Voltando às origens…

Após um longo tempo afastado, estou de volta. Diversos afazeres nesses últimos tempos me afastaram do Geófagos e agora chegou a hora do retorno. Antes de voltar definitivamente resolvi dar uma olhada nos históricos de publicações do blog e, como já imaginava, percebi que nos útlimos tempos nos dedicamos, talvez demasiadamente, à “ciência do solo aplicada” e até outras ciências, sobretudo àquelas ligadas ao ambiente. Entretanto, pouco nos dedicamos à “ciência do solo básica”, extremamente importante para o entendimento de questões aplicadas e também um dos principais objetivos do Geófagos, que é o de divulgar a ciência do solo para outros segmentos sociais além da academia. Iniciarei, portanto, uma volta às origens, iniciando com posts relacionados à gênese dos solos, chegando, no final dessa saga, às principais classes de solos segundo o Sistema Brasileiro de classificação e suas principais características. Evidentemente, principal enfoque será dado aos solos comumente encontrados em ambientes tropicais úmidos e, sobretudo, naqueles predominantes no território brasileiro.
Os solos à muito deixaram de ser considerados apenas como um resultado de desgate de rochas. Desde a visão do geólogo russo Dokuchaev, no século XIX, que eles passaram a ser entendidos como um corpo natural, com propriedades próprias, resultados de interações entre as diversas esferas do planeta (geosfera, biosfera, atmosfera, a própria pedosfera, etc…) através do tempo. Comumente considera-se como fatores de formação dos solos o material de origem, clima, organismos, relevo e tempo. A interação desses fatores determina os processos gerais de formação e, a predominância de um ou mais processos gerais, determina os processos específicos que deram origem a determinado tipo de solo.
O próximo post será dedicado a conceituar gênese do solo, enfocar a importância do seu estudo e exemplificar maneiras de estudá-la. Posteriormente, detalhamentos desses fatores e processos serão dados em outros posts.
Até a próxima…

Minerais de argila de solos tropicais intemperizados

Por estar em região tropical com raras ocorrências de fenômenos naturais catastróficos como terremotos, glaciações ou vulcanismo há um período longo de tempo, as condições ambientais brasileiras favoreceram o desenvolvimento, em grande parte do território nacional, de solos bem desenvolvidos em cuja fração argila predominam minerais secundários típicos de intensos processos de intemperismo, principalmente minerais de argila do tipo 1:1 (grupo da caulinita) e óxidos de ferro e alumínio, considerados como produtos finais do intemperismo químico e altamente resistentes à dissolução ulterior.
Os minerais de argila do tipo 1:1 (lê-se um para um) caracterizam-se por possuir uma unidade cristalográfica contendo uma camada de tetraedros de silício e oxigênio e uma camada de octaedros de alumínio (ou magnésio) e hidroxilas:
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Estas unidades cristalográficas empilham-se em camadas não expansivas devido às ligações de hidrogênio formadas entre a camada de tetraedros de sílica de uma unidade e uma de octaedros de outra unidade cristalográfica. A pouca ou nula expansividade da caulinita é a causa da baixa superfície específica deste mineral de argila.
Como há pouca substituição do átomo central tanto nos tetraedros quanto nos octaedros (pequena substituição isomórfica), há pouco desbalanço de cargas, gerando poucas cargas negativas, ou em jargão técnico, pequena capacidade de troca catiônica (CTC), o que significa que os solos em que predominam os minerais de argila do grupo das caulinitas têm pouca capacidade de reter elementos nutrientes catiônicos – daí a baixa fertilidade de solos tropicais muito intemperizados, como os Latossolos do Cerrado e da Amazônia.
Os óxidos de ferro (hematita e goethita, principalmente) e alumínio (principalmente gibbsita), à semelhança dos argilominerais 1:1, têm baixa CTC e contribuem pouquíssimo na retenção de nutrientes no solo. As cores avermelhadas e amareladas de boa parte dos solos brasileiros são conferidas pela presença, em quantidades variáveis, dos óxidos de ferro hematita e goethita, respectivamente. A hematita é mais comum em ambientes menos húmidos e pobres em matéria orgânica. A goethita, por outro lado, forma-se preferencialmente em ambientes mais úmidos, de drenagem mais fraca, e mais ricos em matéria orgânica do solo.

Origem dos Murundus: uma questão em aberto!

