GRAU DE ALTERAÇÃO DE PERFIS DE INTEMPERISMO NAS SUPERFÍCIES GEOMORFOLÓGICAS IV E III – SERRA DA FARTURA, PLANALTO DAS ARAUCÁRIAS

Autores

Pontelli, M.E. (UNIOESTE - FB) ; Paisani, J.C. (UNIOESTE - FB) ; Dal-berti, W.P. (UNISEP-FB) ; Almeida, B.K. (UNIOESTE - FB)

Resumo

O trabalho apresenta o grau de alteração de perfis de intemperismo nas superfícies geomorfológicas IV e III, situados em patamares extensos da Serra da Fartura, Planalto das Araucárias, sul do Brasil. O grau de alteração dos materiais foi obtido a partir das características macromorfológicas, químicas (macronutrientes e ataque sulfúrico) e mineralógicas, através de difratogramas de raios-X. As características morfológicas indicam similaridade de estágio de alteração elevado em todos os perfis de intemperismo estudados. Dos quatro perfis analisados, três se enquadram na classe dos Latossolos, com variação apenas de distrófico para distroférrico, sendo apenas um na classe de Nitossolo. No contexto geral dos valores de Ki e Kr dos materiais, percebe-se sutil relação desses índices entre os quatro perfis analisados, demonstrando que o grau de intemperismo tende a diminuir de oeste para leste, estando o material mais intemperizado na superfície IV e o menos intemperizado na superfície III.

Palavras chaves

Ambiente Subtropical; Perfil de Alteração; Evolução pedogeoquimica

Introdução

Historicamente, os materiais que compõem a camada mais superficial da litosfera, denominados de formações superficiais, tem sido considerados como elementos importantes para o entendimento da evolução da paisagem, pois podem fornecer informações das condições ambientais passadas (GERRARD, 1992; THOMAS, 1994; BOULET et al., 1997). A gênese das formações superficiais tanto pode ser alóctone, resultando na ocorrência de espessos depósitos de sedimentos, quanto autóctones, originando perfis de intemperismo/solo in situ (DEWOLF, 1983). A presença dos primeiros indica atuação de processos morfogenéticos, caracterizados por instabilidade ambiental, enquanto nos segundos tem-se a estabilidade da morfogênese (GERRARD, 1992). Nesse sentido, por guardar informações desses ciclos, as formações superficiais são consideradas de natureza complexa, denominadas poligenéticas (Thomas, 1994). No setor geomorfológico do Planalto das Araucárias que divide a drenagem dos rios Iguaçú (PR) e Uruguai (SC), a Serra da Fartura, foram individualizadas oito superfícies geomorfológicas, que se mostram escalonadas e com decréscimo de altitude de leste para oeste (PAISANI et al., 2008). O reconhecimento inicial das formações superficiais ao longo das oito superfícies geomorfológicas sugeriu, à época, que essas unidades de relevo seriam remanescentes de superfícies aplainadas, sem inter-relação erosiva entre si, porém apresentando um aspecto que os distingue. As superfícies I e II são mantidas por substrato essencialmente de natureza riolítica, com formações superficiais de natureza predominantemente alóctone, constituídos por colúvios, colúvio-alúvios, paleossolos e neossolos regolíticos. Esses sugerem que ambas as superfícies forma submetidas à intensa morfogênese (PAISANI et al., 2012; 2013; 2014). Já nas superfícies III à VIII, mantidas por substrato predominantemente basáltico, registram-se formações superficiais constituídas por perfis de intemperismo de diferentes espessuras. Isso remete à pedogênese como processo predominante na formação do relevo deste setor ao longo do tempo (PAISANI et al., 2008, 2013; PONTELLI et al., 2011, 2012). O que ainda não está compreendido é o fato de ocorrer formações superficiais de natureza essencialmente alóctone apenas nas superfícies I e II, enquanto nas demais (III a VIII) predominam formações superficiais de natureza autóctone. É desconhecida a causa de tal diferenciação, principalmente considerando que se trata de área mantida pelo mesmo regime climático, alta amplitude térmica e pluviosidade bem distribuída ao longo do ano. É possível que o setor de transição entre as superfícies contendo formações superficiais alóctones e autóctones permitem compreender essa problemática. Assim, buscando contribuir para compreender a causa da ocorrência de formações superficiais de natureza alóctone na superfície I e II, setor de domínio de rochas riolíticas no extremo leste (Planalto de Palmas/Água Doce), enquanto nas demais superfícies à oeste (III a VIII) a natureza das formações superficiais inicialmente mostra-se essencialmente autóctone, caracterizou-se o grau de alteração de perfis de intemperismo representativos das superfícies geomorfológicas IV e III, bem como dos setores de transição entre elas V/IV e IV/III, Planalto das Araucárias.

