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Ciclo biogeoquímico

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do ciclo biogeoquímico

Um ciclo biogeoquímico é um dos vários ciclos naturais, nos quais a matéria conservada se move através das partes bióticas e abióticas de um ecossistema.

Na biologia, a matéria conservada refere -se à quantidade finita de matéria, na forma de átomos, que está presente na terra. Como, de acordo com a lei da conservação da massa, a matéria não pode ser criada ou destruída, todos os átomos da matéria são ciclados pelos sistemas da Terra, embora de várias formas.

Em outras palavras, a Terra recebe apenas energia do sol, que é emitida como calor, enquanto todos os outros elementos químicos permanecem dentro de um sistema fechado.

Os principais elementos químicos que são ciclados são: carbono (c), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O), fósforo (P) e enxofre (s). Estes são os blocos de construção da vida e são usados para processos essenciais, como o metabolismo, a formação de aminoácidos, a respiração celular e a construção de tecidos.

Esses elementos fundamentais podem ser facilmente lembrados com o acrônimo Chnops.

Cada um desses elementos circula pelos componentes bióticos, que são as partes vivas de um ecossistema, e os componentes abióticos, que são as partes que não vivem.

Os componentes abióticos podem ser subdivididos em três categorias: a hidrofrafe (água), a atmosfera (ar) e a litosfera (rocha).

A biosfera é um termo que pode ser usado para descrever o sistema que contém todos os organismos vivos, incluindo plantas, animais e bactérias, bem como suas interações entre e entre as outras, e suas interações com os sistemas abióticos da Terra. A biosfera às vezes é chamada de ecosfera e pode ser definida como a soma de todos os ecossistemas.

Com esse conhecimento, as palavras “ciclo biogeoquímico” podem ser facilmente quebradas. “Bio-” é o sistema biótico, “Geo-” é o componente geológico e “químico” são os elementos que são movidos por um “ciclo”.

Em estágios específicos de seu ciclismo, qualquer um dos elementos pode ser armazenado e acumulado em um determinado local por um longo período (por exemplo, dentro de um substrato rochoso ou na atmosfera). Esses lugares são chamados de “pias” ou “reservatórios”.

Uma “fonte” é qualquer coisa a partir da qual um elemento é emitido, por exemplo, os vulcões emitem grandes quantidades de carbono na forma de CO2, enquanto o resíduo humano é uma fonte de nitrogênio, enxofre e fósforo.

Exemplos de ciclo biogeoquímico

O ciclo da água

O ciclo biogeoquímico da água, ou o ciclo hidrológico, descreve a maneira como a água (dióxido de hidrogênio ou H2O) é divulgada e reciclada pelos sistemas da Terra.

Todos os organismos vivos, sem exceção, precisam de água para sobreviver e crescer, tornando -a uma das substâncias mais importantes da Terra. Em organismos complexos, é usado para dissolver vitaminas e nutrientes minerais. É então usado para transportar essas substâncias, bem como hormônios, anticorpos, oxigênio e outras substâncias ao redor e fora do corpo. Também ajuda nas reações enzimáticas e químicas necessárias para o metabolismo e é usado para a regulação da temperatura.

Em um nível geográfico, o ciclo biogeoquímico da água é responsável pelos padrões climáticos. A temperatura, a quantidade e o movimento da água têm um efeito todos os sistemas climáticos. À medida que a água em suas várias formas (vapor, líquido e gelo) interage com o ambiente, altera a temperatura e a pressão da atmosfera, criando vento, chuva e correntes e é responsável por alterar a estrutura da terra e da rocha através do intemperismo.

Embora não haja um começo real para o ciclo da água, 97% da água do mundo é armazenada dentro dos oceanos, então aqui está um lugar lógico para começar.

Da água do oceano, uma proporção muito pequena fica congelada nela atinge os pólos e é armazenada como gelo dentro das geleiras.

Parte da água da superfície é aquecida pelo sol e a evaporação ocorre. Nesse processo, a água líquida é convertida em vapor de água e é levada para a atmosfera. À medida que a água sobe, ela esfria e ocorre a condensação. Isso resulta na água sendo armazenada na atmosfera na forma de nuvens.

À medida que as nuvens são movidas pela atmosfera da Terra, elas colidem e crescem. Eventualmente, as gotículas de água crescem grandes o suficiente para que sejam pesadas o suficiente para cair como precipitação (chuva) ou como neve, dependendo das condições ambientais.

A maior parte da neve que cai é armazenada como calotas de gelo ou derrete para formar riachos e rios.

Parte da água que chega ao solo é afetada pela gravidade e flui de volta para o oceano através do escoamento da superfície. Além disso, parte dessa água se une a riachos e rios de água doce, que eventualmente levam aos oceanos, ou podem ser armazenados em lagos e reservatórios. Essa água doce pode ser consumida por animais, que pedalam a água através de seus corpos.

Grande parte da água que caiu como chuva, absorve o chão através da infiltração. Aqui, ele se infiltra profundamente na rocha e forma enormes lojas chamadas aqüíferas ou permanece relativamente próximo da superfície como fluxo das águas subterrâneas.

A água subterrânea é levada pelas raízes das plantas e é usada para a fotossíntese. A água é então liberada na atmosfera através da evapotranspiração ou é consumida quando as plantas são consumidas.

Parte das águas subterrâneas emerge de fontes e corpos de água da superfície, eventualmente voltando para o oceano.

