De onde veio e para onde vai o carbono que faz parte do nosso corpo? 07/2011 Esta obra foi licenciada com uma Licença Creative Commons - Atribuição - Uso Não-Comercial - Obras Derivadas Proibidas 3.0 Não
2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO O CARBONO NA ATMOSFERA O CARBONO, A FOTOSSÍNTESE E A VIDA NA TERRA O ESTUDO DO CICLO DO CARBONO NA FOTOSSÍNTESE TRANSFERÊNCIA DO CARBONO DA ATMOSFERA PARA AS PLANTAS PEGADA DE CARBONO CONCLUSÃO GLOSSÁRIO CRÉDITOS 3 4 6 8 8 10 12 13 14
INTRODUÇÃO 3 Você já deve ter ouvido falar que nós somos feitos daquilo que comemos. A prova disso é que desde a hora que nascemos até a idade adulta, a nossa massa cresce cerca de 20 vezes graças ao que comemos e bebemos. Outros Elementos Calcio - 1% Mas e se separássemos todos os elementos da tabela periódica que Nitrogênio - 5% fazem parte do nosso corpo, qual seria o resultado? Aproximadamente 61% Hidrogênio - 9% de nossa massa seria de oxigênio, em segundo o carbono com 19%, depois o hidrogênio, o nitrogênio, o cálcio entre outros. Carbono - 19% Oxigênio Mas é do carbono que vamos falar. Ele é um dos elementos mais importantes para a estrutura dos seres vivos. Os átomos de carbono que compõem o seu corpo fizeram uma fantástica viagem até estar lendo esse texto agora. Para saber de onde vieram e para onde irão, vamos tirar os pés do chão e subir até o espaço sideral.
O CARBONO NA ATMOSFERA Vista do espaço a Terra apresenta uma fina camada de gases que a protege: a atmosfera. A atmosfera é muito importante, pois filtra parte da radiação solar queatinge a Terra deixando somente uma parte delachegar até a superfície. A luz do sol que conseguimos enxergar é apenas uma pequena faixa de toda a radiação eletromagnética que é emitida. Essa faixa é conhecida como espectro visível (representado pelas cores que enxergamos). A radiação solar que chega até a superfície da Terra aquece o meio e é reemitida na faixa de radiação infravermelha, conhecida como ondas longas e que nós sentimos na forma de calor. Raios Gama Raios X Ultravioleta Espectro Visível Infravermelho (ondas longas) Microondas Espectro Eletromagnético Ondas de Rádio O interessante é que uma parte dessa radiação é absorvida por alguns gases presentes na atmosfera. Dos principais gases atmosféricos que tem essa característica três possuem o carbono em sua composição. São eles o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e os clorofluorcarbonos (CFCs). Esses gases absorvem parte do calor irradiado pela superfície, evitando que o calor se perca para o espaço, e provocando o aumento da temperatura da atmosfera, no fenômeno que conhecemos como efeito estufa.
Nos últimos 200 anos, por causa dos processos industriais, queima de combustível fóssil, queimadas e desmatamentos a humanidade jogou na atmosfera uma enorme quantidade de carbono que até então estava armazenada em reservas no subsolo e nos tecidos das plantas. Esse carbono, na forma de gases estufa, tem contribuído para o aquecimento global e conseqüentes alterações no clima da Terra com grandes impactos para os ecossistemas e o próprio homem. Uma das grandes questões que tem intrigado a comunidade técnica e científica internacional é: como resgatar os gases estufa que estão em excesso na atmosfera e garantir o reestabelecimento do equilíbrio climático da Terra?
