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 dos
oceanos para a atmosfera por evaporação e de As plantas terrestres obtêm água do solo
volta aos oceanos pela precipitação que leva à pelas raízes, e perdem-na por transpiração. Os
lixiviação ou à infiltração. animais terrestres que ingerem, e a perdem por
transpiração, respiração e excreção.
Cerca de 97% do suprimento de água está
nos oceanos, 2% nas geleiras e muito menos que Através desses processos, a água circula
1% na atmosfera (0,001%). Aproximadamente 1% entre o meio físico e os seres vivos
do 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, causando
todos os recursos de água doce, através do uma escassez e o consequente afundamento da
processo 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 tempo
alterações de estado que são, principalmente, para ser absorvida na superfície. Isto provoca um
dependentes da energia solar. esgotamento da água subterrânea e a erosão
acelerada do solo.
A energia proveniente do Sol não atinge a
Terra homogeneamente, mas com maior
intensidade no equador do que nos pólos, no CICLO DO CARBONO
verão do que no inverno, e apenas durante o dia.
Essa heterogeneidade condiciona movimentos O C é o elemento básico da construção da
das massas de ar (ventos) e de água (correntes vida. C está presente nos compostos orgânicos
oceânicas), responsáveis por diversas (aqueles presentes ou formados pelos
características 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 para
nos oceanos. Neles ocorre alta produção de formar os compostos da vida. CO2 é o composto
vapor, que é deslocado por ventos até a orgânico de C mais abundante na atmosfera, mas
superfície terrestre, onde a evaporação é menor. compostos orgânicos como CH4 ocorrem em
menor quantidade.
Conforme o vapor de água sobe a
atmosfera, ele encontra menor temperatura e Parte do ciclo do C é inorgânica, e, os
pressão, e tende a formar gotículas que compostos não dependem das atividades
constituem nuvens. Quando os movimentos de ar biológicas. O CO2 é solúvel em água, sendo
deslocam as nuvens contra uma serra, ela é trocado entre a atmosfera e a hidrosfera por
forçada a subir mais, o que pode provocar sua processo de difusão.
precipitação, geralmente na forma de chuva ou de
neblina. O mesmo ocorre quando uma massa de Na ausência de outras fontes, a difusão de
ar frio (frente fria) encontra uma massa de ar CO2 continua em um outro sentido até o
quente 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 nos
chuva, neve, granizo, etc. pode, em sua forma ciclos biológicos por meio da fotossíntese, e, a
líquida, infiltrar-se no solo e subsolo, ou escoar síntese de compostos orgânicos constituídos de
superficialmente, tendendo sempre a escorrer C, H, O, a partir de CO2 e água, e energia
para regiões mais baixas e podendo, assim, proveniente da luz.
alcançar os oceanos. Nesse percurso e nos
oceanos, ela pode evaporar diretamente, como Carbono deixa a biota através da
também 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 C
clorofilados, a água é decomposta: os hidrogênios orgânico pela fotossíntese, CO2 é retirado pelas
são transferidos para a síntese de substâncias plantas na terra e nos processos com o auxílio da
orgânicas e o oxigênio constitui o O2 que é luz solar, através da fotossíntese.
liberado.

2. Os organismos vivos usam esse C e o unidades são "perdidas". Algumas plantas
devolvem pelo processo inverso: o da respiração, terrestres podem ter respondido ao aumento do
decomposição e oxidação dos organismos vivos. (CO2)atm, elevando sua capacidade de
Parte 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 está
sendo liberado (na forma de CO2) pode ter sido armazenado em rochas, como CaCO3 insolúvel
parte do DNA de um dinossauro, o qual em breve ou proveniente da sedimentação da matéria
pode 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 rochas
sedimentares, particularmente como carbonatos. A taxa de remoção de C dos oceanos e,
As conchas dos organismos marinhos são em última instância, da atmosfera depende do
constituídas de CaCO3 que esses organismos intemperismo das rochas da crosta para liberar
retiram da água do mar. Quando da morte íons metálicos como Ca+2, que formam os
desses, as conchas dissolvem-se ou incorporam- carbonatos insolúveis.
se aos sedimentos marinhos, formando, por sua
vez, 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 acelerada
maioria 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, acelerar
dissolvido e sedimentado têm cerca de 55 vezes
o intemperismo devido ao aumento da acidez dos
mais quantidade de CO2 que a da atmosfera. Os
solos devido, por sua vez, ao aumento de CO2 e
solos têm 2 vezes mais que a atmosfera, as aos ácidos húmicos produzidos quando da
plantas terrestres têm aproximadamente à da
decomposição das plantas. As raízes das plantas
atmosfera. 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 fato
contendo CO2 e a subsequente reciclagem e dele contribuir com aproximadamente 80% do
decomposição nos processos tectônicos têm um total de CO2 trocado entre a parte sólida da Terra
tempo de residência de cerca de milhares de e a atmosfera. A troca ocorre há meio bilhão de
anos. A transformação do C presente nos anos. CO2 atmosférico dissolve-se na água da
organismos vivos por sedimentação e chuva, produzindo H2CO3.
