Os solos intemperizados, predominantes em zonas de clima tropical (como grande parte do Brasil) são frequentemente formados a partir de algum processo pedogenético relacionado ao Fe. A seguir, conheceremos os processos chamados brunificação, rubeificação, ferruginação, ferralitização, plintização e laterização e gleização.

Brunificação, rubeificação e ferruginação

Os três processos consistem na liberação do Fe (Fe²⁺) dos minerais primários e sua oxidação e dispersão na forma de óxidos de Fe em quantidades crescentes, conferindo colorações brunadas e avermelhadas à matriz do solo.
Essa coloração está relacionada com a razão goethita/hematita que, como já vimos em aulas anteriores, depende das condições de umidade e teores de MO no solo. Esses processos estão normalmente associados a outros PPEs compatíveis.

Ferralitização

No ambiente de intenso intemperismo químico, comum nas regiões tropicais úmidas (temperaturas elevadas e precipitação pluviométrica superior à evapotranspiração), em virtude da rápida decomposição dos ácidos orgânicos, predomina o ácido carbônico (H₂CO₃), que é um ácido fraco e não complexante. Este ácido mantém o pH do solo acima de 5 e, como em pH > 5 a solubilidade da sílica é maior que a dos óxidos de Fe e de Al, o Si é preferencialmente removido do sistema, resultando no acúmulo residual de Al e Fe. 

Assim, em razão da abundância de chuvas (e intenso fluxo de água no perfil), nas condições de drenagem livre, é favorecida a lixiviação de cátions básicos (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) e a remoção parcial a total de Si do material mineral (dessilicação). O Fe²⁺ liberado dos silicatos primários é oxidado e precipitado como óxido de Fe (goethita, hematita). Por sua vez, o Al liberado dos silicatos combina-se com o Si remanescente (monossialitização: formação de argilominerais 1:1) originando caulinita (Al₂ Si₂O₅(OH)₄) ou, em caso de dessilicação muito intensa (processo de alitização), o Al se precipita como gibbsita [Al(OH)₃]. Esse conjunto de processos que produzem a dessilicação e a acumulação residual de óxidos de Fe e de Al, além da caulinita, é referido como ferrialitização.

A ferralitização pode alcançar grande profundidade, originando perfis de solos muito homogêneos, sem gradiente textural, de coloração uniforme e transições graduais a difusas entre os horizontes. Estas feições indicam uma ação intensa e uniforme do intemperismo químico no regolito, atuando ao longo do tempo (milhões de anos). A ferrólise é, portanto, um processo extremamente lento. Além disso, presumivelmente, uma intensa atividade da mesofauna do solo (térmicas, formigas, dentre outros) nas regiões tropicais e subtropicais também deve ter contribuído para a homogeneidade do perfil de do solo (pedoturbação), impedindo ou obliterando a formação de gradiente textural.

A máxima expressão dos processos de dessilicação e de ferralitização está representada pela classe dos Latossolos, que apresentam propriedades tais como baixo Kr [razão SiO₂:(Al₂O₃+Fe₂O₃)], baixa CTC, argila de atividade baixa e baixo teor de minerais primários intemperizáveis. Os processos de dessilicação e ferralitização também estão expressos em outras classes de solos, como os Nitossolos e em menor grau, nos Argissolos. Nos Latossolos, a presença significativa de óxidos de Fe e de Al tem um efeito estabilizador sobre os argilominerais (caulinita), impedindo sua dispersão e eluviação. Além disso, em lugar de macroestrutura, originam microagregados fortes, tornando a consistência do solo muito friável (quando úmido).

Plintização e laterização

As acumulações localizadas de óxidos de Fe (hematita e goethita), na forma de mosqueados e nódulos macios, geralmente de cor avermelhada, capazes de endurecer irreversivelmente por meio de ciclos de umedecimento e secagem, são identificadas pelo termo limita. Pressupõe-se que, durante essa alternância de ciclos, haja novos aportes de Fe que impregnam os nódulos, bem como a cristalização dos óxidos, produzindo sua cimentação. Assim, quando endurecidos (“petrificados”), esse material passa a ser chamado de petroplintita. Portanto, a petroplintita é originada pela precipitação cíclica de Fe na zona de flutuação do lençol freático, originando inicialmente mosqueados, que evoluem à nódulos e concreções. A presença de plintita em teor ≥15% caracteriza o horizonte diagnóstico plíntico (Bf, Cf), que identifica os Plintossolos.

Por sua vez, o termo laterita refere-se às camadas (ou perfis) de material duro e cimentado, constituído pela associação de óxidos de Fe (goethita e hematita), caulinita e quartzo (com ou sem gibbsita). Outros termos aplicados a esses materiais são: couraça ferruginosa, couraça laterítica, ferricrete, petroplintita, canga, piçarra e pedra cupim.

Assim, tanto a formação da plintita (processo de plintização) como da laterita (processo de laterização) são processos de acumulação de óxidos de Fe e de Al. Enquanto a formação da plintita pode ser relativamente recente ou mesmo atual, a formação de laterita requer longos períodos de tempo (milhões a dezenas de milhões de anos).