O CARBONO, A FOTOSSÍNTESE E A VIDA NA TERRA 6 A importância do carbono da atmosfera para a vida na Terra não para por aí. Apesar de não conseguirmos enxergar, a todo momento ocorre a troca de carbono entre a atmosfera e as plantas através da fotossíntese. Esse processo dá início à teia alimentar, que produz material orgânico e supre grande parte da demanda energética do FOTOSSÍNTESE planeta. Durante o dia as plantas e as algas usam a energia solar por meio da fotossíntese para separar nas moléculas de agia o hidrogênio do oxigênio das moléculas. Liberam o oxigênio para a atmosfera e transformam o dióxido de carbono em compostos orgânicos na forma de açúcares. Esses açúcares, somados a elementos que a planta também absorve do solo, se transformam em moléculas complexas que formam o seu corpo, ou seja, a sua biomassa. RESPIRAÇÃO Durante a noite as plantas continuam respirando. A respiração das plantas é um processo de quebra da molécula de glicose para liberação da energia que nela se encontra armazenada. Nesse processo, as plantas liberam CO2 para a atmosfera. Oxigênio energia solar Oxigênio FOTOSSÍNTESE H 2O + sais minerais Açúcares (glicose) RESPIRAÇÃO
Por utilizar diretamente a energia solar e elementos químicos básicos para realizar seus processos biológicos, plantas e algas estão na base da teia alimentar e são denominados produtores. Animais que se alimentam exclusivamente de plantas e algas são denominados consumidores primários. Já os consumidores secundários se alimentam dos consumidores primários e em alguns casos também dos produtores. Para completar a teia alimentar, temos ainda os consumidores terciários e os decompositores. 7 produtores consumidores primários consumidores secundários consumidores terciários decompositores Como podemos ver, não retiramos o carbono diretamente da atmosfera, mas da biomassa das plantas e dos animais que ingerimos. Por isso, o carbono que faz parte do nosso corpo um dia já esteve livre na atmosfera e, em algum momento, foi capturado pelas plantas que nos serviram de alimento. Esse mesmo carbono já pode ter passado por outros seres vivos nos inúmeros ciclos que se sucederam desde que existe a vida na Terra.
O ESTUDO DO CICLO DO CARBONO NA FOTOSSÍNTESE 8 A compreensão do ciclo do carbono na fotossíntese deve-se a um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia, liderados por Melvin Calvin. O grupo de Calvin conseguiu entender as características do primeiro composto de carbono estável que ocorre na fotossíntese. TRANSFERÊNCIA DO CARBONO DA ATMOSFERA PARA AS PLANTAS A compreensão do ciclo do carbono na fotossíntese deve-se a um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia, liderados por Melvin Calvin. O grupo de Calvin conseguiu entender as características do primeiro composto de carbono estável que ocorre na fotossíntese. CO2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2
consumo de CO2 biomassa respiração estoque de carbono Um forma é determinando o quanto a planta utilizou para a respiração, e o quanto foi armazenado de matéria orgânica para compor a sua biomassa. Se medirmos a biomassa da planta teremos uma forma simples de calcular o estoque de carbono que ela acumulou durante um determinado tempo, através das trocas de gás carbônico com a atmosfera. 9 O crescimento de um ecossistema, acumulando biomassa ao longo de sua evolução, determina quantidades diferentes nas trocas de carbono entre a atmosfera e o ecossistema. Quando uma floresta começa a se estabelecer a taxa de acúmulo de biomassa é maior. À medida que o tempo passa vai diminuido a diferença entre entradas e saídas de carbono entre o ecossistema e a atmosfera. acúmulo de biomassa tempo O aumento na transferência do carbono da atmosfera para as plantas, tem se apresentado como uma forma viável de resgatar o dióxido de carbono. E com isso contribuir com o restabelecimento do equilíbrio climático da Terra. Também conhecido como seqüestro de carbono a transferência do carbono que o ser humano vem lançando para a atmosfera pode se dar principalmente pela preservação ambiental e pelo reflorestamento de áreas desmatadas.
PEGADA DE CARBONO 10 A pegada de carbono é uma forma de medirmos a quantidade de carbono que geramos diariamente através das nossas atividades individuais. Devemos considerar que o nosso vínculo com o carbono está relacionada a várias atividades e lugares da nossa vida. Analisando todas as nossas atividades podemos estimar, através de cálculos matemáticos, a quantidade de carbono que emitimos diariamente para a atmosfera. Com esse resultado fica fácil saber quantas árvores cada um de nós deveria plantar periodicamente para compensar as emissões individuais de carbono e outros gases de efeito estufa. 0 6 12 18 24
Calcular a sua pegada de carbono é um bom começo. Está na hora de mudar os nossos hábitos diários e diminuir a nossa pegada de carbono com ações simples como essas: 11 Evite andar de carro. De preferência para a locomoção a pé, de bicicleta ou utilizando transportes públicos; Em casa utilize as lâmpadas econômicas, dê preferência para projetos que valorizem a ventilação natural e utilize aquecedores de água solares; Participe e promova de ações que favoreçam a proteção ambiental do seu bairro, cidade, estado, país e de todo o planeta. A soma de todas as pequenas ações fará uma grande diferença.
