Os ciclos hidrológico e do carbono: Recicle sempre!

RKA7JV - Vou contar uma história muito legal. Meu primo de dois anos e eu estávamos no mar, na Flórida, e estávamos pulando ondas, nos divertindo. De repente, as ondas pararam e eu disse: "O mar desligou!" Afinal, eu estava só tentando fazer graça com o meu primo. Mas aí ele me disse: "Não se preocupe, as ondas vão voltar". E eu: "Como você sabe?". E ele disse: "Isso é um ciclo". Sim, é isso, a Terra está cheia de ciclos. Se o meu primo de dois anos sabe, você também deveria saber. O universo é um reciclador. Tudo o que existe está presente desde o Big Bang, da última partícula da matéria até uma caloria energética. Tudo se transforma e renova infinitamente. Com relação à matéria, a Terra é um sistema fechado. Toda matéria se transforma continuamente dentro de ciclos biogeoquímicos, que são vias de moléculas como a água ou átomos de carbono, nitrogênio e fósforo, que se movem entre vários compartimentos eco geológicos da Terra. Um vídeo só não daria conta de mostrar todos esses ciclos, porque a Terra, você sabe, é bem grande. Então, vamos fazer apenas uma pequena introdução. E vamos começar com os meus favoritos: carbono e água. Com certeza, você conhece pelo menos um ciclo, porque é bem óbvio: o ciclo hidrológico, que mostra como a água se movimenta sobre, sob e dentro da superfície da Terra, dirigida pela energia solar e pelo vento. Quando falamos do ciclo hidrológico, devemos pensar que toda a água da Terra está dentro de uma série de reservatórios, por exemplo, no oceano, na atmosfera, na forma das nuvens ou nas calotas polares. A água circula por diferentes lugares, mas também assume diferentes estados, como líquido, sólido e gasoso. Como é um ciclo, não tem começo nem fim. Onde começamos nossa discussão é arbitrário, mas vamos começar com a precipitação, ou seja, a chuva, o granizo e a neve. Tudo isso é precipitação. Ela acontece quando a água que está na atmosfera se condensa ou passa de gasosa para líquida, e, de vez em quando, ela pode congelar no ar mesmo, virando sólida. O oposto de condensação é a evaporação, a conversão do líquido para o gás. Quando uma substância vai direto do sólido para o gasoso ou do gasoso para o sólido, nós temos a sublimação. Agora, você já sabe tudo. A condensação é responsável pela formação das nuvens. O que acontece quando o vapor de água do ar sobe e esfria, ou é comprimido até não poder ser mais um gás. Aqui, é quando o vapor forma gotas. A mesma coisa acontece quando, em um copo de chá gelado em um dia úmido, a água no ar perto do corpo esfria e muda do estado gasoso para o líquido. Uma nuvem nada mais é do que um monte de gotas de água condensadas. De certo modo, é um reservatório flutuante gigante. As nuvens são muito importantes para o ciclo hidrológico. Elas são levadas pelo vento e transportam água por todo o globo. Logo, a água evaporada em um oceano pode cair em um outro local. Se a água caísse sempre no mesmo local onde evaporou, as precipitações aconteceriam quase sempre no oceano, pois é onde a maior parte da evaporação acontece. O vento empurra as nuvens e a água continua a condensar, deixando as nuvens cada vez mais pesadas. Até que a gravidade puxe as gotas condensadas na forma de chuva, neve ou granizo. Quando atinge o solo, a gravidade continua atuando, puxando água até um local mais baixo, ou para os locais subterrâneos. Todo esse processo recebe o nome de escoamento. A água pode ser armazenada temporariamente em lagos, rios ou pântanos. Mas a maior parte da água da chuva é puxada em direção a riachos, rios, até atingir oceanos. Em locais bem frios, a água congela e fica presa na forma de gelo. Em certos locais, pode ficar por centenas de anos, como nas calotas polares ou no topo das montanhas elevadas. Mas quando derrete, a maior parte vai parar em oceanos. Então, oceanos são muito importantes, muito mesmo. Por causa dos oceanos que temos o ciclo hidrológico. Eles também permitem termos tipos diferentes de climas e até mesmo vida na Terra. Mas por que os oceanos são salgados? Existe uma razão para isso. Enquanto a água corre em direção ao oceano, ela retira minerais como sal do leito do rio e carrega para o oceano. A água que vai para o mar não tem gosto de sal, mas o sal está lá. Quando a água evapora de novo, o sal não evapora. Se você continuar fazendo isso por bilhões de anos, de água pura evaporando e depois retornando com pequenas quantidades de sal, aí você termina com um bilhão de quilômetros cúbicos de água salgada. Os oceanos são o último ponto para todos os líquidos na Terra. E o único jeito de escapar deles é pela evaporação, deixando para trás todos os minerais. Os seres vivos também têm um papel no ciclo hidrológico. Plantas e animais quebram carboidratos para produzir energia e água, a água evaporada pela pele. Também expiramos vapor de água e expelimos água de várias formas, incluindo o nosso xixi. De fato, a maioria dos organismos é feito de água. Mas a água circula muito rapidamente na gente. Nas plantas, a