Ciclo da água ou ciclo hidrológico

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Ciclo da água ou ciclo hidrológico

  1. 1. CICLO DA ÁGUA OU CICLO HIDROLÓGICO Durante a respiração, fotossíntese e diversos outros processos bioquímicos, são O ciclo hidrológico é dirigido pela energia produzidas moléculas de água.solar e compreende o movimento da água dosoceanos para a atmosfera por evaporação e de As plantas terrestres obtêm água do solovolta aos oceanos pela precipitação que leva à pelas raízes, e perdem-na por transpiração. Oslixiviação ou à infiltração. animais terrestres que ingerem, e a perdem por transpiração, respiração e excreção. Cerca de 97% do suprimento de água estános oceanos, 2% nas geleiras e muito menos que Através desses processos, a água circula1% na atmosfera (0,001%). Aproximadamente 1% entre o meio físico e os seres vivosdo total da água contida nos rios, lagos e lençóis continuamente.freáticos é adequada ao consumo humano. As ações humanas podem esgotar o A água contida na atmosfera provém de fornecimento da água subterrânea, causandotodos os recursos de água doce, através do uma escassez e o consequente afundamento daprocesso da precipitação. terra ao extrair-se o líquido. Ao remover a vegetação, a água flui sobre o solo mais A água circula no planeta devido às suas rapidamente, de modo que tem menos tempoalterações de estado que são, principalmente, para ser absorvida na superfície. Isto provoca umdependentes da energia solar. esgotamento da água subterrânea e a erosão acelerada do solo. A energia proveniente do Sol não atinge aTerra homogeneamente, mas com maiorintensidade no equador do que nos pólos, no CICLO DO CARBONOverão do que no inverno, e apenas durante o dia.Essa heterogeneidade condiciona movimentos O C é o elemento básico da construção dadas massas de ar (ventos) e de água (correntes vida. C está presente nos compostos orgânicosoceânicas), responsáveis por diversas (aqueles presentes ou formados peloscaracterísticas do clima e de suas alterações. organismos vivos) e nos inorgânicos, como grafite e diamante. C combina-se e é química e Apenas 3% da água do planeta não estão biologicamente ligado aos ciclos do O e H paranos oceanos. Neles ocorre alta produção de formar os compostos da vida. CO2 é o compostovapor, que é deslocado por ventos até a orgânico de C mais abundante na atmosfera, massuperfície terrestre, onde a evaporação é menor. compostos orgânicos como CH4 ocorrem em menor quantidade. Conforme o vapor de água sobe aatmosfera, ele encontra menor temperatura e Parte do ciclo do C é inorgânica, e, ospressão, e tende a formar gotículas que compostos não dependem das atividadesconstituem nuvens. Quando os movimentos de ar biológicas. O CO2 é solúvel em água, sendodeslocam as nuvens contra uma serra, ela é trocado entre a atmosfera e a hidrosfera porforçada a subir mais, o que pode provocar sua processo de difusão.precipitação, geralmente na forma de chuva ou deneblina. O mesmo ocorre quando uma massa de Na ausência de outras fontes, a difusão dear frio (frente fria) encontra uma massa de ar CO2 continua em um outro sentido até oquente e úmido. estabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e A água que se precipita, seja através de a quantidade de CO2 na água. CO2 entra noschuva, neve, granizo, etc. pode, em sua forma ciclos biológicos por meio da fotossíntese, e, alíquida, infiltrar-se no solo e subsolo, ou escoar síntese de compostos orgânicos constituídos desuperficialmente, tendendo sempre a escorrer C, H, O, a partir de CO2 e água, e energiapara regiões mais baixas e podendo, assim, proveniente da luz.alcançar os oceanos. Nesse percurso e nosoceanos, ela pode evaporar diretamente, como Carbono deixa a biota através datambém pode ser captada pelos seres vivos. respiração. Processo pelo qual os compostos orgânicos são quebrados, liberando CO2, ou seja, Durante a fotossíntese dos organismos C inorgânico, CO2 e HCO3- são convertidos em Cclorofilados, a água é decomposta: os hidrogênios orgânico pela fotossíntese, CO2 é retirado pelassão transferidos para a síntese de substâncias plantas na terra e nos processos com o auxílio daorgânicas e o oxigênio constitui o O2 que é luz solar, através da fotossíntese.liberado.
