próximos às bordas do lago, enquanto grãos menores eram transportados até as partes mais distantes das bordas, onde eram, lentamente, depositados. No inverno, época em que as geleiras cresciam pelo acúmulo de neve continuamente compactada, não havia liberação de sedimentos incorporados nas geleiras; no entanto, nas partes mais profundas do lago, longe das margens, os grãos mais finos (argila) ainda não se haviam depositado, e o faziam então junto com matéria orgânica da vida microscópica que havia florescido no verão. A alternância de sedimentos típicos do verão e típicos do inverno, ao longo de centenas de anos, formou depósitos suficientemente espessos para que o peso das camadas sobrejacentes compactasse as partes inferiores, transformando-as em rocha sedimentar dura, como será visto mais adiante neste tópico. No varvito, é possível reconhecer claramente a sucessão de camadas mais claras e com granulação levemente mais grossa, proveniente da deposição no verão, alternadas com camadas mais escuras (pela presença de matéria orgânica) e granulação mais fina, depositadas no inverno ( Figura 8.8 ). O Parque do Varvito tem intensa visitação de estudantes e do público em geral, sendo uma das poucas instalações naturais de divulgação e educação científica no Brasil.
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES 8 Da mesma forma que o varvito de Itu, outros sedimentos lacustres e rochas registram o ambiente da época e sua evolução, constituindo importantes registros naturais. 8.3.1.3 Geleiras Geleiras são sistemas de gelo em movimento, formados onde a neve, a cada ano, se acumula mais rapidamente do que derrete. Sob pressão das camadas sobrejacentes, a neve das camadas subjacentes transforma-se em gelo. Dependendo da quantidade de gelo acumulado, a geleira se move, sob a ação de seu próprio peso, em direção às partes mais baixas da paisagem. A parte infe- rior da geleira pode adquirir um com- portamento mais plástico devido ao aumento da pressão e temperatura, embora seja sólido, e pode também passar por recristalização e por dissolução par- cial temporária; neste caso, a água penetra nas fraturas da rocha do substrato, pro- movendo intemperismo físico e forne- cendo mais fragmentos para o transporte glacial. Assim, a geleira continuamente engloba e arrasta consigo fragmentos de rochas do substrato e a poeira trazida Figura 8.8: Corte exibindo as camadas do varvito de Itu, rocha sedimentar que registra a sucessão de sedimentação sazonal num lago periglacial; as camadas escuras, de 1 a 2mm de espessura, representam a sedimentação do inverno, enquanto as camadas claras, mais espessas, representam a sedimentação ocor- rida nos sucessivos verões. Figura 8.9: Depósitos glaciais denominados morainas; no caso, trata-se de moraina frontal, em geleira nas Montanhas Rochosas canadenses
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES 8 quanto ao tamanho e densidade, pois são transportados todos juntos, ao contrário do que acontece no caso dos depósitos por correntes de água líquida e vento, em que a velocidade do fluxo determina quais grãos poderão ser transportados e quais serão depositados. Além disso, os fragmentos de rocha carregados pelas geleiras podem sofrer abrasão, se estiverem nos limites entre elas e o substrato rochoso, passando por um processo de lixamento, formando faces (ge- rando os seixos facetados que são típicos deste processo) e adquirindo estrias de abrasão, o que também ocorre nas superfícies sobre as quais as geleiras se movem ( Figura 8.10 ), o que não ocorre nos outros ambientes de transporte e sedimentação, em que o processo normal é serem os grãos fragmentados e arredondados. Os sedimentos glaciais, após serem depositados, podem ser retrabalhados pelas águas corren- tes originadas do derretimento do gelo na zona terminal da geleira, tratando-se aí de um novo ambiente: o fluvial. Os sedimentos assim retrabalhados poderão adquirir características típicas desse ambiente, como arredondamento, polimento, seleção e estratificação. Nos países sujeitos a climas muito frios, as geleiras representam sistemas cujo movimento e dinâmica de derretimento devem ser controlados continuamente, pois podem representar risco para as construções humanas como cidades, usinas etc. Recentemente, a erupção de vulcões na Islândia promoveu o derretimento parcial de geleiras, causando inundações e grandes prejuízos.
