Ciclo do Carbono: entenda todas as etapas!

Como ocorre o ciclo do carbono? Confira todas as etapas deste fenômeno e exercícios para praticar!

Ciclo do Carbono: entenda todas as etapas!

O carbono é um dos elementos mais comuns no planeta, com grandes reservatórios na biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera, na forma de carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos, gás carbônico e carbonato de cálcio.

Com sua forte influência na interação entre as moléculas, o ciclo do carbono é um processo fundamental para manter a vida na Terra. Responsável pela fotossíntese e por manter o planeta aquecido por meio do efeito estufa, sem ele nenhum de nós estaríamos aqui. Justamente por isso, é um assunto muito recorrente nos vestibulares e que gera muitas dúvidas entre os estudantes.

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Se você não tem certeza de como ele funciona, fique tranquilo! Neste artigo separamos tudo que você precisa saber para mandar bem no Enem e nos vestibulares. Continue lendo e saiba mais!

Afinal, o que é o ciclo do carbono?

O ciclo do carbono é um ciclo biogeoquímico que garante a renovação de elementos químicos de forma natural. Dessa maneira, ele possibilita a interação de diversas moléculas com as camadas da Terra — atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera.

Para que ele funcione de forma equilibrada, é preciso de um armazenamento de qualidade que reserve o elemento químico de forma natural, além da existência e atividade de diversos seres vivos e da sua movimentação pelas camadas terrestres e pelos seres que compõem o ecossistema.

Ao envolver todas as áreas que mantêm a vida em movimento, o ciclo do carbono é complexo e se subdivide no ciclo biológico e físico, e no geológico e biofísico. Para facilitar a compreensão, distinguimos cada um deles abaixo.

Ciclo biológico e físico do carbono

Como próprio nome aponta, o ciclo do carbono é um processo que não tem início nem fim, em que suas etapas ocorrem de maneira simultânea. Dessa forma, as plantas e outros seres autótrofos, ao realizarem a fotossíntese, retiram o carbono do dióxido de carbono (CO2) do ambiente.

Ao mesmo tempo em que as plantas estão sintetizando o carbono em seu organismo – para produzir glicose — e eliminando outra parcela de CO2, outros animais estão eliminando-o por meio da respiração, devolvendo-o ao ambiente e dando continuidade ao ciclo.

É importante você ter em mente as fórmulas químicas da fotossíntese e respiração celular que compõe o ciclo do carbono, tendo em vista sua forte presença nos vestibulares. Confira:

·      fotossíntese: 6CO2 + 6H2O + luz solar → C6H12O6 + 6O2

·      respiração celular: C6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2+ 6 H2O + energia

Em resumo, o processo de fotossíntese absorve o gás carbônico da atmosfera, utilizando-o para produzir glicose e oxigênio. Então, a partir da ingestão das plantas por outros animais, a glicose produzida é metabolizada pela respiração, produzindo o CO2 e devolvendo-o para a atmosfera.

Ciclo geológico e biofísico do carbono

O carbono que compõe o ciclo está presente na Terra há bilhões de ano, em constante renovação. Justamente por isso, os estudiosos dividem a sua movimentação sempre em relação à sua temporalidade e área de afetação.

Em outras palavras, a parte geológica do ciclo global diz respeito à movimentação milenar do carbono, presente nas rochas, minerais, águas, atmosfera e sedimentos marinhos.

Já a parte biofísica remete às interações entre atmosfera e a biosfera, assim como os processos de erosão e sedimentação em um período curto de tempo. Dessa forma, para manter o equilíbrio natural do planeta, os processos físicos, químicos, geológicos e fisiológicos se complementam.

Então, tenha em mente que o carbono é devolvido na mesma intensidade e velocidade em que ele é absorvido pelos seres. Além disso, as queimadas e a produção de energia realizada pelos seres humanos também emitem gás carbônico na atmosfera, sustentando e intensificando o ciclo geológico e biofísico, sobretudo ao retirar da litosfera os combustíveis fósseis.

Outro processo que compõe o ciclo biogeoquímico do carbono diz respeito à decomposição de seres vivos que acumulam a matéria orgânica nos depósitos sedimentares, transformando-se em combustíveis fósseis ao longo dos anos. Esse procedimento implica na grande remoção do carbono da atmosfera.