Os Murundus são geoformas (formas do terreno ou unidades do relevo) encontradas em diversas áreas do território brasileiro, bem como na África (sabendo-se que os da África possuem dimensões muito maiores). Segundo o Dicionário Aurélio, murundu significa montículo, morrote, outeiro. Trata-se de pequenas elevações do terreno, cujo formato tem a semelhança de uma seção esférica ou meia laranja, com variada convexidade, cujas configurações podem variar de arredondadas a elípticas. Geralmente não passam de três metros de altura. A maioria possui menos de dois metros. Segundo alguns autores, sua base pode atingir até 15 metros de diâmetro. Ocorrem de forma abundante em determinadas áreas, formando campos de murundus.
Para quem nunca viu, ou notou, um ambiente desses, o aspecto da área é semelhante àquele que se tem quando se observa à distância uma área de aterros, comuns nas obras de engenharia civil, em que os caminhões depositam suas cargas em uma sequência de vários montículos de terra. A imagem é mais ou menos essa.
A gênese dos murundus é um objeto de discussão na Ciência do Solo, pois ainda não há um consenso a esse respeito. Simplificadamente, a questão é a seguinte:
Alguns autores defendem a origem predominantemente geomorfológica dos murundus, portanto seriam relevos residuais, ou seja, a dissecação (erosão) diferencial do terreno seria a sua principal causa. A erosão diferencial, em linhas gerais, é aquela que, em uma unidade de área, remove preferencialmente determinadas seções da superfície de forma mais acentuada, deixando outras para trás. Ou seja, rebaixa o nível do terreno de forma desigual, deixando alguns “núcleos” que formam os morros da paisagem que vemos.
Outros autores defendem a origem biológica, que seria promovida pela mesofauna, principalmente pelos térmitas (cupins), de forma geralmente cumulativa, um ninho sobre o outro, com alguma contribuição indireta da fauna de predadores desses organismos. Assim, os montículos seriam ninhos abandonados (fósseis) de térmitas, bem como grandes termiteiros ainda ativos que podem ser observados em alguns casos. Ambos oferecendo alguma resistência aos processos erosivos de superfície.
Os defensores da origem geomorfológica argumentam que, em algumas áreas, principalmente nas vertentes de vales, não existem evidências de ação da mesofauna, como canais ou restos da estrutura dos ninhos de térmitas. A morfologia interna dos montículos em tais áreas se assemelha àquela dos Latossolos. Além disso, os murundus tendem a ter uma concordância de topos, isto significa que suas partes mais elevadas têm alturas mais ou menos concordantes, sugerindo uma superfície regular que sofreu erosão diferencial.
Os defensores da origem biológica argumentam que, em muitos casos, principalmente em depressões fechadas, existem evidências da ação biológica da mesofauna, justamente canais e restos da estrutura de termiteiros. O interior desses murundus apresenta uma organização estrutural característica dos ninhos de térmitas. Além do fato de que podemos encontrar montículos com termiteiros ainda ativos. Tais autores apontam, entre outros argumentos contrários à origem geomorfológica, que sob uma dinâmica de erosão diferencial tais elevações deveriam ser, preferencialmente, mais alongadas no sentido da declividade do terreno e aqueles murundus das partes mais elevadas deveriam ser menores do que os das cotas mais baixas, o que não parece ser o caso, principalmente o fato de que a hipótese geomorfológica não explica a ocorrência de murundus em depressões fechadas.
Até prova em contrário, parece-me mais plausível a origem biológica. Pois, mesmo naqueles casos em que não há evidências da ação biológica, onde a estrutura interna dos murundus assemelha-se à dos Latossolos, acredito que não podemos descartar a ação dos térmitas. Neste caso, a ausência de evidência não implica necessariamente em evidência de ausência. O ambiente, favorável à gênese dos Latossolos, pode ter favorecido a latolização daquela unidade do relevo “apagando” as evidências da ação biológica. Neste sentido, seria interessante datar as diversas áreas, observar se há diferenças de idade geológica, diferenças paleoclimáticas, diferenças ou semelhanças na micromorfologia e outras razões que poderiam promover a evolução diferencial de pedogênese entre elas, ou seja, fazendo com que em alguns murundus, mais envelhecidos, não existam mais vestígios da ação biológica. É apenas uma especulação.
Aos interessados, isso dá uma boa tese de doutorado. Embora já existam alguns trabalhos tratando do assunto, a dúvida ainda persiste.

