ABSTRACT
The comparison of morphological, mineralogical and chemical data of a soil with anthropic horizons - Archeological Black Earth (ABE) and surrounding Argissolos (Typic Kandiudox or Ultisols) allowed the identification of the main process acting on the ABE formation from the town of Bom Jesus do Tocantins, southeastern Pará State. The similarity between the data in the subsurface horizons of ABE and surrounding soils indicates that the former was likely developed from Argissolos with later pedogenetic transformation by the input of organic and inorganic materials from ancient human settlements, which resulted in thickness of the surface horizon and higher concentrations of CaO and P2O5 (total content), Zn (trace content), available P and Zn (available content), and exchangeable Ca and Mg (exchangeable content) compared to surrounding Argissolos. Furthermore, such anthropic disturbance also resulted in changes in the subsurface horizon of Argissolos with ABE, such as high concentrations of P2O5 and available P. The Soil Taxonomy and Brazilian System of Soil Classification (BSSC) are suitable to identify soils with ABE, as they prioritize at the highest categorical level the main pedogenetic process acting on soil development and formation, related to the subsurface horizons, and later pedogenetic transformations in the surface horizon. However, this study proposes the addition of diagnostic properties such as ceramic and lithic artifacts, P2O5 and available P and Zn, organic C, Ca2++ Mg2+ (exchangeable content), CEC and base saturation in the surface horizon to classify and discriminate several kinds of anthropic soils in the Amazon region.
A comparação de dados morfológicos, mineralógicos e químicos de solo com horizontes antrópicos - Terra Preta Arqueológica (TPA) com Argissolos adjacentes permitiu identificar os principais processos responsáveis pela formação da TPA em um sítio arqueológico no Município de Bom Jesus do Tocantins, sudeste do Estado do Pará. A similaridade entre os dados dos horizontes subsuperficiais do solo com TPA e solos adjacentes indica que o horizonte antrópico do solo TPA foi provavelmente desenvolvido a partir de um horizonte similar aos Argissolos adjacentes com posterior transformação pedogenética através da introdução de materiais orgânicos e inorgânicos por antigas colonizações humanas, resultando no espessamento do horizonte superficial e em concentrações maiores de CaO e P2O5 (teores totais), Zn (teor traço), P e Zn disponível (teores disponíveis), além de Ca e Mg trocáveis (teores trocáveis) em relação aos Argissolos adjacentes. Além disso, essa intervenção antrópica antiga também provocou modificações no horizonte subsuperficial do Argissolo com TPA, como concentrações altas de P2O5 e principalmente P disponível. O Soil Taxonomy e o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) são adequados para a identificação de solo com horizonte antrópico (p.exe. TPA), uma vez que priorizam nas ordens do solo os principais processos pedogenéticos atuantes na formação do solo, relacionados aos horizontes subsuperficiais, além das transformações pedogenéticas posteriores no horizonte superficial. Contudo, este trabalho recomenda o acréscimo de alguns atributos diagnósticos como quantidade de artefatos cerâmicos e líticos, P2O5, P e Zn disponíveis, C orgânico, Ca2++ Mg2+ (teores trocáveis), CTC e índice de saturação por bases no horizonte superficial para o agrupamento e distinção dos diversos tipos de solos antrópicos antigos da Amazônia.
ABSTRACT
A substantial portion of soils in the Amazon has low fertility and high acidity indexes. The low levels of technology used in land management and in the use of fire has been pointed out as the main cause of alteration of areas covered by forests. Inadequate soil management, either while planting forest species or agricultural crops, leads to environmental modifications, such as erosion, water pollution and loss of nutrients and biodiversity. Despite the difficulty to measure the degree of recovery of those areas, we may assume that an altered area, whatever environment or land use type it is submitted, would be in recovery phase when the status of its organic matter is improving. This can be measured through soil biological indicators such as levels of organic matter and nutrients, and activity of the microbiological biomass. It also influences the quality of the planted specimens in terms of tree diameter and height, and aerial biomass. Areas currently under recovery or recovered in their edaphological properties can be compared, through the use of bioindicators, to soils enriched with organic material from organic soil management in the past, such as forest systems planted in areas of black earths. This comparison, besides validating soil quality indicators, will be helpful in studies involving rational use of both natural and planted forests.