Etapas do ciclo do carbono

A ciência estima que a renovação total do carbono atmosférico acontece a cada 20 anos, tendo em vista suas diferentes etapas biológicas. Agora que você já sabe o que ele é, o que acha de entender um pouco melhor como ocorre o ciclo do carbono?

Para isso, é preciso compreender cada etapa do processo do ciclo global, isto é, envolvendo tanto as ações biológicas quanto geológicas. A seguir, explicamos sobre cada uma delas. Confira!

Atmosfera

Para que a vida na Terra seja possível, é preciso que ocorram uma interação entre diferentes fatores químicos, físicos e biológicos. Nesse sentido, a atmosfera se torna um elemento fundamental para a manutenção da existência dos seres vivos e, por consequência, do ciclo de carbono.

Isso acontece porque dentro da camada de gases que compõem a atmosfera, existem duas moléculas que carregam o carbono: o dióxido de carbono (CO2) e o metano (CH4), e é por meio delas que o carbono é liberado, permitindo a ocorrência do seu ciclo.

Já mencionamos que as plantas absorvem o CO2 para produzir sua glicose e, depois, eliminam o gás carbônico. Essa é uma das formas principais da entrada do carbono na biosfera, no entanto, a molécula também pode ser carregada pela chuva, se dissolvendo ao entrar em contato com os oceanos, rios e lagos.

Biosfera terrestre

Assim que o carbono entra na biosfera terrestre — seja por meio do CO2 ou do CH4 — as plantas realizam mais uma vez a fotossíntese. Acontece que, quando os outros seres da cadeia alimentar consomem as plantas, não há um controle da ingestão do CO2, fazendo com que o gás também seja consumido, dando continuidade ao ciclo.

Existe, ainda, a possibilidade de as plantas transferirem o gás ao solo durante a sua decomposição. No entanto, independentemente de qual processo absorveu o carbono, depois ele retorna ao ambiente, seja por meio da exalação dos animais ou pela queima dos combustíveis fósseis posteriormente.

Oceano

Você lembra que nós explicamos sobre a dissolução do carbono ao entrar em contato com os oceanos, lagos e rios? Esse processo caracteriza uma etapa muito importante do ciclo do carbono.

Quando o elemento não é utilizado na fotossíntese, ele não entra para a cadeia alimentar e, por consequência, se mantém no oceano, transformando-se em carbonato de cálcio. Essa nova molécula fornece subsídios para a produção das conchas dos organismos marítimos. É, então, por meio da sedimentação das conchas, que o carbonato de cálcio origina o calcário, muito utilizado na construção civil e na agricultura.

Além disso, os fitoplânctons consomem grande quantidade de gás carbônico como forma de alimento, fazendo com que o oceano promova uma troca constante de CO2 com a atmosfera. Esse processo acontece em função da variação de temperatura: quanto maior ela é no oceano, mais gás carbônico é absorvido e vice-versa.

fundo do oceano

Interior da terra

Para concluir as etapas do ciclo biogeoquímico do carbono, precisamos falar sobre o papel da litosfera durante esse processo. Com a sedimentação do calcário no fundo do oceano, pode acontecer o processo de subducção, isto é, a rocha é arrastada para o manto da Terra em função da sobreposição de uma placa tectônica à outra.

Quando isso acontece, tais rochas sedimentares ficam expostas às altas pressões e temperaturas do interior da Terra, reagindo com outros minerais e substâncias e, então, liberando o CO2 que estava retido. Assim, o gás carbônico pode ser devolvido à atmosfera por meio de erupções vulcânicas, ou hotspots, formados na superfície.

É importante você ter em mente que essa parte do processo é reconhecida como ciclo geológico, e acontece de forma natural há milhares de anos.

Assim, o carbono retorna a superfície e mantém o ciclo funcionando. Ainda, os seres humanos podem, também, extrair as rochas de calcário ou os combustíveis fósseis para uso próprio e garantir a continuidade do ciclo.

A importância do ciclo do carbono

O fator cíclico da renovação do carbono é de extrema importância, já que ele permite a utilização do elemento sem impedir a sua reposição. Isso disponibiliza diversas interações químicas que geram outras moléculas capazes de evitar a extinção de diversas espécies.

Dessa forma, o processo natural do ciclo relaciona-se com diversos aspectos da vida na Terra. Além de manter o planeta aquecido por meio do efeito estufa, ele também atua diretamente na produção de outros elementos que são essenciais para a formação e manutenção da vida, como o oxigênio.

