Meteorização

É o conjunto de processos físicos e químicos que levam à decomposição ou desintegração de rochas e solos.

De um modo geral, a meteorização ocorre com uma lentidão extraordinária e a duração da vida humana não é suficientemente longa para que se consiga acompanhar e observar na Natureza esse fenómeno.

É importante distinguir os conceitos de meteorização e de erosão. Os processos de meteorização alteram as características primárias das rochas; a erosão corresponde ao conjunto de processos físicos, que permitem remover os materiais resultantes da meteorização. A meteorização ajuda a fragmentar as rochas em pequenas porções, que, posteriormente serão erodidas.

 Em resumo, a meteorização é o fenómeno natural a que estão sujeitos todos os materiais geológicos quando expostos à ação combinada da atmosfera, da hidrosfera, da biosfera e da antroposfera, ocorrendo de forma permanente em toda a superfície terrestre.

Tipos de meteorização

Existem dois tipos de Meteorização: Meteorização Física/Mecânica eMeteorização Química.

METEORIZAÇÃO QUÍMICA

A meteorização química resulta de reações químicas entre os minerais das rochas, o ar e a água, verificando-se assim uma alteração quer na composição química quer na composição mineralógica; alguns minerais são destruídos e outros são formados com estruturas cristalinas mais estáveis nas condições que dominam na superfície terrestre.

As reações mais típicas da meteorização química são as seguintes:

-Oxidação/Redução

Os processos de oxidação e de redução estão ligados entre si: a oxidação não ocorre sem a redução e vice-versa. A oxidação é o processo pelo qual um átomo ou um ião perde electrões; na redução ocorre um ganho de electrões.

Este processo é especialmente importante na meteorização de minerais, com teores de ferro elevados.

O processo que leva à formação da ferrugem, substância de cor vermelha acastanhada é o resultado da transformação do Fe²⁺ em Fe³⁺

4FeO+O₂→2Fe₂O₃

Outros exemplos são a transformação da pirite em hematite e da piroxena em limonite.

4FeS₂+3O₂→2Fe₂O₃+8S

(pirite)            (hematite)

2(Fe²⁺)₂Si₂O₆+O₂+14H₂O→4Fe³⁺(OH)₃+4H₄SiO₄

  (piroxena)                            (limonite)

-Hidrólise

A hidrólise é uma reação química lenta e especifica definida como sendo uma substituição dos catiões da estrutura de um mineral pelos iões de hidrogénio. Estes iões podem vir a da água ou de um ácido. Esta reação de substituição iónica leva à formação de novos e diferentes minerais ou à completa desintegração do mineral original.

Os minerais, como por exemplo a olivina e a piroxena são totalmente desintegrados.

Mg₂SiO₄+4H⁺→2Mg²⁺+H₄SiO₄

(olivina)

CaMgSi₂O₆+4H⁺+2H₂O→Ca⁺+Mg²⁺+2H₄SiO₄

(piroxena)

Os minerais especialmente os feldspatos dissolvem-se parcialmente produzindo sílica dissolvida e minerais de argila.

2KASi₃O₈+H₂CO₃+H₂O→K₂CO₃+Al₂Si₂O₅(OH)₄+4SiO₂

(feldspato)                                          (argila)

-Dissolução

Processo de meteorização, no qual ocorre a reação dos minerais com a água ou com um ácido. A ligação entre os diferentes iões é quebrada e os iões ficam dissolvidos numa solução.

A halite é um mineral extremamente solúvel, quando comparado com o quartzo. Ao colocar halite na água obtemos água salgada com iões de sódio e cloro dissolvidos.

NaCl+H₂O→Na⁺+Cl^-

(halite)

-Hidratação/Desidratação

Este processo de meteorização envolve a combinação química de minerais com a água (hidratação) ou com a sua remoção de outros (desidratação). No caso da desidratação, ocorre um aumento de volume que facilita a desintegração das rochas por ação da hidrólise.

Hidratação da hematite para formar limonite.

Fe₂O₃+3H₂O→2Fe(OH)₃

(hematite)       (limonite)

Desidratação do gesso para formar anidrite.

