Lodo - Silt

Windrow de lodo glacial soprado pelo vento, Territórios do Noroeste , Canadá

Silte é um material granular de tamanho entre areia e argila e composto principalmente de grãos quebrados de quartzo . O lodo pode ocorrer como solo (frequentemente misturado com areia ou argila ) ou como sedimento misturado em suspensão com água. O lodo geralmente tem um toque farináceo quando seco e não tem plasticidade quando molhado. O lodo também pode ser sentido pela língua como granular quando colocado nos dentes da frente (mesmo quando misturado com partículas de argila).

O lodo é um material comum, constituindo 45% da lama moderna média . É encontrada em muitos deltas de rios e como acumulações depositadas pelo vento, particularmente na Ásia Central, norte da China e América do Norte. É produzido em climas muito quentes (por meio de processos como colisões de grãos de quartzo em tempestades de poeira ) e em climas muito frios (por meio de processos como trituração glacial de grãos de quartzo).

Loess é um solo rico em lodo que constitui uma das terras agrícolas mais férteis da Terra. No entanto, o lodo é muito vulnerável à erosão e tem propriedades mecânicas pobres, tornando problemática a construção em solo siltoso. O rompimento da Barragem de Teton em 1976 foi atribuído ao uso de loess inadequado no núcleo da barragem, e a liquefação do solo siltoso é um risco significativo de terremoto. Lodo trazido pelo vento e pela água são formas significativas de poluição ambiental, muitas vezes exacerbada por práticas agrícolas inadequadas.

Descrição

Lodo é detritos (fragmentos de resistido e corroído rocha) com propriedades intermédias entre areia e argila . Uma definição mais precisa de lodo usada por geólogos é que se trata de partículas detríticas com tamanhos entre 1/256 e 1/16 mm (cerca de 4 a 62 mícrons). Isso corresponde a partículas entre 8 e 4 unidades phi na escala Krumbein phi . Outros geólogos definem lodo como partículas detríticas entre 2 e 62 mícrons ou 9 a 4 unidades phi. Uma terceira definição é que o silte é um material detrítico de granulação fina composto de quartzo em vez de minerais de argila . Uma vez que a maioria das partículas de minerais de argila são menores do que 2 mícrons, enquanto a maioria das partículas detríticas entre 2 e 62 mícrons de tamanho são compostas de grãos de quartzo quebrados, há uma boa concordância entre essas definições na prática.

O limite superior de tamanho de 1/256 mm ou 62 mícrons corresponde às menores partículas que podem ser discernidas a olho nu. Também corresponde a uma lacuna de Tanner na distribuição dos tamanhos das partículas nos sedimentos : partículas entre 120 e 30 mícrons de tamanho são escassas na maioria dos sedimentos, sugerindo que a distinção entre areia e silte tem significado físico. Como observado acima, o limite inferior de 2 a 4 mícrons corresponde à transição de partículas que são predominantemente grãos de quartzo quebrados para partículas que são predominantemente partículas de minerais de argila.

Ensaios e co-pesquisadores dividem ainda o lodo em três faixas de tamanho: C (2-5 mícrons), que representa argilas pós-glaciais e poeira do deserto; D1 (20-30 microns) representando loess "tradicional" ; e D2 (60 mícrons) representando o loess norte africano muito grosso.

O silte pode ser diferenciado da argila no campo por sua falta de plasticidade ou coesão e por seu tamanho de grão. Os grãos de lodo são grandes o suficiente para dar ao lodo uma sensação de areia, principalmente se uma amostra for colocada entre os dentes. Partículas do tamanho de argila são suaves entre os dentes. As proporções de lodo grosso e fino em uma amostra de sedimento são determinadas mais precisamente no laboratório usando o método da pipeta, que se baseia na taxa de sedimentação via lei de Stokes e fornece a distribuição do tamanho de partícula de acordo. A composição mineral das partículas de silte pode ser determinada com um microscópio petrográfico para tamanhos de grãos tão baixos quanto 10 mícrons.

Silte vadose são cristais de calcita do tamanho de silte encontrados em espaços de poros e vugs em calcário . Este é colocado à medida que o sedimento é transportado através da zona vadosa para ser depositado no espaço dos poros.

Engenheiros civis nos Estados Unidos definem lodo como material feito de partículas que passam por uma peneira número 200 (0,074 mm ou menos), mas apresentam pouca plasticidade quando úmido e pouca coesão quando seco ao ar. A International Society of Soil Science define lodo como solo contendo 80% ou mais de partículas entre 0,002 mm e 0,02 mm de tamanho, enquanto o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos estima o corte em 0,05 mm. O termo silte também é usado informalmente para materiais que contêm muita areia e argila, bem como partículas do tamanho de silte, ou para lama suspensa na água.