A baixa tecnologia empregada no manejo do solo e utilização do fogo para o plantio de espécies ou cultivares florestais na Amazônia, tem sido apontada como a causa principal das áreas alteradas em sistemas florestais, resultando em erosão, poluição hídrica perda de nutrientes e da biodiversidade. Assim, pode-se hipotetizar que uma área alterada, seja em que ambiente ou tipo de exploração a que esteja submetida, estaria em fase de recuperação quando o teor de matéria orgânica no solo estiver aumentando. Tal condição pode ser medida, através de indicadores biológicos do solo: matéria orgânica e teores de nutrientes, e atividade da biomassa microbiana, e também influencia a qualidade e desenvolvimento (diâmetro e altura das árvores ou biomassa aérea) dos espécimes plantados. As áreas atualmente em recuperação ou recuperadas em suas propriedades edafológicas podem ser comparadas, em termos de bioindicadores, a solos enriquecidos com material orgânico proveniente de manejo pretérito, como em áreas de reflorestamento instaladas em áreas de "Terra Preta". Essa comparação, além de validar os indicadores de qualidade do solo, auxiliará estudos que contemplem a utilização racional, seja de florestas naturais ou florestas plantadas.
ABSTRACT
This paper carried out a chemical investigation of archaeological ceramic artifacts found in archaeological sites with Black Earth (ABE) in the Lower Amazon Region at Cachoeira-Porteira, State of Pará, Brazil. The ceramic artifacts, mostly of daily use, belong to Konduri culture (from 900 to 400 years BP). They are constituted of SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O and P2O5; SiO2 and Al2O3 together add up to 80 % and indicate influence of acid rocks, transformed into clay minerals basically kaolinite. The relative high contents of P2O5 (2.37 % in average) come out as (Al,Fe)-phosphate, an uncommon fact in primitive red ceramics, but found in some roman and egyptian archaeological sites. The contents of the trace elements are similar or below the Earth's crust average. This chemical composition (except P2O5) detaches saprolite material derived acid igneous rocks or sedimentary ones as the main raw material of the ceramics. The contents of K, Na and Ca represent the feldspars and rock fragments possibly introduced into saprolitic groundmass, indicated by mineralogical studies. The presence of cauixi and cariapé as well as quartz sand was confirmed by optical microscope, SEM analyses and by the high silica contents of ceramic fragments. Phosphorus was possibly incorporated into groundmass during cooking of foods, and ABE soil profile formation developed on yellow Latosols. The raw materials and its tempers (cauixi, or cariapé, feldspar, crushed rocks, old ceramic artifacts and quartz fragments) are found close to the sites and therefore and certainly came from them.
Neste trabalho realizou-se a caracterização química de fragmentos de artefatos cerâmicos encontrados em sítios arqueológicos com terra preta no Baixo Amazonas (Cachoeira-Porteira, Pará, Brasil), representativos da cultura Konduri (de 900 a 400 anos AP). Esses fragmentos são constituídos de SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O e P2O5, sendo que SiO2 e Al2O3, juntos, perfazem mais de 80 % em peso. Os teores de P2O5 são relativamente elevados (2,37 % em média) sob a forma de (Al,Fe)-fosfatos, incomuns em cerâmicas vermelhas primitivas, mas encontrados em algumas cerâmicas arqueológicas egípcias e romanas. As concentrações dos elementos traços são comparáveis ou mesmo inferiores ao nível crustal, embora a composição total seja próxima a mesma. A composição química (exceto P2O5 ) em conjunto com os dados mineralógicos e texturais indicam material saprolítico derivado de rochas ígneas félsicas ou rochas sedimentares como matéria-prima das cerâmicas. Os teores de K, Ca e Na mostram que os feldspatos e fragmentos de rochas foram adicionados ao material argiloso, como sugerido pela mineralogia. Os altos teores de sílica respondem pela presença de cauixi, cariapé e/ou areias quartzosas. Fósforo deve ter sido incorporadoà matriz argilosa da cerâmica, quando do cozimento de alimentos nos vasos cerâmicos, e ainda, em parte, durante a formação do perfil de solo tipo ABE sobre Latossolos Amarelos. A matéria prima e os temperos (cauixi, cariapé, rochas trituradas e fragmentos de vasos cerâmicos descartados) encontram-se disponíveis próximos aos sítios até a atualidade, e portanto foram a área fonte dos mesmos para a confecção dos artefatos cerâmicos..
