Resumo do ciclo do carbono
Por Nara Siqueira 8 min de leitura
Em 30 segundos
O carbono circula entre a atmosfera, os seres vivos, o solo, o oceano e as rochas. A entrada no mundo vivo se dá pela fotossíntese, que retira gás carbônico do ar e o incorpora em matéria orgânica. A saída acontece por três caminhos: respiração celular de todos os organismos, decomposição da matéria morta e combustão. Durante milhões de anos, parte desse carbono ficou retida em rochas e em combustíveis fósseis, num ciclo muito lento. A queima em larga escala desses combustíveis desde o século XIX devolve à atmosfera, em décadas, carbono que levou eras para ser estocado, e é por isso que a concentração de gás carbônico no ar aumenta.
O que significa dizer que um elemento cicla
Carbono não é criado nem destruído em processos biológicos. A quantidade total no planeta é praticamente constante. O que muda é onde ele está e em que forma.
Um ciclo biogeoquímico descreve justamente isso: os reservatórios onde um elemento se acumula e os fluxos que o movem de um reservatório para outro. No caso do carbono, os reservatórios principais são:
- a atmosfera, sobretudo como gás carbônico;
- a biosfera, ou seja, todos os seres vivos e a matéria orgânica morta;
- o solo, em forma de húmus e de matéria orgânica em decomposição;
- o oceano, como gás dissolvido, íons bicarbonato e organismos;
- as rochas e os combustíveis fósseis, o maior reservatório de todos e o mais lento.
O ciclo rápido
Entrada. A fotossíntese é a porta principal. Plantas, algas e cianobactérias retiram gás carbônico e o transformam em glicose, que é o material a partir do qual se constroem celulose, amido, lipídios e proteínas. Em ambientes sem luz, como fontes hidrotermais, a quimiossíntese cumpre papel equivalente.
Circulação. O carbono fixado passa dos produtores aos consumidores pela alimentação. A cada nível trófico, parte da matéria é usada para construir o corpo e parte é queimada para gerar energia.
Saídas. Três caminhos devolvem o carbono à atmosfera:
- Respiração celular, feita por todos os organismos, inclusive pelas plantas. É o inverso químico da fotossíntese: matéria orgânica e oxigênio produzem gás carbônico, água e energia.
- Decomposição. Fungos e bactérias degradam restos e excrementos, liberando carbono para o ar e para o solo. Em ambiente sem oxigênio, parte é liberada como metano.
- Combustão. Queimadas e incêndios devolvem rapidamente à atmosfera o carbono estocado na biomassa.
Esse conjunto de fluxos opera em escala de dias a séculos e, num sistema estável, se equilibra: o que a fotossíntese retira é aproximadamente o que respiração, decomposição e queimadas devolvem.
O ciclo lento
Nem todo carbono orgânico é decomposto. Em condições específicas, como fundos de lagos, pântanos e mares rasos sem oxigênio, restos de organismos ficam soterrados antes de serem degradados. Sob pressão e temperatura, ao longo de milhões de anos, essa matéria se transforma em carvão, petróleo e gás natural.
Outro caminho de longo prazo passa pelo mar. Organismos marinhos usam carbono dissolvido para construir conchas e esqueletos de carbonato de cálcio. Quando morrem, esse material se deposita no fundo e forma rochas calcárias. O retorno ocorre por vulcanismo e por intemperismo, em escalas geológicas.
A diferença de velocidade entre os dois ciclos é a chave para entender o problema contemporâneo. O ciclo rápido gira em anos; o lento, em milhões de anos.
Onde o equilíbrio se rompe
A partir da Revolução Industrial, a humanidade passou a retirar do subsolo, em escala crescente, carbono que estava no reservatório lento, e a devolvê-lo à atmosfera em questão de décadas.
Somam-se a isso:
- o desmatamento, que reduz a capacidade de absorção e, quando envolve queimada, libera de uma vez o carbono estocado na biomassa;
- a pecuária e a agricultura, que emitem metano e óxido nitroso, gases de efeito estufa mais potentes por molécula do que o gás carbônico;
- a produção de cimento, que libera gás carbônico na transformação do calcário.
O resultado é o aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera, medido continuamente desde o fim dos anos 1950 e confirmado por análises de bolhas de ar aprisionadas em gelo antigo.
O papel do oceano
O oceano absorve uma fração importante do gás carbônico emitido, o que reduz o aquecimento que teríamos sem ele. Mas essa absorção tem consequência química.
