Ciclos biogeoquímicos e impactos humanos
Em setembro, o céu de várias cidades brasileiras fica cinza por causa das queimadas. Em outra época, uma lagoa perto da cidade fica verde e os peixes aparecem mortos. O que esses dois fenômenos têm em comum? Nos dois casos, a ação humana mexeu em um ciclo da matéria. Neste apartado, você vai entender como os elementos químicos circulam na natureza e o que acontece quando esse caminho é alterado. No fim, voltamos a essas duas cenas.
Matéria circula, energia flui
A energia do Sol entra no ecossistema, passa pelos seres vivos e sai como calor: ela flui em um só sentido. Já os átomos de carbono, nitrogênio, hidrogênio, fósforo e outros não se perdem: são reaproveitados continuamente. Esse movimento da matéria entre os seres vivos (bio) e o ambiente (geo: atmosfera, solo, água e rochas), com transformações químicas, é chamado de ciclo biogeoquímico.
Por que a matéria precisa circular? Porque os elementos existem em quantidade limitada no planeta. Se os átomos de nitrogênio ficassem presos para sempre em um organismo morto, a vida acabaria. Os decompositores (bactérias e fungos) devolvem esses elementos ao ambiente, e os produtores os incorporam de novo.
Descreva, com suas palavras, as etapas de evaporação, condensação e precipitação no ciclo da água. Em qual dessas etapas a água passa do estado líquido para o gasoso?
Descreva, com suas palavras, as etapas de evaporação, condensação e precipitação no ciclo da água. Em qual dessas etapas a água passa do estado líquido para o gasoso?
Ciclo da água
A água circula impulsionada pela energia solar e pela gravidade. As etapas principais são:
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Evaporação: a água líquida (rios, lagos, oceanos) passa para o estado gasoso. É a etapa em que ocorre a mudança de líquido para gás.
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Transpiração: as plantas absorvem água do solo e liberam vapor pelas folhas. Evaporação e transpiração juntas formam a evapotranspiração.
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Condensação: o vapor esfria em altitude e forma gotículas, que originam as nuvens.
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Precipitação: a água volta à superfície como chuva, granizo ou neve.
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Infiltração e escoamento: parte da água entra no solo e abastece lençóis freáticos; parte escorre para rios e mares.
O papel da floresta
A Floresta Amazônica devolve muita água à atmosfera pela transpiração. Esse vapor ajuda a formar nuvens e chuva em outras regiões. Quando a floresta é desmatada para pastagem:
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diminui a transpiração, então há menos vapor e menos chuva local;
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o solo fica exposto e compactado, e a infiltração cai: a água escorre mais rápido, causando erosão e assoreamento dos rios, e o lençol freático recebe menos água.
Em uma região da Amazônia, uma área de floresta foi desmatada para pastagem. Relacione o desmatamento com dois efeitos sobre o ciclo da água local, como a transpiração…
Em uma região da Amazônia, uma área de floresta foi desmatada para pastagem. Relacione o desmatamento com dois efeitos sobre o ciclo da água local, como a transpiração das plantas e a infiltração da chuva no solo.
Ciclo do carbono e efeito estufa
O carbono é a base das moléculas orgânicas (carboidratos, lipídios, proteínas, DNA). Na atmosfera, ele está principalmente como gás carbônico (CO₂).
| Processo | Efeito sobre o CO₂ atmosférico |
|---|---|
| Fotossíntese | Retira CO₂ (vira matéria orgânica) |
| Respiração (celular) | Devolve CO₂ |
| Decomposição | Devolve CO₂ |
| Combustão (queimadas, motores) | Devolve CO₂ |
Os produtores fixam o carbono na fotossíntese; ele passa aos consumidores pela alimentação; e volta à atmosfera pela respiração, pela decomposição e pela combustão. Parte do carbono ficou armazenada por milhões de anos como combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural). Ao queimar gasolina ou diesel, devolvemos de uma vez à atmosfera um carbono que estava “guardado”.