8.3.2 Ventos
O vento é provavelmente o menos efetivo dos agentes de erosão, embora muitas formas erosionais sejam equivocadamente atribuídas a ele. Mesmo nos desertos, muitas das formas das paisagens são produtos da água corrente existente em curtos períodos, em raras ocasiões, e não do vento. A erosão eólica age de duas formas: por deflação e por abrasão.A deflação refere-se à remoção das partículas soltas de areia e poeira da superfície; assim, podem ser formados oásis nos desertos, quando a deflação rebaixa o relevo até atingir a zona subsaturada ou saturada em água; neste ponto, as partículas tornam-se coesas pela umidade, e o vento não mais consegue erodir. A abrasão promove impacto da areia soprada nos diversos materiais atingidos, realizando um trabalho contínuo de lixamento e desgaste. Como agente transportador, no entanto, seu poder é enorme, principalmente nos desertos de baixas latitudes do globo, onde a precipitação é baixa e a evaporação, alta; nessas regiões, a ação dos ventos produz extensos campos de dunas móveis arenosas, que podem cobrir a superfície por
AMBIENTE NA TERRA Geologia até centenas de milhares de km^2 contínuos. Dunas também se formam em áreas costeiras e em pequenos desertos, sempre que a umidade for suficientemente baixa e a vegetação rarefeita, para permitir que a força do vento movimente os grãos, colocando-os em suspensão para o transporte. O transporte eólico é feito por suspensão, saltação e rolamento ou deslizamento superficial, a exemplo do transporte em meio aquoso. As partículas mais finas de sedimentos detríticos podem ficar em suspensão por muito tempo, possibilitando o transporte por longas distâncias. No entanto, pequenas variações na velocidade do vento podem fazer com que as partículas mais pesadas percam sustentação, depositando-se; por isso, o vento é um agente de transporte e sedimentação muito seletivo, isto é, o vento transporta e deposita sedimentos de granulometria semelhante, e nunca muito grande, a não ser em eventos catastróficos, como tufões e furacões. O depósito eólico mais comum é representado pelas dunas de areia, que migram conforme os grãos de areia são soprados, movidos e acumulados a sotavento.A estrutura interna da duna consiste em estratos inclinados para baixo na direção do vento.Vários tipos de dunas podem ser formados, confor- me a velocidade do vento, o suprimento de areia, a constância na direção do vento e as características da superfície por sobre a qual a duna está migrando, com formas características. A figura 8.11 traz a representação da estrutura interna típica de uma duna móvel de areia, o mecanismo de movimenta- ção por meio da erosão a barlavento e deposição a sotavento. Normalmente, as dunas são formadas por quartzo, que é o mineral comum das rochas mais resistente ao intemperismo, sendo, portanto, comumente encontrado como resíduo dos processos de superfície. Um aspecto muito interessante das dunas que existiram no passado é serem elas facilmente reconhecidas em camadas sedimentares antigas, pois sua estrutura interna é realçada pela deposição de substâncias nas descontinuidades entre as estratificações cruzadas das dunas, sublinhando essas feições e facilitando o seu reconhecimento; muitos exemplos de afloramento de dunas fósseis podem ser reconhecidos em cortes laterais das rodovias que cruzam o estado de São Paulo, exibindo as camadas de rochas sedimentares antigas, cujos sedimentos se depositaram em épocas de clima árido a semiárido ( Figura 8.12 ).
AMBIENTE NA TERRA Geologia a fonte do loess é tida como a poeira do deserto ou os detritos mais finos depositados por ge- leiras. Foram encontrados depósitos deste tipo em algumas partes do globo, principalmente no nordeste da China, mas todos são registro de eventos pretéritos. Cinzas vulcânicas também podem ser trabalhadas pelo vento, que pode levá-las a grandes distâncias, como tem sido noticiado pela imprensa no caso das recentes erupções na Islândia e no Chile, ocasiões em que o transporte eólico das cinzas chega a prejudicar o tráfego aéreo no entorno. Por outro lado, é importante considerar que eventos naturais como esses permitem que os solos sejam renovados pela deposição das cinzas (material com alta fertilidade) e que o ciclo natural, do qual faz parte a vida, continue.
