Ciclos Biogeoquímicos

Caro estudante!

Já abordou conteúdos de aprenizagem em que aprendeu, sobre ciclos de vida, ciclo menstrual, ciclo da água, mas o que encontrou em comum para, todos eles, foi que as coisas ou processos acontecem duma forma sucessiva, sistematicamente reproduzindo-se em períodos regulares.

Os elementos químicos constituíntes dos seres vivos circulam entre os seres vivos e os seres não-vivos ou seja entre o meio biótico (produtores, consumidores, e decompositores) e o meio abiótico (constituído pela litosfera (camada rochosa da superfície da terra), pela atmosfera (camada gasosa que envolve a terra) e pela hidrosfera (água existente na Terra). Isto acontece porque quando os seres vivos morrem, a matéria que os compõe é decomposta e os elementos químicos são reaproveitados por outros seres vivos, passando para o meio não-vivo. Este movimento de elementos chama-se ciclo biogeoquímico.

TÓPICOS DA AULA

• Ciclo Biogeoquímico

• Ciclo de carbono;

• Ciclo de nitrogénio;

• Ciclo da água;

Até ao final desta matéria você deve ser capaz de:

– Mencionar alguns ciclos biogeoquímicos;

– Caracterizar os ciclos de carbono, de nitrogénio e da água;

– Descrever os ciclos de carbono, de nitrogénio e da água;

Ciclos Biogeoquímicos

Caro estudante!

Uma das características mais importantes dos ecossistemas naturais é a circulação da matéria no seu interior. Sabemos que os organismos estão constantemente retirando da natureza os elementos químicos de que necessitam. No entanto, de uma forma ou de outra, esses elementos acabam sempre voltando ao ambiente.

Ao processo contínuo de retirada e devolução de elementos químicos denomina- se ciclos biogeoquímicos.

Ciclo de Carbono

“Na Natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Este é o princípio de conservação da matéria, enunciado por Lavoisier. Os elementos químicos, ora estão participando da estrutura de moléculas inorgânicas, na água, no solo ou no ar, ora estão compondo moléculas de substâncias orgânicas, nos seres vivos. Pela decomposição cadavérica ou por suas excreções e seus excrementos, tais substâncias se decompõem e devolvem ao meio ambiente os elementos químicos, já na forma de compostos inorgânicos.

A vida é uma consequência da propriedade que tem o átomo de carbono de se ligar a outros átomos, formando longas cadeias carbónicas. Essas cadeias são fabricadas pelos seres autotróficos através do processo da fotossíntese, a partir do dióxido de carbono do ambiente – C02.

O carbono passa a circular pela cadeia alimentar na forma de CO2, realiza-se pela respiração de animais e vegetais, ou pela decomposição de seus corpos após a morte.

O carbono ocorre na terra sob forma de compostos minerais, como os carbonetos, e nos depósitos orgânicos fósseis, como o carvão e o petróleo. Neste caso, o carbono volta à atmosfera pela erosão ou pela combustão. Esse retorno é mais lento que o resultante da respiração, da transpiração e da decomposição.

O processo natural de circulação do carbono nos ecossistemas – ciclo do carbono, vem sofrendo grande alteração com o incremento da civilização e sobretudo a partir da revolução industrial. Por consequência de tudo isso, biliões de toneladas do dióxido de carbónico são lançadas anualmente na atmosfera. As consequências de tal facto são incalculáveis. O aquecimento global, a subida dos níveis das águas do mar, etc., são apenas alguns exemplos.

Ciclo de Nitrogénio

O Nitrogénio é um elemento químico importantíssimo, pois entra na constituição de dois compostos que não podem faltar a nenhum ser vivo: as proteínas e os ácidos nucléicos.

Entretanto, apesar de 78% da atmosfera ser constituída por nitrogénio, a maioria dos seres vivos não o pode usar directamente. Isso porque o nitrogénio do ar atmosférico, na forma de N2, é quimicamente muito estável, com pouca tendência para reagir com outros elementos.

Assim, os vegetais só podem usá-lo sob a forma de amoníaco ou nitrato, ao passo que os animais aproveitam-no em forma de aminoácidos.

Somente as algas azuis (cianofícias) e algumas bactérias do solo conseguem utilizar o Nitrogénio atmosférico, fazendo-o reagir com o Hidrogénio e produzindo amoníaco, que é então usando na síntese de aminoácidos. Essa reacção chamada fixação do Nitrogénio que também pode ser realizada industrialmente é muito usado para a produção de amoníaco.

Uma pequena quantidade de nitrogénio do ar é fixada na forma de nitratos graças à forte energia fornecida por relâmpagos e raios cósmicos. A maior parte da fixação do nitrogénio é realizada pelas bactérias, pelas algas azuis que geralmente têm vida livre.

A parte mais significativa desse processo é realizada por bactérias que vivem no interior das raízes, principalmente das leguminosas, como, feijão, ervilha, amendoim, etc. Os nódulos que aparecem nas raízes dessas plantas contêm milhões de bactérias fixadoras do nitrogénio.

Ciclo de Água

Uma das condições necessárias para que um planeta tenha vida é a presença de água.

Dissolvendo as mais variadas substâncias, ela possibilita a realização de múltiplas reacções químicas, fundamentais para a vida. Além disso, no processo de fotossíntese, a água funciona como doadora de hidrogénio para a síntese de moléculas orgânicas e de oxigénio que é libertado para atmosfera. Acrescenta-se ainda o facto de a água aquecer-se e resfriar-se lentamente, o que impede grandes variações de temperatura no ambiente aquático. A sobrevivência de cada ser vivo e de toda a biosfera depende dessas e de outras propriedades da água.

A energia solar desempenha um papel importante no ciclo de da água: graças a energia, a água em estado líquido sofre constante evaporação e penetra na atmosfera em forma de vapor. O retorno ao estado líquido dá-se por meio de precipitações, como a chuva e a neve. Através de um escoamento superficial, ela pode formar rios e lagos, e volta para o oceano. Pode também infiltrar-se no solo, formando lençóis de água subterrânea, que pode ser absorvida pelos vegetais.

A água retirada do ambiente pelos seres vivos retorna à atmosfera através da transpiração, excreção, respiração e decomposição dos cadáveres. O lançamento de uma quantidade excessiva de substâncias orgânicas na água, mesmo as biodegradáveis, pode causar um grave desequíbrio ecológico. Este fenómeno conhecido por eutrofização (eu = bem, trofo = nutrição), pode ser explicado do seguinte modo: a grande quantidade de matéria orgânica presente nos restos de alimentos, esgotos ou produtos industriais, quando despejada em rios ou em lagos, favorece a proliferação de microorganismosdec ompositores. Com o aumento desses microorganismos, o consumo de oxigénio da água também cresce. Assim sendo, a quantidade de oxigénio dissolvido na água diminui, podendo provocar a morte de peixes e outros animais, que necessitam de uma taxa mínima desse gás para sobreviver.

Fig 1. Ciclo de água

Exercícios de Aplicação

1. Caracterize o ciclo biogeoquímico.

Resposta: Ciclo biogeoquímico caracteriza-se por ser um processo contínuo de retirada e devolução de elementos químicos.

2. Destaque a importância do ciclo de nitrogénio.

Resposta: O ciclo de nitrogénio entra na constituição de dois compostos que não podem faltar em nenhum ser vivo: as proteínas e os ácidos nucléicos.