Efeito estufa natural × aquecimento global
Alguns gases (CO₂, metano, vapor de água) retêm parte do calor emitido pela Terra. Esse é o efeito estufa natural: sem ele, a temperatura média do planeta seria bem mais baixa e a vida, como a conhecemos, seria inviável.
O problema é o efeito estufa intensificado. A queima de combustíveis fósseis, as queimadas e o desmatamento aumentam a concentração de CO₂ e de outros gases, retendo mais calor e elevando a temperatura média: é o aquecimento global.
Florestas e compensação das emissões
Uma floresta em crescimento absorve mais CO₂ pela fotossíntese do que libera pela respiração, porque está acumulando biomassa. Em uma floresta madura, o que entra e o que sai ficam próximos: ela guarda muito carbono, mas quase não aumenta esse estoque. Quando a floresta é queimada, o carbono estocado volta à atmosfera como CO₂ e as árvores deixam de absorvê-lo.
Conclusão esperada: o plantio é útil, mas não basta. É preciso também reduzir emissões, evitar desmatamento e queimadas e usar energias renováveis.
Cite dois processos biológicos que retiram gás carbônico da atmosfera ou o devolvem a ela no ciclo do carbono. Para cada um, indique se ele retira ou devolve CO₂.
Cite dois processos biológicos que retiram gás carbônico da atmosfera ou o devolvem a ela no ciclo do carbono. Para cada um, indique se ele retira ou devolve CO₂.
Explique como a queima de combustíveis fósseis, como gasolina e diesel, intensifica o efeito estufa. Em seguida, diferencie efeito estufa natural de aquecimento global…
Explique como a queima de combustíveis fósseis, como gasolina e diesel, intensifica o efeito estufa. Em seguida, diferencie efeito estufa natural de aquecimento global causado por atividades humanas.
Uma floresta em crescimento absorve mais CO₂ pela fotossíntese do que libera pela respiração, enquanto uma floresta madura tende a ter absorção e liberação próximas.…
Uma floresta em crescimento absorve mais CO₂ pela fotossíntese do que libera pela respiração, enquanto uma floresta madura tende a ter absorção e liberação próximas. Compare os dois casos quanto ao papel no ciclo do carbono e argumente se o plantio de florestas basta para compensar as emissões de combustíveis fósseis. Considere também o que ocorre quando uma floresta é queimada.
Ciclo do nitrogênio
O ar tem cerca de 78% de gás nitrogênio ($\mathrm{N_2}$), mas plantas e animais não conseguem usá-lo diretamente: a molécula é muito estável. O nitrogênio é necessário para fazer proteínas e ácidos nucleicos, então o ciclo depende de bactérias.
| Etapa | O que acontece | Quem faz |
|---|---|---|
| Fixação biológica | $\mathrm{N_2}$ do ar vira amônia ($\mathrm{NH_3}$ / $\mathrm{NH_4^+}$) | Bactérias fixadoras (como Rhizobium, nas raízes de leguminosas) |
| Nitrificação | Amônia vira nitrito e depois nitrato ($\mathrm{NO_3^-}$), forma que as plantas absorvem | Bactérias nitrificantes |
| Assimilação | Plantas absorvem nitrato/amônio e produzem proteínas; os animais as obtêm comendo | Plantas e consumidores |
| Amonificação | Decompositores liberam amônia a partir de restos e excretas | Bactérias e fungos |
| Desnitrificação | Nitrato vira $\mathrm{N_2}$ e volta ao ar | Bactérias desnitrificantes |
As leguminosas, como soja e feijão, vivem em simbiose com bactérias fixadoras que ficam em nódulos nas raízes. A planta fornece açúcares e a bactéria fornece nitrogênio utilizável: relação vantajosa para os dois.
