Geologia (3). Paulo Aguiar

Paulo Aguiar

GEOL EOLOGI A

PROCESSOS DE METEORIZAÇÃO ÃOE E SOLOS ACÇÃO GEOLÓGICA DO VEN TO; DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS E DAS ÁGUAS SUB TERRÂNEAS

ÍNDICE

PROCESS PROCESSO OS DE METEORIZ METEORIZAÇÃ AÇÃO O OU O U INTEMPER INTEMPERIS ISMO MO  4 o Meteorização ou intemperismo Diferenças Diferenças entre entre meteorização e eros ero são o Tipos pos de meteoriz oriza ação ou inte ntemper perism ismo o Ti Intemperismo mecânico Intem Intemperism perismo o químico Intemperis Intemperismo mo biológico biológico Agentes da meteorizaçáo física o Variação da temperatura. Cristalização de sais. Congelação. Agentes físico-biológ físico-biológicos. icos. Meteorização química o Hidrólise; Dissolução; Oxidação. Decomposição Decomposição químico-biológ químico-biológica ica § § §

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OS SOLOS    8 Propriedades des do solo ¬ Proprieda Te Textur tura de um solo Estrutura de um solo Permeabilidade de um solo Porosidade de um solo ¬ Partes de um solo ¬ Constituintes de um solo ¬ Perfil de um solo Tipos os de solos olos ¬ Tip Pedalfer; Pedocal; Laterites. § § § §

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ACÇÃO GEOLÓGICA GEOLÓGICA DO VENT V ENTO O 12 ¬ O vento ¬ Regiões áridas e semi-áridas ¬ Regiões egiõ es do deserto ¬ Processos eólicos Erosão eólica §

_________________ ______________________ _____ Compilado por Paulo Aguiar

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ÍNDICE

PROCESS PROCESSO OS DE METEORIZ METEORIZAÇÃ AÇÃO O OU O U INTEMPER INTEMPERIS ISMO MO  4 o Meteorização ou intemperismo Diferenças Diferenças entre entre meteorização e eros ero são o Tipos pos de meteoriz oriza ação ou inte ntemper perism ismo o Ti Intemperismo mecânico Intem Intemperism perismo o químico Intemperis Intemperismo mo biológico biológico Agentes da meteorizaçáo física o Variação da temperatura. Cristalização de sais. Congelação. Agentes físico-biológ físico-biológicos. icos. Meteorização química o Hidrólise; Dissolução; Oxidação. Decomposição Decomposição químico-biológ químico-biológica ica § § §

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OS SOLOS    8 Propriedades des do solo ¬ Proprieda Te Textur tura de um solo Estrutura de um solo Permeabilidade de um solo Porosidade de um solo ¬ Partes de um solo ¬ Constituintes de um solo ¬ Perfil de um solo Tipos os de solos olos ¬ Tip Pedalfer; Pedocal; Laterites. § § § §

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ACÇÃO GEOLÓGICA GEOLÓGICA DO VENT V ENTO O 12 ¬ O vento ¬ Regiões áridas e semi-áridas ¬ Regiões egiõ es do deserto ¬ Processos eólicos Erosão eólica §


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Tr Transpo nsport rte e eólic ólico o Acumulação/deposição eólica ¾ Bajadas ¾ Dunas. ¾ Loess.

ACÇÃO ACÇÃO GEOLÓGICA GEOLÓGICA DAS ÁGUAS 19 ¬ Distribuição das águas ¬ Águas selvagens ou enxurrradas ¬ Tor Torre rent nte es ¬ Rios Factores condicionante condicion antess da acção acção geológ geológico dos rios Nível de base e perfil de equilíbrio Regime dos dos rios Erosão, sedimentação e evolução dos rios Evolução Evolução dos dos rios Depósitos fluviais de importância sócio-económica § § § § § §

A ÁGUA ÁG UA SUBTERR UBTERRÂNEA ÂN EA 34 ¬ Distribuição das águas subterrâneas. Classificação ificação das d as águas subterrâneas ¬ Class ¬ Descarga de água subterrânea. Poços artesianos Poços sem pressão. ¬ O bombeamento bombeamento dos dos poços. poços. ¬ Fontes. ¬ O Trabalho geológico das Águas Subterrâneas (Karstismo) Cavernas ¬ Características Características das águas águas subterrâneas Composição química Dureza Águas minerais naturais Estudos hidrogeológicos h idrogeológicos ¬ Estudos ¬ Protecção dos aquíferos § §

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PROCESS ESSOS DE METEO ETEORIZA RIZAÇ ÇÃO OU INTEMPERISMO

Ti Tipos de de Meteo teoriz rização ou Intem temperism rismo 1 A meteor eteoriização pode pode ser ser mecâni ecânica, quando quando a composição posição química não é alt alterada erada,, ou pode pode ocorrer com alt alteração eração da composição posição quí química dos dos minerais inerais,, originando originando minerais inerais novos ou de neof neof orm ormação meteor eteoriz ização ação quím química. ca.

METEORIZAÇÃO RIZAÇÃO OU IN INTEMPERISM PERISMO (Conc (Conceit eitos os).). Conceit onceito o1 Denomina-se ina- se por por meteori eteorização zação a alt alteraçã eração o provocada pel pelos os agen agenttes atm atmosfér osf éricos icos ou meteór eteóricos icos tais como a água, água, o ar, ar, as mudança udançass de temper peratura atura e outros outros fact actores ambientais bientais que que modif odifica icam m as car caract acteríst erí stica icass quí químicas icas e fí fí sicas sicas das rochas rochas à superf superfíí cie.

2 As rochas po podem partirartir- se semq sem que se al altere su sua composição: posição: é a des desint integr egração ação f ísica ou mecânica.

Conceit onceito o2 Meteori eteorizzação ação ou intem intemper perism ismo é um conjun conjunto de process processos os fí f ísic sicos, quí químicos icos e biol biológ ógicos que que actuam sobr obre as roc rocha hass provocando. do. sua sua desinteg esintegrração ação ou decomposição. Conceit onceito o3 INTEM INTEMPERISM PERISMO é O proces processo pelo qual qual as rocha ochass da superf superfíície terrest errestrre são alterad alteradas as ou ou levadas das a se desint desintegrar egrar pela pela acção acção do vento, vento, da água, água, do do clim clima, ou ainda, por reacçõ eacções es quí quí micas ou biol biológica ógicass. O intem intemperis perismo quím químico acontece acontece quando a água, ou as su substân st âncias cias nela dis dissolvida solvidas, s, reage eage com com os com compone ponentes ntes das das rocha ochass. Nes Nesse proc process esso, o, as rochas modif odificam icam sua est estrut rutura ura quí quím mica, sendo sendo mais f acil acilm ment ente erodidas, erodidas, com com o materi aterial al sendo sendo leva levado do pel pelos agentes agentes de trans anspor porte (vento, (vento, água água e gelo).

DIFERENÇAS ENTRE METEORIZAÇ ETEORIZAÇÃO E EROSÃO SÃO É importan portantte dis disttinguir inguir ent entre meteor eteoriz izaç ação ão e erosão. 1 A meteo eteorrizaç ização ão altera altera a rocha rocha sem que haja transpor porte de de par parttí culas. ulas. A erosão erosão implica que que as par partículas sejam sejamrremovidas ovidas da rocha rocha que lhe lhess deu deu origem. 2 EROSÃO envo envollve o transpo ansporrte de sub substân st ânccias fragment entadas adas de um local cal para out outro, já o intemper perismo ocorr ocorre e em um local ocal não haven avendo transport sporte de subst substân âncias cias fr f ragm agment entadas, adas, nec necessit essitan and do, assim assim, da erosão par para tr transport ansporte. e.

Porém alguns alguns au autores con consideram emve em vezz de dois, três tipos de meteo eteorrizaç ização ão:: _________________ ______________________ _____ C ompil ompilad o por Paulo Aguiar

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INTEMPERISMO MECÂNICO é a forma mais comumde intemperismo, sendo causada pela aplicação de várias forças físicas, que causama desintegração de rochas em pedaços menores. A característica principal deste tipo de intemperismo é que nenhum dos componentes da rocha é decomposto quimicamente, não havendo, assim, decomposição. Podemos citar como exemplo as mudanças de temperatura, que causama expansão e retracção da rocha. Permitindo que haja fendas nas rochas, resultando em sua separação em lâminas ou escamas.

A variação do coeficiente de dilatação dos diferentes minerais que compõem uma rocha, faz com estes recebamesforços intermitentes durante séculos e séculos, com o continuo aquecimento diurno seguido de resfriamento nocturno. Ocorre então a fadiga desses minerais. Os minerais em fadiga serão facilmente desagregados e reduzidos a pequenos fragmentos. Cristalização de sais. - em climas áridos e semiáridos, os sais solúveis não são removidos pelas águas, pois a precipitação pluviométrica é insuficiente. Dá-se então o inverso; emvez de os sais serem lixiviados e conduzidos do fundo à superfície pelas poucas águas que ocasionalmente são precipitadas, e que sobemnovamente à flor da terra, graças à acção capilar. Comisso, dissolvemse muitos sais que são precipitados quando a água se evapora. Quando a cristalização se dá em fendas, estas tendema ser aumentadas, graças ao esforço do crescimento dos cristais. A repetição secular deste fenómeno faz comque as rochas se desagreguem lentamente. À superfície a água é evaporada e os sais (sulfatos, cloretos, nitratos, carbonatos).