CaSO₄.2H₂O→CaSO₄+2H₂O

(gesso)          (anidrite)

Reflexão:

Esta meteorização pode ocorrer de duas maneiras distintas.

-Os minerais são dissolvidos completamente, a exemplo da calcite ou halite, e, posteriormente, podem precipitar formando os mesmos minerais.

-Os minerais são alterados, a exemplo dos feldspatos e micas, e, posteriormente, formam os novos minerais, especialmente, minerais de argila.

Estas reações ocorrem mais facilmente na presença da água e do ar atmosférico.

Meteorização Física/Mecânica

A meteorização física/mecânica inclui os diversos processos que fragmentam a rocha em pedaços cada vez mais pequenos sem que, no entanto, ocorram transformações químicas que alterem a sua composição, neste tipo de meteorização incluem-se processos, tais como a ação da água, a ação do gelo, a ação do calor, a ação dos seres vivos, o crescimento de minerais e o alívio de pressão.

Os mais importantes tipos de meteorização mecânica são:

-Meteorização por alívio de pressão

 A redução de pressão sobre uma massa rochosa pode causar a sua expansão e posterior fragmentação. As rochas que se formam em profundidade sob grande pressão, a exemplo das rochas 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 capas algo semelhante a escamas de cebola, este processo designa-se por disjunção esferoidal.

 -Meteorização pela ação do gelo ou Crioclastia

Por diminuição da temperatura a água que penetra nas fracturas e nos poros da rocha, pode gelar. A água ao mudar de estado líquido para o estado sólido expande-se e o seu acréscimo de volume exerce forças que aumentam as fissuras já existentes ou originam novas fissuras, contribuindo, deste modo para a desagregação da rocha.

-Meteorização pela ação do calor ou termoclastia

Todos os corpos sofrem variações no seu volume provocadas por variações de temperatura. As rochas são constituídas por minerais diferentes, que se comportam de modo diferenciado quando expostos a variações de temperaturas.

 Em regiões com fortes amplitudes térmicas diárias, a exemplo do que ocorre nos desertos quentes e secos, onde a temperatura pode oscilar entre os 40ºC positivos e os 20ºC negativos, esta variação, por vezes muito brusca, implica uma variação do volume das rochas. Um aumento de temperatura implica dilatação; um arrefecimento implica a contração. Este movimento sistemático, provocado por grandes amplitudes térmicas, leva a uma grande fracturação das rochas com a formação de materiais soltos.

-Ação da atividade biológica/seres vivos

As sementes germinam em fendas das rochas, originando plantas cujas raízes se instalam nessas fendas, abrindo-as cada vez mais e contribuem assim para a separação dos blocos. Também os ventos, fazendo balançarem as árvores que levam ao alargamento das fendas das rochas onde estão implementadas, facilitando, desta forma, a ação de outros agentes de alteração.

Por vezes certos animais como coelhos, texugos, minhocas e formigas também são responsáveis pela desagregação da rocha, ao cavar tocas ou galerias que aumentam o grau de degradação da rocha ou expõem, ainda mais, as rochas a outros agentes de meteorização.

-O Vento

A projeção de areias finas sobre os blocos rochosos intensifica a fragmentação da rocha, funcionando como uma lixa.

-Crescimento de minerais ou haloclastia

Por vezes, a água que existe nas fracturas e poros das rochas contém sais dissolvidos, que podem precipitar e iniciar o seu crescimento exercendo, assim, uma força expansiva, que contribui para uma maior desagregação das rochas. Um exemplo que ocorre nas áreas costeiras é o crescimento de cristais do mineral halite.

-Ação da água

A água constitui o mais importante factor de alteração das rochas. A alternância de períodos secos com períodos de forte humidade, resultantes da variação cíclica dos teores de água das rochas, originam aumentos de volume e retrações, gerando tensões que conduzem à fracturação e, eventualmente, à desagregação do material rochoso. A própria ação da água da chuva sobre as rochas também contribui para a sua meteorização.

-Ação da água do mar

O impacto das ondas sobre as arribas é o principal responsável pela fragmentação destas.

“Água mole em pedra dura tanto dá até que fura.”

