Chamamos de Ciclos Biogeoquímicos ou Ciclos da Matéria, o processo que garantem a reposição de de elementos químicos contidos sob quaisquer formato (livre na natureza ou fixo no solo, nas rochas congelados ou incorporados a algum ser vivo) que em um ecossistema que garante a manutenção da vida ao longo de todos esses tempos.
É de fundamental importância compreender o funcionamento de cada ciclo, para que possamos compreender um pouco a respeito da complexibilidade da vida e para refletirmos até que ponto estamos interferindo no funcionamento dos mesmos.
Ciclo do carbono
O carbono é o elemento químico fundamental de todas as moléculas orgânicas, cujo ciclo consiste na assimilação (fixação) dos átomos contidos nas moléculas de gás carbônico presente na atmosfera ( CO2 ), e convertidos em substâncias orgânicas mais elaboradas (carboidratos, proteínas, lipídios) a partir do metabolismo fotossintético realizado pelos organismos autótrofos.
Parte dos compostos orgânicos formados são aproveitados pelo próprio organismo produtor, e o restante da produção incorporada à biomassa do mesmo, servindo como fonte de nutrientes para os subsequentes níveis tróficos da cadeia alimentar, os consumidores: primários (herbívoros), secundários (onívoros) e terciários (todos os carnívoros), até o nível dos decompositores, efetuando a degradação da matéria.
Portanto, são os seres produtores os que iniciam o ciclo do carbono, captado pelos demais organismos e finalizado pelos decompositores, devolvendo ao ambiente todos os nutrientes, incluindo o carbono, para o reinício do processo. Lembrando que a devolução de carbono não ocorre somente com a morte de um organismo (animal ou vegetal), mas continuamente durante a vida de qualquer ser, através da respiração. Contudo, a queima de combustíveis como papel, madeira bem como os combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, utilizados em termelétricas e veículos automotivos, colaboram consideravelmente com a emissão de gás carbônico no ambiente, e o acumulo desse gás na atmosfera aumenta o efeito estufa causando gradual elevação da temperatura média global e consequentemente causando o aquecimento global.
Efeito estufa é o nome dado ao processo natural produzido pela concentração de gases como Dióxido de Carbono CO2 e o Metano CH4 entre outros. Esses gases formam uma espécie de capa protetora que absorve parte do calor (energia Térmica) emitida pelo sol na atmosfera e que garante que o planeta fique aquecido, sem o efeito estufa as temperaturas na terra seriam muito baixas o que provavelmente não permitiria vida em nosso planeta.
Ciclo da Água ou Ciclo Hidrológico
A água é um bem comum a todas as pessoas e indispensável a todas as formas de vida que estão dispersas ao decorrer da extensão da crosta terrestre. As águas contidas no planeta constituíam a hidrosfera e essa corresponde a parte líquida que se encontra em diversas partes como oceanos, mares, rios, lagos, geleiras, além da atmosfera.
Dessa forma podemos encontrar a água em três estados físicos, sendo líquido, gasoso e sólido. O conjunto das águas contidas no planeta desenvolvem uma interdependência entre as mesmas, isso ocorre por meio dos processos de evaporação, precipitação, infiltração e escoamento que configura como uma dinâmica hidrológica. Em outras palavras, a água que hoje está em um lençol freático logo mais poderá estar na atmosfera ou mesmo em uma geleira.
O processo que dá origem ao ciclo da água ocorre em todos os estados físicos da mesma, para conceber esse fenômeno é preciso que outro elemento provoque, no caso é motivada pela energia da irradiação solar ou pela processo de respiração e transpiração dos seres vivos. Esses processos fazem com que parte da água presente na superfície terrestre e no corpo dos organismos evapore formando nuvens, que viajam pelos continentes devolvendo-a em formato de chuva, neve ou granizo.
Diante de toda precisão desse processo dinâmico fica evidente que caso haja um desmembramento ou interrompimento leva á instauração de uma incalculável mudança, comprometendo a configuração das paisagens e coloca em risco diversos tipos de vida no planeta. Um exemplo claro de desequilibro ligado ao ciclo natural das águas é que nos últimos Verões tem ocorrido aqui em nosso estado grandes estiagens causando falta d água para a população e grandes perdas na agricultura e na pecuária.