Lavoura e manejo sustentável
Alternar soja com milho (rotação de culturas) aproveita a fixação biológica: a soja deixa nitrogênio no solo para a cultura seguinte, e se usa pouco fertilizante nitrogenado. Já plantar só milho com muito fertilizante tem custos: o solo depende de insumos, e o excesso de nitrato é arrastado pela chuva para rios e lagos, contribuindo para a eutrofização. O manejo com rotação é mais sustentável.
No ciclo do nitrogênio, algumas bactérias do solo são capazes de transformar o nitrogênio do ar em formas que as plantas conseguem absorver. Como se chama esse processo?…
No ciclo do nitrogênio, algumas bactérias do solo são capazes de transformar o nitrogênio do ar em formas que as plantas conseguem absorver. Como se chama esse processo? Cite um exemplo de planta cultivada no Brasil associada a essas bactérias.
Um agricultor do Cerrado compara dois campos: no primeiro, planta soja alternando com milho e usa pouco fertilizante nitrogenado; no segundo, planta só milho e aplica…
Um agricultor do Cerrado compara dois campos: no primeiro, planta soja alternando com milho e usa pouco fertilizante nitrogenado; no segundo, planta só milho e aplica grande quantidade de fertilizante. Analise as consequências de cada prática para o ciclo do nitrogênio, para o solo e para rios próximos. Indique qual manejo é mais sustentável e justifique.
Impactos humanos: eutrofização
O fósforo e o nitrogênio são nutrientes. Em pequena quantidade, sustentam algas e plantas aquáticas. Quando o esgoto doméstico sem tratamento ou o excesso de fertilizante chega a um rio ou lagoa, entram nitrogênio e fósforo em excesso, e começa a eutrofização:
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Os nutrientes em excesso fazem as algas se multiplicarem e deixarem a água verde (floração).
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A camada de algas bloqueia a luz, e as algas de baixo morrem.
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Bactérias decompositoras se multiplicam para decompor tanta matéria orgânica e consomem o oxigênio dissolvido na água.
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Faltando oxigênio, os peixes morrem (e a decomposição piora ainda mais o problema).
Outras alterações
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Queimadas e desmatamento: liberam CO₂, reduzem a fotossíntese e a transpiração.
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Chuva ácida: gases como óxidos de nitrogênio e de enxofre, emitidos por veículos e indústrias, reagem com a água da atmosfera e acidificam a chuva.
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Uso excessivo de fertilizantes: leva nitrato aos rios.
Ações individuais (consumo consciente, não queimar lixo, economizar energia) e coletivas (tratamento de esgoto, fiscalização do desmatamento, políticas climáticas como as discutidas na COP30, em Belém) podem reduzir esses impactos.
Uma lagoa próxima a uma cidade recebe esgoto doméstico sem tratamento, rico em compostos de nitrogênio e fósforo. Algumas semanas depois, a água fica verde por causa do…
Uma lagoa próxima a uma cidade recebe esgoto doméstico sem tratamento, rico em compostos de nitrogênio e fósforo. Algumas semanas depois, a água fica verde por causa do excesso de algas, e muitos peixes morrem. Explique esse fenômeno, chamado eutrofização, relacionando-o ao ciclo do nitrogênio e ao oxigênio dissolvido.
Resumo
Voltando ao começo: o céu cinza das queimadas é CO₂ e fuligem entrando no ciclo do carbono; a lagoa verde é o ciclo do nitrogênio e do fósforo sobrecarregado pelo esgoto, levando à eutrofização.
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Energia flui em um sentido; a matéria circula nos ciclos biogeoquímicos.
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Água: evaporação, transpiração, condensação, precipitação e infiltração. O desmatamento reduz transpiração e infiltração.
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Carbono: fotossíntese retira CO₂; respiração, decomposição e combustão devolvem. Combustíveis fósseis e queimadas intensificam o efeito estufa.
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Nitrogênio: fixação (leguminosas como soja e feijão), nitrificação, assimilação, amonificação e desnitrificação.
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Eutrofização: excesso de N e P → algas → decomposição → falta de O₂ → morte de peixes.