INTEMPERISMO QUÍMICO ocorre quando estratos geológicos são expostos a águas correntes com compostos que reagemcomos componentes minerais das rochas e alteram significativamente sua constituição. Esse fenómeno é o intemperismo químico, que provoca o acréscimo de hidrogénio (hidratação), oxigénio (oxigenação) ou carbono e oxigénio (carbonatação) emminerais que antes não continham nenhum desses elementos. Muitos minerais secundários formaram-se por esses processos. Este tipo de intemperismo é mais comum emclimas tropicais húmidos. INTEMPERISMOBIOLÓGICO 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.

Congelação. - A água, ao congelar-se expande-se em9% do seu volume. Por este motivo a congelação da água inclusa nas fendas das rochas exerce uma força expansiva considerável, atingindo a - 22° (o seu volume máximo.

Os efeitos da meteorização são facilmente identificáveis na superfície terrestre e são facilitados se as rochas se apresentarem fissuradas ou houver descontinuidade entre as suas superfícies.

A actividade destrutiva é tanto maior quanto maior for o número de poros preenchidos pela água. Também é importante a repetição de degelar e congelar, pois a repetição continua do processo alarga as fendas, a rocha afrouxa-se e desagregase, formando lascas ou blocos de tamanhos variados.

AGENTES DA METEORIZAÇÁO FÍSICA Variação da temperatura. - Todos os corpos sofrem uma variação no volume causada pela temperatura. A maioria das rochas é formada de vários minerais comdiferentes coeficientes de dilatação térmica.

Agentes físico-biológicos. - A pressão do crescimento das raízes vegetais pode provocar a desagregação de uma rocha (fenómeno facilmente visível nas calçadas arborizadas de nossas ruas), desde que esta possua fendas por onde penetrem as raízes, e desde que a resistência oferecida pela rocha não seja muito grande.

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

os tipos de rochas, quer sob a forma de feldspatos potássicos quer de plagiocláses.

Este tipo de meteorização implica umgrande número de reacções qu_micas entre elementos da atmosfera e constituintes das rochas.

A meteorização daqueles minerais leva à formação dos minerais de argila.

As rochas são decompostas, a estrutura interna dos minerais pode ser destruída e novos minerais se podem constituir - minerais de neoformação. Implica uma significativa mudança na composição química e no aspecto físico das rochas.

Para que isso aconteça, é absolutamente necessária que presença de duas substâncias: ¬ dióxido de carbono; ¬ água.

A presença de água é fundamental neste tipo de meteorização. Actua como meio de transporte dos elementos atmosféricos para os mine1-ais das rochas, facilitando as reacções químicas. Removendo os elementos alterados, expõe novamente a rocha não alterada à meteorização.

A atmosfera e o solo contêm dióxido de carbono que, dissolvido na água das chuvas, forma ácido carbónico. Quando um feldspato potássico entra emcontacto com o ácido carbónico, ocorre a seguinte reacção química: 2KAl5Si 5 + 2C 3 + 20

A taxa e o grau de meteorização química são grandemente influenciados pelo aumento de precipitação.

(feldspato (ácido (água) potássico) carbónico)

C 3 +Al5Si 5(OH) +4Si

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(carbonato (mineral (Sílica) de potássio de argila) solúvel)

Nenhuma área da Terra é continuamente seca. Mesmo nos desertos mais áridos, há a formação de alguma chuva ou orvalho.

O ião hidrogénio do ácido carbónico (H2C03) desloca o ião potássio do feldspato, rompe a estrutura cristalina e combina-se com o aluminossilicato do feldspato para formar o mineral de argila.

A meteorização química é umprocesso importante ao nível de toda a superfície terrestre, embora seja menos importante nos climas desérticos e naqueles emque a água se mantémgelada todo o ano.

O potássio associa-se com o ião carbonato para formar o carbonato de potássio, que é um sal solúvel. O novo mineral de argila não contém potássio, que estava presente no feldspato original, e apresenta uma nova estrutura cristalina.

As reacções químicas que implicam a decomposição das rochas pelos elementos da atmosfera são complexas, mas podemos considerar como principais: ¬ Hidrólise; ¬ Dissolução; ¬ Oxidação.

Este processo é, como sabemos, o que leva à arenização, por exemplo, dos granitos Dissolução É o processo através o qual o material constituinte das rochas passa imediatamente ao estado de solução.

Hidrólise É uma reacção química especifica em que os elementos do mineral reagemcomos iões W ou OHda água para formar ummineral diferente.

Quantitativamente, os mais importantes minerais que se dissolvem são os carbonatos de cálcio e magnésio, respectivamente, calcite e dolomite.

Umbomexemplo de hidrólise é a meteorização dos feldspatos que abundam, como sabemos, em todos

Estes minerais são constituintes dos calcários. A água é o mais eficaz e universal solvente conhecido. A molécula da água são polar e funcional como um


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pequeno magnete que atrai os iões situados à superfície dos minerais. Devido à polaridade da molécula da água, praticamente todos os minerais, emmaior ou menor grau, são solúveis nela.

produtos do seu metabolismo. Estes são incorporados pelas soluções que atravessamo solo, atingindo em baixo a rocha, em vias de ataque químico, aumentando, assim, a sua intensidade contra os minerais formadores das rochas.

Algumas rochas são totalmente solúveis na água. É o caso das rochas salinas constituídas por halite. O gesso é menos solúvel nas rochas mas as suas superfícies são também dissolvidas com alguma facilidade. Quanto mais baixo for o pH da água, maior é a sua capacidade dissolvente.

Os tecidos mortos das plantas servemde alimento a numerosos microrganismos. Na presença de oxigénio, o material vegetal pode decompor-se por completo em água e gás carbónico, principalmente. Caso contrário pode formar húmus. Sua composição é variável é heterogénea, complexa e variável, de natureza coloidal, actuando geralmente como ácido orgânico.

A análise da água dos rios ilustra comevidência o poder dissolvente da água na meteorização das rochas. Em cada ano os rios transportam cerca de 3,9 milhões de toneladas de substâncias minerais dissolvidas. Não admira que a água do mar tenha 3,5% (empeso) de sais minerais. Oxidação Consiste na combinação do oxigénio atmosférico com umelemento do mineral para constituir umóxido.

O processo é especialmente importante na meteorização de minerais que possuemo ião ferro, tais como as olivinas, piroxenas e anfíbolas. O ião ferro dos silicatos reage como oxigénio para formar hematite (Fe203) ou limonite [Fe203 (OH)]. A hematite, quando dispersa nos arenitos ou argilas, é a responsável pela sua cor vermelha. A taxa de oxidação aumenta com a temperatura, pelo que a alteração química por este processo é mais intensa nos climas quentes e húmidos. Decomposição químico-biológica A actividade orgânica, principalmente a de bactérias viventes no solo, toma parte na decomposição das rochas. Os primeiros atacantes de uma rocha exposta às intempéries são bactérias e fungos microscópicos. Vêma seguir os líquenes, depois as algas e musgos, formando e preparando o solo para as plantas superiores. Todas elas segregam gás carbónico, nitratos, ácidos orgânicos, etc., como ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

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no início, apenas encontramos uma rocha nua, exposta à erosão, não existindo solo. Assim, chamamos litosolo à rocha dura e regosolo à rocha móvel. Como tempo, forma-se umsolo jovem, ainda muito aproximado da rocha mãe mas, lentamente, esse solo transformar- se-á num solo maduro e corresponderá ao final dessa evolução se atingir o equilíbrio. Se, por acaso, a evolução for diferente do normal, devido a uma modificação da vegetação por intervenção humana, ficaremos na presença de umsolo degradado.

OS SOLOS Solo é um complexo mineral e orgânico resultante da desagregação física e da decomposição química das rochas expostas à meteorização; PROPRIEDADES DOSOLO Textura de um solo - depende do tamanho das partículas que compõem o solo. A textura de um solo desempenha um papel importante a nível da capacidade de retenção de água;

Ao analisarmos um solo bem evoluído, distinguiremos 3 zonas sucessivas (horizontes), constituindo o seu conjunto aquilo a que se chama perfil (Fig. 3):

Estrutura de umsolo - depende da forma como as partículas se agrupam, em fragmentos cada vez maiores. Pode ser formada por blocos, grânulos, prismas... Tem influência directa no arejamento do solo e na sua impermeabilidade, bemcomo na sua maior ou menor facilidade de trabalhar o solo; Permeabilidade de um solo - capacidade que esse solo tem em se deixar atravessar pela água ou pelo ar;

Horizonte constituído por matéria orgânica solta e parcialmente decomposta

Porosidade de um solo - existência de espaços entre as partículas sólidas, permitindo a passagem infiltração da água ou ar.