intemperismo envolve uma escala de tempo
similar, embora as magnitudes sejam menores Essa solução ácida, nas águas superficiais
que 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, o
superados em muito pela quantidade de C que intemperismo e a erosão provocam a liberação
retorna à atmosfera pela queima dos dos íons Ca2+ e HCO3-, que podem ser lixiviados
combustíveis fósseis. Esta é a maior perturbação para os oceanos.
ao ambiente global causada pelo homem. Há
ainda o desflorestamento e outras mudanças no Os organismos marinhos ingerem Ca2+ e
uso da terra. Como resultado dessas 3-
HCO e os usam para construção de suas
perturbações, a (CO2)atm foi de 288 ppm, em conchas carbonatadas. Quando esses
1850, 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 em
que entra na atmosfera. carbonatos.
A queima de combustíveis fósseis libera Esse sedimento de fundo, participando do
para a atmosfera 5 - 6 bilhões de m³ de C/ano, ciclo tectônico, pode migrar para uma zona cuja
mas só são medidos cerca de 3. De 2 - 3

3. pressão e calor fundem parcialmente os como fonte de energia na respiração aeróbia
carbonatos. de produtores, consumidores e
decompositores.
A formação desse magma libera CO2 que
escapa para a atmosfera pelos vulcões. Aí, pode Note que as duas possibilidades acima
combinar-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 orgânica
temperatura 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 e
Aumentando-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 anos
íons da água e quando morrem contribuem para compunham tecidos vivos.
os grandes estoques de C dos sedimentos
marinhos. O resulto líquido é a remoção do CO2 CICLO DO NITROGÊNIO
atmosférico.
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, na
atmosfera resfria-se, completando o ciclo de atmosfera em quantidade maior que NH3 ou em
contribuição 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 uns
aos outros, são características das moléculas A maioria dos organismos não pode usar
orgânicas. A glicose, por exemplo, é constituída N2 diretamente sendo necessária muita energia
por 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. Os
consumidores e decompositores apenas O processo biológico é tão importante, que
transformam a matéria orgânica obtida do nível várias plantas estabelecem uma simbiose com
trófico 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 do
dióxido 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 controlados
orgânicas 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. Os óxidos de N são a maior fonte poluidora O solo, fonte de nitrato para as plantas
proveniente dos automóveis. N2O diminui a terrestres, é também importante exportador de
camada de O3 na estratosfera. N é ao mesmo sais para os ecossistemas aquáticos, geralmente
tempo essencial e tóxico. É essencial a todas as veiculados pela água de chuvas.
formas de vida e participa de vários processos
industriais, liberando produtos tóxicos. CICLO DO FÓSFORO
O nitrogênio participa das moléculas de P é um dos elementos essenciais à vida, é
proteínas, 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, por
forma gasosa (N2) é muito estável, sendo outro lado, se presente em abundância causa
inaproveitável para a maioria dos seres vivos. O sérios problemas ambientais.
processo que remove N2 do ar e torna o
nitrogênio 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 causar
mais importante, pois é principalmente sob a aumento da população de bactérias e algas
forma 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 do
físicos, 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 vivem
industriais, quando se criam situações de abaixo da superfície.
altíssima pressão e temperatura para a produção
de 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 vida
realizada por bactérias de vida livre no solo, por aquática fica comprometida. Os peixes morrerão
bactérias fotossintéticas, por cianofíceas (algas e desenvolver-se-ão bactérias anaeróbias.
azuis), e principalmente por bactérias do gênero
Rhizobium, que somente o fazem quando
associadas às raízes de plantas leguminosas -
soja, alfafa, ervilha, etc.
Nessas raízes formam-se nódulos
densamente povoados pelas bactérias, onde
ocorre a fixação de N2 até a formação de nitrato.
Essas plantas podem assim desenvolver-se
mesmo em solos pobres desse íon.
Além da atmosfera, outro reservatório de
nitrogênio é a própria matéria orgânica. Os
decompositores que promovem a putrefação
transformam compostos nitrogenados em amônia
(NH3), processo denominado amonificação.
As bactérias Nitrosomonas transformam a
amônia em nitrito (NO2-) e as Nitrobacter o
transformam em nitrato. Esse processo todo é
denominado nitrificação, e estas bactérias são
conhecidas genericamente como nitrificantes.
O retorno do nitrogênio á atmosfera é
promovido no processo de desnitrificação,
realizado por bactérias desnitrificantes, que
transformam o nitrato em nitrogênio gasoso (N2).