Material e métodos

Área de estudo As superfícies geomorfológicas IV e III constituem patamares extensos individualizados ao longo da Serra da Fartura, compreendendo altitudes entre 1001 a 1100m (Superfície IV) e 1101 a 1200m (Superfície III) pela classificação de Paisani et al. (2008). Predominam no relevo da área formas com topos aplainados, vertentes retilíneas a convexas e vales em formato de “U” (MINEROPAR, 2006). Esse relevo é mantido por substrato vulcânico da Formação Serra Geral, constituído por derrames básicos, intermediários e ácidos (NARDY et al., 2008). As rochas mais comuns são os basaltos toleíticos, olivina-basaltos, basalto-andesítico, andesito, riodacito, quartzo-latito, vitrófiro e ignimbrito (MINEROPAR, 2013). O clima é do tipo Cfb, subtropical úmido mesotérmico, sem estação seca, com invernos frios e verões frescos. As médias pluviométricas anuais situam-se entre 1200 e 1300mm, com diminuição na frequência das chuvas nos meses de inverno e intensificação no verão. A temperatura média mensal fica entre 12,4 e 21.1 °C, com média máxima de 28,1 graus °C no mês de janeiro e mínima de 7,1 graus °C no mês de julho. No inverno registram-se geadas severas e frequentes. A umidade relativa média anual varia entre 80 e 85% (IAPAR, 1994). O sistema hidrográfico da região comporta canais da bacia de drenagem do rio Chopim, afluente do rio Iguaçú (IAPAR, 1994). A vegetação nativa caracteriza-se pela Floresta Ombrófila Mista (FOM) com Araucária e por Campos (RAITZ, 2012), e as principais classes de solos são os LATOSSOLOS Vermelho Distroférrico e Bruno Distrófico, CAMBISSOLO Húmico Alumínico e NEOSSOLO Litólico Húmico (EMBRAPA, 2007). Materiais e Métodos O grau de alteração de perfis de intemperismo representativos das superfícies geomorfológicas IV e III, bem como dos setores de transição entre elas (V/IV e IV/III) foi obtido a partir das características macromorfológicas, químicas (macronutrientes e ataque sulfúrico) e mineralógicas (DRX) dos materiais. As características macromorfológicas dos perfis de intemperismo foram reconhecidas em descrição dos materiais à campo, seguindo-se os procedimentos pedológicos de Santos et al. (2013). Coletou-se amostras deformadas da base para o topo do perfil, de maneira sistemática - 10 em 10 cm, para os tratamentos granulométrico, química de rotina - macronutrientes e ataque sulfúrico. As amostras foram acondicionadas em sacos plásticos, devidamente etiquetados com nomenclatura do perfil e respectiva profundidade, sendo armazenadas no Laboratório de Análises de Formações Superficiais da UNIOESTE, Campus Francisco Beltrão, para secagem à sombra. Amostras indeformadas foram coletadas nos volumes identificados em campo, utilizando-se de anel volumétrico tipo Koperck (EMBRAPA, 1997). No laboratório de Análises de Formações Superficiais - UNIOESTE determinou-se a densidade do solo e de partículas, obtendo-se a porosidade total (EMBRAPA, 1997). A determinação granulométrica foi estabelecida no Laboratório de Análises de Formações Superficiais da UNIOESTE, a partir de peneiramento para fração grossa (>0,063mm) e de pipetagem para fração fina (<0,063mm), conforme EMBRAPA (1997), adaptado por Paisani (1998). A caracterização química dos materiais dos horizontes superficiais e subsuperficiais foi obtida a partir da química de rotina – macronutrientes e ataque sulfúrico. A rotina foi realizada no Laboratório de Análises de Solos do IAPAR/UTFPR, enquanto o ataque sulfúrico foi estabelecido no Laboratório de Análises de Solo da UFLA. Os resultados permitiram os cálculos para a classificação do solo, bem como para as relações moleculares entre os constituintes de maior importância na mineralogia do solo: Ki e Kr (MONIZ, 1975; LEPSCH, 2011). A mineralogia dos materiais foi realizada para identificar o grau de evolução dos minerais secundários (KER, 1998), a partir dos tratamentos: pó, argila natural, orientada, aquecida e glicolada. As amostras foram tratadas no Laboratório de Difração de Raios-X da UFV.