Depois da Serra do Cipó: Ensaio Sobre a Pedogênese

Sobre minhas “andanças” pela Serra do Cipó, durante os trabalhos de doutorado, já publicamos algumas coisas aqui no Geófagos, como esta aqui, que no geral trata das adaptações daquela vegetação a ambientes oligotróficos.
A Serra do Cipó tem muito a nos revelar e ensinar. Durante os trabalhos que realizamos lá, tive a oportunidade de encontrar algumas referências práticas interessantes sobre a pedogênese. Coisas que eu ainda não havia encontrado nos livros.
Há um entendimento de que os Latossolos, em geral, são uma espécie de “ápice da pedogênese”. No caso dos Latossolos do Domínio dos Mares de Morros, por exemplo, trata-se de solos bastante intemperizados (daí o seu nome), envelhecidos, oxídicos, profundos, muito lixiviados, com baixa capacidade de troca de cátions, baixos teores de minerais primários facilmente intemperizáveis e etc. Ou seja, são solos submetidos a intensos processos de intemperismo.
Mas é preciso ter cuidado com esta afirmativa. Se fossem mantidas as condições climáticas atuais ad aeternum, os Latossolos seriam realmente uma espécie de “ápice da pedogênese” neste sistema. Acontece que, considerando o tempo geológico, o clima da Terra é cíclico. Ora mais seco, ora mais úmido; ora mais frio, ora mais quente (independentemente das ações e vontades do Homo sapiens). Some-se a isso a deriva continental, o movimento de placas tectônicas e a orogênese. Portanto, os Latossolos, ainda que sejam relativamente pobres do ponto de vista químico, têm muito a perder. Dentre outros elementos, podemos citar coisas muito importantes como as argilas. Sob condições de umidade excessiva e em fluxo contínuo (entrada e saída de água) promove-se, dentre outras coisas, o aumento da acidez no sistema e a destruição das argilas. E aí o solo “se desfaz” sobre si mesmo. O limite final desse processo é muito bem exemplificado pelos Espodossolos da Amazônia, na região do Rio Negro.
Quando as argilas são destruídas, sobra o que ainda resiste ao intemperismo, ou seja, o Quartzo, as areias que caracterizam os Neossolos Quartzarênicos e os Espodossolos. Portanto, em determinadas circunstâncias, os Espodossolos podem ser considerados também como ápice da pedogênese, em ambientes de solos submetidos a processos intensos (extremos) de intemperismo. O que leva a uma observação interessante: a primeira idéia, intuitiva, que temos do intemperismo é de sua ação sobre um substrato primário, geralmente uma rocha ou saprolito, promovendo a gênese de um solo. No caso em questão, que aqui coloco, o “substrato” é um solo, um Latossolo por exemplo, que será destruído pelos processos de intemperismo, promovendo a gênese de outro, o Espodossolo.
Alguém pode questionar esta afirmativa, argumentando que podemos encontrar Espodossolos formados por processos pedogenéticos diretos, a partir do intemperismo de rochas como o Quartzito e, portanto, são solos cronologicamente jovens quando comparados aos Latossolos dos Mares de Morros, ou pelo menos contemporâneos destes. Correto! Um bom exemplo deste fato foi encontrado por nós na Serra do Cipó. É bom lembrar também que a “velhice” no caso dos solos não é necessariamente cronológica, ela está ligada principalmente à intensidade dos processos de intemperismo aos quais o sistema foi submetido. Portanto, é preferível a expressão “solo envelhecido” no lugar de “solo velho”.
A Serra do Cipó é uma cadeia montanhosa, que pertence à seção meridional-sul da Serra do Espinhaço, cuja matriz geológica é formada principalmente de Quartzito. Este Quartzito é, por sua vez, resultante do metamorfismo de arenitos que se formaram no Proterozóico (cerca de 2 bilhões de anos atrás). Estes arenitos foram formados por acumulações de areias marinhas, ou seja, as areias que se acumularam ali eram (são) o resultado final de processos de intemperismo anteriores. Em outras palavras, aquele sistema está produzindo solos das sobras do passado, areias (Quartzo) que restaram dos processos de intemperismo de tempos anteriores a 2 bilhões de anos.
Portanto, os Espodossolos da Serra do Cipó são solos cronologicamente jovens, mas já nasceram envelhecidos em razão de seu material de origem, o Quartzito, que foi arenito, que foi areia sedimentada, que por sua vez foi o produto final do intemperismo anterior. E, para finalizar, lembremo-nos de que mesmo a areia pura ainda tem o que perder, o seu próprio elemento constituinte, a sílica, que pode sair lentamente do sistema na forma de sílica solúvel. Então, no fim deste processo pode não sobrar nada? Depende! Mas parafraseando o saudoso e inesquecível “filósofo” Tim Maia, poderíamos dizer que, para o intemperismo, tudo é nada, e nada é tudo!

