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1*%
A água participa de vários processos dentro do
corpo dos seres vivos, seja como solvente ou como
reagente ou produto de reações químicas. Como
reagente, a água participa, por exemplo, da fotossíntese, e seus átomos de hidrogênio serão incorporados à matéria orgânica que fica disponível para
os produtores e, por meio da cadeia alimentar, para
os consumidores e decompositores. Pela respiração,
parte da água retorna ao meio ambiente.
As plantas liberam parte da água que absorvem,
principalmente pela transpiração, processo importante não só para resfriar o corpo da planta, como também para a condução da seiva bruta até as folhas.
Os animais liberam, por meio da transpiração,
da excreção e das fezes, parte da água que absorvem
ou ingerem.
!e 3.2 Ciclo do carbono
O gás carbônico é encontrado na atmosfera na
proporção aproximada de 0,03% e também em proporção semelhante dissolvido nas águas superficiais
de mares, rios e lagos.
O ciclo do carbono consiste na fixação desse elemento pelos seres autótrofos por meio da fotossíntese
ou da quimiossíntese, processos que incorporam o carbono das moléculas de CO2 do meio a moléculas orgânicas que ficam disponíveis para os produtores e, através da cadeia alimentar, para os consumidores e decompositores. Por meio da respiração ou da fermentação, o
CO2 retorna para o meio ambiente. O gás carbônico
também é liberado para a atmosfera na queima de combustíveis fósseis, representados pelo carvão mineral e
derivados de petróleo como gasolina e óleo diesel.
O ciclo do carbono está esquematizado na figura a seguir:
CICLO DO CARBONO
Dióxido de carbono
na atmosfera
CO2 liberado
da queima de
combustíveis
Assimilação pelas
plantas: fotossíntese
Respiração
vegetal
Alimentos para
animais
Respiração
animal
Respiração de
organismos
do solo
Organismos
mortos
Respiração
das raízes
Decomposição
Esquema simplificado do ciclo do carbono. (Elementos representados em diferentes escalas.)
O que são combustíveis fósseis?
Grande quantidade de carbono foi acumulada na Terra principalmente entre os períodos de 350 a
65 milhões de anos atrás, no corpo de seres que morreram e não sofreram decomposição. Quando o
ser humano descobriu que esses materiais poderiam ser usados como fonte de energia, passou a denominá-los combustíveis fósseis, pois se formaram a partir do corpo de seres que viveram em outro
período geológico da Terra.
O carbono acumulado nos combustíveis fósseis não provém do período recente, tendo sido retirado dos ecossistemas há muito tempo. Com a queima desses combustíveis ocorreu liberação desse carbono acumulado, o que tem contribuído para aumentar a quantidade de gás carbônico na atmosfera.
Os combustíveis fósseis provêm de depósitos formados pelos corpos de organismos que morreram
e que foram rapidamente soterrados por várias camadas de sedimentos. Movimentos das placas litos-
'4E8903 e ,09;3*++2+6-/'+3)/)03*'1'8C6/'237+)377/78+1'7
329
féricas (movimentos tectônicos) e novas camadas de sedimentos colocaram esses depósitos geralmente a grandes profundidades. Assim, soterrados em ambientes sem oxigênio, a matéria orgânica acumulada foi bastante compactada ao longo de milhares de anos. Essa compactação gerou não só grandes pressões como também grande aquecimento dessa matéria orgânica. Temperaturas superiores a
100 ºC não são raras, pois a temperatura da crosta terrestre em direção ao centro da Terra aumenta
cerca de 3 ºC a cada 100 m de profundidade. Nesse ambiente, a matéria orgânica do corpo dos seres
vivos passou a sofrer lento processo de transformações químicas sob os efeitos do calor e da pressão,
dando origem ao carvão mineral, ao petróleo e ao gás natural.
O carvão mineral foi formado principalmente a partir de plantas terrestres vasculares que viveram em regiões pantanosas. Grandes depósitos de carvão formaram-se no período Carbonífero (entre
350 e 280 milhões de anos atrás) no Hemisfério Norte e entre os períodos Carbonífero e Permiano (350
a 225 milhões de anos atrás) no Hemisfério Sul. Mais recentemente, no final do período Cretáceo e
início do Terciário (100 a 15 milhões de anos atrás), formaram-se depósitos em diversas áreas dos
EUA, América do Sul, Indonésia e Nova Zelândia.
O petróleo e o gás natural provêm de organismos marinhos ou de água doce, especialmente do
plâncton.
O petróleo foi formado ao longo de milhares de anos em locais onde esses depósitos foram soterrados e ficaram submetidos a temperaturas entre 60 e 120 ºC. Em locais em que esse petróleo ficou
submetido a temperaturas acima de 150 ºC ocorreu a quebra das longas cadeias de carbono das moléculas presentes no petróleo, originando gás natural, composto principalmente de metano, etano, propano e butano.
O gás natural pode surgir também a partir da transformação de depósitos nos quais houve o soterramento de grande quantidade de animais. Nos dois casos mencionados esse gás é caracterizado por
conter altas proporções de metano e propano e é chamado gás úmido.
Outra maneira de produção de gás natural é a partir de depósitos fósseis com predomínio de seres
fotossintetizantes, que foram soterrados há milhares de anos e submetidos a temperaturas entre 120
e 200 ºC. O gás formado nesse processo é chamado gás seco e contém cerca de 90% de metano, junto
com pequena quantidade de propano e butano.
Entretanto, a maior parte do gás natural usado atualmente como combustível não é formada
nesses depósitos, que geralmente se encontram há mais de 4 000 m de profundidade na crosta. O
gás natural provém de depósitos mais superficiais, que não estão submetidos a temperaturas tão
elevadas e a pressões tão grandes, e é decorrente da decomposição bacteriana da matéria orgânica acumulada. O gás proveniente da decomposição bacteriana contém cerca de 99% de metano.
3.3. Ciclo do oxigênio
O átomo do elemento químico oxigênio não
participa apenas da composição da água e do gás carbônico, mas também de numerosos compostos orgânicos e inorgânicos. Na atmosfera e na hidrosfera ele
é encontrado também sob a forma de substância
pura, simples, de fórmula O2, um gás liberado pelos
organismos fotossintetizantes, por meio da fotossín-
tese, sendo utilizado para a respiração de plantas,
animais e outros organismos aeróbios. Desse processo resulta a produção de gás carbônico.
A manutenção das taxas de oxigênio e de gás
carbônico no ambiente depende desses dois processos: fotossíntese e respiração. A fotossíntese é realizada somente pelos seres clorofilados, durante o dia;
a respiração é um processo contínuo, realizado pelos
seres aeróbios, durante o dia e à noite.