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Conteúdo principal

Revisão sobre ciclos biogeoquímicos

Termos-chave

TermoSignificado
Ciclo biogeoquímicoAs formas como um elemento ou composto se move entre formas vivas e não vivas e entre locais
NutrientesElementos necessários para a sobrevivência dos seres vivos
HidrosferaConjunto dos lugares onde a água pode ser encontrada durante seu ciclo na Terra
GeosferaToda as rochas que estão na superfície da Terra e abaixo dela
Nutriente limitanteO nutriente em menor quantidade e que limita o crescimento

Ciclos biogeoquímicos

A matéria flui pelos níveis tróficos e os elementos são reciclados entre os ecossistemas por meio dos ciclos biogeoquímicos.
À medida que os nutrientes se movem pelos ecossistemas, os compostos que eles formam geralmente são transformados.

O ciclo da água

O ciclo da água é complexo e envolve variações no estado da água, bem como o movimento físico da água pelos ecossistemas e entre eles.
A hidrosfera é grande e diversificada. A água está presente na forma líquida na superfície da Terra e abaixo do solo, na forma de gelo nas calotas polares e nas geleiras, e como vapor d'água na atmosfera.
A água evapora a partir da superfície do oceano e forma nuvens por condensação. A água nas nuvens pode cair como precipitação sobre a terra ou sobre o mar. As nuvens formadas sobre o mar podem mover-se sobre a terra. Quando a chuva cai sobre a terra, pode escorrer pela superfície, infiltrar-se no solo (entrando através da superfície do solo), e percolar pelo solo, movendo-se para baixo até se tornar água subterrânea. As águas subterrâneas em níveis superiores podem fluir em rios, lagos ou oceanos. A água perto da superfície do solo pode ser recolhida por plantas e sair dos seus corpos através da transpiração nas folhas. O derretimento e a sublimação da neve e do gelo são outros processos que contribuem para o ciclo da água.
O ciclo da água. Imagem de NOAA National Weather Service, CC BY 2.0.
As moléculas de água costumam entrar na atmosfera como vapor à medida que saem dos corpos d'água durante a evaporação ou das folhas das plantas durante a transpiração.
O vapor pode ser transportado pela atmosfera. À medida que o vapor resfria, a água se condensa em gotículas que formam as nuvens e resultam na precipitação como chuva ou neve.

O ciclo do carbono

O carbono é um elemento essencial nos corpos dos organismos vivos. Ele também é economicamente importante, na forma de combustíveis fósseis, para os seres humanos modernos.
  • O dióxido de carbono (textCO2) da atmosfera é absorvido por organismos fotossintéticos e usado para produzir moléculas orgânicas, que viajam através das cadeias alimentares. No final, os átomos de carbono são liberados como textCO2 na respiração.
  • Processos geológicos lentos, incluindo a formação de rochas sedimentares e combustíveis fósseis, contribuem para o ciclo de carbono em longas escalas de tempo.
  • Algumas atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento, aumentam a concentração atmosférica de CO2 e afetam o clima da Terra e oceanos.
O ciclo do carbono. Imagem de OpenStax, CC BY 4.0.
Os seres autotróficos (produtores) removem carbono da atmosfera por meio da fotossíntese e usam-no para formar compostos orgânicos como a glicose. Os seres heterotróficos (consumidores), como os seres humanos, consomem moléculas orgânicas, e o carbono orgânico é passado adiante por cadeias e teias alimentares.
O carbono é lançado de volta para a atmosfera quando os produtores ou os consumidores realizam a respiração celular ou quando os decompositores digerem os corpos de organismos mortos.
As atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis, também pode liberar carbono na atmosfera.
O carbono entra na geosfera quando a matéria orgânica morta é enterrada e transformada. Esse processo, que produz os combustíveis fósseis, pode levar milhões de anos.

O ciclo do nitrogênio

O nitrogênio é um nutriente importante para todos os organismos vivos, pois ele é encontrado em proteínas, DNA e RNA.
A ilustração mostra o ciclo do nitrogênio. O gás nitrogênio da atmosfera é fixado em nitrogênio orgânico pelas bactérias fixadoras de nitrogênio. Esse nitrogênio orgânico entra nas teias alimentares terrestres. Ele deixa as teias alimentares na forma de resíduos de nitrogênio no solo. A amonificação desse resíduo de nitrogênio pelas bactérias e fungos no solo converte o nitrogênio orgânico no íon amônio (NH4 mais). O amônio é convertido em nitrito (NO2 menos), e depois em nitrato (NO3 menos) pelas bactérias nitrificantes. As bactérias desnitrificantes convertem o nitrato de volta em gás nitrogênio, o qual entra novamente na atmosfera. O nitrogênio do escoamento e dos fertilizantes chega ao oceano, onde entra nas teias alimentares marinhas. Parte do nitrogênio orgânico cai no fundo do oceano na forma de sedimento. Outra parte desse nitrogênio orgânico no oceano é convertida em íons de nitrito e nitrato que, então, são convertidos em gás nitrogênio em um processo análogo ao que ocorre no ambiente terrestre.
O ciclo do nitrogênio. Imagem de OpenStax, CC BY 4.0.
O nitrogênio existe na atmosfera como um gás. Na fixação de nitrogênio, as bactérias convertem gás nitrogênio em amônia, uma forma de nitrogênio utilizável pelas plantas. Quando os animais comem as plantas, eles adquirem compostos de nitrogênio utilizáveis. Algumas bactérias também obtêm energia por meio da desnitrificação, na qual os nitratos são convertidos em nitrogênio gasoso e depois são liberados na atmosfera.
O nitrogênio é um nutriente limitante comum na natureza (e na agricultura). Quando o suprimento disponível de nitrogênio é baixo, muitos processos, como a produção primária e a decomposição, são prejudicados.

Erros comuns e conceitos equivocados

  • Nem todo nutriente passará por esses ciclos seguindo o mesmo caminho. Muitas vezes, as pessoas pensam que os ciclos biogeoquímicos são lineares e que cada átomo ou molécula passa por todas as etapas do ciclo. Entretanto, isso não é verdade. O mesmo átomo ou molécula pode ser armazenado por muito tempo em uma etapa de um ciclo, alternar entre as mesmas duas etapas ou participar de todas as etapas.
  • Os combustíveis fósseis são considerados um recurso não renovável. Embora o processo que cria os combustíveis fósseis ocorra natural e continuamente, os combustíveis fósseis são considerados um recurso não renovável porque estão sendo consumidos muito mais rapidamente do que podem ser produzidos pelos processos geológicos.

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