Grande concentração de matéria orgânica (húmus) em mistura com matéria mineral Horizonte de acumulação de Argilas e catiões lixiviados do horizonte A

PARTES DE UMSOLO Osolo é constituído por 3 partes: - a parte sólida (elementos minerais de diversos tamanhos - cascalho, areias, argilas, colóides; elementos orgânicos - vermes, insectos, bactérias, fungos; substâncias orgânicas emdecomposição);

Rocha mãe parcialmente alterada

- parte liquida (soluções aquosas compostas); Rocha inalterada

- parte gasosa (constituída por gases que preenchemos espaços - cavidades porosas). Fig. 3 – Perfil de um solo

CONSTITUINTES DE UMSOLO ¬ Ar - 25% ¬ H20 - 25% ¬ Matéria mineral - 46% ¬ Matéria orgânica - 4%

-Horizonte A – corresponde à zona superior, mais ou menos escura, consoante a concentração de matérias orgânicas. Por via da infiltração, os elementos solúveis são arrastados para baixo (ferro, alumínio, etc.). Este é um horizonte de eluviação;

PERFIL DE UMSOLO Na sua evolução, um solo apresenta várias fases: ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

mãe

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-horizonte B – camada intermédia, mais ou menos escura, onde a infiltração provoca a acumulação de elementos minerais vindos de cima (óxidos de ferro e alumínio). Ao se concentraremnesta camada, dãolhe uma coloração amarelada ou avermelhada, podendo-se formar uma carapaça, por sedimentação, completamente estéril. É uma zona de iluviação.

PEDALFER São solos caracterizados pelo transporte de substâncias da superfície para o interior.

-horizonte C - é a zona inferior onde se regista ou se verifica a presença de fragmentos da rocha mãe, mais ou menos alterados ou decompostos.

TIPOS DE SOLOS As características de cada solo são consequência, em primeiro lugar, das condições climáticas existentes. No entanto, a rocha-mãe, os organismos do solo e o declive do terreno tambéminfluenciamfortemente o tipo de solo. Como consequência da multiplicidade de combinações possíveis entre estes factores, o solo pode apresentar características e propriedades extremamente variadas. Daí existirem diferentes tipos de classificação de solos. O primeiro cientista a publicar uma monografia que classificava os solos foi o russo V. V. Dukuchaev, em1883. Baseou-se nas propriedades observáveis, a maioria das quais resultantes dos processos climáticos e biológicos da respectiva formação. Hoje existem várias taxionomias dos solos, das quais a americana é bastante específica, mas ultrapassa os limites impostos pelo programa. Emfunção do clima e da vegetação, os solos podem ser assimclassificados: ¬ pedalfer; ¬ pedocal; ¬ laterites.

Fig. 4 - Pedalfer formado a partir de uma rocha granítica: A – esquema; B – fotografia.

Existememclimas temperados que apresentamuma ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

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precipitação média anual superior a 630 milímetros de chuva. Proporcionam uma vegetação abundante, muitas vezes compredominância de coníferas.

Quando cementados ou endurecidos, estes depósitos são denominados caliche ou Kunkur (Fig. 5). Encontram- se na Austrália e no deserto de Kalari e dos Estados Unidos.

A actividade dos decompositores, em função do clima desfavorável, é pouco intensa e o horizonte O é constituído fundamentalmente por agulhas de coníferas e folhas de bétulas, que se acumulamem espessura razoável (cerca de um decímetro) e experimentam uma humificação muito lenta. O processo pode demorar anos. Formam-se compostos húmicos solúveis que participamna alteração das argilas e favorecem a formação de complexos alumino-ferruginosos. A maior parte dos materiais solúveis são lixiviados e arrastados pelas águas subterrâneas, razão por que não se encontra, nestes solos, carbonato de cálcio. Os óxidos de ferro e as argilas menos solúveis deslocados do horizonte A acumulam-se no horizonte B, dando-lhe uma coloração castanhoavermelhada ou castanha (Fig. 4). O termo pedalfer é formado pelas primeiras letras de pédon (solo) e dos símbolos químicos do alumínio (AI) e do ferro (Fe).

Fig. 5 - Perfil de um solo mostrando depósito de caliche.

PEDOCAL São solos caracterizados pela precipitação de substâncias devido à evaporação da água que ascende por capilaridade. Existem em climas temperados secos que apresentamuma precipitação média anual inferior a 630 milímetros de chuva. São solos ricos em cálcio resultante do carbonato de cálcio e outros minerais solúveis. Estes solos são característicos de zonas quentes e secas, tais como as estepes que rodeiamos desertos. Emtais climas, muita água do solo é arrastada por capilaridade para a superfície, onde se evapora, depositando as substâncias que transportava em solução, principalmente carbonato de cálcio. Originam-se "crustas calcárias" nos horizontes E e C. ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

Fig. 6 - Pedocal formado a partir de uma rocha calcária: A – es uema B – Foto rafia.

A meteorização química é menos intensa nas regiões secas, pelo que se encontra uma percentagempequena de minerais de argila (Fig. 6). 10

O pedocal (pédon +cálcio) não é tão fértil como o pedalfer, porque a composição mineralógica e a carência de água são menos favoráveis ao desenvolvimento de organismos. LATERITES Nos climas tropicais quentes e húmidos, comchuvas abundantes, formam-se solos denominados laterites. Nestas condições a meteorização é intensa. Os solos lateríticos são frequentemente vermelhos e são compostos quase inteiramente por óxidos de ferro e de alumínio, geralmente as últimas substâncias da rocha meteorizada a solubilizaremse (Fig. 7). Se o solo é rico emhematite, pode ser utilizado como minério de ferro. Mas o clima tropical geralmente permite a hidratação da hematite em limonite, o que tira valor económico ao depósito. Contudo, encontram- se muitas vezes neste tipo de solo camadas de bauxite, o principal minério de alumíniom. Sob O ponto de vista agrícola, as laterites são solos muito pobres, pois o húmus é praticamente inexistente devido à intensa actividade bacteriana. Fig. 7 - laterites formadas a partir de uma rocha máfica: A - es uema B - foto rafia.

PROCESSOS PARA TORNAR OS SOLOS MAIS PRODUTIVOS ¬ controlo da disponibilidade de água (rega e irrigação) ¬ excesso de água (drenagem) ¬ aumentar a fertilidade (correcção dos solos - adubação/ fertilizantes naturais ou químicos) ¬ evitar o empobrecimento (eliminação das ervas daninhas) ¬ facilitar a circulação de ar e água (lavrar os solos)


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ACÇÃO GEOLÓGICA DOVENTO

d) Furacão – velocidade superior a 900 km/h, podendo atingir até mais de 150 km/ h (efeito catastrófico).

OVENTO Os ventos são causados por massas de ar que se movimentam das diferenças de temperaturas na superfície terrestre. Numa região de alta insolação, o ar tende a se expandir, fica mais leve e sobe devido à alta temperatura. Deslocamentos laterais de massas de ar mais frias tendem a anular a diferença de pressão causada, e assim os ventos sopram de pontos de pressão mais alta para lugares de pressão mais baixa. A velocidade e a força do vento são proporcionais à distância e à diferença de pressão entre dois pontos.

REGIÕES ÁRIDAS E SEMI- ÁRIDAS Nessas regiões, chuvas são insuficientes para manter cursos de água contínuos. As zonas áridas caracterizam-se por pequenas precipitações anuais, normalmente inferiores a 100 mm, atingindo 500 mm nas regiões semi- áridas. A distribuição dessas chuvas é bastante irregular, e muitas vezes elas ocorrem sob forma de tempestades, descarregando enorme volume de água em poucas horas. A evaporação nessas regiões excede a precipitação, e são pequenas as quantidades de água infiltradas.

O vento ocorre em todos os climas, porém com intensidades diferentes. A actividade geológica do vento é preponderante, particularmente emregiões áridas como os desertos, onde a evaporação é superior às precipitações ou onde a vegetação não se dá por outro motivo.

REGIÕES DODESERTO Desertos rochosos (hammada). A superfície rochosa encontra-se exposta, e é continuamente afectada pela erosão eólica. As rochas mostram feições típicas de abrasão eólica (solapamentos, pedimentos, etc.). Tal aspecto é denominado hammada, nome árabe dado para esse tipo de deserto rochoso.

Para que a acção do vento seja eficaz, tem importância não apenas o facto de não haver vegetação, mas tambéma constituição superficial do terreno, que nos desertos pode ser muito variável. A actividade geológica do vento depende sobretudo da intensidade, influindo também outros factores meteorológicos tais como a direcção e a constância dessa direcção. A velocidade diminui mais ou menos intensamente como atrito na superfície da Terra e aumenta coma altura; é grande até uma altura de 600 me depois diminui gradativamente. A velocidade do vento na superfície é máxima quando ela é plana e lisa, como no ar, no mar e nas planícies escavadas.

Desertos pedregosos (reg). São regiões cobertas por fragmentos de rochas, geralmente heterogéneos. As partículas arenosas menores foram levadas pelo vento, restando os seixos maiores, os quais sofrem os efeitos da abrasão eólica. Predominam assim seixos e matacões trabalhados pelos ventos, denominados ventifactos. A cobertura regional por esse material grosseiro denomina-se pavimento desértico.