Resultado e discussão

As superfícies geomorfológicas III e IV constituem patamares extensos individualizados ao longo da Serra da Fartura, correspondendo as altitudes entre 1001 a 1100m (Superfície IV) e 1101 a 1200m (Superfície III) pela classificação de Paisani et al. (2008). Além do levantamento da cobertura superficial nos perfis representativos dessas superfícies, foram descritos perfis nas transições entre as superfícies V e IV e entre IV e III. A transição entre as superfícies geomorfológicas V e IV é marcada por perfil de alteração com 550 cm de espessura, dos quais 370 cm correspondem a solum (Figura 1), desenvolvido em substrato basáltico. Os primeiros 40 cm apresentam características de cor e estruturação que remetem a Tecnossolo atual. A partir de 40 cm o material mostra características físicas, químicas e mineralógicas que indicam acentuada intemperização. O horizonte B é marcado pela cor vermelho escuro quando material seco, textura muito argilosa e estrutura em blocos subangulares. A variação no tamanho e grau de estruturação dos blocos ao longo do horizonte B indica suas subdivisões (Figura 1). As características reveladas pela análise química dos macronutrientes mostram: pH menor que 5, considerado como acidez alta; soma de bases trocáveis (SB) muito baixa (menor que 0,25 cmolc/dm3); saturação por bases (%V) inferior a 4,18%, indicando características distróficas; capacidade de troca catiônica (CTC) a pH 7,0 menor que 27 cmolc/dm3 e índice de saturação por alumínio (%m) acima de 50%. No conjunto, as características físicas e químicas dos macronutrientes indicam Latossolo Bruno Distroférrico Alumínico (EMBRAPA, 2006). Em toda a extensão do perfil, os índices de Ki inferiores a 2,0 e de Kr superiores a 0,75 demonstram materiais muito intemperizados, de natureza caulinítica e oxídicos (MONIZ, 1975). Os minerais presentes na fração areia e silte, determinados pelos difratogramas de raios-X, são a cristobalita, tridimita, magnetita, ilmenita, hematita, goetita e espinélio. Na fração argila ocorrem caulinita, diquita, vermiculita hidróxi-Al entre camadas (VHE), além de oxihidróxido de alumínio (boehmita). A superfície gemorfológica IV mostra perfil de intemperismo desenvolvido sobre substrato basáltico com mais de 400 cm de espessura, dos quais 230 cm correspondem a solum (Figura 2). As características físicas, químicas e mineralógicas indicam material muito intemperizado, com horizonte superficial pouco espesso, seguido por horizontes transicionais para o material subsuperficial. Esse é marcado pela cor bruno escuro quando seco a bruno avermelhado escuro quando úmido, textura muito argilosa e estrutura em blocos prismáticos, de grau forte e consistência dura. Em profundidade torna-se mais vermelho, com estrutura passando a blocos subangulares de grau moderado a forte, razão da subdivisão do horizonte B (Figura 2). O solo deste perfil é extremamente ácido (pH≤4,3), com argila de atividade baixa (CTC≤27 cmolc/dm3), distrófico (V%≤15,6) e caráter alumínico (m%≥53,25). Os índices de Ki≥0,75 indicam materiais cauliníticos, enquanto os teores de óxido de ferro são altos, variando de 22 a 24%. No conjunto, os resultados da química dos macronutrientes e ataque sulfúrico indicam material altamente intemperizado que, juntamente com as características físicas, revelam cobertura tipo Nitossolo Bruno Distroférrico Alumínico (EMBRAPA, 2006). A mineralogia que ocorre no perfil de alteração representativo da superfície IV (1001 a 1100m), corresponde a quartzo, anátasio, ilmenita, hematita, goethita, gibbsita, caulinita e possível presença de vermiculita (VHE). Na transição entre as superfícies geomorfológicas IV e III (1101 a 1200m) perfil de alteração desenvolvido sobre substrato vulcânico ácido (riolito) mostrou 300 cm de profundidade, dos quais 220 cm correspondem ao solum (Figura 3). As características morfológicas desse perfil indicam horizonte B com 55 cm de espessura, de cor bruno avermelhado, textura argilosa, estrutura em blocos subangulares de grau forte e 60,8% de porosidade. Os macronutrientes mostram solo fortemente ácido (pH entre 4,3 - 5,0), com valores de SB muito baixos (0,22 cmolc/dm3), baixa saturação por bases (V%≤1,24), CTC≤ 25cmolc/dm3 e saturação por alumínio acima de 90%. Os índices Ki≥0,75 e Kr>0,75 sugerem presença de caulinita na matéria mineral do solo (CURI & KÄMPF, 2012). Os resultados químicos dos macronutrientes e ataque sulfúrico da fração argila indicam estágio de intemperismo evoluído dos materiais, atendendo aos requisitos mínimos para classe de Latossolo Bruno Distrófico, caráter alumínico (EMBRAPA, 2006). Essas características são confirmadas pela mineralogia do horizonte B, constituída por quartzo, anatásio (oxido-hidróxido de titânio), gibbsita (oxido-hidróxido de alumínio), caulinita e 2:1-vermiculita (VHE), como possível presença. Na superfície geomorfológica III, o perfil de alteração representativo, desenvolvido sobre substrato vulcânico intermediário (Andesito - Membro Palmas), apresentou mais de 330 cm de espessura, dos quais 250 cm correspondem a solum (Figura 4). Do total do solum, cerca de 160 cm correspondem a horizonte B, subdividido pela cor, grau de estrutura e porosidade. Passa de Bw1: cor bruno forte, blocos subangulares de grau moderado e porosidade de 61,82%; para Bw2: cor bruno avermelhado, estrutura de blocos subangulares de grau forte e 58,6% de porosidade. Neste perfil de intemperismo o solo é fortemente ácido (pH entre 4,4 e 4,7), com argila de atividade baixa (CTC≤27 cmolc/dm3), distrófico (SB<0,27; V%≤2,79) e caráter alumínico (m%≥91,58). Os índices Ki>1,35 e Kr>0,82 indicam presença de materiais cauliníticos no perfil, enquanto os teores de óxido de ferro são altos, variando de 21,50 a 31,68%. Esses resultados demonstram solo altamente intemperizado (MELLO & ALLEONI, 2009) que, associado às características físicas, indicam classe de Latossolo Bruno Distroférrico Alumínico (Embrapa, 2006). A mineralogia das frações areia e silte constitui-se de quartzo, tridimita, cristoballita, espinélio, magnetita-magenita, ilmenita, hematita, goetita e seu polimorfo, lepidocrocita. Na fração argila ocorrem goetita, hematita, broookita, diásporo, boehmita, caulinita e diquita, bem como vermiculita Al-OH entre camadas (VHE), além da boehmita e mineral do grupo das zeólitas. A VHE ocorre com picos sutis, sugerindo que se formou no solum (Paisani et al., 2013; 2015). Em geral, a composição mineralógica revelada pela difratometria de raios-X nos perfis corresponde ao agrupamento de minerais comuns registrados em materiais de intemperismo com estágio avançado de alteração química. A exceção é a presença de vermiculita hidróxi entre camadas (VHE), com picos que demonstram a diminuição de sua cristalinidade em profundidade. A ocorrência de VHE em Latossolos Brunos do Planalto Meridional Brasileiro é considerada comum (AZEVEDO &VIDAL-TORRADO, 2009). A presença de VHE indica que o material, nos perfis, foi submetido a regime climático diferente do atual, apresentando ciclos bem marcados de umedecimento e secagem (MELO et al., 2009). Este fato já foi registrado para perfil de intemperismo na superfície VI, Serra da Fartura (PAISANI et al.,2013). Esses autores relacionam a presença de VHE no perfil de alteração como representativo à mudança de processo pedogeoquímico ocorrida durante o Último Máximo Glacial. Essa interpretação é baseada na mineralogia de materiais coluviais da superfície II (PAISANI et al., 2015).