água é sugada pelas raízes, e sobe em direção às folhas onde evapora rapidamente. Esse processo é chamado evapotranspiração. E como tem muitas plantas na Terra, são responsáveis por uma boa quantidade de água que entra no ar. Esse processo é o oposto da condensação, pois transforma a água líquida em gás. A energia solar evapora água da superfície do oceano, ou do topo das árvores e folhas. Daí, quando toda a água evapora para o ar, estamos de volta ao começo. É o ciclo! Agora que você aprendeu sobre o ciclo hidrológico, fica mais fácil entender o ciclo do carbono. Carbono é um dos elementos mais abundantes do universo, e aqui na Terra ele está sempre se reciclando. Igual a água, pulando de um reservatório para o outro. Isso é realmente muito bom, pois todos os seres vivos precisam de carbono em suas estruturas e em seus corpos. Ele também está presente em um monte de seres não vivos. Ele está presente em pedras e oceanos, preso no gelo e na atmosfera, onde ajuda a regular a temperatura. Sem gás carbônico, a Terra seria um terreno congelado. Felizmente, existe uma imensidão de carbono e nós usamos muito. Primeiro, vamos falar do carbono nos seres vivos. Se você retirasse toda a água do seu corpo, carbono seria metade do que sobraria do seu montinho de pó. O primeiro reservatório do carbono são as plantas, elas absorvem um punhado de gás carbônico da atmosfera pois precisam para a fotossíntese. CO₂ é um subproduto da respiração, que é o processo em que elas usam energia. Plantas retiram gás carbônico da atmosfera durante a fotossíntese, depois, liberam CO₂ de volta para a atmosfera durante o processo de respiração para fazer ATP. Agora, você deve estar pensando: "Espere aí, mas as plantas não usam o gás carbônico e os animais expiram durante a respiração?" Sim e não. As plantas retiram mais CO₂ do ar do que expiram através da respiração. Então, ficam no lucro. É o que se torna parte do corpo da planta. Isso mesmo, a massa daquela árvore gigante antiga veio do gás carbônico. Legal! Então, o carbono absorvido pelas plantas pode voltar para a atmosfera pela respiração, pode ser alimentado por alguém ou pode estar presente quando uma planta morre. Se uma árvore cair na floresta e ela não puder se decompor normalmente, pois um monte de plantas caiu bem em cima dela, elas morrerão. Serão soterradas e formarão rochas como o carvão. Nós chamamos esses depósitos de combustíveis fósseis. O passatempo atual dos humanos é escavar esse carbono antigo na forma de carvão, óleo e gás natural, e depois queimar para fazer combustível para quase tudo. Mas eu vou falar disso mais tarde, ok? Outro reservatório muito importante é o oceano. Gás carbônico dissolve muito fácil em água e pode ser usado pelos fitoplânctons, que é a base da cadeia alimentar marinha. Eles usam carbono e fotossíntese, e também fazem conchas de carbonato de cálcio. E quando esses caras morrem, as conchas se ajeitam no fundo do oceano, empilhando-se, e com o tempo formam pedras como o calcário. Claro que o calcário não é inflamável, então, não é um combustível fóssil. Mas conforme os depósitos de calcário são erodidos pela água, o carbonato de cálcio é quebrado e forma dióxido de carbono e gás carbônico. Fazemos cal e cimento através do aquecimento do calcário porque produz bastante dióxido de carbono. Quando aquecemos combustíveis fósseis como o carvão, também é liberado carbono na forma de gás carbônico, que estava armazenado há centenas de milhões de anos na geosfera, que é o nome chique e científico para as rochas da Terra. Foi esse processo que começou a elevar os níveis de dióxido de carbono na atmosfera nos últimos dois séculos. O excesso de gás carbônico na atmosfera resulta em mudança no clima, pois o CO₂ na atmosfera impede que a energia solar irradie de volta para o espaço. A Terra está ficando mais quente, pois estamos queimando as reservas de carbono aprisionadas debaixo da terra. Isso está causando diversos problemas que já podemos ver e ainda vai causar problemas maiores com o tempo. A situação poderia melhorar se nós parássemos de liberar todo esse carbono na atmosfera. Mas não temos mais controle dessa situação por causa do gelo. Lembram que eu disse que muitas vezes o carbono fica preso no gelo? Lugares como a Sibéria, o norte do Canadá, o Alasca e outros locais frios que têm plantas contêm enormes reservas de carbono que estão presas na "permafrost", que é o solo que fica congelado o ano inteiro. Nesses locais, surge uma nova camada de vegetais mortos todo ano, e quando esse gelo que está no solo derrete, as plantas mortas se decompõem e enormes quantidades de dióxido de carbono e metano são liberados na atmosfera, criando uma retroalimentação positiva. Nosso estilo de vida está liberando um outro reservatório de carbono enorme que mantém o efeito estufa. E desculpe-me terminar com dados tão depressivos, mas a estabilidade do clima terrestre não é tão estável quanto nós pensávamos, e o fato de parecer que não estamos nem aí é uma das razões para estudar Ecologia.