Para caracterizar a intensidade do vento, empregase a escala de Beaufort, a qual divide a intensidade em12 categorias, dentre as quais destacam-se as seguintes:

Desertos arenosos (erg). Nessas regiões ocorrem as formas de acumulações mais conhecidas – as dunas e os campos de areia. Apenas a quinta parte da área dos desertos é coberta por areia sendo o restante composto por elevações rochosas e fragmentos de rochas (descritos anteriormente). Wadis é o nome que se dá aos cursos de água temporários dessas regiões.

a) Calmaria – velocidade inferior a 1,6 km/ h; b) Brisa leve – velocidade entre 6,5 e 12 km/ h; c) Vento suave – velocidade entre 13 e 19,4 km/ h; ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

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Os factores de acumulação de areia são vários e dependem: a) da natureza do material; b) das irregularidades do solo; c) da direcção e da intensidade do vento.

Efeitos da deflação. Produz a formação de grandes depressões. Quando tais depressões atingemo nível do lençol subterrâneo, formam-se os lagos acima referidos, podendo desenvolver-se vegetação, constituindo um Oásis.

Juventude. Essa fase inicial dos desertos é caracterizada por grandes elevações comescarpas verticais, formando o deserto rochoso emcontínua desagregação mecânica, que corresponde à hammada dos árabes. As altas elevações actuamimpedindo as correntes de humidade. Maturidade. Nessa fase, a erosão já desgastou grande parte das rochas, suavizando o relevo e aumentando o tamanho das bacias de sedimentação. Essa fase corresponde ao reg. Velhice. É fase final comgrandes áreas aplainadas, restando elevações mais resistentes à erosão denominadas inselbergs ou montanhas isoladas. Essa fase corresponde ao erg.

Fig. 8 – Playa Lake

Lagos desérticos (playa lake). São lagos, emgeral temporários, que ocorrem frequentemente nas depressões internas das bacias desérticas (Fig. 8), onde o nível de base da erosão eólica atinge o nível da água subterrânea. Eles acumulam o excesso temporário da água, recebem sedimentos das correntes formadas por ocasião das raras e concentradas chuvas e são sujeitas à época das chuvas, as águas carregam sedimentos de cuja deposição resultam camadas rítmicas. Durante a estiagem, dá-se a evaporação das águas e em consequência ocorre precipitação formando evaporitos (cloretos de sódio, carbonato, boratos, etc.) (figs. 9). Fig. 9 – Playa Lake secando e permitindo a precipitação de evaporitos

PROCESSOS EÓLICOS Erosão eólica A erosão eólica processa-se por deflação e por corrosão.

Porém na maior parte das vezes, os fragmentos maiores não transportáveis acumulam-se como resíduo de deflação, formando frequentemente uma espécie de pavimento de fragmentos maiores – pavimentos desérticos (Fig. 10) ou o nome árabe de reg (já mencionado).

A deflação é a acção directa do vento sobre as rochas, retirando delas as partículas soltas (Fig. 10-a). ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

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O vento remove a areia superficial

A formação do pavimento desértico está completa  não havendo mais erosão eóica

Fig 10 – (a) O vento erode silte e areias deixando as rochas maiores para formar o pavemento desértico. (b) O pavimento desértico é uma cobertura contínua de rochas deixadas quando o vento arrasta silte e areia.

A corrosão é o ataque do vento carregado de partículas emsuspensão, desgastando não só as rochas como as próprias partículas.

Este processo dá-se também nos seixos, expostos à acção erosiva do vento comdirecção preferencial, adquirindo uma forma peculiar, formando-se faces e cantos nítidos. Havendo mais de uma direcção preferencial do vento, formar- se- ão mais faces de polimento baço característico, recebendo a denominação de ventifacto (Fig. 12).

Corrosão. É produzida pelo impacto das partículas de areia transportadas pelos ventos contra a superfície das rochas, polindo-as. O impacto dos grãos entre si, bemcomo contra as rochas, produz o desgaste, resultando em um alto grau de arredondamento e uma superfície fosca dos grãos que caracteriza o arenito de ambiente eólico. Efeitos da corrosão. É maior em rochas sedimentares, principalmente as arenosas e argilosas. Rochas heterogéneas ou irregularmente cimentadas sofrem erosão diferencial, o que dá origem a formas muito curiosas, como os blocos pedunculados (Fig. 11).

E

Fig. 11 – Bloco Pedunculado


Fig. 12 – Ventifactos são rochas polidas pelo impacto das partículas transportadas pelo vento.

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Transporte eólico O material transportado depende da velocidade e do tamanho das partículas. P+ode ser efectuado por suspensão, rolamento ou saltação (fig. 13).

A diminuição da velocidade do vento é normalmente provocado por obstáculos diversos, como vegetais, blocos, etc. Atrás destes obstáculos o vento forma turbilhões e diminui de velocidade.

Fig. 13 – O transporte de sedimentos pelo vento, conforme o seu calibre, é realizado por arrastamento, saltação e suspensão.

Sob o efeito do vento, os grãos menores (comcerca de 0,125 mm de diâmetro) sobem e são transportados a distâncias razoáveis, dependendo da velocidade do vento. Alguns grãos médios sobem umpouco e logo descem, sendo transportados aos saltos, de acordo com as rajadas de vento. Os grãos maiores não chegam a sair do solo, deslocando-se apenas por rolamento por curtas distâncias. Dessa forma o material sofre uma selecção em seu transporte, o que ocasiona depósitos segundo o tamanho das partículas.

Bajadas – são vastas superfícies deposicionais formadas pela convergência de leques aluviais (Fig. 14). Tais leques são formados quando torrentes ocasionais produzidas por chuvas esporádicas movem-se emdirecção descendente pelas gargantas das montanhas, carregadas de grande carga sedimentar.

Acumulação/ deposição eólica Deposição  formas de acumulação. Quando a velocidade do vento (carregado de partículas) diminui, seu poder de transporte se reduz, tendo início a deposição a partir dos grãos mais grosseiros para os mais finos. Enquanto a areia deposita-se após umtransporte pequeno, a poeira fina pode sofre umtransporte superior a 2000 km. ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

Fig. 14 – Cones ou leques aluviais.

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Dunas. São elevações de forma regular e características resultantes de uma deposição contínua de partículas diárias transportadas pelo vento (fig. 15). Assim, uma das categorias de duna é a que se forma graças a obstáculos existentes no percurso do vento. Uma segunda categoria de duna, quanto à sua origem, é formada semintervenção de obstáculos. Trata-se de grandes acumulações em forma de monte, tendo sempre uma parte culminante única.

Parabólica. Tema forma de umU de pernas longas, onde o vento sopra contra as pernas do U (Fig. 18).

A face das dunas de maior ângulo denomina-se sotavento, e a face mais suave, barlavento, corresponde ao lado de onde vemo vento. Fig. 18 – Duna Parabólica

Fig. 15 - Duna

Fig. 16 – Faces dunares

Seif (longitudinal). É alongada paralelamente à direcção do vento. Forma-se geralmente onde há pouco suprimento de areia (Fig. 19).

As dunas deslocam-se a velocidades que podem ultrapassar 15 metros por ano. Quanto à configuração morfológica, distinguimos os seguintes tipos de dunas: Barcana. Tema forma da lua crescente, comduas pontas a favor da direcção do vento (fig. 17).

Fig. 19 – Duna Longitudinal

Fig. 17 – Duna Barcana

Transversal. É alongada perpendicularmente à direcção do vento (Fig. 20).


16

Fig. 20 – Duna Trsnsversal

Vento

Vento

Barcana

Longitudinal

Vento Vento

Parabólica Transversal

Vento Vento

Estrelada Barcanóide

Fig. 21 – Tipos de Dunas

A forma da duna é influenciada pelos seguintes factores: a) suprimento de areia; b) velocidade do vento; c) constância da direcção do vento; d) distribuição da cobertura vegetal.


As dimensões das dunas podemser grandes, coma alturas variando de poucos metros até uma centena.

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Loess. É o nome dado a um sedimento finíssimo, muito heterogéneo, friável sem estratificação e que cobre grandes áreas (Fig. 22). Emregra, o loess está associado a ambientes periglaciares em sua maioria de carácter eólico, podendo no entanto ser encontrado sem esse carácter. Aparentemente são retrabalhados pelo vento, produzindo a maioria dos depósitos de loess. Actualmente cobrem grandes áreas do Sul da Alemanha, China, Argentina e Estados Unidos.

Fig 22 - Penhasco de Loess, cosntituído por Siltes

IMPORTÂNCIA DOS DESERTOS (Trabalho investigativo estudantil)


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ACÇÃOGEOLÓGICA DAS ÁGUAS DISTRIBUIÇÃODAS ÁGUAS Em resumo podemos dizer que o ciclo hidrológico representa o contínuo movimento da água dos oceanos para a atmosfera para os continentes e destes para os oceanos.

A quantidade de água existente na Terra é imensa. Calcula-se que o seu volume é de 1,36 milhares de milhões de quilómetros cúbicos, dos quais 97,2% fazemparte dos oceanos, 2,15% estão sob a forma de gelo nos nevados e glaciares e só 0,65% se encontra distribuído pelos rios, lagos e atmosfera.