Isso porque, ao realizar a fotossíntese, as plantas liberam oxigênio somente após a absorção de gás carbônico, fornecendo uma maior quantidade desse elemento e auxiliando na limpeza de impurezas acumuladas no ar que derivam da poluição — o que melhora consideravelmente a saúde do sistema respiratório humano.

Além disso, sem ele não seria possível a formação de depósitos sedimentares que dão origem aos combustíveis fósseis e, também, a formação de rochas que são amplamente utilizadas no dia a dia dos seres humanos.

Por fim, é possível associar o ciclo do carbono com a formação natural de paisagens paradisíacas que estimulam o turismo e giram a economia atual, além de serem perfeitas áreas de lazer.

Ciclo do carbono na natureza

Além da sua importância para os seres humanos, a natureza não seria da forma que ela é hoje sem o bom e equilibrado funcionamento do ciclo. Afinal, a sobrevivência das espécies vegetais depende da absorção do CO2 da atmosfera, regulando a cadeia alimentar.

E mais: sem o ciclo, as taxas de carbono na atmosfera, na biosfera e na litosfera aumentariam consideravelmente, proporcionando uma quantidade tóxica que diminui a produção e liberação do oxigênio e, portanto, dificulta a vida na Terra.

Com as diversas discussões sobre o aquecimento global e as consequências do aumento dos níveis de gás carbônico na Terra, há muitos incentivos quanto à análise dos ciclos biogeoquímicos para a prevenção e proteção de catástrofes naturais.

Como o homem interfere no ciclo do carbono?

Com o início da revolução industrial, o mercado incentivou o uso do petróleo, carvão, gás natural e queimadas para a produção de energia e sustentação do capitalismo. Dessa forma, ao retirar os combustíveis fósseis da litosfera — a camada profunda da Terra —, houve um aumento dos níveis de carbono na atmosfera, dificultando sua renovação natural.

Somando-se a isso o desmatamento que o homem causa, tem-se um planeta com um número reduzido de vegetação para dar continuidade ao ciclo e fornecer o equilíbrio ecológico. Com isso, há uma inversão no ciclo, tendo em vista que reduzimos a absorção do CO2 na mesma proporção em que aumentamos a sua emissão.

Aquecimento global

Existe, ainda, uma extração de combustíveis fósseis desproporcional à renovação do ciclo do carbono, limitando a produção de matéria-prima. Nesse sentido, os altos níveis de gás carbônico na atmosfera elevam a temperatura da Terra, agravando o efeito estufa e causando o aquecimento global.

Assim, os gases que permitem e retêm a passagem da radiação solar na Terra ficam mais densos, concentrando cada vez mais radiação na atmosfera, aumentando a temperatura média do planeta e modificando seus climas.

industrias aquecimento global

Alteração do pH da água

Com esse aumento do gás carbônico na atmosfera, as moléculas tendem a ser absorvidas pelo oceano, formando o ácido carbônico que altera o pH da chuva e do mar, além de gerar efeitos nocivos para o meio ambiente ao impedir a formação do carbonato de cálcio, diminuindo o ecossistema marítimo e colocando espécies em risco de extinção, alterando toda a cadeia alimentar.

Indo um pouco além, assim como a modificação do pH da água altera o ecossistema, ela também interfere diretamente na qualidade da água potável ao dificultar o processo de eletrólise que mantém a água livre de elementos nocivos.

Exercícios sobre o ciclo do carbono

Com todas essas informações que você obteve, é preciso realizar alguns exercícios sobre o ciclo do carbono para sintetizá-las e garantir um aprendizado eficiente, absorvendo os principais conteúdos que podem ser cobrados no vestibular.

Para ajudá-lo, separamos uma página inteira de exercícios divididos por tema para você. Basta acessá-lo e escolher o conteúdo em que você mais apresenta dificuldade. Temos certeza de que, com isso, você garantirá um excelente resultado nos vestibulares.

Durante este artigo você pôde perceber que o ciclo do carbono é de extrema importância para os seres vivos. Afinal, é ele que regula algumas das funções principais que mantém a vida no planeta Terra e, por isso, é um conteúdo muito recorrente nos vestibulares.

Agora que você já sabe tudo sobre o ciclo do carbono, que tal conhecer a página de matérias do Stoodi e ver tudo que a plataforma tem a oferecer? Aproveite também para dar uma olhada no blog do Stoodi!

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