Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo biogeoquímico é a movimentação natural dos elementos químicos presentes em um ecossistema: meio biótico (seres vivos) e meio abiótico (local onde vivem esses seres e tudo que o pertence). Esta movimentação se dá pelo fato que um ser vivo morto é decomposto por fungos e bactérias, voltando assim ao meio ambiente de outra forma, sendo reaproveitado por outros seres.

Desse sistema dinâmico da Terra vem o pressuposto de Lavoisier : na natureza nada se perde, tudo se transforma. Entre os principais ciclos destacam-se: o do átomo de carbono, do nitrogênio, do fósforo, do oxigênio, do hidrogênio e o da molécula de água. Vamos estudar alguns deles a seguir.

Ciclo da Água

Este ciclo baseia-se na evaporação, precipitação, infiltração e escoamento do H2O. Isto quer dizer que a água que está hoje no lençol freático pode estar amanhã na atmosfera, formando  nuvens de chuva, ou em uma geleira. Para que ocorra o ciclo da água é necessário a irradiação solar.

É por este meio que os seres vivos obtém a água. O H2O evapora dos oceanos, rios, lagos, etc, qualquer lugar que contenha água. Se transformam em vapor, que condensa nas camadas mais frias da atmosfera. Esta condensação se concentra em nuvens, em gotículas de água.

Esta água pode passar até mesmo para o estado sólido, no caso de locais mais frios. Quando a nuvem está cheia, ocorre a precipitação, que devolve a água para o solo. Vê-se, no esquema abaixo, que a água é encontra como neve, gelo, nos lençóis de água, nos oceanos, lagos, rios e nas nuvens.

ciclo da agua

Esquema do ciclo da água

Ciclo do Carbono

O carbono é fixado em organismos vivos, principalmente nas plantas que precisam desse elemento para fazer a fotossíntese. A fotossíntese capta o CO2. O carbono também é obtido pelos animais que comem as plantas. Assim, quando os seres vivos morrem, seus restos orgânicos são descompostos e o CO2 volta para a atmosfera.

Como visto no esquema abaixo, o carbono chega no solo pelas raízes das plantas. Assim, ele é transmitido para os animais pelas vegetações, que também sequestram o CO2. Ademais, ele também é liberado por meio da respiração do solo. Isso acontece quando ele é aerado e tratado para plantação.

Outra parte do ciclo do carbono é a que envolve os combustíveis fósseis. Eles são formados pela decomposição organismos que foram soterrados. Estes possuem grandes reservas de carbono, que é utilizado para a combustão.

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Ciclo do Oxigênio

O ciclo do oxigênio está ligado ao equilíbrio entre a fotossíntese e a respiração. É um dos mais simples e também faz parte dos mais complexos. Isso porque o oxigênio é encontrado em compostos orgânicos e inorgânicos. As plantas produzem o oxigênio durante a fotossíntese e os seres aeróbicos utilizam esse gás para respirar. O oxigênio ainda participa da formação da camada de ozônio, que é um “protetor solar” natural da Terra. Esta camada está sendo destruída, causando o conhecido efeito estufa, ou aquecimento global.

Como pode-se ver no esquema abaixo, o O2 atmosférico é assimilado pelos seres vivos pela respiração, assim como as plantas também o assimilam. Ele é liberado no ar por meio da fotossíntese, e na transpiração animal e vegetal em forma de H2O. O CO2 atmosférico também o assimilado pelas plantas, que liberam no ar o O2.

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Ciclo do Nitrogênio

Cerca de 79% da atmosfera é composta por nitrogênio. Nós o usamos em nossas proteínas, mas não somos capazes de fixá-las. Para isso, precisamos da ajuda de bactérias fixadoras. Elas produzem amônia, que é então transformada em nitrito e depois em nitrato por outras bactérias (Nitrosomonas e Nitrobacter), sendo este absorvido pelas plantas. O  N2 retorna à atmosfera, através da excreção de compostos nitrogenados e pela decomposição dos organismos, seguidas da ação das bactérias desnitrificantes (amônia-N2).

Basicamente, o ciclo do nitrogênio começa pelo N2 atmosférico. Então, explicando mais detalhadamente, as bactérias e cianobactérias realizam a nitrificação, que é a fixação desse elemento no solo. Este processo produz a amônia, NH3. A absorção da amônia por outras bactérias gera a produção de nitrito. Ainda, quando outros organismos absorvem o nitrito, é produzido o nitrato.

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Quando absorvido pelas plantas, o nitrato atua um papel na produção de proteína vegetais, RNA e ATP, que, consequentemente, também possuem nitrogênio. Os animais herbívoros e onívoros comem as plantas e obtém o nitrogênio.

Porém, o excesso de nitrogênio na água, causado pela lixiviação, pode ocasionar na eutrofização, que é a produção exagerada de plantas aquáticas que bloqueiam a luz solar. Isso porque algas e cianobactérias se alimentam de elementos inorgânicos, como nitrogênio, amônia e fosfato.

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