Conteúdo principal
Biblioteca de Biologia
Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 28
Lição 7: Ciclos biogeoquímicos- Introdução ao ciclo biogeoquímico
- Visão geral de ciclos biogeoquímicos
- Ciclo da água
- Ciclo da água
- O ciclo do carbono
- O ciclo do carbono
- O ciclo do nitrogênio
- O ciclo do nitrogênio
- O ciclo do fósforo
- Ciclo do fósforo
- Eutrofização e zonas mortas
- Ciclos biogeoquímicos
© 2023 Khan AcademyTermos de usoPolítica de privacidadeAviso de cookies
O ciclo do carbono
Veja como o carbono se move através dos ecossistemas terrestres e como as atividades humanas estão alterando o ciclo do carbono.
Principais pontos
- O carbono é um elemento essencial nos corpos dos organismos vivos. Também é economicamente importante para os humanos modernos, na forma de combustíveis fósseis.
- O dióxido de carbono — start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript — 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 start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript 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 start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript e afetam o clima da Terra e oceanos.
Carbono: bloco de construção e fonte de combustível
Cerca de 18% do nosso corpo, em massa, é formado por átomos de carbono e esses átomos são a chave da nossa existência!start superscript, 1, end superscript Sem carbono, você não teria as membranas plasmáticas das suas células, as moléculas de açúcar que você usa como energia ou, até mesmo, o start text, D, N, A, end text que carrega as instruções para construir e comandar seu corpo.
Carbono é parte de nossos corpos, mas também é parte de nossas indústrias atuais. Compostos de carbono de plantas e algas pré-históricas formam os combustíveis fósseis, tais como carvão e gás natural, que nós usamos hoje como fontes de energia. Quando estes combustíveis fósseis são queimados, dióxido de carbono — start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript — é liberado no ar, levando a níveis cada vez mais altos de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript na atmosfera. Este aumento nos níveis de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript afetam o clima da Terra e é a principal preocupação ambiental no mundo.
Vamos dar uma olhada no ciclo do carbono e ver como o start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript atmosférico e o carbono utilizado pelos organismos vivos se encaixam no quadro mais amplo do ciclo do carbono.
O ciclo do carbono
É mais fácil estudar o ciclo do carbono como dois subciclos interligados:
- Um que envolve trocas rápidas de carbono entre organismos vivos
- Outro que envolve a ciclagem de longo prazo de carbono por meio de processos geológicos.
Apesar de nós olharmos para eles separadamente, é importante perceber que estes ciclos estão interligados. Por exemplo, o mesmo conjunto de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript atmosférico e oceânico que é utilizado pelos organismos também é alimentado e depletado pelos processos geológicos.
Como um breve resumo, o carbono existe no ar tanto quanto o gás dióxido de carbono — start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript, que se dissolve na água e reage com as moléculas de água para produzir o bicarbonato — start text, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript. A Fotosíntese pelas plantas, bactérias e algas converte o dióxido de carbono ou bicarbonato em moléculas orgânicas. As moléculas orgânicas feitas por fotossintetizadores são passadas através de cadeias alimentares e a respiração celular converte o carbono orgânico de volta em gás dióxido de carbono.
O armazenamento por longo prazo do carbono orgânico ocorre quando a matéria dos organismos vivos é enterrada profundamente no subsolo ou quando afunda no oceano e forma uma rocha sedimentar. A atividade vulcânica e, mais recentemente, a atividade humana de queima de combustíveis fósseis reconduzem este carbono armazenado ao ciclo do carbono. Embora a formação de combustíveis fósseis aconteça numa escala lenta de tempo geológico, a liberação humana do carbono contido—na forma de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript—ocorre numa escala temporal muito rápida.
Ciclo biológico do carbono
O carbono entra em todas as cadeias alimentares, tanto terrestres quanto aquáticas, através dos autótrofos ou auto-alimentadores. Quase todos os autótrofos são fotossintetizadores, como as plantas e algas.
Autótrofos capturam dióxido de carbono do ar ou íons bicarbonato da água e os usam para fazer compostos orgânicos tais como glicose. Heterótrofos, ou consumidores, tais como seres humanos, consomem as moléculas orgânicas, e o carbono orgânico passa pelas cadeias e teias alimentares.
Como o carbono volta para a atmosfera ou o oceano? Para liberar a energia armazenada nas moléculas que contêm carbono, tais como os açúcares, autótrofos e heterótrofos decompõem estas moléculas em um processo chamado respiração celular. Neste processo, os carbonos da molécula são liberados como dióxido de carbono. Os decompositores também liberam compostos orgânicos e dióxido de carbono quando decompõem organismos mortos e produtos residuais.
O carbono pode rapidamente percorrer esta via biológica, especialmente nos ecossistemas aquáticos. No total, são estimadas 1.000 a 100.000 milhões de toneladas métricas de carbono que se movem através da via biológica a cada ano. Como comparação, uma tonelada métrica é cerca do peso de um elefante ou de um carro pequeno!start superscript, 2, comma, 3, comma, 4, end superscript
O ciclo geológico do carbono
A via geológica do ciclo do carbono é muito mais demorada que a via biológica descrita acima. De fato, normalmente leva milhões de anos para o carbono completar o ciclo através da via geológica. O carbono pode ser armazenado por longos períodos de tempo na atmosfera, em corpos de água líquida—principalmente oceanos, nos sedimentos oceânicos, no solo, em rochas, em combustíveis fósseis e no interior da Terra.
