Origem biogênica de ácido sulfúrico e sua ação corrosiva na espeleogênese no carste da Bacia de Irecê, Grupo Una

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Morita, Tom Dias Motta
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ácido sulfúrico; Carste de Iraquara; Cave geology; Culfuric acid; Espeleogênese; Geoespeleologia; Geomicrobiologia; Geomicrobiology; Hidrogeoquímica; Hipogênese; Hydrogeochemistry; Hypogenesis; Iraquara karst; Isótopos estáveis de enxofre; Speleogenesis; Stable sulfur isotopes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44142/tde-06102023-120544/

Nas últimas décadas cavernas hipogênicas e aquífero cársticos formados por ácido sulfúrico têm sido alvo de diversas pesquisas sendo estimadas como ¼ das cavernas do mundo. Essa dissertação de mestrado procura contribuir para o entendimento da ação do ácido sulfúrico na formação de aquíferos cársticos no Brasil, através do reconhecimento dos processos que originam o H2SO4 dentro do sistema, e utiliza como estudo de caso a Bacia de Irecê que se destaca pela diversidade de espeleotemas de gipsita e pela composição química das águas subterrâneas. Essas cavernas são hospedadas pelos calcários neoproterozoicos da Formação Salitre, pertencente ao Grupo Una. Utilizou-se métodos como: análise química de água em ambiente subterrâneo, análise de isótopos estáveis de enxofre para obtenção de valores de 34S e sequenciamento de gene 16S RNA Ribossomal. Identificou-se uma grande variação nos teores do ânion SO42- (2,1 a 1542,1 mg/L) que, em diversas amostras, apresentou maior correlação em relação aos principais cátions, o Ca2+ (15,04 e 435,05 mg/L) e Mg2+ (10,49 a 182,45 mg/L) do que o HCO3- (72,45 a 518,77 mg/L), sugerindo que na dissolução da rocha carbonática o agente corrosivo principal é o H2SO4, cujo produto de dissociação é o sulfato, enquanto o HCO3- é produto da dissolução por H2CO3. Os resultados analíticos permitiram diferenciar que os pontos de amostragem são divididos em diferentes fácies hidroquímicas, como aquífero profundo (amostras de poços tubulares), freático raso (amostras coletadas em lagos de cavernas), ressurgências cársticas e água de percolação vadosa. A análise dos isótopos estáveis de enxofre revela que há uma ligeira diminuição do isótopo 34S entre o sulfeto metálico e o sulfato iônico presente na água do aquífero profundo. Isso indica que o alto teor de sulfato é resultado da oxidação da pirita disseminada na rocha carbonática. Este resultado também é condizente com o fracionamento isotópico promovido pela oxidação de sulfetos por mediação microbiana na água profunda. Na análise taxonômica realizada, foram identificados diferentes grupos de micro-organismos, classificados em nível de filo e família, que possuem metabolismo relacionado ao ciclo do enxofre (Proteobacteria, Crenarchaeota, Planctomycetota, Bacteroidota e Campilobacterota, entre outros). Foi inferido, com base na literatura, que os micro-organismos presentes na água subterrânea podem promover a oxidação do enxofre e de sulfetos metálicos em sua atividade metabólica. Em águas do nível freático raso e percolação vadosa a assinatura isotópica encontrada é próxima dos espeleotemas de gipsita, indicando que o sulfato dos espeleotemas deve ter contribuição de sulfatos epigênicos. As coletas em cavernas detêm autorização do ICMBio nº 76989-1 e a pesquisa conta com o financiamento do ICMBio-CECAV/Ferro Puro por meio do TCCE 01/2020.