Ciclos Biogeoquímicos O que são ciclos biogeoquímicos? • Do grego, bios é vida e geo é terra • São os ciclos que os nutrientes (elementos químicos) percorrem os seres vivos (biosfera) e o planeta (atmosfera,hidrosfera e litosfera). Tipos de ciclos biogeoquimicos Ciclo da água Existe dois tipos: • Ciclo curto ou pequeno: é aquele que ocorre pela lenta evaporação da água dos mares, rios, lagos e lagos, formando nuvens. Estas se condensam, voltando a superfície na forma de chuva ou neve; • Ciclo longo: É aquele em que a água passa pelo corpo dos seres vivos antes de voltar ao ambiente. A água é retirada do solo através das raízes das plantas sendo utilizada para a fotossíntese ou passada para outros animais através da cadeia alimentar. A água volta a atmosfera através da respiração, transpiração, fezes e urina. Ciclo da água Ciclo do carbono As plantas realizam fotossíntese retirando o carbono do CO2 do ambiente para formatação de matéria orgânica. Esta última é oxidada pelo processo de respiração celular, que resulta em liberação de CO2 para o ambiente. A decomposição e queima de combustíveis fósseis (carvão e petróleo) também libera CO2 no ambiente. Fotossíntese: 6CO2 + 12H2O + energia → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Respiração: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia Ciclo do carbono Efeito Estufa Consequências do agravamento do efeito estufa Com o acumulo de CO2 na atmosfera passando de 0,029% para 0,040% . Com isso, de acordo com o estudo da ONU durante o século XX a temperatura global da superficie terrestre aumento mais de 0,6 °C. Ciclo do Oxigênio O ciclo do oxigênio se encontra intimamente ligado com o ciclo do carbono, uma vez que o fluxo de ambos está associado aos mesmos fenômenos: fotossíntese e respiração. Os processos de fotossíntese liberam oxigênio para a atmosfera, enquanto os processos de respiração e combustão o consomem. Fotossíntese: 6CO2 + 12H2O + energia → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Respiração: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia Ciclo do Oxigênio e do Carbono Ciclo do Nitrogênio Apesar de 78% da atmosfera ser constituída de nitrogênio, a grande maioria dos organismos é incapaz de utilizá-Io, pois este se encontra na forma gasosa (N2) que é muito estável possuindo pouca tendência a reagir com outros elementos. Por isso, os organismos dependem das bactérias fixadoras de nitrogênio. As bactérias fixadora de nitrogênio são capazes de utilizar diretamente o N2, incorporando os átomos de nitrogênio em suas moléculas orgânicas. Essa incorporação é denominada fixação de nitrogênio Fixação Existem bactérias fixadora de nitrogênio que vivem no interior de células de organismos, como é o caso da Rhizobium. Essa vivem associadas às raízes de plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, etc.) Essa bactérias invadem as raízes de plantas jovens, instalado-se e reproduzindo-se no interior de suas células. As bactérias estimulam a multiplicação das células infectadas, o que leva à formação de tumores, denominados nódulos. Amonifiação Ao morrer e se decompor, as plantas leguminosas liberam, em forma de amônia (NH3) o nitrogênio de suas moleculas orgânicas, fertilizando o solo. Algumas plantas conseguem aproveitar diretamente a amônia, mas o composto nitrogenado mais - empregado pelos vegetais é o nitrato (NO3 ). Nitrificação O processo de formação de nitratos no solo é denominado nitrificação, e sua ocorrência dá-se pela ação conjunta de duas bactérias, chamdas de bactérias nitrificantes Nitrosomonas - Oxidação da amônia Nitrobacter - Oxidação do nitrito O nitrito é tóxico paras as plantas, mas raramente se acumula no solo por muito tempo, pois é imediatamente oxidado por bactérias do gênero Nitrobacter As plantas absorvem os nitratos dissolvidos na água que penetra nos pêlos absorventes das raízes. O nitrogênio que compõe o nitrato passa a fazer parte de moléculas orgânicas vegetais, principalmente proteínas e ácidos nucléicos. Quando as plantas são comidas por herbívoros, as substancia orgânicas nitrogenadas são utilizadas para a constituição das moléculas animais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das cadeias alimentares. Os animais liberam excreções, ou excretas, como amônia, uréia e ácido único, que são eliminados no ambiente. Pela ação de decomposição em plantas e animais mortos, o nitrogênio constituinte das moléculas orgânicas retorna ao solo na forma de amônia e pode passar novamente por processo de nitrificação. Desnitrificação Enquanto uma parte dos compostos nitrogenados presentes no solo sofrem, processo realizado por bactérias do solo, denominadas genericamente bactérias desnitrificantes. Estas, para obter energia, degradam compostos nitrogenados liberando gás nitrogênio (N2), que retorna a atmosfera. Ciclo de Fósforo • Não existe muitos compostos gasosos de fósforo, por isso não há passagem de átomos desse elemento pela atmosfera. Assim o composto importante para os seres vivo é : íon fosfato (PO43-) dissolvidos na água e no solo • Existem dois ciclos: Ciclo de tempo ecológico e o ciclo de tempo geológico. Ciclo do Cálcio As principais fontes desse elemento são as rochas calcárias, que, desgastando-se com o tempo, liberamno para o meio. No solo, é absorvido pelos vegetais e, por meio das cadeias alimentares, passa para os animais. Com a morte desses seres, ocorre a decomposição das estruturas contendo calcário – conchas de moluscos – no fundo dos oceanos, processo que contribui para a formação dos terrenos e rochas contendo calcário. Então rochas calcárias se desgastam com o tempo, tornando o cálcio novamente disponível para o uso pelos seres vivos reiniciano o ciclo. Ciclo do Enxofre Enxofre é uma substância amarela encontrada no solo, que queima com facilidade. Ele entra na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada para fertilizantes, corantes e explosivos (pólvora, palitos de fósforo, etc). O enxofre é encontrado nas rochas sedimentares, nas rochas vulcânicas, no carvão , no gás natural etc. O enxofre é essencial para a vida, faz parte da moléculas de proteína, vitais para o nosso corpo. A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. Quando apodrecem, as substâncias chamadas de “sulfatos”, combinados com a água são absorvidos pelas raízes das plantas. Os animais o obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais. Quando o ciclo é alterado, animais e plantas sofrem, isso vem acontecendo através da constante queima de carvão, petróleo e gás. Chuva ácida • Ao queimar combustíveis fósseis para acionar as usinas, fábricas e veículos, é lançado enxofre no ar. Esse enxofre sobe para a atmosfera na forma de gás chamado “dióxido de enxofre”, um grande poluente do ar. Quando o dióxido de enxofre se junta à umidade da atmosfera, forma o ácido sulfúrico, um dos principais componentes das chuvas ácidas. • A chuva causa danos às folhas de espécies vegetais comprometendo a produção agrícola. Torna-se mais grave próxima às grandes concentrações industriais, atinge as florestas, os peixes e corroe edificações de pedra e concreto, inclusive metais expostos ao tempo que enferrujam mais rápido, como as pontes e edificações de aço.