O ciclo do carbono

Como um componente principal dos compostos biológicos, o carbono pode ser encontrado em todos os seres vivos, bem como em muitas coisas que não vivem, como minerais, a atmosfera, os oceanos e o interior da terra.

Embora o carbono seja um componente essencial para a vida, é apenas devido a um equilíbrio específico de componentes e condições atmosféricos que a vida, como a conhecemos, é capaz de existir. Portanto, é importante que seja mantido um equilíbrio entre a quantidade de carbono armazenado em pias e a quantidade emitida de várias fontes.

Embora todos os ciclos biogeoquímicos de carbono estejam ligados, é mais simples visualizá -los usando dois sistemas.

Ciclos biogeoquímicos rápidos de carbono

Neste ciclo, o carbono inorgânico, que está presente na atmosfera como CO2, é capturado por autotróficos. Estes geralmente são organismos fotossintetizadores, como plantas, bactérias e algas.

Durante a fotossíntese, o carbono é convertido em compostos orgânicos, como a glicose, que são armazenados dentro dos corpos desses organismos. Esse carbono pode ser armazenado por muitas centenas de anos dentro dos corpos de plantas em áreas como florestas tropicais.

Quando os compostos orgânicos são consumidos por heterotróficos, eles são passados pela teia alimentar, onde são divididos em substâncias úteis usando a respiração celular. A respiração celular produz CO2, que é liberada de volta à atmosfera.

O oceano é o segundo maior pia de carbono. Além de carbono inorgânico dissolvido que é armazenado em profundidade, a camada superficial mantém grandes quantidades de carbono dissolvido que é trocado rapidamente com a atmosfera.

Ciclos biogeoquímicos de carbono a longo prazo

O armazenamento a longo prazo do carbono ocorre em mais de milhares ou milhões de anos e é importante para manter níveis estáveis de carbono atmosférico.

Quando um organismo morre, o carbono armazenado dentro de seu corpo é dividido em CO2 e outras substâncias orgânicas por decompositores. Enquanto parte desse carbono é liberado na atmosfera, uma grande parte permanece sequestrada no solo. Através desse processo, os solos se tornam os principais reservatórios para armazenamento de carbono.

A maior pia de carbono é a litosfera (as rochas da Terra). Grande parte do carbono da Terra foi armazenada nas rochas quando a Terra foi formada, no entanto, também é continuamente ciclada pelo ciclo biogeoquímico da biosfera. O carbonato de cálcio (Caco3), que compõe as conchas dos organismos marinhos, forma calcário quando se acumula no fundo do oceano. Este é um dos maiores reservatórios de carbono do mundo.

Os combustíveis fósseis também contêm enormes quantidades de carbono; Estes são formados a partir dos restos de plantas e animais que viviam milhões de anos atrás. Sob condições específicas, o carbono dentro de seus corpos foi pressurizado e “cozido” para formar hidrocarbonetos. Hoje isso é encontrado na forma de petróleo bruto, carvão e gás natural.

Impactos humanos no ciclo biogeoquímico de carbono

Os seres humanos estão tendo um impacto drástico no ciclo natural de carbono na atmosfera e nos oceanos.

Os combustíveis fósseis, que armazenam grandes quantidades de carbono há milhões de anos, estão sendo queimados a uma taxa que é muito rápida para que ele seja devolvido aos sumidouros de carbono. Em vez disso, está sendo liberado na atmosfera como dióxido de carbono e metano (CO), o que impede o calor de escapar da atmosfera, resultando no efeito da estufa.

Além disso, entre outras práticas perturbadoras, o desmatamento está liberando carbono armazenado na matéria vegetal e está reduzindo o número de plantas disponíveis para capturá -lo – isso é especialmente verdadeiro nas florestas tropicais e na turfa.

A interferência não natural com esse delicado ciclo biogeoquímico pelos seres humanos pode ter graves consequências para o nosso planeta.

Termos de biologia relacionados

  • O ciclo de nitrogênio – o ciclo biogeoquímico através do qual o nitrogênio é transferido através de componentes bióticos e abióticos de um ecossistema.
  • O ciclo de energia – o ciclo que descreve a transferência de energia do sol, através de organismos fotossintéticos, para heterotróficos e recua como calor.
  • Elementos – uma substância, geralmente ocorrendo naturalmente, que não pode ser dividida em seus componentes atômicos simples.
  • Fatores abióticos-as partes não vivas de um ecossistema que afetam os fatores bióticos, por exemplo, temperatura, luz e nutrientes.

Questionário

1. Um ciclo biogeoquímico descreve o ciclo da matéria conservada por ______. A. Rochas B. Água C. Plantas D. Todas as opções acima

Resposta à pergunta nº 1

D está correto. A ciclagem biogeoquímica é o ciclo da matéria através de componentes abióticos (principalmente rochas, água e ar) e componentes bióticos (plantas, animais e bactérias).

2. Qual das alternativas a seguir não pertence ao acrônimo Chnops? A. fósforo B. helium C. enxofre D. oxigênio

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. O H em Chnops significa hidrogênio, não hélio, embora o hélio seja um elemento. As outras letras são para carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

3. No ciclo do carbono, o que as plantas capturam para fotossintetizar? A. Hidrogênio B. Carbono inorgânico C. carbono orgânico D. calor

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. No ciclo biogeoquímico de carbono, as plantas ingêm de carbono inorgânico da atmosfera e o armazenam dentro de seus tecidos como compostos de carbono orgânico, como a glicose.

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