Gleização

O processo de gleização consiste na redução e remoção dos óxidos de Fe por ação microbiana em ambiente anaeróbico (ou anóxico). Uma prolongada saturação por água em uma alternância sazonal entre encharcamento e drenagem têm efeitos pronunciados nas propriedades químicas e morfológicas do solo. Mudanças no grau de saturação por água alteram o suprimento de O₂ do solo, o qual, por sua vez, altera o estado de oxidação dos elementos importantes.

As condições anaeróbicas são usualmente associadas com solos saturados ou muito úmidos. Os agentes reativos nos processos redox incluem MO, óxidos de Fe e de Mn, nitratos, sulfetos e sulfatos, e microrganismos. A atividade microbiana é fundamental para a reação de redução em solos, pois os microrganismos requerem uma fonte de C suprida pela MO e de receptores de elétrons. Em solos bem aerados, o receptor de elétrons é o O₂, mas à medida que este é consumido, são usados sequencialmente o nitrato, óxidos de Mn e Fe, e sulfatos, por diferentes populações de microrganismos (Figura 1).

Figura 1. Ordem de utilização dos principais receptores de elétrons em solos. Adaptado de Kampf & Curi, 2012.

O processo de redoximorfismo pode ser distinguido em três condições de pedoambiente:
(1) solo com prolongada ou permanente saturação por água (regime áquico ou peráquico);
(2) solo saturado submetido à drenagem;
(3) solo temporariamente saturado nos horizontes superficiais (lençol freático suspenso) (regime epiáquico).

Em ambiente de solo com prolongada ou permanente saturação por água, o suprimento de O₂ é baixo e sua demanda biológica é alta. Esta ausência de O₂ favorece a atividade de compostos orgânicos complexantes redutores e de microrganismos anaeróbicos que utilizam metais como receptores de elétrons. Desta maneira, íons Fe³⁺, Mn³⁺ e Mn⁴⁺ (além de NO^-3, sulfatos e outros) são reduzidos e liberados dos respectivos óxidos, migrando na solução do solo como Fe²⁺ e Mn²⁺. Em consequência, as zonas de perdas do Fe assumem as cores acinzentadas dos constituintes da matriz (argilominerais e quartzo). Os íons Fe²⁺ e Mn²⁺ oxidam e precipitam em sítios onde há presença de O₂ (em poros, no interior de agregados, raízes, zonas de oscilação do lençol freático) originando concentrações localizadas de óxidos (ferrihidrita, goethita, lepidocrocita, hematita, dentre outros).

Quando um solo saturado por água é drenado ou ocorre rebaixamento do lençol freático, primeiramente oxidam-se os macroporos e canais de raízes e da macrofauna, isto é, a superfície de agregados onde a difusão do O₂ é mais rápida. Em resposta ao potencial redox (Eh) mais alto que se desenvolve nesses vazios, os íons Mn²⁺ e Fe²⁺ presentes na solução do solo no interior anaeróbico dos agregados migram por difusão à superfície dos mesmos, em resposta a um gradiente de concentração onde se oxidam e precipitam-se como óxidos. Nesta situação, o interior reduzido dos agregados tem cores cinzentas, enquanto na superfície oxidada há a formação de mosqueados de Fe³⁺ (ferrihidrita, lepidocrocita e goethita) que conferem coloração vermelha, alaranjada ou amarelada. Óxidos de Mn, quando presentes mesmo em pequenos teores, conferem coloração preta. Quando o lençol freático é oscilante, o movimento do Fe ocorre em fluxos estacionais, permitindo a formação de mosqueados e ocasionalmente de ferropãs (horizontes plácicos) no topo da zona de flutuação do lençol freático.

Em ambientes edáficos onde há saturação por água temporária nos horizontes superficiais decorrentes da presença de um horizonte B pouco permeável, cria-se um lençol freático suspenso (regime epiáquico). Nesta situação, a redução fica restrita aos horizontes superficiais em virtude das condições anaeróbicas prevalecentes, porém os horizontes subjacentes permanecem oxidados. A água de percolação, que contém compostos orgânicos redutores, satura os canais e macroporos, enquanto no interior dos agregados ainda persistem condições aeróbicas. Assim, os íons Fe²⁺ e Mn²⁺ reduzidos na superfície dos agregados migram por difusão para os ambientes de Eh mais elevado no interior da matriz, onde são oxidados e precipitam. Por isso, a parte externa do agregado é, geralmente, de coloração cinzenta ou branca, enquanto o interior do agregado é vermelho, alaranjado ou amarelado.

As feições morfológicas (matriz cinzenta com ou sem mosqueados ou concreções) resultantes de reações redox são identificadas como redoxifórmicas e reconhecidas como expressão do processo de gleização. O horizonte pedogenético com gleização intensa é identificado como Bg ou Cg e pode corresponder ao horizonte diagnóstico glei, o qual caracteriza os Gleissolos que são comuns em áreas mal drenadas.

Solos originalmente bem drenados (ambientes oxidados) que, por alguma ação antrópica, tornam-se saturados com água, podem tornar-se acinzentados apenas se houver MO metabolizável para os microrganismos. Isso ocorre, porque sem MO não há atividade de microrganismos anaeróbicos heterotróficos, cuja respiração conduz o processo de redução do Fe³⁺.

Referências

Kampf, N; Curi, N. VII – Formação e evolução do solo (Pedogênese). In: Ker, JC; Curi, N; Schaefer, CEGR; Vidal-Torrado, P (eds). Pedologia: fundamentos. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2012. p. 207-302.