CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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1 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
A Terra é um sistema quase fechado materialmente A Terra é um sistema aberto energeticamente Os elementos necessários à vida - água, carbono, oxigênio, nitrogênio, etc. - passam por ciclos biogeoquímicos que mantêm sua pureza e a capacidade de serem aproveitados pelos seres vivos

3 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Porque são ciclos de elementos químicos Porque os organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição dos elementos Porque o meio terrestre é a fonte dos elementos A biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera Ciclos dos elementos químicos entre o meio biótico e o meio abiótico

4 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclos Gasosos - o depósito está na atmosfera ou hidrosfera, composto dos seguintes nutrientes: Oxigênio Reservatório é a atmosfera Carbono Grande reservatório está na hidrosfera, na forma de gás carbônico. No oceano, embora também esteja presente na atmosfera Nitrogênio Reservatório é a atmosfera. Ciclos Sedimentares – o depósito está na crosta terrestre, composto dos seguintes nutrientes: Água Os depósitos são o mar, rios, lagos e os lençóis subterrâneos. Fósforo Os reservatórios são as rochas formadas em remotas eras geológicas. Enxofre O maior reservatório são as rochas e sedimentos.

5 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
ALTERAÇÕES NOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

6 CICLO DO CARBONO É uma sucessão de transformações que sofre o carbono ao longo do tempo. É um ciclo de grande importância para a manutenção do clima da Terra, e em todas as atividades básicas para a sustentação da vida A atmosfera e a hidrosfera são os reservatórios de carbono Concentração constante de CO2 no ar = é uma boa indicação de que há um equilíbrio entre o seu consumo e a sua produção Ver Vídeo

7 CICLO DO CARBONO O CO2 é absorvido pelas plantas, no processo de fotossíntese. Passando a fazer parte das substâncias orgânicas do vegetal (açúcares, lipídios, proteínas, ácidos nucléicos) As plantas são ingeridas por animais. Tanto as plantas quanto animais devolvem o carbono ao ar sob forma de CO2, subproduto da respiração Morte de vegetais e animais: os decompositores degradam esses restos orgânicos, devolvendo o CO2 ao ar

8 CICLO DO CARBONO Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e transformar-se em combustíveis fósseis (carvão e petróleo). Boa parte do carbono que estava preso durante milhões de anos nessas substâncias, está sendo devolvido à atmosfera, através da queima de combustíveis Em conseqüência destas queimas, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou nos últimos anos

9 CICLO DO CARBONO As atividades humanas lançam CO2 na atmosfera numa velocidade cada vez maior. A concentração de dióxido de carbono subiu 35% entre 2000 e Ao mesmo tempo, os processos naturais que poderiam reduzir esse impacto - a capacidade de absorção das florestas e, principalmente, dos oceanos - dão sinais de enfraquecimento Entre 2000 e 2006, atividades humanas como a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento contribuíram com o lançamento de 4,1 bilhões de toneladas de carbono na atmosfera, levando a uma taxa de crescimento anual de 19,3 ppm (partes por milhão) A atual concentração de CO2 é de 381 ppm, a maior dos últimos 650 mil anos e provavelmente a maior dos últimos 20 milhões de anos Globo On Line (23/10/2007)

10 EFEITO ESTUFA O dióxido de carbono e o monóxido de carbono ficam concentrados em determinadas regiões da atmosfera formando uma camada que bloqueia a dissipação do calor. Esta camada de poluentes, tão visível nas grandes cidades, funciona como um isolante térmico do planeta Terra. O calor fica retido nas camadas mais baixas da atmosfera trazendo graves problemas ao planeta

11 EFEITO ESTUFA - CONSEQÜÊNCIAS
Alterações nos Ecossistemas – extinção de espécies Derretimento das Geleiras Perdas na Produção Agrícola Alterações nas Correntes Marinhas

12 CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio se distribui em três reservatórios: a atmosfera (os gases que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra) O oxigênio é o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos oceanos, e o segundo na atmosfera Na atmosfera encontra-se como oxigênio diatômico/oxigênio molecular (O2), dióxido de carbono (CO2), ozônio (O3), dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de nitrogênio (NO), dióxido de enxofre (SO2), etc

13 CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio molecular (O2) representa 20% da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz as necessidades de todos os organismos terrestres que o respiram no seu metabolismo O principal fator na produção de oxigênio é a fotossíntese, que é responsável pela atual atmosfera terrestre e pela existência da vida

14 CICLO DO OXIGÊNIO FLUXO DO OXIGÊNIO
99,5% está concentrado na crosta e manto da Litosfera Na atmosfera apenas (0,49%), esta porcentagem representa cerca de 20% da atmosfera. Uma parte muito menor do oxigênio está contida na biosfera (0,01%) FLUXO DO OXIGÊNIO A maior fonte do oxigênio presente na atmosfera e biosfera é a fotossíntese que transforma dióxido de carbono e água em oxigênio e açúcar 6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2