Ciência do Solo: Muito além de uma Ciência Agrária.

Em recente discussão, nós, autores do Geófagos, decidimos por uma “volta à fazenda”, conforme proposto pelo Ítalo. Trocando em miúdos, resolvemos voltar o foco para nossa origem, a Ciência do Solo. Para selar essa volta, acredito eu, não há nada melhor que um texto que introduza o leitor ao assunto, mostrando o quão abrangente é essa ciência e que, ao contrário do que costumeiramente se vê e entende, ela abrange uma gama de assuntos que se estendem muito além das Ciências Agrárias.
Piaget diz que a multidisciplinaridade se faz presente quando “a solução de um problema torna necessário obter informação de duas ou mais ciências ou setores do conhecimento sem que as disciplinas envolvidas no processo sejam elas mesmas modificadas ou enriquecidas”. Pois bem, acredito que a ciência do solo se enquadra bem nesse conceito.
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Foto de um perfil de solo – LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico húmico do Parque Nacional do Caparaó (MG)
Ao contrário da visão tradicional e da “neoclássica” de Ciência do Solo, acredito que ela possui sim uma multidisciplinaridade nata, bastante evidente em uma análise crítica bem fundamentada. Tal multidisciplinaridade fica também evidente quando recorre-se aos primórdios dela, quando Dokuchaev descreveu o solo como um corpo natural dinâmico, cuja dinâmica depende de uma interação de fatores como relevo, ação da biota, clima e tempo. Desses, alguns são fatores ativos, passivos e controladores que são representados, respectivamente, pela biota e clima, tempo e relevo.
A ciência do solo é uma Geociência, principalmente, quando do campo da Pedologia. Afinal, estudar um corpo formado ao longo de centenas ou milhares de anos não nos remete ao estudo do Tempo Geológico e das muitas modificações sofridas pela esferas terrestre ao longo de sua evolução? Estudar os depósitos minerais lateríticos não nos remete à Geologia Econômica? Existem processos sedimentares sem antes haver intemperismo e pedogênese? Enfim, as respostas são claras.
Ela também é uma Ciência Agrária. O exemplos mais claros são, sem dúvida, as interações solo-planta e suas consequências. É o aspecto que tem ficado mais evidente ao longo do tempo, principalmente, devido ao viés agrícola predominante ao longo de sua evolução. Esse já foi deixado subentendido por Heródoto, Teofrasto, Crescentius, etc… Essa íntima relação e a evolução da Ciência do Solo, como um todo, é que permite a exploração agrícola de terras antes consideradas inapatas ao uso agrícola, como o cerrado brasileiro, por exemplo.
Ciências básicas como Química, Física e Biologia também fornecem importantes ferramentas para a evolução desse jovem ramo da ciência. Outras não tão básicas, como a Mineralogia, por exemplo, também o fazem. O equilíbrio químico e as relações da macro, meso e microfauna do solo são bases para estudos do intemperismo e da pedogênese, sobretudo em regiões tropicais úmidas.  A resistência mecânica das rochas é importante fator naquelas áridas e também nas geladas. A resistência de um solo aos processos erosivos está intimamente relacionada com suas características físicas e também com a mineralogia de suas argilas. A fertilidade ou toxicidade de um solo dependem não somente dos teores de nutrientes presentes, mas também de sua especiação. A mineralogia também está frequentemente ligada à maior ou menor disponibilidade de nutrientes, elementos e substâncias tóxicas. A qualidade e a quantidade de recursos hídricos subterrâneos também são fortemente dependentes da qualidade do solo, ou seja, do conjunto de fatores químicos, físicos, biológicos e mineralógicos dos solos.
Obviamente, esses exemplos não esgotam a multidisciplinaridade dessa ciência. Entretanto, eles representam bem como a Ciência do Solo vai muito além de uma Ciência Agrária. O viés agrícola foi sem dúvida o que deu sustentação ao crescimento desta como ciência, sua importância é inquestionável, mas a visão estritamente agrária dessa ciência não mais é a sua realidade.
A expansão e o amadurecimento da Ciência do Solo podem ser vistos em trabalhos recentes. Questões relacionadas à gênese, uso e a ocupação do solo têm sido atualmente reconhecidos como importantes vertentes econômicas, como importantes reservatórios e sequestradores de carbono, como fundamentais para a vida em ambientes hostis como Antártica (por exemplo, pelo transporte através de correntes marinhas do fósforo adsorvido em óxidos férricos Australianos), meio de suporte para crescimento de matérias primas energéticas, como as dos biocombustíveis, entre outras. Mas muito além disso, não tem-se perdido o foco de questões sempre presentes nas discussões, entre elas e, talvez a mais importante, a segurança alimentar (aqui incluídos aspectos qualitativos e quantitativos da produção de alimentos).
Carlos Pacheco