CONCLUSÃO 12 Um forma é determinando o quanto a planta utilizou para a respiração, e o quanto foi armazenado de matéria orgânica para compor a sua biomassa. Se medirmos a biomassa da planta teremos uma forma simples de calcular o estoque de carbono que ela acumulou durante um determinado tempo, através das trocas de gás carbônico com a atmosfera. É possível estimar a nossa pegada de carbono e tomar medidas compensatórias, como o plantio de árvores que, através da fotossíntese, irão retirar da atmosfera essa mesma quantidade de carbono que geramos. Mas também podemos mudar os nossos hábitos diários e diminuir a nossa pegada de carbono contribuindo assim para um futuro melhor.
GLOSSÁRIO 13 Aquecimento Global: é o aumento da temperatura média da Terra. Atmosfera: camadas de gases que envolvem alguns planetas. No planeta Terra, a atmosfera é composta basicamente por Nitrogênio (N2), Oxigênio (O2), Argônio (Ar) e Dióxido de Carbono (CO2). Biodiversidade: é a diversidade de vida no planeta Terra, incluindo a variabilidade genética dentro de populações e espécies, desde microorganismos até o ser humano. Biomas: cada um dos grandes meios do planeta: oceano, continente, conjunto de águas doces, cobertura de gelo, etc. Calor: é a transmissão de energia térmica entre dois corpos. Carbono (C): elemento químico de número atômico igual a seis. Presente em todos os seres vivos, este elemento pode ser encontrado, na natureza, sob as formas de grafite e diamante. Clima: comportamento médio da atmosfera por um longo período de tempo: meses ou anos. Combustíveis Fósseis: substâncias de origem mineral ou materiais orgânicos, compostos de carbono com milhões de anos, como o carvão mineral, o petróleo e o gás natural. Compostos: formados por. Concentração: ato ou efeito de concentrar, reunir num centro, fazer convergir. Decomposição: processo pelo qual passam os animais e vegetais após a morte. Realizado com a ajuda de fungos e bactérias que transformam a matéria orgânica em minerais, que por sua vez podem ser assimilados pelas plantas. Degradar: destituir, danificar, desvalorizar. Disseminar: espalhar, semear, difundir, propagar. Ecossistema: conjunto de seres vivos e seres inanimados, sob determinadas condições físicas, químicas e biológicas, suas interações e interdependências. Efeito Estufa: o efeito estufa é um fenômeno natural que faz com que a temperatura da Terra seja maior do que a que seria na ausência de atmosfera. Emissão: liberação, ato ou efeito de emitir, sair de si. Expansão: ato ou efeito de expandir, aumento, desenvolvimento. Fenômenos: acontecimento obervável, manifestação, sinal. Gás Carbônico (CO2): molécula composta por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. Gerado por todo tipo de combustão, o gás carbônico também pode ser chamado de Dióxido de Carbono e não deve ser confundido com Monóxido de Carbono (CO). Intensificar: tornar m ais forte, mais ativo. Inundação: transbordamento de uma área por águas fluviais, por chuva, neve derretida, etc. Irreversíveis: que não se pode reverter, não se pode fazer no sentido inverso. Mudanças Climáticas: são as mudanças climáticas causadas pelo homem. Nitrogênio (N): elemento químico de número atômico igual a sete. É parte essencial dos aminoácidos e ácidos nucléicos, fundamentais aos seres vivos. Na natureza é encontrado sob estado gasoso. Poluição: qualquer introdução ao meio ambiente de matéria ou energia em quantidade superior à capacidade de absorção natural da região. Preservar: proteger de algum dano futuro, por ao abrigo (de algum mal), resguardar, defender. Projeções: ato ou efeito de projetar, ato ou efeito de imaginar, formar o desígnio de. Proveniente: que provém, derivado de, procedente, oriundo. Vendaval: vento muito forte e tempestuoso.
CRÉDITOS 14 Coordenação Gilvan Sampaio de Oliveira Texto Jean Pierre Henry Balbaud Ometto Gerente Técnico Eduardo Fábio de Carvalho Loyolla desenvolvido por: Conheça também http://www.ccst.inpe.br/videos/mudancasclimaticas/