Ciclos Biogeoquímicos

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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS Disciplina: Ciências do Ambiente ENG 4201 Ciclos Biogeoquímicos Características do Ciclos Biogeoquímicos. Biológicas porque ocorrem transformações com a participação dos seres vivos. Químicas - porque acontecem através de sucessivas reações químicas. Geológicas - porque a origem de todos os elementos está associada à composição básica da superfície da Terra. Luciana Casaletti Entende-se por ciclo biogeoquímico o movimento cíclico de elementos químicos entre o meio biológico e o ambiente geológico. No quadro abaixo, encontram-se relacionados os elementos químicos mais presentes nos tecidos vivos, relacionando-os com a sua proporção na crosta terrestre (biosfera). Todos os elementos necessários ao desenvolvimento dos seres vivos circulam na biosfera. 1

2 Os ciclos acontecem devido a presença de energia solar que é transformada em energia química atráves do processo de fotossíntese. Os elementos, no número de 40, são incorporados aos organismos na forma de compostos orgânicos complexos ou participam de uma série de reações químicas essenciais às atividades dos seres vivos. Nutriente Nutriente: elemento disponível para os produtores em forma molecular ou iônica. FONTE: Hádoistipos: Macronutriente: -São nutrientes que participam em quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco do ser vivo. Exemplos: Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo(P), etc Micronutriente: - São nutrientes que participam em quantidades inferiores a 0,2% do peso orgânico seco do ser vivo. Exemplos: Alumínio(Al), Boro(B), Cromo(Cr), Zinco(Zn), etc.. Basicamente, os ciclos biogeoquímicos podem dividir-se em dois tipos: 1. ciclos gasosos, cujo depósito ou reservatório geológico é a atmosfera. Exemplos : ciclo do carbono, do oxigênio e do nitrogênio. São ciclos relativamente rápidos e fechados, onde não existe quase nenhuma perda de elementos nutrientes durante o processo de recirculação; 2. ciclos sedimentares, têm como reservatório geológico as rochas sedimentares. Exemplo: o ciclo do fósforo e do enxofre. Estes são considerados ciclos lentos, posto que os depósitos sedimentares são pouco acessíveis aos organismos, uma vez que, para que os elementos cheguem até eles, as rochas devem ser intemperizadas e, posteriormente, transportadas ao solo. 2

3 Ciclo da Água ou ciclo hidrológico Ciclos Biogeoquímicos - água, carbonoe fósforo - A água é o principal componente dos organismos vivos. Percentualnosorganismosvivosvariade70a90%. Ciclo da Água 1. O ciclo da água consiste basicamente na evaporação da água das camadas líquidas superficiais do solo, por efeito da ação dos raios solares. A água está mais presente nos jovens do que nos tecidos idosos: 3

4 Ciclo da Água 2. Seguindo-se a formação de nuvens e sua condensação e precipitação sob a forma de chuva, granizo ou neve. Ciclo da Água 3. Uma parcela da água que se precipita sobre o solo infiltra-se, promovendo a sua rehidratação e o recarregamento das reservas freáticas. FONTE: Ciclo da Água 4. Uma outra parcela, escoa superficialmente formando os córregos, rios e lagos. Ciclo da Água- resumindo A proporção, de água de escoamento superficial em relação à infiltração é influenciada fortemente pela ausência ou presença de cobertura vegetal, uma vez que esta constitui barreira ao rolamento livre,alémdetornar osolomaisporoso. FONTE: 4

