O ciclo do carbono é principalmente um ciclo de CO 2 e consiste em várias subetapas. Você pode descobrir aqui exatamente quais são essas etapas e como os humanos intervêm no ciclo do carbono.
O ciclo do carbono é principalmente um ciclo do dióxido de carbono (CO 2 ), que consiste em muitas subetapas:
As mais importantes são a chamada assimilação (absorção) de CO 2 pelas plantas na fotossíntese, e o processo inverso, ou seja, o retorno do dióxido de carbono, a chamada respiração (respiração) do oxigênio produzido pelas plantas em CO 2 . O acoplamento direto do ciclo do carbono com o ciclo do oxigênio também fica claro aqui.
Conforme ilustrado a seguir, uma ampla variedade de subetapas ocorre no ciclo:
(1) O CO 2 é absorvido da atmosfera pelas plantas (assimilação). Estes produzem oxigênio.
(2) O oxigênio é inspirado por seres vivos que não realizam fotossíntese (respiração). Aqui, novamente, é produzido CO 2 , que entra na atmosfera.
O solo também está envolvido no ciclo do carbono:
(3) Combustíveis fósseis antropogênicos (petróleo, gás natural, carvão) são queimados. Estes consistem principalmente de carbono (petróleo: 85-90% de carbono; gás natural: hidrocarbonetos saturados do componente principal, por exemplo, metano CH 4 ). Quando esses combustíveis são queimados, o dióxido de carbono é liberado, que por sua vez é transportado para a atmosfera.
(4) Outros estoques de C no solo são carbonatos (CaCO 3 , MgCO 3 , cal); carbono armazenado na forma de ossos ou conchas e resíduos orgânicos que entram no solo por meio de processos de decomposição (incluindo depósitos marinhos).
No mar (hidrosfera, mar profundo) ocorrem as seguintes subetapas:
(5) Os processos de difusão de CO 2 ocorrem em ambas as direções entre a hidrosfera (profundidade do mar < 75 m) e a atmosfera .
(6) O fitoplâncton assimila o CO 2 que se difunde na água. Os animais marinhos (peixes) utilizam o fitoplâncton como fonte de alimento e, por sua vez, liberam matéria orgânica (=carbono) com seus excrementos (detritos), que são decompostos e sedimentados.
(7) As perdas de carbono das superfícies terrestres por lixiviação e erosão são transportadas para o mar e substituídas pela libertação de CO 2 do mar e transporte através da atmosfera.
Em condições naturais, o ciclo do carbono é fechado e o balanço de lucros e perdas é equilibrado.
Ciclo do carbono simplesmente explicado
O elemento carbono (símbolo C) ocorre em nossa terra em vários compostos químicos, como o CO 2 . Os compostos contendo carbono podem ser convertidos quimicamente. Além disso, eles podem ser trocados entre as camadas da terra (esferas). Estes incluem a litosfera (rochas), a hidrosfera (água), a atmosfera (ar), a biosfera (seres vivos) e a pedosfera (solo). Você chama esse ciclo de ciclo do carbono.
Como os compostos contendo carbono são principalmente dióxido de carbono, ou seja, CO 2 , você também o chama de ciclo do CO 2 . O ciclo do carbono é um ciclo de material que consiste em várias subetapas.
Normalmente, as diferentes esferas equilibram o teor de carbono entre si. No entanto, depois que nós humanos intervimos no meio ambiente e, portanto, também no ciclo natural, esse equilíbrio muda.Definição do ciclo do carbono
O ciclo do carbono (também ciclo do carbono, ciclo do dióxido de carbono) ocorre dentro e entre as diferentes esferas da Terra. Compostos contendo carbono são quimicamente convertidos e trocados entre as esferas da Terra.
biologia do ciclo do carbono
O ciclo do carbono, portanto, ocorre nas diferentes esferas da Terra. Em termos concretos, isso significa que compostos contendo carbono, como o CO 2 , ocorrem em todas as áreas da vida: na água (hidrosfera), no solo (pedosfera), nas rochas (litosfera), no ar (atmosfera) e também na seres vivos (biosfera).
Os compostos contendo carbono são convertidos nas esferas terrestres individuais e também podem ser trocados entre elas. A troca acontece por meio dos chamados sumidouros e fontes de carbono.
Por sumidouros de carbono, você quer dizer um depósito natural que absorve e armazena temporariamente o carbono. As árvores são um exemplo disso. As fontes de carbono são o oposto dos sumidouros de carbono. Então eles disponibilizam carbono para os ecossistemas . A fonte de carbono mais importante atualmente é o crescente consumo de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural, carvão).
Para ajudá-lo a entender isso melhor, vamos agora percorrer as subetapas individuais do ciclo do carbono.
Passo 1:
O dióxido de carbono (CO 2 ) é absorvido pelas plantas da atmosfera, ou seja, do ar (assimilação). Eles podem usá-lo para produzir glicose (C 6 H 12 O 6 ) e oxigênio (O 2 ) durante a fotossíntese . Para fazer isso, eles precisam de energia luminosa (por exemplo, radiação solar) e água:
6 CO 2 + 6 H 2 O 
C 6 H 12 O 6 + O 2
Passo 2:
Seres vivos aeróbicos (que requerem oxigênio) , como humanos, cães ou animais de pasto, liberam dióxido de carbono na atmosfera através da respiração celular . Para isso, precisamos de compostos orgânicos contendo carbono, como glicose e, claro, oxigênio. Isso significa que respiramos oxigênio e o convertemos em CO 2 durante a respiração celular . Em seguida , exalamos de volta para a atmosfera. Também podemos comer plantas e ingerir glicose e oxigênio. Mesmo assim, exalamos CO 2 novamente.