A água, o principal factor de meteorização, erosão e transporte da superfície terrestre, pode apresentar-se sob formas diferentes: Águas selvagens (enxurradas); Torrentes; Rios; Mares.

A circulação que se realiza entre os oceanos, a atmosfera e os continentes constitui o ciclo hidrológico (Fig. 23) e realiza-se graças a energia solar.

-

Fig. 23 – Representação do Ciclo hidrológico

Parte da água da chuva quando cai no solo corre à superfície semleito próprio, outra parte infiltra-se acabando por alimentar os rios e os lagos. Parte da água infiltrada é aproveitada pelas plantas, que a libertam parcialmente por transpiração. Não sendo fácil distinguir a quantidade de água que de facto se evapora e a que é libertada por transpiração, temsido utilizado o termo evapotranspiração para designar o efeito combinado. Quando a precipitação ocorre a altitudes ou latitudes elevadas, grande parte da água constitui nevado ou glaciares.

ÁGUAS SELVAGENS OU ENXURRRADAS As águas da chuva ou resultantes da fusão da neve e do gelo, que se deslocam pela superfície terrestre semuma direcção definida, denominam-se águas selvagens. A acção destrutiva e de transporte depende de vários factores, tais como: Cobertura vegetal; Declive do terreno; Permeabilidade do terreno. -


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Os terrenos com cobertura vegetal estão mais protegidos e a acção erosiva e de transporte destas águas é menor ou de pequeno significado.

As águas selvagens intervêm na caulinização dos feldspatos e outros silicatos aluminosos. Penetrando através das fissuras das rochas graníticas, caulinizam os feldspatos e outros silicatos, provocando a sua arenização e facilitando, desse modo, a sua disjunção.

Se os terrenos apresentam grande declive, a velocidade da água aumenta e a sua progressão, em vez de ser laminar cobrindo uma superfície relativamente larga, é estreita, apresenta movimento turbilhonar e a sua acção erosiva é muito intensa.

Os blocos tornam-se arrendondados – disjunção esferoidal (Fig. 26) – rolamuns sobre os outros e, ou se amontoam, constiotuindo caos ou penhas (pic.), ou se dispersam, originando mares de blocos.

A permeabilidade do terreno está relacionada como tipo de rocha.

Em terrenos detríticos heterogéneos, constituídos por rochas pouco duras, mas consistentes, com calhaus e blocos, como acontece muitas vezes nos terrenos de origemglaciária, as águas da chuva e as águas selvagens originam formações típicas denominadas chaminés-de-fada (Fig. 27) ou pirâmide de terra.

Nos terrenos calcários, devido ao anidrido carbónico que transportam, as águas selvagens desgastamos calcários, que por esse motivo apresentamaspectos curiosos: Uns lembram povoações em ruínas – calcários runeiformes (Fig. 24); Outros são esculpidos, com um modelado característico denominado lapiás. Se este modelado se estende por grandes extensões origina campos de lapiás (Fig. 25) -

-

Fig. 27 - Chaminé de Fada

Fig.25 - Campos de Lapiás

Fig. 26 - Disjunção esferoidal


20 Fig. 24 - Calcários runeiformes

Os calhaus e blocos protegem as rochas subjacentes da acção erosiva das águas, formandose assim colunas de terreno não erodido, que apresentam as paredes eriçadas de detritos que funcionamcomo goteiras e as protegemcontra uma destruição imediata.

TORRENTES As torrentes são cursos de água de montanha, de débito intermitente e leito de forte declive. As torrentes, periodicamente secas (Fig. 29), adquiremrapidamente grande volume de água após fortes chuvadas. Correntes tumultuosas precipitamse para o vale, arrasando pontes e submergindo aldeias, onde por vezes os habitantes encontrama morte.

A falta das chaminés de fada é tanto maior quanto mais intensa tiver sido a acção erosiva vertical. As águas selvagens podemtambém, por erosão dos terrenos circundantes, colocar a céu aberto diques ou chaminés vulcânicas. As águas selvagens podem ainda provocar a formação de ravinas ou barrancos. Este risco – abarrancamento ou ravinamento – está relacionado coma ocorrência de chuvas intensas e, emgeral, de pequena duração. Se não forem contrariadas pela cobertura vegetal, bastará a existência de pequenos e médios declives (8 a 24%) e material rochoso pouco coerente para que o abarrancamento ocorra (Fig. 28).

Fig. 29 - Erosão torrencial numa montanha. A vegetação desaparece pouco a pouco e os taludes de montanha abarrancamse cada vez mais.

A depressão da parte superior da montanha, onde se reúnem as selvagens ou as águas resultantes do degelo que correm das partes mais altas, denomina-se bacia de recepção. Esta prolonga-se na sua parte superior por uma garganta estreita, por onde a água se escapa – canal de escoamento. Este canal termina numa superfície mais ou manos triangular onde se depositam os detritos arrancados à montanha. É o cone de dejecção.

Fig. 28 – Começo do processo de ravinamento

A erosão torrencial exerce-se na bacia de recepção e no canal de escoamento.

Nas vertentes rochosas, com fracturas e fendas mais ou menos preenchidas por solo, exista ou não vegetação, as águas selvagens podem provocar desabamentos.


As paredes e o leito do canal de escoamento experimentam um verdadeiro bombardeamento de água e calhaus que a corrente transporta. Sob o efeito desta pressão considerável, a rocha é erodida, alarga-se e aprofunda-se o canal de escoamento, onde podem aparecer devido ao movimento turbilhonar da água, cavidades de maior 21

ligeiras na velocidade pode conduzir à mudanças significativas na quantidade de sedimentos transportados pela água. Vários factores determinam a velocidade da corrente. Destes destacamos: ¬ Declive ou gradiente; ¬ Área de secção do leito; ¬ Débito ou descarga; ¬ Competência.

ou menor tamanho denominadas marmitas do gigante (Fig. 30). Como tempo e dependendo da natureza do terreno, o canal de escoamento vai-se alargando. Nos

Como a água se desloca por acção da gravidade, o declive do leito é um factor importante do comportamento do rio. Um leito que se desenvolve emcascata temobviamente umcomportamento diferente do de umrio que corre numa planície. A forma do canal em secção transversal determina a quantidade de água em contacto como canal e por isso afecta a fricção. Os canais mais eficientes são os de menor perímetro da área da secção do leito (Fig. 31).

Fig. 30 - Marmitas do Gigante

terrenos xistosos e argilosos a erosão rápida, nos terrenos calcários o leito da torrente torna-se particularmente estreito e profundo. As torrentes formam-se como cursos de água temporários com grande declive, que começam por pequenas depressões antes de possuíremgargantas profundas, onde ocorre o principal trabalho erosivo. Com o decorrer dos anos, milhares de anos, a torrente recua progressivamente (pic.) para as cabeceiras dos maciços montanhosos – erosão regressiva - , acabando por enfraquecer, ou porque o vale se tornou suficientemente profundo ou porque a velocidade da água se torna muito fraca para vencer a resistência das rochas.

RIOS Rios são correntes ou cursos de água com leito definido e vazão geralmente regular.

Fig. 31 - A área do leito do rio e a sua constituição influenciam a velocidade da corrente. A - A secção é estreita e a velocidade da corrente é maior. B - A secção é larga, o atrito é maior e a velocidade da corrente é menor. C - O atrito provocado pelos sedimentos volumosos diminui a velocidade da corrente.

Factores Condicionantes do Acção Geológico dos Rios A capacidade de erosão e transporte dos rios depende da sua velocidade. Mesmo variações ______________________ C ompilad o por Paulo Aguiar

O débito é a quantidade de água fluindo por um certo ponto emcerta unidade de tempo. 22

A competência do rio, quantidade de sedimentos transportados por unidade de volume, contribui para a função erosiva do rio. Quanto maior for a carga, maior será a sua capacidade erosiva.

cursos de água funciona para o afluente como nível de base local. Acidentes, como barragens, naturais ou artificiais, são responsáveis pelo mesmo efeito regularizador dos troços que ficama montante do nível de base.

Nível de Base e Perfil de Equilíbrio Uma maneira eficaz de estudar um rio é examinando o seu perfil longitudinal. Tal perfil é simplesmente uma secção da corrente desde a área da nascente (denominada de cabeceira) até a foz (desembocadura).

O perfil transversal do rio tambémestabelece o seu estádio de evolução. À medida que o rio se vai aproximando do seu perfil de equilíbrio, a erosão vertical ou escavamento do leito vai diminuindo, dando lugar a umalargamento do rio e a umaumento da sedimentação.

O Nível de Base é definido como a menor elevação na qual o rio pode erodir o seu canal. Essencialmente é o nível no qual a desembocadura do rio entra no oceano, num lago, ou noutra corrente. O nível de base é importante pelo facto de a maior parte dos perfis dos rios teremgradiente baixo próximo das suas desembocaduras, devido ao facto do rio estar a se aproximar à elevação abaixo da qual eles não poderão erodir o seu leito.

