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Sedimentação, nas ciências geológicas, processo de deposição de um material sólido a partir de um estado de suspensão ou solução em um fluido (geralmente ar ou água). Em termos gerais, inclui também os depósitos de gelo glacial e os materiais recolhidos apenas sob o impulso da gravidade, como nos depósitos de talus, ou acumulações de detritos rochosos na base de falésias. O termo é comumente usado como sinônimo de petrologia sedimentar e sedimentologia.
A física do processo de sedimentação mais comum, o assentamento de partículas sólidas a partir de fluidos, há muito que é conhecida. A equação da velocidade de assentamento formulada em 1851 por G.G. Stokes é o clássico ponto de partida para qualquer discussão sobre o processo de sedimentação. Stokes mostrou que a velocidade final de assentamento das esferas em um fluido era inversamente proporcional à viscosidade do fluido e diretamente proporcional à diferença de densidade do fluido e do sólido, ao raio das esferas envolvidas e à força de gravidade. A equação de Stokes é válida, entretanto, apenas para esferas muito pequenas (abaixo de 0,04 milímetros de diâmetro) e, portanto, várias modificações da lei de Stokes foram propostas para partículas não esféricas e partículas de maior tamanho.
Nenhuma equação de velocidade de assentamento, entretanto válida, fornece uma explicação suficiente até mesmo das propriedades físicas básicas dos sedimentos naturais. O tamanho do grão dos elementos clássicos e sua classificação, forma, arredondamento, tecido e embalagem são o resultado de processos complexos relacionados não apenas com a densidade e viscosidade do meio fluido, mas também com a velocidade de translação do fluido depositado, a turbulência resultante desse movimento e a rugosidade dos leitos sobre os quais ele se move. Estes processos também estão relacionados com várias propriedades mecânicas dos materiais sólidos propulsionados, com a duração do transporte sedimentar e com outros fatores pouco compreendidos.
Sedimentação é geralmente considerada pelos geólogos em termos de texturas, estruturas e conteúdo fóssil dos depósitos estabelecidos em diferentes ambientes geográficos e geomórficos. Grandes esforços têm sido feitos para diferenciar entre depósitos continentais, near-shore, marinhos, e outros depósitos no registro geológico. A classificação dos ambientes e critérios para o seu reconhecimento é ainda um tema de aceso debate. A análise e interpretação de depósitos antigos tem sido avançada pelo estudo da sedimentação moderna. Expedições oceanográficas e limnológicas lançaram muita luz sobre a sedimentação no Golfo do México, Mar Negro e Mar Báltico, e em vários estuários, lagos e bacias fluviais em todas as partes do mundo.
A sedimentação química é entendida em termos de princípios e leis químicas. Embora o famoso físico-químico J.H. van’t Hoff tenha aplicado os princípios de equilíbrio de fases ao problema da cristalização das salmouras e a origem dos depósitos de sal já em 1905, pouco esforço foi feito para aplicar a físico-química aos problemas de sedimentação química. Mais recentemente, no entanto, tem sido investigado o papel do potencial redox (redução mútua e oxidação) e do pH (acidez-alcalinidade) na precipitação de muitos sedimentos químicos, e um esforço renovado tem sido feito para aplicar princípios termodinâmicos conhecidos à origem dos depósitos de anidrita e gesso, à química da formação de dolomita, e ao problema das pedras de ferro e sedimentos relacionados.
O geochemista também considera o processo de sedimentação em termos dos produtos químicos finais. Para ele a sedimentação é como uma gigantesca análise química em que os constituintes primários da crosta de silicato da Terra são separados uns dos outros de forma semelhante à obtida no decorrer de uma análise quantitativa do material rochoso em laboratório. Os resultados deste fracionamento químico nem sempre são perfeitos, mas de uma maneira geral os resultados são notavelmente bons. O fracionamento geoquímico, que começou no tempo pré-cambriano, resultou em um enorme acúmulo de sódio no mar, cálcio e magnésio nos calcários e dolomitas, silício nos leitos de cerâmicas e arenitos ortoquartzíticos, carbono nos carbonatos e depósitos carbonáceos, enxofre nos leitos de sulfatos, ferro nos calcários, e assim por diante. Embora a segregação magnética tenha, em alguns casos, produzido rochas monominerais como dunito e piroxenito, nenhum processo ígneo ou metamórfico pode igualar o processo de sedimentação em isolamento e concentração efetiva destes e de outros elementos.