5 A parcela de água que precipita sobre a hidrosfera participa do ciclo curtoeaquecaisobrealitosferacompõeociclolongo. Ciclo curto: 1. Evaporação da água dos oceanos, lagos, rios, geleiras, água do solo. 2. Formação de vapor na atmosfera. 3. Condensação do vapor d água nas camadas mais altas e precipitação. 4. Não ocorre a participação propriamente dita dos seres vivos. Ciclo longo: 1. Ocorre a participação propriamente dita dos seres vivos. 2.Asplantaseraízesabsorvemáguadosolo. 3. A água é utilizada na fotossíntese gerando como produto final O 2 liberado na atmosfera. 4. As plantas perdem água(transpiração e respiração). 5. Animais obtêm água (bebendo ou através da obtenção de alimentos) e perdem água através da urina, fezes, suor ou pela respiração. 6. Os átomos da molélcua de água ficam incorporados nos tecidos animais e vegetais e serão devolvidos ao ambiente pela ação dos decompositores. FONTE: Adaptação habitat muito secos Organismos que vivem em lugares muito secos devem desenvolver mecanismos que lhes possibilitem evitar ao máximo a desidratação. Exemplosde seresvivosquevivemno deserto por serem adaptados a este habitat. Alterações fisiológicas e anatômicas: - Impermebilização do tegumentos - Desenvolvimento de órgão respiratórios internos em substitução de brânquias. - Excreções mais concentradas ou sólidas. - Oxidação de gorduras. Adaptaçõesecológicas: -Moraremtocase cavernas(sãomaisúmidas). - Adquirir hábitos noturnos(calor é menos intenso). - Migrar em épocas que ocorrem estiagem. 5

6 Ciclo do Carbono Ciclos Biogeoquímicos - Carbono- Carbono Carbono - O carbono é o principal constituinte de qualquer matéria orgânica, sendo portanto essencial à vida na Terra. -Encontra-se disponível no ar atmosférico ou dissolvido nas águas, na forma de gás carbônico -CO 2. -O CO 2 entra na composição do ar atmosférico com apenas 0,03%. Carbono-C Gás carbônico Dióxido de carbono CO 2 Gás que em condições naturais de temperatura e pressão é inodoro e incolor. -O ciclo do carbono é considerado perfeito, pois o carbono é devolvido ao meio ambiente à mesma taxa a que é sintetizado pelo produtores. -49%dopeso orgânicosecoé constituidodecarbono. 6

7 Proteínas -exemplo de fonte de carbono. Lipídeos -exemplo de fonte de carbono. Todos os aminoácidos possuem um átomo de carbono Todas as proteínas são formadas por aminoácidos α Lipídeos nos alimentos Lipídeos e proteínas estão presentes na membranas das células Liberação de carbono na atmosfera Ciclo do Carbono 1. Inicialmente, o CO 2 é fixado por vegetais, algas e bactérias na fotossíntese, formando carboidratos(glicose) e liberando oxigênio. Fonte: FONTE: 7

8 Ciclo do Carbono Ciclo do carbono- resumindo 2. Os carboidratos são degradados pela respiração e o carbono é devolvidoaomeionaformadeco Uma fração do CO 2 do ar combina-se com a chuva formando ácido carbônico. No solo, este passa a bicarbonato e, posteriormente, a carbonato. 4. O carbonato reage comosácidosexistentes no solo, liberando CO 2 para a atmosfera. Fósforo Ciclo do Fósforo - O fosfóro faz parte de moléculas como ácidos nucléicos (RNA/DNA), energéticas (ATP e ADP), de células lipídicas, e da estrutura do corpo de animais como fosfato de cálcio(ossos, dentes, etc...) - Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem de fósforo pela atmosfera. - O fósforo é um elemento de ciclo sedimentar, seu reservatório é a litosfera, mais precisamente as rochas fosfatadas e alguns depósitos formados ao longo dos milênios. 8

9 Fósforo - Encontrado em formações rochosas, sedimentos, e em sais de fosfato(absorvido por plantas), mas nunca na forma gasosa. - Encontrado em pequenas quantidades, por isso é um fator limitante. - A ciclagem do fósforo é uma das mais lentas, especialmente se estiver nos sedimentos(feita por micro-organismos). - No solo pode ser adsorvido por partículas do solo, tornando-se, assim, imobilizado. Ciclo do Fósforo 1. Liberação do fósforo: - Acontece através do processo de erosão na forma de fosfatos, que serão utilizados pelos produtores. - Parte destes fosfatos são carregados para os oceanos onde se perde em depósitos a grande profundiades ou é consumida pelo fitoplâncton. 2. Retorno do fósforo: - O Retormo para os ecossistemas a partir dos oceanos são insuficientes para compensar a parcela que se perde. Chuva Evelação geológica Plantas Açãodas chuvas sobre as rochas Escoamento Fosfato em solução Animais Fosfatono solo Lixiviação Precipitação química Detritos vão para o fundo Decompositores Sedimentação Novas rochas 9