  2. 2. Os organismos vivos usam esse C e o unidades são "perdidas". Algumas plantasdevolvem pelo processo inverso: o da respiração, terrestres podem ter respondido ao aumento dodecomposição e oxidação dos organismos vivos. (CO2)atm, elevando sua capacidade deParte desse C é enterrado dando origem aos fotossíntese.combustíveis fósseis. Quando o carvão(ou petróleo) é retirado e queimado, o C que está Cerca de 99,9% de todo o C da Terra estásendo liberado (na forma de CO2) pode ter sido armazenado em rochas, como CaCO3 insolúvelparte do DNA de um dinossauro, o qual em breve ou proveniente da sedimentação da matériapode fazer parte de uma célula animal ou vegetal. orgânica. Em última instância, o CO2 extra, proveniente da queima dos combustíveis fósseis, Praticamente todo o C armazenado na precisa retornar à crosta.crosta terrestre está presente nas rochassedimentares, particularmente como carbonatos. A taxa de remoção de C dos oceanos e,As conchas dos organismos marinhos são em última instância, da atmosfera depende doconstituídas de CaCO3 que esses organismos intemperismo das rochas da crosta para liberarretiram da água do mar. Quando da morte íons metálicos como Ca+2, que formam osdesses, as conchas dissolvem-se ou incorporam- carbonatos insolúveis.se aos sedimentos marinhos, formando, por suavez, mais rochas sedimentares. O aumento do intemperismo deveria responder à variação da temperatura global, pois O processo, de bilhões de anos, retirou a a maioria das reações químicas é aceleradamaioria do CO2 da atmosfera primitiva da Terra, como o aumento da temperatura.armazenando-o nas rochas. Os oceanos,segundo maior reservatório de CO2, em C A presença da vida pode, portanto, acelerardissolvido e sedimentado têm cerca de 55 vezes o intemperismo devido ao aumento da acidez dosmais quantidade de CO2 que a da atmosfera. Os solos devido, por sua vez, ao aumento de CO2 esolos têm 2 vezes mais que a atmosfera, as aos ácidos húmicos produzidos quando daplantas terrestres têm aproximadamente à da decomposição das plantas. As raízes das plantasatmosfera. também facilitam a destruição física das rochas. Assim, a temperatura global pode estar ligada ao Tempo médio de residência de CO2: ciclo do C.  Solos - 25 a 30 anos; Durante o verão, as florestas realizam mais  Atmosfera - 3 anos; fotossíntese, reduzindo a concentração de CO2.  Oceanos - 1500 anos. No inverno, o metabolismo da biota libera CO2. A formação dos sedimentos tectônicos Sua grande importância consiste no fatocontendo CO2 e a subsequente reciclagem e dele contribuir com aproximadamente 80% dodecomposição nos processos tectônicos têm um total de CO2 trocado entre a parte sólida da Terratempo de residência de cerca de milhares de e a atmosfera. A troca ocorre há meio bilhão deanos. A transformação do C presente nos anos. CO2 atmosférico dissolve-se na água daorganismos vivos por sedimentação e chuva, produzindo H2CO3.intemperismo envolve uma escala de temposimilar, embora as magnitudes sejam menores Essa solução ácida, nas águas superficiaisque para os carbonatos. ou subterrâneas, facilita a erosão das rochas silicatadas (Si é o elemento mais abundante da Contudo, tais fluxos naturais estão sendo crosta terrestre). Entre outros produtos, osuperados em muito pela quantidade de C que intemperismo e a erosão provocam a liberaçãoretorna à atmosfera pela queima dos dos íons Ca2+ e HCO3-, que podem ser lixiviadoscombustíveis fósseis. Esta é a maior perturbação para os oceanos.ao ambiente global causada pelo homem. Háainda o desflorestamento e outras mudanças no Os organismos marinhos ingerem Ca2+ euso da terra. Como resultado dessas 3- HCO e os usam para construção de suasperturbações, a (CO2)atm foi de 288 ppm, em conchas carbonatadas. Quando esses1850, para além de 350 ppm, em 1990. O organismos morrem, as conchas depositam-se,aumento representa cerca de 50% do total de C acumulando-se como sedimentos ricos emque entra na atmosfera. carbonatos. A queima de combustíveis fósseis libera Esse sedimento de fundo, participando dopara a atmosfera 5 - 6 bilhões de m³ de C/ano, ciclo tectônico, pode migrar para uma zona cujamas só são medidos cerca de 3. De 2 - 3
