1o ano ciclos biogeoquímicos 1
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M O V I M E N T A Ç Ã O N A T U R A L D E E L E M E N T O S Q U Í M I C O S N O E C O S S I S T E M A E N T R E O S S E R E S V I V O S
( C O M P O N E N T E S B I Ó T I C O S ) E O M E I O A M B I E N T E ( C O M P O N E N T E A B I Ó T I C O ) .
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Carbono
Carbono é o quarto elemento mais abundante do universo (depois do H, He e O)
Pilar da vida como conhecemos
Duas formas:
Orgânica Inorgânica
Ciclo Geológico do Carbono
Mais de 99% do carbono terrestre está contido na litosfera
Sendo a maioria carbono inorgânico, armazenado em rochas sedimentares
O carbono orgânico contido na litosfera está armazenado em
depósitos de combustíveis fósseis.
A litosfera (do grego "lithos" = pedra) é a camada sólida mais
externa do planeta Terra, constituída por rochas e solo.
É também denominada como crosta terrestre.
As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois são as rochas ígneas e
asmetamórficas).
Combustível fóssil ou mais corretamente combustível mineral é
uma substância formada de compostos de carbono, usados para alimentar a
combustão. Reconhecidamente, são usados como combustível, o carvão mineral,
o petróleo e o gás natural.
Ciclo Geológico do Carbono
Em escala geológica, existe um ciclo entre a crosta terrestre (litosfera), os oceanos (hidrosfera) e
a atmosfera.
CO2 da atmosfera, combinado com a água forma ácido carbônico
O qual reage lentamente com o cálcio e com o magnésio da crosta terrestre,
formando carbonatos.
O ácido carbônico é um composto
químico de fórmula H2CO3.
O ácido carbônico é responsável pelo gás
nos refrigerantes.
O cálcio é um elemento químico, símbolo Ca
Um metal da família dos alcalino-terrosos
Os carbonatos são sais inorgânicos ou seus respectivos minerais que
apresentam na sua composição química o íon carbonato CO3
- 2.
Ácido CarbônicoCálcio
Carbonato
Ciclo Geológico do Carbono
Com a erosão (chuva), estes carbonatos são arrastados para os oceanos
Se acumulam no seu leito em camadas, ou são assimilados por organismos marinhos que
eventualmente, depois de morrerem, também se depositam no fundo do mar
Estes sedimentos vão-se acumulando ao longo de milhares de anos, formando rochas sedimentares
como as rochas calcárias.
Erosão é a destruição do solo e das rochas e seu transporte em geral
feito pela água da chuva, pelo vento ou, ainda, pela ação
do gelo, quando este atua expandindo o material no qual se infiltra a água
congelada.
A erosão destrói as estruturas (areias, argilas, óxidos e húmus) que compõem o solo. Estas são
transportados para as partes mais baixas dos relevos e em geral vão
assorear cursos d'água.
Ciclo Geológico do Carbono
O ciclo continua quando as rochas sedimentares do leito marinho são arrastadas para o manto da Terra,
por um processo de subducção
Rochas sedimentares ficam sujeitas a grandes pressões e temperaturas, derretendo e reagindo
com outros minerais, libertando CO2
O CO2 é devolvido a atmosfera através das atividades vulcânicas, completando-se assim o
ciclo.
Uma zona de subducção
ou depressão tectónica é uma área de convergência de placas
tectónicas
O Manto é a camada da estrutura da Terra que fica diretamente
abaixo da crosta prolongando-se em profundidade até ao limite
exterior do núcleo.
Ciclo Geológico do Carbono
Os balanços entre os diversos processos do ciclo do carbono geológico controlaram a concentração de CO2 presente na atmosfera ao longo de centenas de milhares de anos
Os mais antigos sedimentos geológicos, datados de épocas anteriores ao desenvolvimento da vida na Terra, apontam para concentrações de CO2 atmosférico
100 vezes superiores aos atuais, proporcionando um forte efeito de estufa.
Por outro lado, medições dos núcleos de gelo retirados na Antártida e na Groenlândia, permitem estimar as concentrações do CO2 que, durante a última
era glacial, eram cerca de metade das atuais
Ciclo Biológico do Carbono
Relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos.
Na ausência da influência humana, existem três reservatórios ou "stocks":
Terrestre (20.000 Gt), Atmosfera (750 Gt), Oceanos (40.000 Gt).
Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e da respiração.
1 Gt = 1 000 000 000 t
Ciclo Biológico do Carbono
Através da fotossíntese as plantas absorvem energia solar, CO2 atmosférico, produzindo oxigênio e hidratos de
carbono
Animais e plantas utilizam os hidratos para obtenção da energia através da respiração
Decomposição orgânica e respiração devolvem o carbono, biologicamente fixado nos stocks terrestres (nos tecidos da biota, na camada de solo e na turfa),
para a atmosfera.
Carboidrato, hidrato de carbono, glicídio,
sacarídeos ou açúcarsão substâncias, sintetizadas pelos organismos vivos,
de função mista poliálcool-
aldeído ou poliálcool-cetona.
A turfa é um material de origem vegetal, parcialmente decomposto, encontrado em
camadas, geralmente em regiões pantanosas e também sobre montanhas
(turfa de altitude).
Fotossíntese6CO2 + 6H2O + energía (luz solar) → C6H12O6 + 6O2
RespiraçãoC6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + energia
Ciclo Biológico do Carbono
É possível verificar que a maior troca entre o stock terrestre e stock atmosférico resulta dos processos da fotossíntese e da respiração.
Quando a temperatura ou umidade é muito baixa, por exemplo no Inverno ou em desertos, a fotossíntese e a respiração reduz-se ou cessa, assim
como o fluxo de carbono entre a superfície terrestre e a atmosfera.
Apesar do stock atmosférico de carbono ser o menor dos três (com cerca de 750 Gt de carbono), este stock determina a concentração de
CO2 na atmosfera, cuja concentração pode influenciar o clima terrestre.
Ciclo Biológico do Carbono
A vida nos oceanos consome grandes quantidades de CO2, no entanto o ciclo entre a fotossíntese e a respiração desenvolve-se muito rapidamente.
O fitoplâncton é consumido pelo zooplâncton em apenas alguns dias, e apenas pequenas quantidades de carbono são acumuladas no fundo do mar, quando as conchas do zooplâncton,
compostas por carbonato de cálcio (CaCO3), se depositam no fundo, após a sua morte.
Depois de um longo período de tempo, este efeito representa uma significativa remoção de carbono da atmosfera.
Ciclo Biológico do Carbono
Outro processo intermediário do ciclo biológico, o qual representa remoção de carbono da atmosfera, ocorre quando a fotossíntese excede a
respiração e, lentamente, a matéria orgânica forma depósitos sedimentares que, na ausência de oxigênio e ao longo de milhões de anos,
se transformam em combustíveis fósseis.
Os incêndios (naturais) são um outro elemento do ciclo rápido que adicionam CO2 para a atmosfera ao consumir a biomassa e matéria
orgânica e ao provocar a morte de plantas que acabam por se decompor e formar também CO2.
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