O nível de dióxido de carbono na atmosfera é influenciado pelo reservatório de carbono nos oceanos e vice-versa. O dióxido de carbono da atmosfera dissolve-se na água e reage com as moléculas de água nas seguintes reações:
O carbonato — start text, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, 2, minus, end superscript — liberado neste processo combina-se com íons start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript para formar carbonato de cálcio — start text, C, a, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript — um componente chave das conchas de organismos marinhos.start superscript, 5, end superscript Quando os organismos morrem, seus restos podem afundar e no final tornar-se parte do sedimento no fundo do oceano. Ao longo do tempo geológico, o sedimento transforma-se em rocha calcária, que é o maior reservatório de carbono na Terra.
Em terra, o carbono é armazenado no solo como carbono orgânico originário da decomposição de organismos vivos ou como carbono inorgânico proveniente da erosão de rochas e minerais terrestres. Em regiões mais profundas do subsolo estão os combustíveis fósseis como óleo, carvão e gás natural, que são restos de plantas decompostas sob condições anaeróbias - sem oxigênio. Combustíveis fósseis levam milhões de anos para se formar. Quando os seres humanos os queimam, o carbono é liberado na atmosfera como dióxido de carbono.
Uma outra maneira do carbono entrar na atmosfera é pela erupção de vulcões. Sedimentos contendo carbono no fundo do oceano são carregados para o interior da Terra em um processo chamado subducção, no qual uma placa tectônica desliza para baixo de outra. Este processo forma dióxido de carbono, que pode ser liberado na atmosfera por erupções vulcânicas ou fontes hidrotermais.
Impactos humanos no ciclo de carbono
A demanda global pelas reservas limitadas de combustíveis fósseis da Terra tem aumentado desde o início da Revolução Industrial. Os combustíveis fósseis são considerados um recurso não renovável porque estão sendo usados muito mais rapidamente do que podem ser produzidos pelos processos geológicos.
Quando os combustíveis fósseis são queimados, dióxido de carbono — start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript — é liberado no ar. O aumento do uso de combustíveis fósseis tem levado a níveis elevados de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript atmosférico. Desmatamento — o corte de florestas — é também um dos principais contribuintes para o aumento dos níveis de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript. Árvores e outras partes de um ecossistema florestal sequestram carbono, e muito do carbono é liberado como start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript se a floresta é cortada.start superscript, 6, end superscript
Parte do start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript extra produzido por atividades humanas é utilizado por plantas ou absorvido pelo oceano, mas estes processos não contrabalançam completamente o aumento. Assim, os níveis de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript atmosférico aumentaram e continuam a aumentar. Os níveis de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript naturalmente aumentam e diminuem em ciclos de longos períodos de tempo, mas eles estão mais altos agora do que jamais estiveram nos últimos 400.000 anos, como mostrado no gráfico abaixo.
Qual o problema de haver tanto start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript na atmosfera? O start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript é um gás de efeito estufa. Quando na atmosfera, ele segura o calor e evita que este irradie de volta para o espaço. Com base em muitas evidências, os cientistas acreditam que níveis elevados de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript e outros gases de efeito estufa estão provocando modificações acentuadas no clima da Terra. Sem mudanças decisivas para reduzir emissões, projeta-se que a temperatura da Terra aumentará entre 1 a 5degreesC até o ano de 2100.start superscript, 8, end superscript
Além disso, enquanto a absorção do excesso de dióxido de carbono pode parecer bom da perspectiva do efeito estufa, pode não ser bom absolutamente da perspectiva da vida marinha. Como vimos acima, o start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript dissolvido em água do mar pode reagir com moléculas de água e liberam íons start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript. Portanto, dissolver mais start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript na água faz com que se torne mais ácida. Água mais ácida pode, por sua vez, reduzir as concentrações de start text, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, 2, minus, end superscript e tornar mas difícil para os animais marinhos formar e manter suas conchas de start text, C, a, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript.start superscript, 9, end superscript. Tanto o aumento das temperaturas quanto o aumento de acidez podem prejudicar a vida marinha e ambos têm sido relacionados ao branqueamento de corais.
O debate sobre os efeitos futuros do aumento da concentração de carbono atmosférico nas mudanças climáticas tem como foco os combustíveis fósseis. Porém, os cientistas devem considerar os processos naturais, como vulcões, crescimento vegetal, nível de carbono no solo e respiração em seus modelos e predições do impacto futuro deste aumento.
Quer participar da conversa?
na imagem "ameaças para a biodiversidade" onde se explica que: o nível de CO2 está aumentando; se - de certa forma - quantos mais CO2 no ar, mais os seres autótrofos podem respirar e quebrar essa molécula transformando-a em O2; por que isso vem a se tornar uma ameaça aos seres vivos, já que tal molécula é benéfica para nosso organismo ?(2 votos)
Pode se tornar uma ameaça devido ao aumento excessivo do CO2 na atmosfera, pois os seres autótrofos não conseguem balanceá-lo totalmente devido principalmente as altas concentrações desse gás de efeito estufa pelo aumento da queima de combustíveis fósseis e isso causa modificações climáticas e aumentam os níveis de acidez dos mares o que a longo prazo ameaça a vida não só humana mas também a vida marinha.(6 votos)