Esse ciclo garante que a quantidade de água do planeta permaneça sempre a mesma desde a seu surgimento até os dias atuais, não devendo diminuir. O que pode ocorrer é que devido as mudanças climáticas aconteçam alterações no índice de incidência das chuvas em algumas regiões do planeta causando secas em alguns lugares e enchentes em outros.
Outro problema está relacionado com a sua contaminação com produtos químicos e com o esgoto doméstico o que pode encarecer o seu tratamento e alterar suas propriedades fazendo com que ela fique com gosto cor e cheiro desagradável devido ao processo chamado de Eutrofização que ocorre devido ao excesso de matéria orgânica lançados diariamente nos corpos d'Água, isso faz com que ocorra uma proliferação de algas que além de diminuir a oxigenação da água liberam substâncias tóxicas na água que fica com cheiro e gosto desagradável.
Ciclo do Oxigênio
O Oxigênio presente na atmosfera em forma de gás oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2), é também o elemento mais abundante na crosta terrestre e oceanos. Esses dois gases, juntamente com a água (H2O), são as principais fontes inorgânicas desse elemento.
Executando papéis extremamente importantes para a regulação da vida no planeta, o oxigênio troca átomos entre fontes orgânicas e inorgânicas, permitindo sua utilização e liberação. Esses processos consistem no chamado “ciclo do oxigênio”.
Na respiração de seres aeróbicos, por exemplo, o oxigênio é utilizado na forma de O2, liberando CO2, H2O e energia. Moléculas de água poderão ser liberadas na atmosfera através da transpiração, excreção e fezes; e também utilizadas na síntese de diversas substâncias. Aliadas ao CO2 e energia luminosa, participam do processo fotossintético.
Na fotossíntese, alguns átomos de oxigênio são incorporados na matéria orgânica vegetal, podendo ser novamente disponibilizados na atmosfera, em consequência da decomposição; e outros, liberados na forma de O2, permitindo sua reutilização na respiração aeróbica.
O oxigênio pode, ainda, se ligar a metais do solo, formando óxidos; além de participar da formação da camada de ozônio, atuando como filtro protetor das radiações ultravioletas longas do Sol. Neste processo, radiações ultravioletas curtas rompem algumas moléculas de CO2 da atmosfera, liberando átomos isolados que reagem com outras moléculas, formando o gás ozônio (O3). A destruição da camada de ozônio – resultado, principalmente, de atividades vulcânicas e liberação de gases de aviões supersônicos e clorofluorcarbonetos (CFC’s) – pode desencadear consequências sérias, como a redução da atividade fotossintética, e aumento da incidência de câncer de pele, catarata e problemas relacionados à imunidade.
Ciclo do Nitrogênio
O nitrogênio é um componente que entra na composição de duas moléculas orgânicas de considerável importância para os seres viventes: as proteínas e os ácidos nucleicos DNA e RNA.
Embora presente em grande concentração no ar atmosférico, essencialmente na combinação molecular N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas.
Contudo, a maioria dos organismos não consegue reter e aproveitar o nitrogênio na forma molecular, obtendo esse nutriente na forma de íons amônio (NH4+), bem como íons nitrato (NO3-). Algumas bactérias nitrificantes na superfície do solo realizam a conversão do nitrogênio, transformam a amônia em nitratos, disponibilizando esse elemento diretamente às plantas e indiretamente aos animais, através dos níveis da cadeia alimentar: produtor e consumidor.
Outras bactérias também fixadoras de nitrogênio gasoso, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão, uma interação interespecífica de mútuo benefício (simbiose). Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas.
Portanto, a adoção do cultivo das leguminosas é uma prática recomendável à agricultura, porque desta forma as leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para culturas seguintes, não empobrecendo tanto o solo quanto à questão de nutrientes disponíveis.
A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas desnitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.
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Atividade para o Terceiro Ano do Ensino Médio
Faça uma análise de cada ciclo Biogeoiquimico e a consequência do problema ambiental e depois disserte como isso pode afetá-los:
Ciclo do carbono -> Desmatamento
Ciclo da água -> chuva ácida
Ciclo do Nitrogênio -> Poluição do Solo (agrotóxicos, produtos quimicos, lixo eletrônico) e as Queimadas
Ciclo do Oxigênio -> Queimadas