8.3.3 Mares e Oceanos
A água nos mares e oceanos está em constante movimento por ondas geradas pelos ventos, por marés, por diversas correntes promovidas pelas diferenças de temperatura e densidade, e até mesmo por fenômenos menos comuns como tsunamis. A atividade incessante das ondas e correntes modifica, constantemente, as costas de todos os continentes e ilhas do globo, remode- lando os litorais, erodindo, transportando e sedimentando. Os processos costeiros podem mudar de intensidade de um dia para o outro, ou de uma estação para a outra, mas nunca param. As linhas de costa atuais, no entanto, não são resultado apenas dos processos atuais. Todas as costas foram profundamente afetadas pelo aumento do nível do mar causado pelo derre- timento, entre 15.000 e 20.000 anos atrás, das geleiras da última época glacial. O mar inva- diu e alagou grandes partes das áreas costeiras, e as linhas de costa moveram-se para o interior (processo conhecido como transgressão marinha) sobre paisagens formadas por processos continentais. A configuração de uma dada linha de costa pode, portanto, ser o re- sultado de outros processos não marinhos e pode ter sido originalmente modelada por erosão de correntes, glaciação, vulcanismo, movimentos da Terra ou mesmo por organismos. As ondas fornecem a maior parte da energia para os processos costeiros. A erosão ao longo da costa tende a desenvolver penhascos, cujo recuo, por erosão, pode desenvolver uma plataforma, até que o equilíbrio seja estabelecido entre a energia da onda e a configuração da costa, formando uma praia, por exemplo. Nas águas dos mares e oceanos, além dos sedimentos erodidos das rochas da costa, como os penhascos mencionados, também chega toda a carga sedimentar proveniente da chamada
SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES 8 “denudação continental”, isto é, do conjunto de processos erosivos que retiram material intempe- rizado da superfície dos continentes, carregando-o para os oceanos, diretamente ou por meio de etapas intermediárias em vários ambientes continentais. Ao chegar ao litoral, a carga sedimentar carregada pelos rios, ventos e geleiras é descarregada nas águas marinhas, tendo sua velocidade de transporte diminuída, como acontece quando um rio deságua num lago. Ocorre, então, a sedi- mentação do material mais grosso e pesado, pois não existe mais a energia para o seu transporte. Se observarmos o fundo do mar nas regiões próximas às desembocaduras dos rios (principais fornecedores de sedimentos continentais para o ambiente marinho), veremos uma progressão granulométrica: sedimentos com predominância de grãos maiores próximo à linha de costa, e sedimentos progressivamente mais finos nas partes mais distantes. Naturalmente, as correntes marinhas e outros movimentos das águas podem perturbar essa distribuição, mas a tendência é sempre essa. Além da carga sedimentar detrítica (em grãos), toda a carga iônica (em solução), já mencio- nada neste tópico, também é despejada nas águas marinhas. Esses sedimentos químicos são, geralmente, predominantes nas áreas mais distantes da linha de costa, onde é menor a influência dos sedimentos terrígenos ou clásticos. Uma vez nas águas, esses íons contribuem para manter a salinidade do mar (principalmente Na+^ e Cl-) que, no entanto, não fica progressivamente mais salgado, porque existe um equilíbrio entre o aporte de íons em solução e a precipitação química. Nas planícies abissais (feições oceânicas distantes dos continentes; ver tópico 2), ocorre a precipitação química de carbonatos de cálcio e de magnésio, principalmente. Além disso, os mesmos íons, além do ânion fosfato, são utilizados pelos organismos para fabricar suas partes duras; quando os organismos morrem, essas partes duras (conchas de carbonato de cálcio ou de magnésio, principalmente) e os ossos (de fosfato de cálcio) vão se acumulando, formando depósitos sedimentares classificados como biogênicos , que incluem também extensas deposições de material silicoso, gerado por micro- -organismos que utilizam a sílica em seu metabolismo. Um tipo de depósito sedimentar importantíssimo, de origem marinha, é chamado “evaporito”; trata-se de importantes volumes de sal (principalmente, cloreto de sódio, mas também ocorrem outros compostos salinos) precipitados em locais em que a evaporação da água do mar causou a concentração salina até o ponto de saturação. Desde que foi compreendido o processo de formação do evaporito, o ser humano passou a utilizar certas áreas de água do mar em zonas de forte insolação, isolando-as fisicamente do mar aberto para ,com isso, promover a superconcentração (evitando, portanto, a diluição natural) e formar as salinas artificiais (há exemplos brasileiros no Rio Grande do Norte).
