[CIÊNCIA COMPLETA]

Ciclo do carbono, relação antrópica e as problemáticas atuais

Imagem do carbono na tabela periódica, com número atômico de 6 prótons e massa de 12,011

O que é ciclo do carbono?

O ciclo do carbono, semelhante aos outros ciclos biogeoquímicos, se refere a forma como o carbono flui pelo planeta de forma perpétua e cíclica, mantendo-se em mesma quantidade mas se transformando em diferentes estados físicos e participando de diferentes reações químicas e bioquímicas.

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Como funciona o ciclo do carbono?

Podemos marcar como início para compreender o ciclo do carbono a fotossíntese, a partir dela os organismos autótrofos utilizam do gás carbônico presente na atmosfera para produzir o alimento que lhe dará energia e também irá compor as estruturas da célula que constituem o corpo vegetal.

Representação da fotossíntese com uma planta em um vaso marrom crescendo em direção a uma janela

O carbono é base para todas as substâncias orgânicas e consequentemente base para o formato de vida que conhecemos, por isso, não somente os indivíduos autótrofos se constituem de carbono mas também os heterótrofos, estes não produzem seu próprio alimento e obtêm o carbono a partir da alimentação.

Além de compor estruturas importantes do corpo dos seres vivos, o carbono também compõe moléculas energéticas, como os açúcares, essas moléculas são quebradas durante a digestão feita por nossas células e nesse processo libera a energia responsável por nos manter vivos. Com a quebra dos açúcares, processo chamado de respiração celular, são formadas novas moléculas de dióxido de carbono, o famoso gás carbônico, este gás é liberado para fora do corpo dos seres vivos e se dispersa pelo ar e pela água.

Outros gases também são liberados durante a digestão do alimento, como o metano, produzido a partir da digestão da celulose feita por animais ruminantes e o monóxido de carbono, molécula altamente tóxica liberada durante a queima de matéria orgânica e de combustíveis fósseis.

Estes gases são novamente liberados para a atmosfera e hidrosfera por meio da respiração, combustão e a decomposição de indivíduos mortos. E podem ser assimilados novamente pelos indivíduos autótrofos, dando início a um novo ciclo. Mas com a constante perda de cobertura vegetal e de indivíduos capazes de absorver a mesma quantidade de gás carbônico na velocidade em que emitimos, acabamos por causar diversos impactos ambientais, sociais e econômicos no planeta. Mas antes de entrarmos nos impactos pela liberação de gás carbônico na atmosfera vamos estudar um pouco sobre outra forma como o carbono é encontrado na litosfera.

E esses combustíveis fósseis?

Outra forma comum em que o carbono é encontrado é a forma mineral, manifestados na forma de gases, petróleo, demais materiais para produção de combustíveis fósseis, carvão mineral, grafite e diamante, depositados naturalmente no subterrâneo e originados a partir de processos de alta pressão e temperatura, que também são influenciados por reagentes químicos muito específicos. Estes diversos produtos são extraídos por diversas razões, em grande parte para geração de calor nos segmentos industriais, como combustível para os meios de produção, também como combustível residencial (gasolina, botijão de gás ...); O diamante é muito utilizado na confecção de máquinas de corte, sendo bastante utilizado em marmorarias e vidraçarias, assim como na confecção de jóias; O grafite tem sua aplicação bastante conhecida na confecção de lápis e combustível para lapiseiras, mas suas propriedades fazem com que este material também seja aplicado na produção de peças refratárias e de baterias; O petróleo, além de atuar na produção de diversos combustíveis, também é utilizado como matéria-prima para produção de uma infinidade de coisas, como o asfalto, o plástico, a confecção de borrachas sintéticas, tintas, solventes, cosméticos e muitos outros derivados.

Representação de um barril de petróleo sujo e com vasamento. O barril é preto, no cetro tem um aviso de fundo amarelo mostrando uma gota de petróleo.