Ocorrência

O silte é um material muito comum e estima-se que haja um bilhão de trilhões de trilhões (10 33 ) de grãos de silte em todo o mundo. O lodo é abundante em depósitos eólicos e aluviais , incluindo deltas de rios , como os deltas dos rios Nilo e Níger . Bangladesh é amplamente coberto por depósitos de sedimentos do delta do Ganges . O lodo também é abundante no norte da China, Ásia central e América do Norte. No entanto, o lodo é relativamente incomum nas regiões tropicais do mundo.

O lodo é comumente encontrado em suspensão na água do rio e constitui mais de 0,2% da areia do rio. É abundante na matriz entre os grãos de areia maiores de grauvia . A lama moderna tem um teor médio de lodo de 45%. O lodo é freqüentemente encontrado em mudrock como lâminas finas , como aglomerados, ou disperso pela rocha. Lâminas sugerem deposição em uma corrente fraca que limpa o lodo de argila, enquanto aglomerados sugerem uma origem como pelotas fecais . Onde o lodo está disperso por todo o mudrock, provavelmente foi depositado por processos rápidos, como a floculação . A rocha sedimentar composta principalmente por silte é conhecida como siltito .

O lodo é comum em todo o registro geológico , mas parece ser particularmente comum nas formações quaternárias . Isso pode ser porque a deposição de lodo é favorecida pela glaciação e pelas condições árticas características do Quaternário. O lodo é às vezes conhecido como farinha de rocha ou farinha de geleira , especialmente quando produzido pela ação glacial. O sedimento suspenso na água que drena das geleiras é às vezes conhecido como leite de rocha ou leite lunar .

Fontes

Uma explicação simples para a formação de lodo é que é uma continuação direta para uma escala menor da desintegração da rocha em cascalho e areia. No entanto, a presença de uma lacuna de Tanner entre a areia e o lodo (uma escassez de partículas com tamanhos entre 30 e 120 mícrons) sugere que diferentes processos físicos produzem areia e lodo. Os mecanismos de formação de lodo foram estudados extensivamente em laboratório e comparados com observações de campo. Eles mostram que a formação de lodo requer processos de alta energia atuando por longos períodos de tempo, mas tais processos estão presentes em diversos ambientes geológicos.

Os grãos de silte de quartzo costumam ter um formato achatado ou laminado. Isso pode ser característico de como os grãos maiores se desgastam, ou refletem a forma de pequenos grãos de quartzo em rocha metamórfica foliada , ou surgem do crescimento autigênico de grãos de quartzo paralelo ao acamamento em rocha sedimentar . Teoricamente, as partículas formadas por fraturamento aleatório de um material isotrópico, como o quartzo, naturalmente tendem a ter o formato de lâmina. O tamanho dos grãos de silte produzidos por abrasão ou quebra de grãos maiores pode refletir defeitos na estrutura cristalina do quartzo, conhecidos como defeitos de musgo. Esses defeitos são produzidos pela deformação tectônica da rocha-mãe e também surgem da transição alto-baixo do quartzo: O quartzo experimenta uma diminuição acentuada no volume quando esfria abaixo de uma temperatura de cerca de 573 ° C (1.063 ° F), o que cria deformações e defeitos de cristal nos grãos de quartzo em um corpo de granito de resfriamento.

Os mecanismos para a produção de lodo incluem:

  • Erosão de grãos inicialmente do tamanho de silte de rocha metamórfica de baixo grau
  • Produção de grãos do tamanho de silte a partir da fratura de grãos maiores durante o intemperismo inicial da rocha e formação do solo, por meio de processos como quebra de gelo e haloclastia . Isso produz partículas de lodo cujo tamanho de 10-30 mícrons é determinado por defeitos de musgo.
  • Produção de grãos do tamanho de silte a partir do impacto de grão a grão durante o transporte de sedimentos mais grossos
  • Formação de quartzo autigênico durante o intemperismo para argila
  • Cristalização dos testes de organismos siliciosos depositados em mudrock

Experimentos de laboratório produziram resultados contraditórios em relação à eficácia de vários mecanismos de produção de lodo. Isso pode ser devido ao uso de veios ou quartzo pegmatito em alguns dos experimentos. Ambos os materiais se formam em condições que promovem o crescimento ideal do cristal e podem não apresentar os defeitos de musgo dos grãos de quartzo nos granitos. Assim, a produção de lodo de quartzo venoso é muito difícil por qualquer mecanismo, enquanto a produção de lodo de quartzo granito ocorre prontamente por qualquer um de vários mecanismos. No entanto, o processo principal é provavelmente a abrasão por meio do transporte, incluindo cominuição fluvial , atrito eólico e trituração glacial .

