AULA_8_-_Ciclos_biogeoqumicos

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
• A Terra é um sistema quase fechado materialmente
• A Terra é um sistema aberto energeticamente
• Os elementos necessários à vida - água, carbono, oxigênio,
nitrogênio, etc. - passam por ciclos biogeoquímicos que
mantêm sua pureza e a capacidade de serem aproveitados pelos
seres vivos
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Porque os organismos
vivos
interagem
no
processo
de
síntese
orgânica e decomposição
dos elementos
Porque são ciclos de
elementos químicos
Porque
o
meio
terrestre é a fonte
dos elementos
• A biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de
matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera
• Ciclos dos elementos químicos entre o meio biótico e o meio abiótico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
 Ciclos Gasosos - o depósito está na atmosfera ou hidrosfera, composto
dos seguintes nutrientes:
Oxigênio
Reservatório é a atmosfera
Carbono
Grande reservatório está na hidrosfera, na forma de gás carbônico.
No oceano, embora também esteja presente na atmosfera
Nitrogênio
Reservatório é a atmosfera.
 Ciclos Sedimentares – o depósito está na crosta terrestre, composto
dos seguintes nutrientes:
Água
Os depósitos são o mar, rios, lagos e os lençóis subterrâneos.
Fósforo
Os reservatórios são as rochas formadas em remotas eras geológicas.
Enxofre
O maior reservatório são as rochas e sedimentos.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
• ALTERAÇÕES NOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CICLO DO CARBONO
• É uma sucessão de transformações que sofre o carbono ao longo do
tempo. É um ciclo de grande importância para a manutenção do clima
da Terra, e em todas as atividades básicas para a sustentação da vida
• A atmosfera e a hidrosfera são os
reservatórios de carbono
• Concentração constante de CO2 no
ar = é uma boa indicação de que há
um equilíbrio entre o seu consumo e
a sua produção
Ver Vídeo
CICLO DO CARBONO

O CO2 é absorvido pelas plantas, no
processo de fotossíntese. Passando a
fazer parte das substâncias orgânicas do
vegetal (açúcares, lipídios, proteínas,
ácidos nucléicos)

As plantas são ingeridas por animais.
Tanto
as
plantas
quanto
animais
devolvem o carbono ao ar sob forma de
CO2, subproduto da respiração

Morte
de
vegetais
e
animais:
os
decompositores degradam esses restos
orgânicos, devolvendo o CO2 ao ar
CICLO DO CARBONO

Parte dos restos de animais e vegetais
pode
não
sofrer
decomposição
e
transformar-se em combustíveis fósseis
(carvão e petróleo). Boa parte do carbono
que estava preso durante milhões de
anos nessas substâncias, está sendo
devolvido à atmosfera, através da queima
de combustíveis

Em conseqüência destas queimas, a
concentração
de
CO2
na
aumentou nos últimos anos
atmosfera
CICLO DO CARBONO

As atividades humanas lançam CO2 na atmosfera numa velocidade cada
vez maior. A concentração de dióxido de carbono subiu 35% entre 2000
e 2006. Ao mesmo tempo, os processos naturais que poderiam reduzir
esse
impacto
-
a
capacidade
de
absorção
das
florestas
e,
principalmente, dos oceanos - dão sinais de enfraquecimento

Entre 2000 e 2006, atividades humanas como a queima de combustíveis
fósseis e o desmatamento contribuíram com o lançamento de 4,1 bilhões
de toneladas de carbono na atmosfera, levando a uma taxa de
crescimento anual de 19,3 ppm (partes por milhão)

A atual concentração de CO2 é de 381 ppm, a maior dos últimos 650 mil
anos e provavelmente a maior dos últimos 20 milhões de anos
Globo On Line (23/10/2007)
EFEITO ESTUFA

O
dióxido
monóxido
de
carbono
de
concentrados
e
carbono
em
o
ficam
determinadas
regiões da atmosfera formando
uma
camada
que
bloqueia
a
dissipação do calor. Esta camada
de
poluentes,
tão
visível
nas
grandes cidades, funciona como
um isolante térmico do planeta
Terra. O calor fica retido nas
camadas
atmosfera
mais
baixas
trazendo
problemas ao planeta
da
graves
EFEITO ESTUFA - CONSEQÜÊNCIAS

Alterações nos Ecossistemas – extinção de espécies

Derretimento das Geleiras

Perdas na Produção Agrícola

Alterações nas Correntes Marinhas
CICLO DO OXIGÊNIO

O oxigênio se distribui em três reservatórios: a atmosfera (os gases
que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o
seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra)

O oxigênio é o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos
oceanos, e o segundo na atmosfera

Na
atmosfera
encontra-se
como
oxigênio
diatômico/oxigênio
molecular (O2), dióxido de carbono (CO2), ozônio (O3), dióxido de
nitrogênio (NO2), monóxido de nitrogênio (NO), dióxido de enxofre
(SO2), etc
CICLO DO OXIGÊNIO

O
oxigênio
molecular
(O2)
representa 20% da atmosfera
terrestre. Este oxigênio satisfaz as
necessidades
organismos
de
todos
terrestres
que
os
o
respiram no seu metabolismo

O principal fator na produção de
oxigênio é a fotossíntese, que é
responsável pela atual atmosfera
terrestre e pela existência da vida
CICLO DO OXIGÊNIO