15 CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio também tem um ciclo entre a biosfera e a litosfera, através das conchas de carbonato de cálcio (CaCO3) produzidas por organismos marinhos O fósforo (P) no oceano ajuda a regular a quantidade de oxigênio atmosférico. O fósforo dissolvido nos oceanos é essencial para a fotossíntese e um dos principais fatores limitantes. A fotossíntese nos oceanos contribui aproximadamente com 45% do oxigênio total livre no ciclo do oxigênio. O crescimento da população de organismos que fazem fotossíntese é limitada principalmente pela disponibilidade de fósforo dissolvido

16 CICLO DO NITROGÊNIO O nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na constituição das proteínas e ácidos nucléicos. Admite-se que, no corpo humano, 16% é constituídos de proteínas A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de 78% do ar é formado por nitrogênio livre (N2) Os únicos seres que fixam o nitrogênio são bactérias, cianobactérias e fungos por apresentarem enzimas apropriadas para essa função Ver Vídeo

17 CICLO DO NITROGÊNIO O nitrogênio molecular, N2 ingressa no mundo vivo graças à atividade dos microrganismos fixadores, as algas azuis e algumas bactérias, que o transformam em amônia No processo de nitrificação, outras bactérias transformam a amônia em nitritos e nitratos

18 CICLO DO NITROGÊNIO Utilização por parte dos vegetais dessas 3 substâncias, ocorrendo a formação de compostos nitrogenados, utilizados pelos animais O ciclo fecha-se a partir da atividade de certas espécies de bactérias, que efetuam a desnitrificação e devolvem o nitrogênio molecular, N2 para a atmosfera

19 CICLO DO NITROGÊNIO

20 CICLO DO FÓSFORO O fósforo é o material genético constituinte das moléculas dos ácidos ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA) e componente dos ossos e dentes Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem de fósforo pela atmosfera Composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato Ver Vídeo

21 CICLO DO FÓSFORO A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento, onde este retorna ao ambiente através das excretas O fosfato retido no solo, é reciclado pela plantas, consumidores e decompositores O fosfato arrastado para a água incorpora-se as rochas, e além disso, são utilizados pelos vegetais

22 CICLO DO FÓSFORO

23 CICLO DO ENXOFRE É um componente essencial das proteínas e fator determinante na acidez da chuva, das águas superficiais e do solo A maioria do enxofre da Terra está combinado em rochas e minerais subterrâneos, tais como disulfeto de ferro (pirita) o sulfato de cálcio (gesso). Este enxofre inorgânico é liberado para a atmosfera e para as águas pelo intemperismo, erupções vulcânicas e emissões de vulcões marinhos

24 CICLO DO ENXOFRE O ciclo do enxofre é complicado pelo grande número de estados de oxidação que este elemento pode assumir, incluindo o sulfeto de hidrogênio (H2S), dióxido de enxofre (SO2), sulfato (SO42–) e ácido sulfúrico (H2SO4), entre outros Os processos inorgânicos são responsáveis por muitas destas transformações Bactérias, que seqüestram o enxofre e/ou o liberam para o meio ambiente As atividades humanas também liberam grandes quantidades de enxofre, principalmente através da queima de combustíveis fósseis Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta terrestre outro, menor, na atmosfera.

25 CICLO DO ENXOFRE

26 CICLO DA ÁGUA A água ocupa 70% da superfície da Terra. A maior parte, 97%, é salgada. Apenas 3% do total é água doce, onde 77% está congelada, 22% compõem-se de água subterrânea, o restante esta na atmosfera, animais, plantas. Apenas 0,01% vai para os rios, ficando disponível para uso A água é uma das matérias-primas da fotossíntese: seus átomos de hidrogênio irão fazer parte da glicose fabricada, e seus átomos de oxigênio se unem para formar o O2 (gás oxigênio) liberado para a atmosfera

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29 CICLO DA ÁGUA Ver vídeo 86% da umidade atmosférica provem da evaporação dos oceanos

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34 CICLO DA ÁGUA ALTERAÇÕES NO CICLO O desmatamento e a retirada da cobertura vegetal deixa o solo desprotegido, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios, lagos e lagoas   A erosão do solo deixa-o impróprio para a agricultura e atividades pastoris e o assoreamento dos rios pode provocar enchentes catastróficas

35 CICLO DA ÁGUA ALTERAÇÕES NO CICLO

36 CICLO DA ÁGUA ALTERAÇÕES NO CICLO