ABSTRACT
Several archaeological black earth (ABE) sites occur in the Amazon region. They contain fragments of ceramic artifacts, which are very important for the archaeological purpose. In order to improve the archaeological study in the region we carried out a detailed mineralogical and chemical study of the fragments of ceramic artifacts found in the two ABE sites of Cachoeira-Porteira, in the Lower Amazon Region. Their ceramics comprise the following tempers: cauixi, cariapé, sand, sand +feldspars, crushed ceramic and so on and are composed of quartz, clay equivalent material (mainly burned kaolinite), feldspars, hematite, goethite, maghemite, phosphates, anatase, and minerals of Mn and Ba. Cauixi and cariapé, siliceous organic compounds, were found too. The mineralogical composition and the morphology of their grains indicate a saprolite (clayey material rich on quartz) derived from fine-grained felsic igneous rocks or sedimentary rocks as source material for ceramic artifacts, where silica-rich components such cauixi, cariapé and/or sand (feldspar and rock fragments) were intentionally added to them. The high content of (Al,Fe)-phosphates, amorphous to low crystalline, must be product of the contact between the clayey matrix of pottery wall and the hot aqueous solution formed during the daily cooking of animal foods (main source of phosphor). The phosphate crystallization took place during the discharge of the potteries put together with waste of organic material from animal and vegetal origin, and leaving to the formation of the ABE-soil profile.
Sítios arqueológicos com Terra Preta, denominados de Terra Preta de Índio ou ainda Terra Preta Arqueológica (TPA) são muito freqüentes na Amazônia. As TPA geralmente contém fragmentos de vasos cerâmicos, por vezes abundantes, além de líticos, que são materiais de grande importância para os estudos arqueológicos. Para consubstanciar esses estudos, realizou-se pesquisas mineralógicas e químicas em fragmentos cerâmicos provenientes de dois sítios arqueológicos da região de Cachoeira-Porteira, Estado do Pará. Os fragmentos foram classificados segundo seus principais temperos em: cauixi, cariapé, areia+feldspatos e caco de vaso cerâmico. Mineralogicamente são compostos de quartzo, minerais de argila calcinados (especialmente caulinita), feldspatos (albita e microclínio), hematita, goethita, maghemita, variscita-estrengita, fosfatos amorfos, anatásio, e raramente apatita, rhabdophana e óxidos de Mn e Ba. Cauixi e cariapé são componentes orgânicos silicosos e amorfos a DRX. A composição mineralógica e a morfologia dos seus grãos indicam saprólito (material argiloso rico em quartzo) derivado de rochas ígneas félsicas de granulação fina ou rochas sedimentares ricas em argilominerais como matéria-prima dos vasos cerâmicos. Neste material argiloso cauixi, cariapé e/ou areias, ricas em sílica, foram intencionalmente adicionados. O elevado conteúdo de fosfatos de Al-Fe, amorfos ou como de baixa cristalinidade, originou-se a partir do contato entre a matriz argilosa da parede do vaso cerâmico com a solução aquosa quente durante o cozimento diário de alimentos de origem animal (principal fonte de fósforo). A cristalização dos fosfatos deve ter prosseguida mesmo depois que os vasos foram descartados, e juntos com os restos de matéria orgânica vegetal e animal incorporaram-se aos solos residuais. Participaram desta forma na formação dos solos tipo TPA.