Reflexão:

A meteorização física/mecânica pode resultar de vários factores, verifica-se desde já que a água desempenha um papel muito importante a este nível, pois pode provocar a expansão das fracturas contribuindo para a desagregação da rocha. Pode-se também concluir que as rochas que sofrem meteorização física aceleram a meteorização química!

Depois de visitar o local e de ter lido toda esta informação para logar esta Earthcache só tem de responder às seguintes questões…

1-        Qual a orientação da fractura na rocha(exemplo: Sul, Este…)? 

2-        Qual a altitude aproximada no ponto zero?

3-        Qual o tipo de árvore que predomina no local nome pelo qual é conhecido e em latim?

4-        Que tipo de meteorização terá sofrido a rocha e por ação de que? 

     5-        Qual o Percurso Pedrestre que passa no local da cache e o seu nome?

[EN]

Weathering

Weathering is the set of physical and chemical processes that lead to decay or disintegration of rocks and soils.

In General, the weathering occurs with an extraordinary pace and duration of human life is not long enough to be able to monitor and observe in nature this phenomenon.

It is important to distinguish the concepts of weathering and erosion. The processes of weathering alter the primary characteristics of the rocks; erosion is the set of physical processes, which allow you to remove the materials resulting from weathering. The weathering helps fragment rocks in small portions, which subsequently will be eroded. 

In summary, the weathering is the natural phenomenon to which they are subject all geological materials when exposed to the combined action of the atmosphere, hydrosphere, biosphere and permanently antroposfera, occurring throughout the Earth's surface.

Types of weathering

There are two types of Weathering: Physical/mechanical Weathering and Chemical Weathering

CHEMICAL WEATHERING

The chemical weathering results from chemical reactions between minerals of the rocks, air and water, so a change in chemical composition both in mineralogical composition; some minerals are destroyed and others are formed with crystal structures more stable under the conditions that dominate in the Earth's surface.

The most typical chemical weathering reactions are as follows:

-Oxidation/Reduction

Processes of oxidation and reduction are linked together: the oxidation does not occur without the reduction and vice versa. Oxidation is the process by which an atom or an ion loses electrons; the reduction occurs a gain of electrons.

This process is especially important in weathering of minerals with high iron levels.  

The process that leads to the formation of rust, brownish red color of substance is the result of the transformation of Fe²⁺ in Fe³⁺

4FeO+O₂→2Fe₂O₃

Other examples are the transformation of pyrite in hematite and limonite in pyroxene

4FeS₂+3O₂→2Fe₂O₃+8S

(pirite)            (hematite)

2(Fe²⁺)₂Si₂O₆+O₂+14H₂O→4Fe³⁺(OH)₃+4H₄SiO₄

  (piroxena)                            (limonite)

-Hydrolysis

Hydrolysis is a chemical reaction slow and specifies defined as being a replacement of the cations of the structure of a mineral by hydrogen ions. These ions can come to the water or an acid. This ion replacement reaction leads to the formation of new and different minerals or the complete disintegration of the original mineral.  

Minerals such as olivine and pyroxene are totally disintegrated.

Mg₂SiO₄+4H⁺→2Mg²⁺+H₄SiO₄

(olivina)

CaMgSi₂O₆+4H⁺+2H₂O→Ca⁺+Mg²⁺+2H₄SiO₄

(piroxena)

Especially the feldspar minerals dissolve partially producing silica dissolved and clay minerals.

2KASi₃O₈+H₂CO₃+H₂O→K₂CO₃+Al₂Si₂O₅(OH)₄+4SiO₂

(feldspato)                                          (argila)

-Dissolution

Weathering process in which occurs the reaction of minerals with water or with an acid. The link between the different ions is broken and the ions are dissolved in a solution.

The halite is a mineral very soluble when compared with the Quartz. By placing then in water we get salt water with sodium ions and dissolved chlorine.

NaCl+H₂O→Na⁺+Cl^-

(halite)

-Hydration/Dehydration

This process of weathering involves the chemical combination of minerals with water (hydration) or with your removal of other (dehydration). In the case of dehydration occurs an increase in volume which facilitates the disintegration of rocks by hydrolysis. 

The hydration to form hematite limonite.

