Human impact on the climate represents a global crisis. Although essential for economic growth, mining contributes to this scenario by completely removing soil and vegetation and generating large-scale waste, which exacerbates greenhouse gas emissions. In this context, the present thesis explores the importance of Technosols (i.e., soils developed from anthropogenic materials such as urban, industrial, and mining waste) in the reclamation of mining areas as a strategy to mitigate carbon emissions from mining. Through a combination of methods, including spectroscopic techniques (FTIR and XPS), thermal analyses (TG-DSC, Rock-Eval, Pyrolysis-GC/MS), and wet chemical extraction methods, the mechanisms responsible for stabilizing soil organic matter (SOM) were thoroughly investigated. Furthermore, using georeferenced data and information on carbon stocks, the potential for carbon sequestration in Technosols across the entire Brazilian territory was estimated. To understand the processes governing the accumulation of SOM during the initial stages of Technosol development, a successful case of mining area reclamation was used as a model, involving the combination of limestone waste and tropical grasses. It was shown that the rapid weathering of mining waste resulted in the formation of reactive secondary minerals, such as montmorillonite and poorly crystalline iron oxides, favoring the development of interactions between organic and mineral phases, as well as the formation of stable soil aggregates. In turn, SOM accumulated both in the form of mineral-associated organic matter (MAOM) and particulate organic matter (POM). The formation of cation bridges between organic compounds and mineral surfaces, mediated by calcium (Ca) and magnesium (Mg), along with the kerogen present in the waste, ensured high thermal and biological stability of SOM, surpassing that of a natural soil used as reference. The significant accumulation of SOM was responsible for transforming limestone mining waste into fertile soils suitable for agriculture in only 20 years. At the national level, it was estimated that the reclamation of mining areas through the construction of Technosols has the potential to reduce carbon dioxide emissions resulting from soil loss by up to 60%. In addition to carbon sequestration, Technosols demonstrate great potential for restoring ecosystem services provided by soil, such as nutrient cycling, water cycle regulation, and biodiversity conservation. The use of Technosols in the reclamation of mining-degraded areas emerges as a promising strategy not only for Brazil but also for other countries with extensive mining areas. Future work should explore the wide variety of available waste materials, including those from mining, urban, and industrial sources, in order to create soils with high potential for carbon sequestration and ecosystem services provision.

O impacto humano sobre o clima representa uma crise global. A mineração, embora essencial para o crescimento econômico, contribui para esse cenário ao remover completamente o solo e vegetação, agravando as emissões de gases de efeito estufa, além de gerar grandes quantidades de resíduos. Nesse contexto, a presente tese explora a importância dos Tecnossolos (i.e., solos desenvolvidos a partir de materiais antropogênicos, como resíduos urbanos, industriais e de mineração) na recuperação de áreas de mineração como estratégia para mitigar as emissões de carbono provenientes da mineração. Através de uma combinação de métodos, incluindo técnicas espectroscópicas (FTIR e XPS), análises térmicas (TG-DSC, Rock-Eval, Pirólise-GC/MS) e métodos de extração química por via úmida investigou-se os mecanismos que atuam na estabilização da matéria orgânica do solo (MOS). Além disso, utilizando dados georreferenciados e informações sobre estoques de carbono, estimou-se o potencial de sequestro de carbono em Tecnossolos para todo o território brasileiro. Para entender os processos que governam o acúmulo de MOS durante as fases iniciais do desenvolvimento dos Tecnossolos, utilizou-se como modelo um caso bem-sucedido de recuperação de área de mineração, que envolveu a combinação de resíduos de calcário e gramíneas tropicais. Foi demonstrado que a rápida intemperização dos resíduos de mineração resultou na formação de minerais secundários reativos, como montmorilonita e óxidos de ferro de baixa cristalinidade, favorecendo a formação de interações entre as fases orgânicas e minerais, além do desenvolvimento de agregados estáveis no solo. Isso, por sua vez, protegeu a MOS tanto na forma de matéria orgânica associada a minerais (MOAM) quanto particulada (MOP). A formação de pontes catiônicas entre compostos orgânicos e superfícies minerais, mediadas por cálcio (Ca) e magnésio (Mg), juntamente com o querogênio presente nos resíduos, garantiu alta estabilidade térmica e biológica da MOS, superior à de um solo natural usado como referência. O intenso acúmulo de MOS foi responsável por transformar os resíduos de mineração de calcário em solos férteis e adequados para a agricultura em apenas 20 anos. Em nível nacional, estimou-se que a recuperação de áreas de mineração através da construção de Tecnossolos tenha o potencial de reduzir em até 60% as emissões de dióxido de carbono decorrentes da perda de solo. Além do sequestro de carbono, os Tecnossolos demonstram grande potencial para restaurar os serviços ecossistêmicos proporcionados pelo solo, como ciclagem de nutrientes, regulação do ciclo dágua e conservação da biodiversidade. O uso de Tecnossolos na recuperação de áreas degradadas pela mineração emerge, portanto, como uma estratégia promissora não apenas para o Brasil, mas também para outros países com extensas áreas de mineração. Trabalhos futuros devem explorar a ampla variedade de resíduos disponíveis, incluindo os de origem mineradora, urbana e industrial, a fim de criar solos com alto potencial de sequestro de carbono e de provisão de serviços ecossistêmicos.