Ciclos biogeoquímicos

Os ciclos biogeoquímicos compreendem os processos pelos quais os organismos retiram os elementos químicos ou compostos da natureza para serem utilizados por eles, devolvendo-os em seguida ao ambiente. Assim, a matéria no ambiente, embora sofra rearranjos, mantém-se, de certa forma, constante, pois está sendo constantemente reciclada. Dentre os principais ciclos biogeoquímicos, podemos destacar os ciclos da água, do oxigênio, do nitrogênio e do carbono.

Leia mais: Mudanças climáticas – fenômeno que pode alterar os ciclos biogeoquímicos

Ciclo da água

A água é um dos elementos essenciais para a vida no planeta. Ela está presente na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Em seu ciclo ela passa da fase líquida, presente em rios e mares, por exemplo, para o estado de vapor por meio da evaporação.

Em camadas mais altas da atmosfera, o vapor da água condensa-se e volta à superfície na forma líquida, num processo denominado precipitação. Entretanto, quando o resfriamento do vapor de água ocorre excessivamente, após a condensação, ele solidifica-se e volta à terra na forma de neve ou granizo.

Quando a água cai sobre o ambiente terrestre, ela infiltra no solo, indo parar nos lençóis freáticos. Os seres vivos ingerem ou absorvem a água do ambiente e utilizam-na em diversas reações que ocorrem em seus organismos. A água pode ser devolvida ao ambiente por meio dos seres vivos em processos de respiração, transpiração e excreção. Para aprofundar-se nesse ciclo, acesse: Ciclo da água.

Ciclo do carbono

Pode ser dividido em biológico e geológico, como veremos a seguir:

• Ciclo biológico do carbono

Pela fotossíntese, os organismos autotróficos assimilam os compostos carbonatos, transforma-os em matéria orgânica e transferem-na aos organismos heterotróficos por meio da cadeia alimentar. Organismos que realizam a quimiossíntese também utilizam o carbono para a produção de compostos orgânicos.

O carbono retorna ao ambiente, na forma de dióxido de carbono (CO₂), pelos seres vivos em processos de respiração e decomposição. O homem contribui com o aumento do CO₂ na natureza por meio de ações como desmatamento, queimadas e uso de combustíveis fósseis.

• Ciclo geológico do carbono

Pela difusão ocorre a troca de CO₂ entre a hidrosfera e a atmosfera até que se obtenha um equilíbrio entre os dois meios. O CO₂ presente na atmosfera pode dissolver-se na chuva e produzir uma substância ácida, o H₂CO₃, que atuará na erosão de rochas silicatadas, liberando, no meio, íons Ca²⁺ e HCO^3-.

Esses íons são utilizados, nos oceanos, por organismos para a construção de suas conchas, que, após a sua morte, acumulam-se no sedimento. Esse material pode migrar para regiões de alta pressão e temperaturas, onde os carbonatos serão parcialmente fundidos. A ação de vulcões liberará o CO₂ novamente para a atmosfera. Saiba mais sobre esse ciclo acessando: Ciclo do carbono.

Ciclo do oxigênio

A principal forma de produção de oxigênio é pelo processo de fotossíntese, realizado pelos organismos autotróficos fotossintetizantes, como plantas e algas. Esses organismos assimilam o dióxido de carbono (CO₂) para a produção de matéria orgânica e liberam no ambiente, como um dos produtos finais do processo, o gás oxigênio (O₂).

O oxigênio liberado na atmosfera será utilizado por alguns organismos no processo de respiração celular. Um dos produtos finais da respiração celular é o dióxido de carbono, que será liberado no ambiente. Assim, podemos observar como os ciclos do oxigênio e do carbono estão interligados. É importante destacar que o oxigênio produzido também participará da formação da camada de ozônio. Para saber mais sobre esse ciclo, leia: Ciclo do oxigênio.

Ciclo do nitrogênio

O nitrogênio está presente nas moléculas de aminoácidos, constituintes das proteínas, sendo, assim, um elemento essencial para os seres vivos, e constitui cerca de 78% da atmosfera. O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em três etapas:

• Fixação: O processo de fixação corresponde à retirada de nitrogênio da atmosfera (N₂) e à sua transformação em amônia (NH₃), a qual poderá ser assimilada pelos seres vivos. Esse processo pode ser realizado pelas cianobactérias, em meio aquático; por bactérias que vivem no solo, como as do gênero Azotobacter; e por bactérias do gênero Rhizobium, que vivem em nódulos presentes nas raízes de plantas leguminosas. Pode ocorrer também a fixação atmosférica do nitrogênio, por meio de descargas elétricas, no entanto, esse processo ocorre em menor escala.

• Nitrificação: A amônia produzida anteriormente, bem como a liberada pelos processos de excreção de animais e decomposição, é convertida, no solo, em nitritos (NO^-₂) e nitratos (NO^-₃), substâncias mais facilmente absorvidas e assimiladas pelas plantas. Esse processo é realizado por bactérias denominadas nitrificantes, do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter.

• Desnitrificação: Nessa etapa, bactérias, denominadas desnitrificantes, retiram o nitrogênio de compostos nitrogenados, como nitrito e nitrato, e devolvem-no à atmosfera na forma gasosa.