Fe₂O₃+3H₂O→2Fe(OH)₃

(hematite)       (limonite)

Dehydration of gypsum to form anhydrite.

CaSO₄.2H₂O→CaSO₄+2H₂O

(gesso)          (anidrite)

Reflection:

This weathering may occur in two different ways.

-Minerals are dissolved completely, the example of calcite or halite, and later, can precipitate to form the same minerals. 

-Minerals are changed, the example of feldspars and micas, and subsequently formed the new minerals, especially clay minerals.

These reactions occur more readily in the presence of water and atmospheric air.

Mechanic/Physical weathering

Weathering the mechanics/physical includes the various processes that break down the rock in pieces increasingly small without, however, chemical transformations occur that alter its composition, in this type of weathering include processes, such as the action of water, the action of ice, the heat of action, the action of living beings, the growth of minerals and the relief of pressure.

The most important types of mechanical weathering are:

-Weathering by reducing pressure

Relief of pressure on a rocky mass can cause your expansion and fragmentation. The rocks which form in depth under great pressure, the example of magmatic rocks are alleviated plutonic, when the weights of the rocks, overlying, expand and fracture diaclasesform this.

Sometimes causes pressure relief covers the emergence of something similar to onion skins, this process is called spheroidal disjunction.

-Weathering by ice action or Crioclastia

By decreasing the temperature of water that penetrates the fractures and the pores of the rock, can freeze. The water to change from liquid to solid state expands and its volume increase exerts forces that increase the existing cracks or cause new cracks, thus contributing to the breakdown of rock. 

-Weathering by heat or termoclastia

All bodies suffer variations in volume caused by temperature variations. The rocks are composed of different minerals, which behave differently when exposed to temperature variations.

 In regions with strong daily thermal amplitudes, the example of what occurs in the deserts hot and dry, where the temperature can fluctuate between 40º C positive and 20 negative C, this variation, sometimes very sudden, implies a volume change of rocks. An increase in temperature implies dilatation; a cooling implies contraction. This systematic movement caused by large thermal amplitudes, leads to a great fracturing of the rocks with the formation of loose materials.

-Action of biological activity/living beings

The seeds germinate in crevices of rocks, causing plants whose roots sit in these cracks, opening the increasingly and thus contribute to the separation of blocks. Also the winds, making swing the trees that lead to widening the crevices of the rocks where they are implemented, thus facilitate the action of other agents of change.

Sometimes certain animals such as rabbits, badgers, earthworms and ants are also responsible for the breakdown of rock by digging burrows or galleries that increase the degree of degradation of rock or expose even more the rocks the other weathering agents.

 -The Wind

The projection of fine sand on the Rocky blocks of rock fragmentation intensifies, functioning as sandpaper.

-Growth of minerals or haloclastia

Sometimes the water that exists in fractures and pores of the rocks contains salts dissolved, can precipitate and start its growth thus exerting a force expansive, which contributes to increased breakdown of rocks. An example that occurs in coastal areas is the growth of crystals of the mineral halite.  

-Action water

Water is the most important factor of change of rocks. The alternation of periods dry with periods of strong moisture, resulting from the cyclic variation of the levels of water, rocks and volume increases stem retractions, generating tensions that lead to fracturing and, possibly, the breakdown of Rocky material. The action of rainwater on the rocks also contributes to its weathering.

 -Action of seawater

The impact of waves on the cliffs is the main responsible for the fragmentation of these.

 "Soft water in hard stone gives both until it sticks."

Reflection:

The physical/mechanical weathering can result from various factors, it appears that water plays a very important role at this level, because it can cause the expansion of fractures by contributing to the breakdown of rock. One can also conclude that the rocks they suffer physical weathering accelerate weathering chemistry!

After visiting the site and have read all this information to log this Earthcache only has to answer the following questions ...

1-Which the orientation of fracture in the rock (example: South, East, …)?

2-Sign in and what is the approximate elevation at zero point?

3-What type of tree that predominates on the site tell me the comum name and the latim name? 

4-What type of weathering have suffered the rock and by what (example:water,animals)? 

5- What is the route that passes in the place of the cache and what is name?