Impactos pela exploração do petróleo

Por conta de sua utilização nos mais diversos ramos de produção, este se tornou um dos produtos mais comercializados no mundo e um dos tesouros tidos como de maior valor. Graças ao petróleo (uma matéria-prima que a humanidade sequer necessitava antes de conhecê-la) guerras foram travadas, grandes crises econômicas aconteceram e ainda acontecem em nome de sua exploração.

Enquanto os lucros são concentrados, os prejuízos da exploração petrolífera são divididos para sociedades e gerações inteiras, comumente o processo de extração do petróleo impacta significativamente a ecologia local, alguns processos de extração continental, como o Fracking, acabam contaminando as águas de lençol freático que abastecem grandes populações e inviabilizam a agricultura local, as crises econômicas agravadas pela exploração do petróleo impactam nações inteiras e inúmeros são os casos que países foram explorados em nome do petróleo.

Impactos pela emissão de gases de efeito estufa

Além dos impactos tidos pela extração petrolífera, a utilização dos combustíveis fósseis também desencadeia outro impacto social como a incidência de doenças respiratórias e um impacto ambiental com a liberação de gases de efeito estufa (GEE), fora o gás carbônico, a utilização desses combustíveis também libera moléculas mais complexas como o dióxido de enxofre que reage com a água presente na atmosfera, formando o ácido sulfúrico e desencadeando um fenômeno conhecido como chuva ácida, que infere más consequências com a morte da vegetação e graves impactos ecológicos. Sendo mais danoso nas regiões próximas a utilização dos combustíveis fósseis, contudo os impactos são perceptíveis em ampla abrangência territorial graças a disseminação atmosférica.

Representação de uma indústria emitindo gases tóxicos na atmosfera

Aquecimento global

Os mecanismos de liberação de carbono para a atmosfera já foram identificados nos parágrafos anteriores (combustão e decomposição de matéria orgânica, a respiração dos heterotróficos e a queima de combustíveis fósseis), apesar de não ser o mais danoso este é o principal gás contribuinte para o aquecimento global, isto ocorre pois é liberado em maior quantidade e pelos mais diversos meios. Em geral deve haver um equilíbrio entre a quantidade de carbono aprisionado para a constituição das estruturas dos seres vivos (biosfera), a quantidade de carbono aprisionado no solo (litosfera), a quantidade de carbono na água (hidrosfera), no solo (litosfera) e no ar (atmosfera). No decorrer da história, a atividade humana tem interferido neste equilíbrio e intensificado a liberação de carbono na atmosfera através do desmatamento de florestas e demais interferências na biota que aprisionavam grandes quantidades de carbono, além do uso e extração dos combustíveis fósseis que retiram carbono da litosfera e depositam mais carbono na atmosfera. Tudo isso gera um grande acúmulo de carbono atmosférico que desencadeiam num aquecimento global do planeta (com diversas consequências graves) e uma acidificação dos oceanos (com outras consequências gravíssimas).

Libra simbolizando o equilíbrio que deve existir entre a quantidade de carbono presente na biosfera, litosfera, hidrosfera e atmosfera

O aquecimento global já está acontecendo e alguns estudos já denunciam um aumento médio da temperatura no planeta, com os picos de temperatura cada vez mais altos, isso fica bastante evidente ao se observar o Monte Kilimanjaro, o ponto mais alto da áfrica, que era coberto por neve o ano todo e que desde o início dos anos 2000 sofre um degelo, ficando quase sem neve no verão. Também é muito aparente o degelo de geleiras, segundo a Agência Espacial Europeia (ESA) todas as geleiras do mundo estão descongelando e este degelo é o principal responsável para o aumento do nível do mar. Talvez o exemplo mais próximo ao Brasil neste aspecto seja a geleira Upsala, em El Cafalante (Argentina), que no passado, de 2002 a 2013 já tinha perdido 3 quilômetros de extensão. Ainda na mesma região, de acordo com um estudo mais recente feito pela agência espacial europeia (ESA) os campos Patagônicos, localizados na porção sul da Argentina, perdem 21 000 000 000 toneladas de gelo ao ano.

