Rochas sedimentares

Processos de formação de rochas sedimentares

A Terra apresenta uma geodinâmica interna e externa, isto é, é um planeta geologicamente activo.
A geodinâmica externa é alimentada pelo Sol. O calor solar fornece a energia suficiente para que ocorra o ciclo da água e consequentemente a alteração do relevo.
O motor da geodinâmica interna é o calor do interior da Terra, a geotermia, que acciona os movimentos de convecção e, consequentemente os movimentos das placas.
Na sequência desta dinâmica formam-se as rochas sedimentares, magmáticas e metamórficas, as quais se interrelacionam de forma dinâmica.
O ciclo das rochas mostra teoricamente a reciclagem das rochas à medida que elas se formam, se destroem e se transformam.
As rochas além de serem recursos minerais são testemunhos da dinâmica do planeta e por isso permitem estudar a história da Terra.
As rochas são associações de minerais compatíveis entre si e com as condições ambientais em que foram originadas, essencialmente de pressão e de temperatura.
As rochas sedimentares ocupam um pequeno volume da crosta da Terra mas ocupam uma grande área relativamente à superfície exposta
A génese das rochas metamórficas implica a formação de materiais que as vão constituir, a sedimentogénese e a evolução desses sedimentos, a diagénese.
A sedimentogénese envolve a meteorização, a erosão, o transporte e a sedimentação.
Os processos de meteorização alteram as características primárias das rochas, fragmentando-as, a erosão remove os materiais resultantes da meteorização.
A meteorização física ou mecânica inclui os vários processos que fragmentam a rocha em pedaços mais pequenos que não sofrem alterações na composição química comparativamente à rocha original.
Neste tipo de meteorização incluem-se processos como a acção da água, a acção do gelo, a acção do calor, a acção dos seres vivos, o crescimento de minerais e o alívio de pressão.
A alternância de períodos secos com períodos de forte humidade, resultantes da variação cíclica dos teores em água das rochas, originam aumento de volume e retracções, gerando tensões que conduzem à fracturação e, eventualmente, à desagregação do material rochoso. A própria acção da água da chuva sobre as rochas também contribui para a sua meteorização.
Por diminuição da temperatura, a água que penetra nas fracturas e nos poros da rocha pode gelar, aumenta de volume e exerce forças que aumentam as fissuras já existentes, ou originam novas fissuras, contribuindo para a desagregação da rocha.
Quanto mais fendas e cavidades cheias de água existirem, maior será a fragmentação causada pelo gelo. Por isso rochas porosas e fissuradas desagregam-se com mais facilidade.
Em regiões com forte amplitude térmica diária, por exemplo os desertos, esta variação implica uma alteração do volume das rochas. Um aumento de temperatura implica dilatação e um arrefecimento implica contracção. Este movimento sistemático leva a uma grande fracturação das rochas com formação de materiais soltos.
A implantação das sementes nas fracturas de rochas porosas e com fraca resistência pode contribuir para a desagregação das mesmas. As suas raízes são responsáveis pelo alargamento das fendas pré-existentes, com consequente separação dos blocos rochosos.
Os ventos fazem balançar as árvores obrigam ao alargamento das fendas das rochas onde estão implementadas, facilitando a acção de outros agentes erosivos.
Certos animais como os texugos, coelhos e minhocas cavam tocas ou galerias que aumentam o grau de desagregação da rocha ou expõem a outros agentes de meteorização.
A água que existe nas fracturas e poros das rochas contém sais dissolvidos que podem precipitar e iniciar o seu crescimento ou haloclastia, exercendo uma força expansiva, que contribui para uma maior desagregação da rocha. Nas zonas costeiras o crescimento da halite é um exemplo deste processo.
A redução da pressão sobre uma massa rochosa pode causar a sua expansão e posterior fragmentação. As rochas formadas a grande profundidade como as magmáticas plutónicas, quando são aliviadas do peso das rochas suprajacentes, expandem, fracturam e formam diáclases.
Por vezes, este alívio de pressão provoca o aparecimento de camadas concêntricas de capas semelhantes a escamas de cebola, designando-se por disjunção esferoidal.
Na meteorização química ocorre alteração da composição química e na composição mineralógica. Este processo é tanto mais intenso quanto maior for o estado de desagregação física das rochas. A meteorização química inclui diversas reacções químicas que ocorrem com mais facilidade na presença de água e do ar atmosférico.
Na dissolução ocorre a reacção dos minerais com água ou com um ácido, e ficam dissolvidos numa solução. Na hidratação ocorre a combinação química de minerais com a água e na desidratação ocorre a remoção da água dos minerais. No caso da hidratação ocorre um aumento de volume que facilita a desintegração das rochas por acção da hidrólise. Nesta reacção os catiões da estrutura de um mineral são substituídos pelos iões de hidrogénio. A oxidação é um processo pelo qual ocorre a perda de electrões e a redução ocorre ganho de electrões e por isso são processos que estão ligados entre si.
Todos os seres vivos, em resultados de processos metabólicos, produzem fluidos que podem provocar reacções químicas quando em contacto com sãs rochas. É uma meteorização química-biológica.