Considerações Finais

Os perfis de intemperismo identificados nas superfícies geomorfológicas estudadas (IV e III), bem como das áreas de transição (IV e V; III e IV), apresentaram características morfológicas similares indicando, no geral, estágio de alteração elevado em todos os níveis topográficos. Dos quatro perfis analisados, três se enquadram na classe dos Latossolos, com variação apenas de distrófico para distroférrico, sendo apenas um na classe de Nitossolo. No contexto geral dos valores de Ki e Kr dos materiais, percebe-se sutil relação desses índices entre os quatro perfis analisados. Especialmente, observa-se que o grau de intemperismo tende a diminuir a medida em que as altitudes aumentam nas superfícies geomorfológicas, estando o material mais intemperizado na superfície IV e o menos intemperizado na superfície III. As características da cobertura superficial nesses perfis demonstram que, de oeste para leste tem-se perfis menos alterados e profundos. Essa variação de profundidade dos perfis de oeste para leste não está condicionada à mudança litológica, indicando erosão mais ativa a medida que se avança para leste, setor topograficamente mais elevado. As formações superficiais existentes nas superfícies III e IV revelam que este setor da Serra da Fartura tem evoluído por estágios vinculados ao processo de etchplanação, responsáveis pela renovação de perfis de intemperismo ao longo do tempo, tal como já verificado na superfície geomorfológica VI por Paisani et al. (2013).

Agradecimentos

À Fundação Araucária - Convênio 205/2012, pelo financiamento de análises e diárias para levantamentos de campo; à UNIOESTE - Campus de Francisco Beltrão, pela liberação de veículo para realização dos trabalhos de campo.

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