Gradientes de solo e vegetação nas partes elevadas da Serra do Cipó

Nesta semana, mais precisamente na quarta-feira, 17/09/2008 às 16 horas, vou apresentar o Seminário B, da Tese, no Anfiteatro do Departamento de Solos da UFV. Sintam-se todos convidados. Na oportunidade e em primeira mão, apresento aqui o Resumo que será distribuído:
A região da Serra do Rio Cipó, localizada na porção meridional da Serra do Espinhaço, corresponde a extensas áreas de Cerrado, Mata Atlântica, Capões de Mata e um dos mais ricos Complexos Rupestres do Brasil. O caráter transicional, entre os biomas Mata Atlântica e Cerrado, destacado em numerosos estudos de fauna e flora regionais é um dos fatores responsáveis pela notável diversidade biológica encontrada naquele ecossistema.
A região representa um dos mais importantes divisores hidrográficos em Minas Gerais. É ocupada em sua maior extensão pela bacia hidrográfica do Médio Rio São Francisco, que possui como cursos d’água principais o Rio Cipó e o Rio das Velhas, que escoam de sul para norte, e pelos rios que drenam a bacia do Rio Doce a leste, entre estes destaca-se como principal curso d’água o Rio Santo Antônio. A base geológica da Serra do Cipó é formada por uma matriz de Quartzito, pontuada por diques e intercalações de Anfibolito, Xistos, Ardósia, Folhelhos e Calcário marmorizado. Predominam nesta região as formações Proterozóicas. Na face leste, borda da depressão interplanáltica do Rio Doce, surgem rochas Gnáissico-Graníticas do Embasamento Cristalino, além de Xistos mais ricos em Biotita.
Os solos da Serra do Cipó, independentemente de sua matriz geológica, da profundidade do perfil e da fitofisionomia que sobre eles se desenvolve, são geralmente pobres em nutrientes e ricos em alumínio trocável. A pobreza química desses solos é devida principalmente à natureza da matriz geológica dominante do sistema e, em parte, às perdas por lixiviação e erosão que o sistema apresenta. Tais perdas estão associadas ao relevo fortemente movimentado, à natureza arenosa dos solos e à pouca espessura do solum (perfil incompleto do solo, formado pelos horizontes A e B, embora nele atuem os principais processos pedogenéticos). Neste ambiente predominam solos rasos e afloramentos rochosos. Muitas vezes o perfil constitui-se de apenas uma camada orgânica sobre a rocha, sustentando uma vegetação graminóide e/ou subarbustiva.
Em áreas pontuais, o controle estrutural pode favorecer o desenvolvimento de solos mais profundos derivados do intemperismo de Quartzito, bem como onde ocorrem rochas Metapelíticas ou Metabásicas, nestes dois últimos ambientes, os solos são bem mais desenvolvidos, argilosos e igualmente distróficos, apresentando horizontes A espessos e ricos em matéria orgânica. Nestas áreas de solos mais profundos, independentemente da rocha matriz, ocorre uma vegetação que grada de arbustiva a arbórea, caracterizada pelos Capões Florestais. Ainda que se observe nestes locais uma riqueza aparente, predominam ali solos extremamente pobres em nutrientes.
Embora alguns estudos tenham revelado as características pedogenéticas mais importantes dos solos em outros setores do Espinhaço, como no Planalto de Gouveia – Diamantina, quase nada se sabe sobre os solos do setor mais meridional desta serra, onde os Capões Florestais, verdadeiras “ilhas” em meio ao ambiente campestre que os envolve, são muito comuns e relativamente conservados, apresentando uma vegetação exuberante, apesar da extrema pobreza química dos solos.
O trabalho que ali desenvolvemos tem como objetivo caracterizar seqüências de solos, representativos das partes elevadas da Serra do Cipó, em diferentes litologias e formações vegetais, bem como evidenciar as relações solo-vegetação daquela área, através do estudo de gradientes de Campos Rupestres até dois Capões Florestais na região do “Alto Palácio”, Parque Nacional da Serra do Cipó (Parna-Cipó) e APA Morro da Pedreira.
Elton Luiz Valente

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