A regularização do perfil faz-se da foz (jusante) para a nascente (montante). As irregularidades vão desaparecendo, os rápidos recuando, o mesmo sucedendo às cabeceiras, que vão penetrando na montanha. Esta progressão da erosão no sentido contrário ao da corrente é denominada erosão regressiva (Fig. 32). Em geral, um curso de água inicialmente percorre um vale cujo talvegue (zona mais profunda do leito) temumperfil longitudinal e muito irregular, com variações mais ou menos bruscas de declive.

Um grande rio que desagua no mar tem no nível médio das águas do mar o seu nível de base, em função do qual regula o seu perf il. Pelo facto de este nível condicionar toda a rede fluvial dos continentes chama-se nível de base geral. O ponto de confluência de dois

Essas variações podem constituir rápidos, quando há um aumento brusco de declive ou quedas de água, cascatas ou cataratas, quando

Perfis da corrente se não existirem rochas resistentes

Fig. 33-a - A diferença de resistência das camadas pode originar desnivelamentos que permitem a formação de rápidos e cataratas.


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ocorremgrandes desnivelamentos (Fig. 33). Após evolução mais ou menos prolongada e desde que o seu nível de base se mantenha o tempo necessário, o rio acabará por regularizar o seu perfil, atingindo o perfil de equilíbrio (Fig. 34), ou seja quando desaparecemtodas as irregularidades e o trabalho erosivo praticamente não existe..

Fig. 32 - Erosão regressiva

Fig. 33-b - Cataratas do Iguaçu.

Fig, 34 - Relação entre o perfil de equilíbrio e o nível de base.


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Nas vertentes mais íngremes, a velocidade das águas é grande, formando sulcos e arrastando os resíduos resultantes. Parte das rochas é removida por dissolução. A velocidade das águas em determinados pontos é suficiente para arrancar fragmentos de rochas do fundo e, como consequência, aprofundar o leito. Os fragmentos de rochas arrancados são transportados pelas correntes, sofrem desgaste e actuam desgastando o leito. A corrosão produz poços pelos redemoinhos das correntes carregadas de seixos. Os seixos ou fragmentos descrevem movimentos de rotação desgastando os poços, que, finalmente, se interligame aprofundamo rio.

Regime dos rios As nascentes dos rios são os locais em que os níveis hidrostáticos ou lençol freático atinge a superfície. Em períodos de estiagem prolongada, elas chegama secar, enquanto emépocas chuvosas o volume da água aumenta, o que demonstra que a água das nascentes é água da chuva que se infiltra no solo. Essa variação na quantidade de água no leito do rio ao longo do ano recebe o nome de regime. Se as cheias dependem exclusivamente da chuva, o regime é pluvial; se dependem do derretimento da neve, é nival; se dependem de geleiras é glacial. Muitos rios apresentamumregime misto ou complexo, como no Japão, onde os rios são alimentados pela chuva e pelo derretimento da neve das montanhas.

Transporte dos rios Os sedimentos transportados pelos rios podem sê- lo por rolamento, arrastamento, saltação, suspensão e dissolução (Fig. 35). Os sedimentos dissolvidos são invisíveis.

Erosão, Sedimentação e Evolução dos Rios

O volume total de detritos que podem ser transportados por um rio constitui a sua capacidade.

Erosão dos rios A erosão e sedimentação nos rios é condicionada principalmente pela: - velocidade das águas; - competência.

A competência e a capacidade de um rio aumentam na razão directa do aumento de velocidade.

Fig. 35 - Processos de transporte de sedimentos.


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Durante o período de grande precipitação podem ocorrer cheias que aumentam a capacidade, competência e velocidade da corrente do rio. Estas situações podem dar origema autênticas catástrofes.

Sedimentação Os detritos depositados pelos rios, vulgarmente areia e cascalho, constituem bancos (Fig. 36), que são amontoados de sedimentos, ao longo do leito. A sedimentação ocorre quando o declive e a velocidade diminueme varia na razão directa da densidade dos detritos. As partículas em suspensão e as dissolvidas são as que se mantêmmais tempo por sedimentar. Umaumento da capacidade do rio pode permitir que os bancos anteriormente existentes sejam erodidos e se formem novos bancos que aparecemseparados por canais.

Fig. 36 - Um banco pode ser dividido por diversos canais devido à variação da taxa erosiva do rio. A-Esquemas. B - Fotografias.


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A simultânea erosão na parte côncava de uma curva de um rio e a sedimentação na parte convexa da mesma leva à formação de meandros (Fig. 37).

Fig. 37 - Formação de um meandro por erosão e sedimentação nas curvas dos rios.

Os meandros podemser alterados devido à modificação da acção erosiva da corrente. Particularmente durante as cheias, o rio pode formar braços mortos (Fig. 38).

Fig. 38 - Meandros e braços mortos.


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Os velhos meandros podem ser abandonados devido a formação de sedimentos que os separam do braço principal do rio (Fig. 39). O meandro abandonado denomina-se lago em ferradura (Fig. 40). Com o tempo esse lágo pode ser preenchido por sedimentos e vegetação.

Fig. 39 - Mecanismo de formação de um lago em ferradura.

Fig. 40 - Lago em ferradura.


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Geralmente consideram-se dois tipos de meandros: ¬ divergentes - encontram-se nas grandes planícies, onde divagam,alterando o seu trajecto, exagerando algumas curvas e abandonando outras; ¬

Fig.

encaixados ou de vale - o traçado é condicionado pela morfologia do terreno (Fig. 41).

41

-

Meandros

encaixados.

______________________ Compilado por Paulo Aguiar

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Evolução dos Rios Conforme o estádio evolutivo verificado num rio, assim se poderão considerar fases de juventude, de maturidade e senilidade. Na fase de juventude predominama erosão e o transporte. Operfil longitudinal é irregular e o declive é acentuado e irregular, permitindo, muitas vezes, a formação de rápidos. A fase de maturidade é caracterizada pela grande capacidade de transporte. O declive é menos acentuado e os vales são profundos e muitas vezes apertados. O perfil longitudinal apresenta-se mais regularizado. A fase de senilidade é caracterizada pela existência de vales amplos com as vertentes bastante afastadas e degradadas. Predominam os fenómenos de sedimentação, originando extensas planícies resultantes da agradação, isto é, do assoreamento pela sedimentação fluvial. As fases evolutivas de um rio podem ser alteradas devido ao abaixamento ou subida do nível de base geral. O nível de base pode variar por: ¬ uma descida ou subida do nível do mar; ¬ alterações climatéricas significativas; ¬ elevação dos vales fluviais. Nestas circunstâncias, toda a actividade fluvial rejuvenesce. Os primeiros efeitos verificam-se junto à foz: aumenta o declive e a erosão regressiva acabará por atingir toda a rede fluvial, procurando restabelecer o anterior perfil de equilíbrio. As vertentes voltarão a recuar e aparecem novas planícies aluviais. Nas planícies aluviais, o rio, por erosão, cava um novo leito, provocando a formação de degraus ou terraços ______________________ Compilado por Paulo Aguiar

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fluviais. A continuação da evolução fluvial pode criar novas planícies aluviais a níveis inferiores. Esta repetição é a causa da existência de vários níveis de terraços fluviais (Fig. 42). Os rios terminamno mar de formas diversas: ¬ estuários; ¬ deltas. Os estuários constituemo troço final dos rios sujeitos a acções continentais e marinhas. Em consequência, a sedimentação é determinada pela inversão do sentido das marés, duas vezes por dia, de que resulta a alternância de fenómenos de erosão e sedimentação. Os estuários podem produzir a acumulação da areia ligada à faixa litoral por uma das extremidades e coma outra livre formamuma restinga ou cabedelo (pic.). Por vezes, os sedimentos aluviais f ormam cordões litorais denominados barras ou lombas, que fechamlagunas que acabampor ser assoreadas (pic.) Por vezes os sedimentos aluviais fazem a ligação entre uma praia e uma ilha, constituindo umtômbolo (Fig. 44).

Fig. 42 - A evolução dos terraços fluviais envolve a sedimentação, a sequente mudança de decli ve do leito do rio e nova erosão.


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A formação de deltas (Fig. 45) na foz dos rios reflecte-se em diversos aspectos da acumulação dos depósitos sedimentares. Em geral, a sedimentação é intensa e pressupõe uma estabilidade relativa do litoral. Muitos deltas são caracterizados pela existência de numerosos canais, através dos quais os sedimentos aluviais são distribuídos. Depósitos fluviais de importância sócio- económica Muitas planícies de inundação contêm meandros abandonados e lagos com depósitos de material argiloso e matéria orgânica, estes últimos dando origem às turfeiras. A sedimentação nestas

zonas é muito importante para a humanidade, devido à fertilidade dos sedimentos depositados por rios que a produção de algumas culturas. Os rios são vias de ligação e transporte entre várias localidades. Fornecem alguns alimentos ao homem. Emalguns rios são encontrados minerais de especial valor económico como ouro, diamante e cassiterite, os quais são transportados e depositados comareias e seixos.

Fig. 44: A -Formação de um tômbolo. B - Vista aérea de um tômbolo.


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Fig. 45 - A formação de um delta depende da quantidade de sedimentos arrastados pelo rio e do efeito das ondas e correntes do mar. A - Delta do rio Nilo. B - Delta do rio Níger. C -Imagem obtida pelo satélite Landsat do delta do rio Mississípi.