99,5% está concentrado na crosta e manto da Litosfera

Na atmosfera apenas (0,49%), esta porcentagem representa cerca
de 20% da atmosfera. Uma parte muito menor do oxigênio está contida
na biosfera (0,01%)
FLUXO DO OXIGÊNIO

A maior fonte do oxigênio presente na atmosfera e biosfera é a
fotossíntese que transforma dióxido de carbono e água em
oxigênio e açúcar

6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2
CICLO DO OXIGÊNIO

O oxigênio também tem um ciclo entre a biosfera e a
litosfera, através das conchas de carbonato de cálcio
(CaCO3) produzidas por organismos marinhos

O fósforo (P) no oceano ajuda a regular a quantidade de oxigênio atmosférico.
O fósforo dissolvido nos oceanos é essencial para a fotossíntese e um dos
principais fatores limitantes.

A fotossíntese nos oceanos contribui aproximadamente com 45% do oxigênio
total livre no ciclo do oxigênio. O crescimento da população de organismos que
fazem fotossíntese é limitada principalmente pela disponibilidade de fósforo
dissolvido
CICLO DO NITROGÊNIO

O nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na
constituição das proteínas e ácidos nucléicos. Admite-se que, no corpo
humano, 16% é constituídos de proteínas

A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de 78%
do ar é formado por nitrogênio livre (N2)

Os únicos seres que fixam o nitrogênio são bactérias, cianobactérias
e fungos por apresentarem enzimas apropriadas para essa função
Ver Vídeo
CICLO DO NITROGÊNIO

O nitrogênio molecular, N2
ingressa
graças
no
à
mundo
vivo
atividade
dos
microrganismos fixadores, as
algas
azuis
e
algumas
bactérias, que o transformam
em amônia

No processo de nitrificação,
outras bactérias transformam
a amônia em nitritos e nitratos
CICLO DO NITROGÊNIO

Utilização
por
parte
dos
vegetais
dessas
3
substâncias,
ocorrendo
a
formação
de
compostos
nitrogenados, utilizados pelos
animais

O ciclo fecha-se a partir da
atividade de certas espécies de
bactérias,
que
efetuam
a
desnitrificação e devolvem o
nitrogênio molecular, N2 para a
atmosfera
CICLO DO NITROGÊNIO
CICLO DO FÓSFORO

O fósforo é o material genético constituinte das moléculas dos ácidos
ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA) e componente dos ossos e
dentes

Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há
passagem de fósforo pela atmosfera

Composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon
fosfato
Ver Vídeo
CICLO DO FÓSFORO

A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água

As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no
solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento, onde este retorna ao ambiente
através das excretas

O fosfato retido no solo, é reciclado pela plantas, consumidores e decompositores

O fosfato arrastado para a água incorpora-se as rochas, e além disso, são utilizados
pelos vegetais
CICLO DO FÓSFORO
CICLO DO ENXOFRE

É um componente essencial das proteínas e fator determinante na acidez
da chuva, das águas superficiais e do solo

A maioria do enxofre da Terra está combinado em rochas e minerais
subterrâneos, tais como disulfeto de ferro (pirita) o sulfato de cálcio (gesso).
Este enxofre inorgânico é liberado para a atmosfera e para as águas pelo
intemperismo, erupções vulcânicas e emissões de vulcões marinhos
CICLO DO ENXOFRE

O ciclo do enxofre é complicado pelo grande
número de estados de oxidação que este elemento
pode assumir, incluindo o sulfeto de hidrogênio (H2S),
dióxido de enxofre (SO2), sulfato (SO42–) e ácido
sulfúrico (H2SO4), entre outros

Os processos inorgânicos são responsáveis por
muitas destas transformações

Bactérias, que seqüestram o enxofre e/ou o liberam
para o meio ambiente

As atividades humanas também liberam grandes
quantidades de enxofre, principalmente através da
queima de combustíveis fósseis

Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior,
nos sedimentos da crosta terrestre outro, menor, na
atmosfera.
CICLO DO ENXOFRE
CICLO DA ÁGUA

A água ocupa 70% da superfície da Terra. A maior parte, 97%, é
salgada. Apenas 3% do total é água doce, onde 77% está
congelada, 22% compõem-se de água subterrânea, o restante
esta na atmosfera, animais, plantas. Apenas 0,01% vai para os
rios, ficando disponível para uso

A água é uma das matérias-primas da fotossíntese: seus átomos
de hidrogênio irão fazer parte da glicose fabricada, e seus átomos
de oxigênio se unem para formar o O2 (gás oxigênio) liberado
para a atmosfera
CICLO DA ÁGUA
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86% da umidade atmosférica provem da evaporação dos oceanos
CICLO DA ÁGUA
CICLO DA ÁGUA
CICLO DA ÁGUA
CICLO DA ÁGUA
ALTERAÇÕES NO CICLO

O desmatamento e a retirada da cobertura vegetal deixa o solo
desprotegido, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios,
lagos e lagoas

A erosão do solo deixa-o impróprio para a agricultura e
atividades pastoris e o assoreamento dos rios pode provocar
enchentes catastróficas
CICLO DA ÁGUA
ALTERAÇÕES NO CICLO
CICLO DA ÁGUA
ALTERAÇÕES NO CICLO