Ciências do ambiente

Ciências do ambiente

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

FACULDADE DE ENGENHARIA DE GUARATINGUETÁ

ENGENHARIA ELÉTRICA

CIÊNCIAS DO AMBIENTE

Fluxos de energia, ciclo do carbono e o desenvolvimento sustentável

GUARATINGUETÁ, 17/05/2017

1) FLUXOS DE ENERGIA

Os seres autótrofos sintetizam seu alimento através da fotossíntese ou da quimiossíntese. A energia luminosa do Sol é fixada por eles e é transmitida aos demais seres, sob a forma de energia química.

No entanto, essa energia diminui a cada nível trófico, pois é utilizada nos processos vitais ou perdida na forma de calor. Na transferência de energia não há reaproveitamento. Sendo assim, ela é unidirecional e nomeada Fluxo de Energia.

As transferências de energia geralmente são representadas por gráficos que relacionam os níveis tróficos e a quantidade de energia. Como esta diminui a cada nível, o gráfico possui um formato piramidal.

Como esquematizado na pirâmide, os organismos podem ser classificados em:

1) Produtores são aqueles capazes de produzir o próprio alimento (autótrofos), seja por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese.

2) Consumidores são organismos heterótrofos, podem se alimentar diretamente dos produtores (consumidor primário) ou de outros consumidores (consumidor secundário, terciário, etc.).

3) Decompositores se alimentam de organismos mortos liberando a matéria orgânica de volta ao ambiente.

Como a matéria orgânica pode ser reciclada, fala-se em ciclo da matéria e ciclos biogeoquímicos. Neste caso, trata-se especificamente do Ciclo do Carbono.

2) Ciclo do Carbono

O ciclo do carbono ocorre entre os principais reservatórios de carbono da Terra, ou seja, locais que removem e armazenam o carbono: a atmosfera, a terra e os oceanos. O ciclo global do carbono é formado por dois ciclos que acontecem em diferentes velocidades: o ciclo biogeoquímico e o ciclo biológico.

2.1) Ciclo biogeoquímico do Carbono

Regula a transferência do carbono entre a atmosfera e a litosfera (oceanos, rioa e solos). O CO2 que é solúvel em água, é trocado entre a atmosfera e a hidrosfera pelo processo de difusão, esta troca é contínua até o estabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e a quantidade de CO2 na água. Uma outra maneira de troca de carbono é encontrada no ciclo do carbono-silicato que contribuir com aproximadamente 80% do total de CO2 trocado entre a parte sólida da litosfera e a atmosfera. O CO2 atmosférico dissolve-se na água da chuva, produzindo H2CO3. Essa solução ácida, nas águas superficiais ou subterrâneas, facilita a erosão das rochas silicatadas (Si é o elemento mais abundante da crosta terrestre). O intemperismo e a erosão provocam a liberação dos íons Ca2+ e HCO3-, que podem ser lixiviados para os oceanos. Os organismos marinhos assimilam Ca2+ e HCO3- e os usam para construção de suas conchas carbonatadas. Quando esses organismos morrem, as conchas depositam-se, acumulando-se como sedimentos ricos em carbonatos. Esse sedimento de fundo, participando do ciclo tectônico, pode migrar para uma zona cuja pressão e calor fundem parcialmente os carbonatos. A formação desse magma libera CO2 que escapa para a atmosfera pelos vulcões. Podendo se combinar novamente com a água da chuva, completando o ciclo.

2.2) Ciclo biológico do Carbono

2.2.1) Ciclo biológico em meio terrestre

O dióxido de carbono é removido da atmosfera principalmente pela fotossíntese das plantas terrestres, sendo devolvido à atmosfera por meio da respiração de plantas, animais e microrganismos. Os animais realizam apenas a respiração, liberando o CO2 na atmosfera, e obtêm o carbono de que precisam de forma direta se herbívoros, ou de forma indireta se forem carnívoros. Depois de mortos, tanto animais quanto vegetais, sofrem a ação dos decompositores. Se a decomposição de sua matéria orgânica for total, há liberação de gás carbônico, gás metano e água, e se for parcial, há transformação em material combustível (petróleo e carvão). A matéria combustível, quando queimada, devolve o carbono na atmosfera na forma de CO2. Ou seja, o carbono fixado por fotossíntese, mais cedo ou mais tarde retorna à atmosfera pela decomposição da matéria orgânica morta. As florestas do mundo não são apenas os principais consumidores de dióxido de carbono em terra, mas também representam o principal reservatório de carbono fixado biologicamente (formação de biomassa). As florestas contêm entre 400 e 500 bilhões de toneladas de carbono, ou aproximadamente, dois terços da quantidade presente como dióxido de carbono na atmosfera (700 bilhões de toneladas). O ciclo do carbono revela dados e quantidades verdadeiramente surpreendentes. Está provado que uma determinada molécula de CO2 da atmosfera entra em uma certa estrutura vegetal uma vez a cada 200 anos e que todo o oxigênio do ar é renovado pelos vegetais de 2000 em 2000 anos. Em épocas recentes, as atividades humanas, como o desmatamento e a utilização de combustíveis fósseis, têm contribuído significativamente para a alteração do reservatório de CO2 atmosférico, por exemplo, nos últimos 40 anos, os níveis de CO2 elevaram-se em 12%.

2.2.2) Ciclo biológico em meio aquático

O ciclo do carbono tem uma renovação mais lenta e um tempo de residência maior do que o ciclo da água. A maior parte do carbono em meio aquático encontra-se sob a forma de carbonatos dissolvidos na água dos mares profundos. Além dos carbonatos dissolvidos, o carbono pode estar estocado em grandes quantidades nos sedimentos marinhos que formam os precursores do petróleo. Existem ainda consideráveis quantidades de carbono orgânico e particulado nas águas dos mares. Todo esse carbono é continuamente reciclado dentro da cadeia planctônica (fitoplâncton, zooplâncton) e também envolvendo o nécton que o devolve ao compartimento inorgânico via respiração.

3) Desenvolvimento sustentável e o ciclo do carbono

As ações antropogênicas influenciam no ciclo do carbono uma vez que retira essa substância armazenada nos depósitos fósseis numa velocidade superior à da absorção do carbono pelo ciclo, sendo este um mecanismo de retorno do carbono ao meio ambiente na forma de CO2, CO e outros gases.

O aumento do efeito estufa e consequente aumento da temperatura do planeta é resultado direto do desequilíbrio bioquímico na atmosfera do planeta, principalmente dos fluxos, processos e reservatórios do ciclo do carbono, pois ele é a principal forma pela qual o meio ambiente faz transferências e armazenamentos energéticos do carbono na natureza. 

Essas ações estão relacionadas com a extração e combustão de combustíveis fosseis (petróleo e carvão, por exemplo), desmatamentos, etc.

Citar que o CO2 retem calor e por isso contribui para o aumento da temperatura do planeta. E reduz a capacidade de absorção ao mesmo tempo em que aumenta a emissão de carbono.

Referências bibliográficas:

http://www.portalsaofrancisco.com.br/

http://www.ib.usp.br/~delitti/projeto/rhavena/Index.htm

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