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A ÁGUA SUBTERRÂNEA A água subterrânea circula e acumula- se nos vazios existentes nos solos e nas rochas. Os vazios são classificados em: ¬ espaços intersticiais dos grãos (rochas sedimentares e solos); ¬ fracturas ou vazios divisionares (rochas ígneas e metamórficas); ¬ vazios de dissolução (rochas calcárias); (rochas ígneas ¬ e vazios vesiculares vulcânicas). Relativamente à água subterrânea, as duas propriedades mais importantes das rochas são a porosidade (Fig. 46 e 47) e a permeabilidade. Na sua definição mais simples, porosidade é a quantidade de vazios de uma rocha.

Fig. 46 - Materiais diferentes têm quantidades diferentes de poros entre os grãos. (A) Sedimento bem seleccionado consiste em grãos de tamanhos iguais e tem uma alta pososidade, cerca de 30%. (B) Em sedimentos pobremente seleccionados, os grãos menores preenchem os espaços entre os maiores, e a porosidade mais baixa. Neste esquema é de cerca de 15%. (C) O cemento preenche parcialmente os poros nas rochas sedimentares, diminuindo a sua porosidade.

Para que a rocha seja um bom aquífero, ela deverá ter ainda a segunda propriedade – a propriedade de permitir a circulação da água. No que se refere aos vazios das rochas, as fracturas, falhas ou diáclases são vazios divisionares. São importantes nas rochas cristalinas, uma vez que nestas constituema única forma de acumulação e circulação da água, pois sua porosidade eventual é desprezível.

Fig. 47 - Esquema representando o efeito da atracção molecular num sedimento fino e num sedimento grosseiro.

A água subterrânea escoa-se lentamente no subsolo, dos lugares mais altos para os mais baixos, desde que não encontre uma barreira impermeável.

Distribuição das águas subterrâneas. Num corte vesicular do lençol subterrâneo, verifica-se uma clara separação por zonas de água existente, reconhecendo-se (fig. 48 e 49) as seguintes zonas: aeração, capilar e saturada. Logo abaixo da superfície, no solo, situa-se a primeira zona, onde praticamente é inexistente água ocupando os vazios. Imediatamente abaixo, os vazios são ocupados apenas parcialmente. A profundidade dessa zona varia com as condições climáticas e topográficas. Separando esta segunda zona de outra adjacente há uma linha irregular chamada de superfície freática. Abaixo dessa superfície vem a zona chamada de saturada, onde os espaços estão inteiramente preenchidos por água. Esta zona de


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água subterrânea propriamente dita pode atingir profundidades superiores a 1.000 m. Quanto maior a profundidade, maior a pressão e menor a porosidade dos sedimentos e, consequentemente, menor a quantidade de água contida. Emgrandes profundidades, as fracturas encontram- se na maioria das vezes preenchidas por minerais secundários, diminuindo as possibilidades hídricas, principalmente nas rochas cristalinas. A porosidade média de um arenito está entre 25% e 45%. Na zona de saturação a água está emcontínuo movimento das partes altas do terreno para as partes baixas. O movimento é lento, e a superfície freática guarda uma distância variável da superfície do solo, emgeral equidistante ou paralela. A superfície freática está mais perto da superfície do terreno nas regiões mais húmidas e onde as rochas são pouco permeáveis. Nos terrenos de grande permeabilidade, em locais de estiagem prolongada, a superfície freática é mais profunda e menos paralela à superfície do terreno. No fundo dos vales, ou nos terrenos mais íngremes, a superfície freática se aproxima do solo. Quando as suas superfícies se interceptam, formam- se as fontes (Fig. 49 e 53).

Fig. 48  Distribuição da água em subsuperfície. Logo abaixo do solo, zona de aeração onde pode ocorrer água de infiltração. A zona seguinte (capilar) é ocupada apenas parcialmente pela água. Após a superfície freática, a zona de água subterrânea encontra-se saturada.

Superfície freática

Nascente

Poço

A quitardo Zona de A eração

Zona de Saturação

Nível freático principal

Fig. 49 - Diagrama il ustrando a posição relativa de muitos aspectos relacionados com as águas subterrâneas.


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Classificação das águas subterrâneas

Descarga de água subterrânea. Grandes quantidades de água subterrânea chegam à superfície, seja artificialmente, através de poços, seja por descarga natural (rios, lagos, nascentes, pântanos, etc.).

As formações geológicas que armazenam e permitem a circulação de água, de maneira que o homem a possa extrair em condições economicamente vendíveis, denominam-se aquíferos. Formações de areia e cascalho são, em geral, bons aquíferos, pois são altamente permeáveis. Os aquíferos podemser (Fig. 50):

Os poços são perfurações feitas pelo homem, a várias profundidades, no intuito de extrair água. O aquífero que fornece água para o poço pode estar ou não sob pressão, decorrendo daí dois tipos de poços: artesianos e não-artesianos.

¬

Aquífero cativo – aquífero limitado por camadas geológicas impermeáveis. Também se designa aquífero confinado ou artesiano. ¬ Aquífero livre  aquífero que se encontra em contacto directo com a atmosfera através dos poros de formações geológicas permeáveis. Também se designa aquífero não confinado.

Poços artesianos Eles ocorrem quando a água flúi em sentido ascendente, acima do nível que foi inicialmente encontrada, sem que seja necessário o seu bombeamento (Fig. 50).

O termo artesiano qualifica qualquer poço emque a água sobe acima do nível do aquífero penetrado. Dependendo da topografia ou de outra circunstâncias, em determinados poços a água poderá jorrar, enquanto emoutros o nível atinge as proximidades da superfície sem, contudo, fluir na superfície. Assim, é viável subdividir os poços artesianos emsurgentes e não-surgentes.

Aquitardos correspondem à formações geológicas que armazenam grande quantidade de água mas são pouco permeáveis e transmitem-na comgrande dificuldade.


Poço não-artesiano em aquífero livre Poço artesiano em aquífero confinado

Rocha impermeável Aquífero em arenitos Fig. 50 - Um aquífero artesiano forma-se onde uma camada inclinada de rocha permeável, tal como arenitos, encontra-se entre camadas de rochas impermeáveis, tal como argilas. A água ascende no poço artesiano sem ser bombeada. Uma mangueira com água porquê que um poço artesiano flúi espontaneamente.


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Poços sem pressão. Um aquífero não-confinado, isto é, sujeito a condições normais de pressão (pressão atmosférica), não apresenta condições de artesianismo. Nesses casos, o nível da água é o nível freático normal, de sorte que a extracção da água é feita por bombeamento, da mesma forma que nos poços artesianos não-surgentes.

52). Os canais de todos os rios permanentes interceptam o nível da superfície freática. Se o leito do rio for demasiado baixo para penetrar a superfície freática, a corrente será intermitente, secando rapidamente logo que tenha descarregado as águas das chuvas. O rio também será intermitente se o leito estiver abaixo do nível superior da superfície freática.

O bombeamento dos poços. Em regra geral, o bombeamento dos poços provoca uma descarga artificial que tende a rebaixar o lençol. Se o poço for continuamente bombeado e sua água removida com maior rapidez do que a recarga, o rebaixamento do lençol subterrâneo adquirirá a forma de umcone invertido centrado no poço. É o chamado cone de depressão (Fig. 51). A água nos poços vizinhos também será rebaixada, de modo que os efeitos poderão ser verificados em distâncias variáveis. O bombeamento simultâneo de vários poços vizinhos acarreta o desenvolvimento de vários cones, ocasionando um rebaixamento do nível da água emampla área.

Por vezes, o reservatório subterrâneo contribui para aumentar o volume da água do rio, o qual, nessas condições, chama-se efluente. Por outro lado, particularmente nos desertos ou em regiões semi- áridas, o rio contribui para o abastecimento do manancial subterrâneo, sendo então conhecido como nome de influente (Fig. 52). Fontes. Sempre que a superfície do solo intercepta a superfície da água subterrânea, forma-se uma fonte (Fig. 53). Elas podem ter diversas características (Fig. 54). Quando a água subterrânea descarrega sob a forma de fontes, estas situam-se geralmente, nas vertentes dos morros ou nos vales, ainda que possam aparecer emqualquer lugar, até mesmo debaixo do mar.