Outro impacto relevante do aquecimento global é o branqueamento dos corais, na prática os corais perdem suas zooxantelas (micro algas fotossintetizantes responsáveis por suprir a energia que dá vida aos corais e que morrem com o aquecimento oceânico provocado pelo aquecimento global), as zooxantelas também são responsáveis por tornar os corais coloridos e por morrerem os tornam brancos. Isto pode causar um forte impacto ecológico uma vez que os corais atuam como base na cadeia alimentar oceânica.

Como se já não bastasse ainda temos a acidificação dos oceanos, outro fenômeno que pode causar um grave impacto ecológico, de acordo com Carlos Nobre, pesquisador do Instituto de Estudos Avançados da USP, até o final do século 40% da vida marinha pode desaparecer se este fenômeno não for revertido. Trata-se de uma alta nos níveis de gás carbônico dissolvido na água (o mesmo gás carbônico que liberamos por diversos meios para a atmosfera e acaba sendo absorvido pelos oceanos), esse gás reage com a água formando íons carbonato (CO32-) e íons de hidrogênio (H+), os íons de hidrogênio acabam acidificando os oceanos, tornando mais dificultosa a formação do carbonato de cálcio, responsável por formar as conchas dos crustáceos.

Por fim, foi apresentado o ciclo do carbono, algumas formas como esse elemento se encontra na natureza e algumas atividades humanas que desequilibram este ciclo, trazendo graves consequências ecológicas e socioeconômicas. Ainda há muitas outras formas de manifestação do carbono, outras atividades que causam desequilíbrio e diversas outras consequências que podem ser listadas neste artigo, sua complementação ou opinião é muito bem vinda neste projeto e pode ser enviada para o email contatocienciacompleta@gmail.com. Caso tenha gostado desta postagem você talvez goste também do artigo que escrevi sobre Ciclo hidrológico, disponibilidade hídrica e conservação do solo e da água.

Referências

AGÊNCIA EFE. Degelo nas geleiras da Patagônia acelerou de 2011 a 2017, diz ESA. Disponível em: <https://www.efe.com/efe/brasil/patrocinada/degelo-nas-geleiras-da-patagonia-acelerou-de-2011-a-2017-diz-esa/50000251-3604362 >. Acesso em: 1 maio 2019.

ESCOBAR, Herton. Branqueamento ameaça sobrevivência de corais no litoral paulista: Cientistas monitoram as consequências do evento causado por uma onda de calor no início deste ano. Em Ubatuba, fenômeno atingiu 80% das colônias de coral-cérebro. Disponível em: <https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-ambientais/branqueamento-ameaca-sobrevivencia-de-corais-no-litoral-paulista/ >. Acesso em: 19 mar. 2019.

MANSUR, Alexandre. Geleira na Argentina perdeu 3 km em 11 anos. Disponível em: <https://epoca.globo.com/colunas-e-blogs/blog-do-planeta/noticia/2013/11/geleira-na-argentina-perdeu-3-km-em-11-anos.html >. Acesso em: 4 nov. 2019.

REDAÇÃO - CLIMA TEMPO. Entenda como o aquecimento global impacta o futuro da humanidade. Disponível em: <https://www.climatempo.com.br/noticia/2019/12/13/entenda-como-o-aquecimento-global-impacta-o-futuro-da-humanidade-0679 >. Acesso em: 13 dez. 2019.

REDAÇÃO - VEJA. As evidências do aquecimento global. Disponível em: <https://veja.abril.com.br/galeria-fotos/as-evidencias-do-aquecimento-global/>. Acesso em: 18 jul. 2019.

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SOUZA, G. J. B. Ciclo do carbono, relação antrópica e as problemáticas atuais. Ciência Completa, 2020. Disponível em: <https://cienciacompleta.gitlab.io/atg/ciclo-carbono.html>. Acesso em: ??(dia) de ??(mês) de ??(ano).