  3. 3. pressão e calor fundem parcialmente os como fonte de energia na respiração aeróbiacarbonatos. de produtores, consumidores e decompositores. A formação desse magma libera CO2 queescapa para a atmosfera pelos vulcões. Aí, pode Note que as duas possibilidades acimacombinar-se novamente com a água da chuva, ocorrem, simultaneamente, em cada ser vivo.completando o ciclo. Após sua morte, os tecidos serão lentamente decompostos, liberando-se assim o carbono O ciclo do carbonato-silicato contribui para remanescente.a estabilidade da temperatura atmosférica.Exemplo: se uma mudança climática aumenta a Em certas condições a matéria orgânicatemperatura do oceano, a taxa de evaporação de pode ficar protegida da ação dos decompositores,água para a atmosfera aumenta e, sofrendo então lentas transformações químicas.consequentemente, a quantidade de chuva. Assim se originaram os depósitos de carvão eAumentando-se as precipitações, aumenta-se o petróleo.intemperismo, e assim, o fluxo de Ca2+ e HCO3-para o mar. Quando queimados, esses combustíveis fósseis liberam CO2, devolvendo à atmosfera Os organismos marinhos retiram esses átomos de carbono que há milhões de anosíons da água e quando morrem contribuem para compunham tecidos vivos.os grandes estoques de C dos sedimentosmarinhos. O resulto líquido é a remoção do CO2 CICLO DO NITROGÊNIOatmosférico. N é essencial para todas as formas de vida, Assim, uma menor quantidade da energia pois está presente na estrutura dos aminoácidos.emitida pela superfície terrestre é aprisionada e a A vida mantém o N na forma molecular, N2, naatmosfera resfria-se, completando o ciclo de atmosfera em quantidade maior que NH3 ou emcontribuição negativa para o aumento da óxidos, N2O, NO e NO2, ou em compostos com H,temperatura da atmosfera. NH, HNO2 e HNO3. N2 é pouco reativo, tendendo a formar pequenos compostos inorgânicos. Cadeias de átomos de carbono, ligado unsaos outros, são características das moléculas A maioria dos organismos não pode usarorgânicas. A glicose, por exemplo, é constituída N2 diretamente sendo necessária muita energiapor uma cadeia de seis átomos de carbono, em para quebrar a ligação N - N. Uma vez isolados,torno da qual se arranjam seis átomos de os átomos de N podem converter-se em amônia,oxigênio e doze de hidrogênio (C6H12O6). nitrato ou aminoácidos: o processo chama-se fixação e só ocorre por ação da luz ou da vida, Em uma teia alimentar, são os produtores sendo o último o grande responsável.que originam as substâncias orgânicas. Osconsumidores e decompositores apenas O processo biológico é tão importante, quetransformam a matéria orgânica obtida do nível várias plantas estabelecem uma simbiose comtrófico anterior. bactérias capazes de fixar nitrogênio. A diminuição de nitrogênio em solos agrícolas pode São os produtores, portanto, que retiram ser reduzida por rotação de culturas. Ex: soja,carbono do reservatório abiótico e o introduzem que fixa N, pode estar em rotatividade com milho,no meio biótico. É do CO2 (gás carbônico ou que não fixa, e, assim, aumentar a fertilidade dodióxido de carbono) que o carbono é retirado, solo. Se as bactérias apenas fixassem nitrogênio,através principalmente da fotossíntese, sendo N2 seria removido da atmosfera.então incorporado às substâncias orgânicas.Esse processo é denominado fixação de CO2. As bactérias também realizam o processo inverso: a imobilização. Tanto a remoção de N2, O carbono integrado às substâncias como a incorporação são processos controladosorgânicas pode ter como destino: por bactérias. N é fertilizante e contaminante das águas subterrâneas. Ficar incorporado aos tecidos vivos, constituindo estruturas ou participando de Fontes industriais e descargas elétricas processos bioquímicos. O carbono pode, podem fixar N. N fixo significa N não ligado, ou assim, passar de um nível trófico para o seja, N atômico. Fixação industrial é hoje a maior seguinte; fonte de N. Óxidos de N são formados a altas Retornar ao meio físico na forma de CO2, temperaturas quando N2 e O2 estão presentes. quando a substância orgânica é utilizada