Como os depósitos de lodo (como loess , um solo composto principalmente de lodo) parecem estar associados a regiões glaciais ou montanhosas na Ásia e na América do Norte, muita ênfase foi dada à moagem glacial como fonte de lodo. A Alta Ásia foi identificada como o principal gerador de lodo, que se acumulou para formar os solos férteis do norte da Índia e Bangladesh, e do loess da Ásia Central e do norte da China. Há muito tempo que Loess está ausente ou é raro em desertos sem montanhas próximas (Saara, Austrália). No entanto, experimentos de laboratório mostram que os processos eólicos e fluviais podem ser bastante eficientes na produção de lodo, assim como o intemperismo em climas tropicais. O lodo parece ser produzido em grandes quantidades em tempestades de poeira, e os depósitos de lodo encontrados em Israel, Tunísia, Nigéria e Arábia Saudita não podem ser atribuídos à glaciação. Além disso, as áreas de origem do deserto na Ásia podem ser mais importantes para a formação de loess do que se pensava anteriormente. Parte do problema pode ser a fusão de altas taxas de produção com ambientes propícios à deposição e preservação, que favorecem os climas glaciais mais do que os desertos.

O loess associado à glaciação e ao clima frio pode ser distinguido do loess associado a regiões quentes pela distribuição de tamanho. O loess glacial tem um tamanho de partícula típico de cerca de 25 mícrons. O loess do deserto contém partículas maiores ou menores, com o silte fino produzido em tempestades de poeira e a fração de silte grosso possivelmente representando a cauda de partículas finas da produção de areia.

Impacto humano

Loess é a base de algumas das terras agrícolas mais produtivas do mundo. No entanto, é muito suscetível à erosão. As partículas de quartzo no silte não fornecem nutrientes por si mesmas, mas promovem uma excelente estrutura do solo , e as partículas do tamanho de silte de outros minerais, presentes em quantidades menores, fornecem os nutrientes necessários. O lodo, depositado por enchentes anuais ao longo do rio Nilo , criou o solo rico e fértil que sustentou a civilização egípcia antiga . O fechamento da barragem de Aswan High cortou essa fonte de lodo e a fertilidade do delta do Nilo está se deteriorando.

O loess tende a perder resistência quando molhado, e isso pode levar à falha das fundações do edifício. O material siltoso tem uma estrutura aberta que colapsa quando molhada. Argila rápida (uma combinação de silte muito fino e partículas do tamanho de argila da moagem glacial) é um desafio particular para a engenharia civil .

A falha da Barragem de Teton foi atribuída ao uso de loess da planície de inundação do Rio Snake no núcleo da barragem. Loess carece da plasticidade necessária para uso no núcleo de uma barragem, mas suas propriedades foram mal compreendidas, mesmo pelo US Bureau of Reclamation , com sua vasta experiência na construção de barragens de terra .

O lodo é suscetível à liquefação durante fortes terremotos devido à sua falta de plasticidade. Isso levantou preocupações sobre o potencial de danos do terremoto no solo siltoso do centro dos Estados Unidos no caso de um grande terremoto na Zona Sísmica de Nova Madri .

Impactos ambientais

Um lago assoreado localizado em Eichhorst , Alemanha

O lodo é facilmente transportado na água e é fino o suficiente para ser carregado por longas distâncias por via aérea na forma de poeira . Enquanto as partículas de silte mais grosseiras (60 mícrons) se acomodam em um metro de água parada em apenas cinco minutos, os grãos de silte mais finos (2 mícrons) podem levar vários dias para se estabelecer fora da água parada. Quando o lodo aparece como poluente na água, o fenômeno é conhecido como assoreamento .

O sedimento depositado pelo rio Mississippi ao longo do século 20 diminuiu devido a um sistema de diques , contribuindo para o desaparecimento de zonas úmidas protetoras e ilhas-barreira na região do delta ao redor de Nova Orleans .

No sudeste de Bangladesh, no distrito de Noakhali , represas cruzadas foram construídas na década de 1960, por meio das quais o lodo gradualmente começou a formar novas terras chamadas "chars". O distrito de Noakhali ganhou mais de 73 quilômetros quadrados (28 sq mi) de terra nos últimos 50 anos. Com financiamento holandês, o governo de Bangladesh começou a ajudar a desenvolver chars mais antigos no final dos anos 1970, e o esforço desde então se tornou uma operação de várias agências construindo estradas, bueiros , aterros, abrigos contra ciclones, banheiros e lagoas, bem como distribuindo terras para colonos . No outono de 2010, o programa terá distribuído cerca de 100 quilômetros quadrados (20.000 acres) para 21.000 famílias.

A principal fonte de lodo nos rios urbanos é a perturbação do solo pela atividade de construção . A principal fonte dos rios rurais é a erosão da aração de campos agrícolas, corte raso ou tratamento de corte e queima de florestas .

Cultura

O fértil lodo negro das margens do rio Nilo é um símbolo de renascimento, associado ao deus egípcio Anúbis .

Veja também

Referências