O granito é uma rocha magmática, plutónica, muito comum no nosso país. O seu afloramento pode ocorrer devido aos movimentos da crosta ou à remoção das camadas suprajacentes. O granito fica exposto a condições de pressão e de temperatura diferentes daquelas em foi gerado. Os minerais que o constituem alteram-se devido às novas condições ambientais. Os maciços graníticos apresentam diáclases, que são superfícies de fractura provocadas pelas tensões internas da crosta ou devido à descompressão. A rede de diáclases favorece a alteração da rocha, pois as zonas dos bordos dos blocos aproximadamente paralelepipedicos, tornam-se mais frágeis. Nestas zonas mais expostas os minerais perdem a coesão e desintegram-se gradualmente, convertendo-se em areia grosseira que será arrastada pelas águas de escorrência. Esta arenização leva à formação de blocos arredondados pois os vértices desaparecem. Formam bolas amontoadas formando uma paisagem, o caos de blocos. O granito é constituído por quartzo, feldspatos e micas. O quartzo mantém-se durante a meteorização pois é um mineral muito duro e por isso resistente à meteorização. As micas e os feldspatos desaparecem sucessivamente e dão origem a óxidos de ferro e a minerais de argila.
Após a meteorização ocorre a erosão, processo pelo qual os agentes erosivos, principalmente a água e o vento arrancam e separam os fragmentos da rocha-mãe. As águas das chuvas são responsáveis pela formação de sulcos profundos nos solos, as ravinas. As águas da chuva também podem remover o solo em torno de rochas enquanto que o que fica por baixo da rocha está protegido e endurece, formando estruturas que se designam chaminés de fadas.
A acção erosiva do vento consiste na remoção de partículas deixando a descoberto a rocha que fica sujeita à meteorização, e esta partículas movimentadas pelo vento podem desgastar as rochas, agindo como se fossem lixas, preferencialmente ao nível do solo, podendo originar estruturas pedunculadas.
Geralmente os materiais resultantes da meteorização não permanecem no local de formação. A força exercida pelos agentes erosivos é suficiente para iniciar o transporte desses materiais. Os agentes de transporte mais importantes são a água, a gravidade terrestre e o vento. O transporte pelo vento pode realizar-se por suspensão, por saltação e por deslizamento. A força exercida pela aceleração da gravidade faz com que os materiais se soltem e deslizem das zonas mais altas para as zonas mais baixas. A água é o principal agente de transporte dos materiais removidos. O transporte efectuado pela água dá-se preferencialmente nos estados sólido, gelo dos glaciares, e líquido, águas selvagens, torrentes, rios, lagos, águas subterrâneas e mares. Durante o transporte os detritos experimentam arredondamento devido aos choques entre eles e ao atrito com as rochas da superfície, e experimentam granotriagem pois as partículas são seleccionadas e separadas de acordo com o tamanho, a forma e a densidade. Um sedimento é bem calibrado quando os detritos têm aproximadamente o mesmo tamanho.
Em locais onde a acção dos agentes de erosão e transporte se anula ocorre a deposição dos materiais, a sedimentação. Para além dos detritos também se podem depositar novos minerais resultantes da meteorização química, minerais de precipitação das substâncias em solução e matéria orgânica, como as plantas mortas. A deposição pode ocorrer no interior dos continentes (ex: lagos, rios), nos limites continente-oceano (ex:praias, deltas) e nos oceanos (ex: plataforma continental, planície abissal).
Os sedimentos podem ser detríticos ou clastos resultantes da alteração de outras rochas, sedimentos de origem química, resultantes da precipitação de substâncias dissolvidas na água e sedimentos biogénicos, compostos por restos de seres vivos ou produtos resultantes da sua actividade.
A deposição dá-se segundo camadas sobrepostas, horizontais e paralelas que se denominam os estratos e distinguem-se pela cor, pela composição ou pela granularidade. As superfícies que separam diferentes estratos chamam-se juntas de estratificação. O estrato que recobre um determinado estrato em estufa chama-se tecto e o que fica por baixo é o muro. Por vezes a estratificação é entrecruzada o que revela um a variação na intensidade e /ou na direcção do agente de transporte.
A diagénese é o conjunto de fenómenos físicos e químicos que transforma os sedimentos móveis em rochas sedimentares consolidadas. Envolve a compactação e desidratação, a cimentação e a recristalização.
Na compactação vai ocorrendo a deposição, os sedimentos são sucessivamente comprimidos por acção dos novos sedimentos que sobre eles se vão depositando. Os materiais subjacentes são sujeitos a um aumento da pressão crescente, o que provoca a expulsão da água que existe entre eles (desidratação) e a diminuição da porosidade, com consequente diminuição do seu volume. A rocha torna-se mais compacta e densa.
Entre os espaços dos diferentes sedimentos pode ocorrer a precipitação de substâncias químicas dissolvidas na água, tais como a sílica, o carbonato de cálcio e os óxidos de ferro formando um cimento. Quando os sedimentos são muito finos, os poros são muito pequenos para a circulação de água. A consolidação é apenas devida à compactação. Noutras situações, nos espaços entre os sedimentos de maiores dimensões depositam-se partículas muito finas transportadas pela água, formando uma matriz que liga os materiais.
Pode também ocorrer a recristalização, pois alguns minerais alteram as suas estruturas cristalinas.