As Reações Químicas e a Formação das Cavernas



As cavernas formam-se normalmente em áreas de rochas calcárias, embora na zona costeira possam ocorrer em outros tipos de rochas. As rochas calcárias são formadas por calcita (carbonato de cálcio, CaCO3), que dissolvem-se quando entram em contato com a água


Foto: Carlos Zaith (Gruta São Mateus II- Goiás)
que contém suficiente teor de ácidos. Estes são provenientes da chuva ácida ou do dióxido de carbono (CO2) existente na atmosfera e na decomposição da matéria orgânica, que em contato com a água formam o ácido carbônico, H2CO3.
Num segundo momento, a água ácida penetrando pelas fendas do calcário ataca a rocha, produzindo o bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2), que é solúvel e facilmente transportado pela água. Com a dissolução do bicarbonato de cálcio, as fendas vão-se alargando lentamente e formando as cavernas.
Vamos ver como tudo isso pode ser escrito através das equações químicas?

1- Acidulação da água (formação do ácido carbônico):

H2O
+
CO2
H2CO3
água
dióxido
de carbono
ácido carbônico

2- Dissolução da rocha pelo ácido carbônico:

H2CO3
+
CaCO3
Ca(HCO3)2
ácido
carbônico
carbonato
de cálcio
bicarbonato
de cálcio


As águas da chuva, aciduladas pelo gás carbônico da atmosfera e do solo, ao penetrarem pelas fendas da rocha calcária, vão dissolvendo-a e transportando o bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2) em solução até emergirem no teto de uma caverna pré-existente.

Foto:Clayton F. Lino (Gruta do Lago Azul-Bonito)
A gota dessa solução aquosa fica pendurada no teto até que atinja volume e peso suficiente para cair. Nesse período ocorre a liberação do gás carbônico (CO2) e, como conseqüência, ocorre a precipitação de parte do bicarbonato dissolvido. Formam-se assim os primeiros cristais de carbonato de cálcio (CaCO3), que vão dar origem à estalactite.
A gota, ao cair, ainda carrega consigo bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2) em solução, o qual vai sendo depositado no piso logo abaixo, formando uma estalagmite. O crescimento oposto da estalactite e da estalagmite faz com que essas peças muitas vezes se unam, dando origem à colunas.
Vamos ver a equação química que expressa este fenômeno?

3- Precipitação do carbonato de cálcio:

Ca(HCO3)2
CaCO3 
+
H2O
+
CO2 
bicarbonato
de cálcio
carbonato
de cálcio
água
dióxido
de carbono

Abaixo temos um esquema que representa resumidamente tudo que aprendemos. Vamos revisar?


Ao visitar uma caverna, siga os conselhos do morceguinho!

Texto: Dra. Renata M.S. Celeghini


Referências Bibliográficas:

1- Lino, C.F.   Cavernas: o fascinante Brasil subterrâneo,   Editora Rios-SP, 1989.
2- Brady, J.E. and Holum, J.R.   Chemistry: The study of matter and its changes,   John Wiley, 1993.
3-Beiser, A. et al   A Terra,   Biblioteca da Natureza- Life, Livraria José Olympio Editora-RJ, 1970.