  4. 4. Os óxidos de N são a maior fonte poluidora O solo, fonte de nitrato para as plantasproveniente dos automóveis. N2O diminui a terrestres, é também importante exportador decamada de O3 na estratosfera. N é ao mesmo sais para os ecossistemas aquáticos, geralmentetempo essencial e tóxico. É essencial a todas as veiculados pela água de chuvas.formas de vida e participa de vários processosindustriais, liberando produtos tóxicos. CICLO DO FÓSFORO O nitrogênio participa das moléculas de P é um dos elementos essenciais à vida, éproteínas, ácidos nucleicos e vitaminas. Embora um nutriente limitante do crescimento de plantas,seja abundante na atmosfera (78% dos gases), a especialmente em ambientes aquáticos e, porforma gasosa (N2) é muito estável, sendo outro lado, se presente em abundância causainaproveitável para a maioria dos seres vivos. O sérios problemas ambientais.processo que remove N2 do ar e torna onitrogênio acessível aos seres vivos é Se, por exemplo, grande quantidade de P,denominado fixação do nitrogênio. geralmente utilizado como fertilizante e em detergentes, entra em um lago (principalmente se A fixação de N2 em íons nitrato (NO3-) é a este for o caso), esse nutriente pode causarmais importante, pois é principalmente sob a aumento da população de bactérias e algasforma desse íon que as plantas absorvem verdes (fotossintéticas).nitrogênio do solo. Devido ao crescimento intenso, esses A fixação pode ocorrer por processos organismos podem cobrir toda a superfície dofísicos, como sob ação de relâmpagos durante lago, inibindo a entrada de luz e provocando,tempestades, e também por processos consequentemente a morte de plantas que vivemindustriais, quando se criam situações de abaixo da superfície.altíssima pressão e temperatura para a produçãode fertilizantes comerciais. A fixação biológica, Quando as plantas subsuperficiais morrem,porém, é a mais importante, representando 90% assim como as algas e bactérias superficiais,da que se realiza no planeta. todas são consumidas por outras bactérias que usam o CO2 dissolvido no lago ao se alimentares. A fixação biológica do nitrogênio é Se o nível de O2 tornar-se muito baixo, a vidarealizada por bactérias de vida livre no solo, por aquática fica comprometida. Os peixes morrerãobactérias fotossintéticas, por cianofíceas (algas e desenvolver-se-ão bactérias anaeróbias.azuis), e principalmente por bactérias do gêneroRhizobium, que somente o fazem quandoassociadas às raízes de plantas leguminosas -soja, alfafa, ervilha, etc. Nessas raízes formam-se nódulosdensamente povoados pelas bactérias, ondeocorre a fixação de N2 até a formação de nitrato.Essas plantas podem assim desenvolver-semesmo em solos pobres desse íon. Além da atmosfera, outro reservatório denitrogênio é a própria matéria orgânica. Osdecompositores que promovem a putrefaçãotransformam compostos nitrogenados em amônia(NH3), processo denominado amonificação. As bactérias Nitrosomonas transformam aamônia em nitrito (NO2-) e as Nitrobacter otransformam em nitrato. Esse processo todo édenominado nitrificação, e estas bactérias sãoconhecidas genericamente como nitrificantes. O retorno do nitrogênio á atmosfera épromovido no processo de desnitrificação,realizado por bactérias desnitrificantes, quetransformam o nitrato em nitrogênio gasoso (N2).

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