Nota sobre a história geológica

A argila de Londres foi depositada em ambiente marinho durante o Eocénico, há 52 MA, numa bacia em subsidência e na qual o nível das águas do mar estava a subir. A sua história geológica compreende três fases principais: a deposição, a erosão dos sedimentos sobrejacentes e a redeposição de sedimentos no Quaternário (Nishimura, 2006). A esta sequência de eventos geológicos, Chandler (2000) atribuiu a designação de “Ciclo Geotécnico” por considerar ser muito relevante para a engenharia geotécnica.

No Reino Unido, a argila de Londres ocupa em terra uma área significativa que compreende as bacias de Londres e Hampshire. Embora se chamem bacias, estas não são efetivamente bacias sedimentares mas sim dobras sinclinais separadas pelo Anticlinal de Weald, que se formaram durante o Miocénico marcando o auge da Orogenia Alpina (Nishimura, 2006). Aquando da formação da argila de Londres, as bacias de Londres e de Hampshire estavam ligadas formando uma única área de deposição que fazia parte das margens submersas do Mar do Norte num período de elevado nível das águas do mar (Nishimura, 2006; Pantelidou & Simpson, 2007). Como este ambiente deposicional se situava nas margens de uma bacia sedimentar, eventos geológicos como alterações no nível das águas do mar provocaram alterações na litologia da argila de Londres.

A formação compreende uma sequência de argilas siltosas e siltes argilosos ou arenosos. Nesta sucessão as camadas mais arenosas foram possivelmente formadas num ambiente infratidal, onde sedimentos ricos em glauconite e concreções lenticulares sideríticas se

CAPÍTULO 1

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formaram durante quebras de sedimentação que ocorreram na sequência dos movimentos transgressivos e regressivos da linha da costa (Minh, 2007).

Na zona central da cidade esta formação foi depositada a uma profundidade da ordem dos 100 m, num ambiente marinho com baixa energia. Reflexo deste ambiente são as placas de mica disseminadas, os grãos de glauconite e a bioturbação sob a forma de furos de Condritas1 preenchidos com silte cinzento e a presença de pequenos fragmentos de conchas. A forma dos nódulos de fósforo, dos grãos de glauconite e a intensa bioturbação revelam que este solo foi depositado muito lentamente (Hight et al., 2007). Os sedimentos marinhos foram cobertos por camadas mais jovens, por ordem de sucessão: a camada Claygate (parte superior da Argila de Londres); a formação de Bagshot e a formação de Brackelsham, que marca o fim da deposição conhecida. A espessura total de deposição, incluindo as Argilas de Londres ronda os 350 m (Chandler, 2000).

No que respeita às unidades litológicas, Hight et al. (2002) apresentam para a Argila de Londres cinco unidades principais, como mostra a Figura 1.1, definidas em função do conteúdo fóssil e das quantidades de areia e silte presentes, e que correspondem a cinco principais ciclos transgressivos e regressivos. Na sua base, a Argila de Londres situa-se acima da formação de Harwich ou sobre a formação de Reading ou Woolwich. Cada uma destas unidades é subdividida em função da sua composição, sendo as fronteiras entre unidades mais facilmente identificáveis na Bacia de Hampshire e na zona Oeste de Londres, zonas mais próximas das margens da bacia de deposição. Em cada unidade existe um aumento nas dimensões das partículas de baixo para cima, o que indica a progradação2 da linha costeira (Minh, 2007). Note- se que a sequência apresentada por estes autores está sujeita a variações não só de local para local devidas à história geológica, mas também em profundidade devidas a eventos pós- deposicionais que alteram o comportamento do solo (de Freitas & Mannion, 2007).

Quanto aos processos pós-deposicionais, o acontecimento mais importante que se julga ter influenciado o comportamento desta formação foi a erosão de uma camada de sedimentos com espessura significativa que levou a uma sobreconsolidação mecânica. Na zona do Terminal T5 do Aeroporto de Heathrow, por exemplo, é apenas possível identificar as unidades A, B e a parte mais inferior de C (Gasparre & Coop, 2008). Este evento ocorreu no final do Terciário e durante o Pleistocénico e removeu toda a camada superior de depósitos numa área vasta da

1 Pedra meteórica, também conhecida como aerólito, caracterizada pela presença de pequenos grãos de forma grosseiramente esférica.

2 Progradação é um processo natural de ampliação das praias provocado pela deposição de sedimentos transportados nas áreas de costa. Este é o processo oposto ao da erosão.

ALGUMAS ARGILAS SOBRECONSOLIDADAS

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região. Após a erosão, a argila mais próxima da superfície sofreu dessecação, o que produziu descontinuidades sub-verticais abruptas (Hight et al., 2002). A oxigenação da água freática conduziu à transformação dos óxidos de ferro em óxidos férricos, o que levou à alteração da cor do solo de azul para castanho, tendo ainda ocorrido a destruição das pirites e a dissolução do carbonato de cálcio, que constitui o cimento natural do solo.

Solo fino Solo grosso

Camada Claygate

Argilas siltosas

Glauconite com clastos ocasionais Siltes areno-argilosos

Siltes argilosos micáceos e argilas siltosas com bandas de areia fina

Siltes areno-argilosos, micáceos e com lignite Argilas siltosas

Argilas siltosas homogéneas Glauconite dispersa Argilas siltosas micáceas com areia e silte

Horizonte rico em glauconite

Camada de silte areno-argilosos (~1 m de espessura) Argilas siltosas homogéneas

Clastos ocasionais Argilas siltosas homogéneas

Camada arenosa glauconítica com abundante lignite, clastos dispersos e dentes de tubarão

Silte argiloso mal graduado a argila siltosa com numerosas partições e lentículas de silte e areia muito fina, todas relativamente bioturbadas Silte argiloso, glauconítico e com conchas

(Formação de Harwich) Horizontes de Oldhaven, Woolwich e Reading do Grupo Lambeth Desc ontin uidade s sedi me nt are s ca us adas pel a erosão, presen ça de seix os e concentra ção de gl au conite Espessu ra m áx ima (m ) 25 m 0 20 m 0 20 m 0 25 m 0 30 m 1 2 3 1 2 1 3 2 1 2 0 A B C D E Solo fino Solo grosso Solo fino Solo grosso Solo fino Solo grosso

Figura 1.1 - Unidades litológicas na Argila de Londres (adaptado de Hight et al., 2002)

Tanto a espessura atual como a original (anterior à forte erosão do final do Terciário) variam substancialmente ao longo das bacias de Londres e de Hampshire. Em alguns locais, no entanto, a espessura original da formação ainda é visível, como acontece em Essex, onde atinge os 150 m, e em Reading, onde chega a 90 m (Pantelidou & Simpson, 2007).