O gás carbônico dissolvido reage com a água e forma ácido carbônico, que libera íons hidrogênio e reduz o pH. Esse processo, chamado de acidificação, dificulta a formação de carbonato de cálcio e afeta corais, moluscos e organismos planctônicos com estrutura calcária, que estão na base de cadeias alimentares marinhas.
Há também um limite físico: água mais quente dissolve menos gás. À medida que o oceano aquece, sua capacidade de absorver carbono tende a diminuir.
Efeito estufa: o que é e o que não é
O efeito estufa é um fenômeno natural. Gases como vapor de água, gás carbônico e metano permitem a passagem da radiação solar de onda curta e retêm parte da radiação infravermelha que a superfície emite de volta. Sem ele, a temperatura média do planeta ficaria dezenas de graus abaixo da atual.
O que está em discussão não é a existência do efeito, e sim a sua intensificação: quanto maior a concentração desses gases, maior a retenção de calor. Distinguir as duas coisas é o ponto que a prova cobra com mais frequência, porque é onde a confusão de vocabulário costuma aparecer.
O que costuma cair
- As entradas e saídas do carbono no mundo vivo: fotossíntese de um lado, respiração, decomposição e combustão de outro.
- A diferença entre o ciclo biológico rápido e o ciclo geológico lento, que envolve rochas e combustíveis fósseis.
- O papel do oceano como reservatório e como sumidouro, e a relação com a acidificação da água.
- Por que o desequilíbrio atual é atribuído à queima de fósseis e ao desmatamento, e não à respiração dos seres vivos.
- A distinção entre efeito estufa, que é um fenômeno natural e necessário, e sua intensificação por ação humana.
Onde quase todo mundo erra
O efeito estufa é um problema que precisa acabar
O efeito estufa natural mantém a temperatura média da Terra em torno de quinze graus. Sem ele, a superfície seria dezenas de graus mais fria e inviável para a vida como conhecemos. O problema é a intensificação do efeito por aumento da concentração de gases, não a existência dele.
A respiração dos seres vivos é o que aquece o planeta
O carbono liberado na respiração foi retirado do ar pouco tempo antes pela fotossíntese. Esse fluxo é cíclico e, em condições estáveis, se equilibra. O que desequilibra é a introdução de carbono que estava fora do ciclo rápido há milhões de anos, guardado em depósitos fósseis.
Plantar árvore compensa a queima de combustível fóssil
Vegetação em crescimento realmente absorve carbono, mas o estoque em biomassa é temporário e limitado: a árvore devolve o carbono ao morrer, apodrecer ou queimar. Reduzir a emissão que vem do subsolo e conservar florestas existentes tem efeito diferente de compensar emissões com plantio novo.
Ignorar o oceano ao descrever o ciclo
O oceano contém muito mais carbono do que a atmosfera e absorve parte significativa do excesso emitido. Isso tem um custo: o gás carbônico dissolvido forma ácido carbônico e reduz o pH da água, processo chamado de acidificação, que afeta organismos que constroem conchas e esqueletos de carbonato.
Cards de revisão
6 perguntas
- Como o carbono entra no mundo vivo?
- Pela fotossíntese, em que produtores retiram gás carbônico da atmosfera ou da água e o incorporam em matéria orgânica.
- Quais são as três saídas principais do carbono?
- A respiração celular, a decomposição da matéria morta e a combustão, seja de biomassa ou de combustíveis fósseis.
- Qual a diferença entre o ciclo rápido e o ciclo lento do carbono?
- O rápido envolve seres vivos, atmosfera e oceano e leva de dias a séculos. O lento envolve rochas e combustíveis fósseis e leva milhões de anos.
- Por que a queima de combustíveis fósseis desequilibra o ciclo?
- Porque devolve em décadas à atmosfera um carbono que estava estocado fora do ciclo rápido há milhões de anos.
- O que é a acidificação dos oceanos?
- A queda do pH da água do mar causada pela dissolução de gás carbônico, que forma ácido carbônico e prejudica organismos calcificadores.
- Qual o papel dos decompositores no ciclo?
- Degradar matéria orgânica morta, liberando carbono de volta para a atmosfera e para o solo e permitindo que ele seja reaproveitado.
Nara Siqueira
Resumos de ciências da natureza
Escreve os resumos de biologia, com foco nos mecanismos que a prova costuma cobrar. Testa cada resumo em uma pergunta única: se a pessoa só ler isto, ela consegue explicar o processo para outra pessoa? Enquanto a resposta for não, reescreve.