Alémde a descarga natural da água subterrânea alimentar muitos rios, pode resultar na formação de fontes de diversos tipos. Ao longo do litoral, a água subterrânea flúi directamente para o oceano. Ela também pode infiltrar-se nos solos baixos, dando origem a pântanos e lagoas. Por vezes, água enche as depressões dos terrenos que se encontram a níveis mais baixos do que o lençol subterrâneo, dando lugar à formação de lagos (fig. Poço

Tal como as águas de superfície, as fontes podem pingar ou sair emtorrentes. Emgeral, a água das fontes é muito mais límpida do que as águas naturais de superfície, pois, no seu movimento vagaroso, atravessa verdadeiros filtros Poço

Poço

Nível freático Original

Nível freático Cone de depressão

Nível freático rabaixado

Fig. 51 - (a) Um poço é perfurado no aquífero. (b) Um cone de depressão forma-se porque o bombeamento retira a água mais rapidamente do que a capacidade de recarga do aquífero. (c) Se o bombeamento continua extraindo água a mesma taxa o nível freático decai. ______________________

Compilado por Paulo Aguiar

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subterrâneos que a purificamde quase todos os sólidos. Tambémdifere das águas dos rios e dos lagos, por conter grandes percentagens de minerais dissolvidos. As fontes comgrandes quantidades de sais minerais são ditas águas minerais. Emrelação às águas superficiais, a águas das fontes temtendência para manter temperatura moderada e constante; todavia, as fontes são por vezes quentes, quando as águas estão emcontacto comalguma área de calor da crusta terrestre, área esta que pode ser de rochas vulcânicas em resfriamento ou, então, dever- se ao grau geotérmico, o qual indica um aumento na temperatura de cerca de 1ºC somado à temperatura média da área considerada. Nível freático Superfície terrestre Rio (ou lago) efluente

Rio (ou lago) influente

Nível freático Zona saturada Fig. 52 - (a) em clima húmido o nível freático situa-se acima do nível dos rios e a água subterrânea vaza nestes rios. (b) Um curso de água desértico situa-se acima do nível freático. A água vaza do fundo da corrente para recarregar o reservatório de água subterrânea em baixo.

Fig. 53 - Fonte.


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Arenito Superfície freática

Trabalho geológico das Águas Subterrâneas (Karstismo)

Nascente

O trabalho erosional primário realizado pelas águas subterrâneas é o de dissolução as rochas. O seu trabalho como agente de erosão realiza- se em rochas solúveis, especialmente os carbonatos. Estes carbonatos são insolúveis em água pura, mas são facilmente dissolvidos emágua contendo quantidades pequenas de ácido carbónico. A maior da água natural contémeste ácido fraco devido ao facto da água das chuvas dissolverem o dióxido de carbono do ar e das plantas. Por isso, quando a água subterrânea entra em contacto comos carbonatos, o ácido carbónico reage coma calcite (carbonato de cálcio) da rocha para formar o bicarbonato de cálcio, ummaterial solúvel que é carregado na solução.

Nível freático Camada xistosa impermeável Nascente

Nível freático principal

Cavernas A maior parte das cavernas são formadas em carbonatos ao mesmo nível ou abaixo da superfície freática quando a água subterrânea ácida dissolve as rochas ao longo das linhas de fraqueza, tal como juntas e planos de estratificação. As várias rochas de precipitação encontradas nas cavernas são denominadas por estalactites (no topo) e estalagmites ( na base).

Superfície terrestre Nascente

Isto é, nas regiões onde ocorrem rochas calcárias (regiões cársticas) são frequentes os canais subterrâneos formados por dissolução ou cavernas por onde circula a água, por vezes formando verdadeiros rios (Fig. 55). Quando o tecto de uma caverna desaba, forma dolinas (depressões no terreno).

Nascente

Caverna

. Fig. 54 - As fontes ou nascentes formam-se onde a superfície freática intersecta a superfície terrestre. Esta situação pode ocorrer onde (a) a superfície terrestre intersecta um contacto entre camadas de rochas permeável e impermeável; (b) uma camada de rocha impermeável ou argila “empoleirada” acima do nível freático principal; (c) a água flúi a partir de fracturas em sentido inverso as rochas impermeáveis do substrato; e (d) a agua flúi de cavernas para a superfície.

O


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Fig. … - Estalactites, estalagmites, e colunas formam-se quando a calcite precipita-se numa caverna carbonática.

Fig. … - Estalactites proeminentes (tecto) e estalagmites (base) numa caverna.

Fig. … - Caverna com estalactites, estalagmites e colunas


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Dolinas Rio mergulhando no subsolo

Dolina de Colapso


Fig. 55 - Desenvolvimento de um terreno cárstico. Durante o estágio inicial, a água subterrânea percola através dos carbonatos ao longo de juntas e planos de camadas. A actividade de solução cria e alarga as cavernas ao nível da superfície freática e abaixo. Desenvolvem-se dolinas e as águas superficais são afuniladas abaixo do solo. Com a passagem do tempo, as cavernas crescem tornando maiores e o número e tamanho das dolinas aumenta. Os colapsos das cavernas e a coalescência das dolinas formam depressões planas maiores. Eventualmente a actividade de dissolução pode remover a maior parte dos carbonatos da área, deixando somente restos isolados.

CARACTERÍSTICAS DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Composição química As águas subterrâneas são muito diferentes, de lugar para lugar, dependendo principalmente de factores gelógicos, tais como: Composição das rochas; Grau e tipo de alteração das rochas; Distância percorrida desde a zona de alimentação ao local de emergência; Profundidade a que circulamas águas; Gradiente geotérmico regional.

Alémdo H+ adquirido principalmente pela passagem das águas pela Atmosfera, os componentes inorgânicos mais comuns nas águas subterrâneas, são normalmente rotulados nas próprias embalagens comerciais:

• •

COMPONENTES MAIS VULGARES DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CATIÕES ANIÕES Cálcio (Ca++) Cloreto (Cl) Magnésio (Mg++) Sulfato (SO4)2 Sódio (Na+) Bicarbonato (HCO3) Potássio (K+) Carbonato (CO3)2 Silício (Si4+) Fluoreto (F) Ferro (Fe2+e Fe3+) Nitrato (NO3)

•

• •

Podemos ainda considerar factores humanos (antrópicos) condicionando a composição química das águas. Poderemos dizer que enquanto as rochas magmáticas e metamórficas fornecemágua com teor mineralógico relativamente baixo, as rochas sedimentares principalmente se ricas em evaporitos (sal-gema e gesso) fornecem águas muitas vezes impróprias para as actividades humanas. ______________________ Compilado por Paulo Aguiar

O teor emsais minerais habitualmente designado por resíduo seco permite classificar as águas emtrês grandes grupos: águas hipersalinas 1500 =R <3000 mg/l águas mesossalinas 100 =R <1500 mg/l águas hipossalinas R <100 mg/l • • •

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Para consumo humano a OMS recomenda valores aceitáveis para águas mineralizadas entre 500 e os 1500 mg/litro.

Tambémencontramos à disposição dos consumidores uma série de diferentes águas designadas por Águas de Mesa. Tratam-se de águas de baixa mineralização e não podemtomar a designação de águas minerais, mas no entanto são águas de elevada potabilidade e pureza bacteriológica. Estas águas são também designadas por Águas de Nascente ou Águas de Mesa.

Dureza Uma das características químicas das águas subterrâneas e que diz respeito ao teor de sais de Ca e Mg particularmente, e o teor de carbonatos e sulfatos. Podem dozear-se por qualquer método químico, sendo normalente designados por:

Por vezes as águas brotam à superfície a temperatura elevada. Quando a temperatura é superior pelo menos a 5ºC à temperatura ambiente, as águas passama designar-se por Termais.

DUREZA DAS ÁGUAS (GRAUS FRANCESES) GRAU DESIGNAÇÃO QUANTIDADES (mg/l) 1 Macias 0 - 50 2 Pouco macias 50 - 100 3 Dureza média 100 - 150 4 Duras 150 - 200 5 Muito duras 200 - 300 6 Inaproveitáveis +de 300

ESTUDOS HIDROGEOLÓGICOS A parte da geologia que estuda o armazenamento, circulação e distribuição das águas subterrâneas nas zonas de saturação denomina-se Hidrogeologia. Este estudo tem por objectivo conhecer as propriedades físicas e químicas da água, as suas interacções como meio, quer físico quer biológico, e as suas reacções à intervenção do Homem. Para proceder à determinação dos locais potencialmente favoráveis à ocorrência de aquíferos e calcular a sua disponibilidade, recorre-se aos conhecimentos: Características climáticas regionais; Flutuação do aquífero ao longo do tempo; Condições geológicas. A exploração é feita recorrendo a poços, furos e captações horizontais (designadas por minas).

A dureza das águas é umparâmetro condicionado pela natureza das formações atravessadas, principalmente calcários. Tem interesse conhecer a dureza da água, principalmente quando emuso industrial ou mesmo para consumo doméstico. Os sais são de baixa solubilidade, que facilmente precipitam e depositam-se nas canalizações e aparelhos domésticos...

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Para iniciar uma prospecção científica das águas subterrâneas, deve-se, muma primeira fase, recolher informações sobre: Condições climáticas necessárias a averiguação de alimentação do aquífero (recarga); Observação de poços e furos existentes.

ÁGUAS MINERAIS NATURAIS Quando a mineralização passa a ter interesse terapêutico, as águas passam a tomar a designação de Minerais Naturais.

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Existe umgrande número de nascentes minerais de composição química bastante variada. Algumas destas águas são exploradas e facilmente encontradas nos circuitos comerciais.

Depois passa-se para uma segunda fase: Conhecimento rigoroso da litologia; e estrutura geológica local e regional. • •

Neste caso recorre-se a meios geofísicos, tais como sismologia e métodos geo-eléctricos. ______________________ Compilado por Paulo Aguiar

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Geologia (3). Paulo Aguiar

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