Etapa 3:
Os animais excretam compostos contendo carbono que não podem usar. Fungos e bactérias, chamados decompositores (“decompositores”) , podem então viver nos restos. Eles podem quebrar e quebrar os compostos contendo carbono para produzir energia. Isso então produz CO 2 novamente . Além disso, na ausência de oxigênio , metano , CH4 , pode se formar. Aliás, nós humanos também produzimos isso em nossos intestinos. O metano é convertido em CO 2 na atmosfera depois de algum tempo .
Passo 4:
No entanto, os compostos de carbono do material orgânico morto também podem entrar nas águas circundantes. O dióxido de carbono pode assim dissolver-se como um gás na água. O CO 2 pode então ser absorvido pelas plantas aquáticas e também pelo fitoplâncton. Ambos os seres vivos podem realizar a fotossíntese. Basicamente a mesma coisa acontece na água e na terra: os animais comem as plantas e o plâncton, exalam CO 2 e excretam outros compostos contendo carbono. Estes são então decompostos pelos decompositores e finalmente depositados como sedimentos (rocha depositada).
Etapa 5:
O CO 2 também é constantemente trocado entre a água e a terra . Isso acontece, por exemplo, por meio de pássaros que comem animais aquáticos ou por meio de enchentes.
Etapa 6:
O dióxido de carbono pode se dissolver como um gás na água. Os íons carbonato (CO 3 2- ) também podem ser formados via ácido carbônico (H 2 CO 3 ) . Isso acontece através da seguinte reação:
CO 2 + 3 H 2 O 
H 2 CO 3 + 2 H 2 O HCO 3 – + H 2 0 + H 3 O + CO 3 2- + 2 H 3 O +
Íons de cálcio (Ca 2+ ) na água podem causar a formação de calcário (CaCO 3 ) e afundar no fundo. As conchas de criaturas marinhas, como caranguejos ou mexilhões, também são feitas de cal. Então, quando eles morrem, suas conchas afundam no fundo do mar e se tornam parte do sedimento, ou seja, da rocha.
Etapa 7:
Se os sedimentos do fundo do mar não forem decompostos por organismos por muito tempo, eles resultarão em petróleo e gás natural . Depois de muito tempo, o carvão é produzido a partir de uma floresta pantanosa e podre . Você se refere ao petróleo, gás natural e carvão como combustíveis fósseis. Nós, humanos, os queimamos, fazendo com que o CO 2 suba para a atmosfera. Além disso, pequenas partes do monóxido de carbono tóxico, CO, também são produzidas. Estamos, portanto, intervindo no ciclo global do carbono e mudando o equilíbrio.
lago do ciclo de carbono
Nós, humanos, podemos alterar o equilíbrio do ciclo natural do carbono e, assim, contribuir para a mudança climática . A queima de combustíveis fósseis libera mais CO 2 na atmosfera do que o normal. Como resultado, cada vez mais CO 2 está chegando aos mares e lagos. Por causa disso, a água altera seu valor de pH . Mais CO 2 também produz mais ácido carbônico. É ácido e reduz o pH. Muitas criaturas marinhas têm dificuldade em se adaptar a essas mudanças e morrem. Isso pode levar à perda de espécies.
floresta do ciclo do carbono
Não apenas o ar e a água são afetados negativamente pela intervenção humana no ciclo do carbono. A floresta também sofre muito. Porque as árvores são importantes reservatórios de carbono . Por meio do uso excessivo da terra por nós, humanos, estamos retirando cada vez mais estoques de carbono do ecossistema florestal . Como resultado, o teor de carbono na atmosfera continua a aumentar e não pode mais ser reduzido tão rapidamente. Isso, por sua vez, tem um efeito negativo sobre o clima e contribui para as mudanças climáticas. Para saber o quanto o ecossistema florestal é importante para o ciclo e também para nós, assista ao nosso vídeo!
armazenamento de carbono
O elemento químico carbono (símbolo C) ocorre em todas as esferas e também é armazenado lá. No entanto, mais de 90% de todo o carbono é armazenado em rochas , ou seja, na litosfera. A maior parte do elemento está ligada como calcário (CaCO 3 ). Mas você também pode encontrá-lo em combustíveis fósseis como carvão e petróleo.
Na hidrosfera, ou seja, no mar ou lago, apenas cerca de 0,045% de todo o carbono é armazenado. Lá você vai encontrá-lo principalmente nos oceanos ou no gelo dos pólos norte e sul.
Mas isso ainda é significativamente mais do que o armazenado no ar e nos seres vivos . As duas esferas juntas contêm apenas cerca de 0,001% do carbono total da Terra!
Segundo estimativas , a pedosfera, ou seja, o solo , armazena cerca de quatro vezes mais carbono do que a atmosfera e a biosfera combinadas. Agora você sabe muito sobre o ciclo do carbono. Mas não só o elemento carbono tem um ciclo na atmosfera terrestre, mas também o nitrogênio. Assista agora ao nosso vídeo sobre o ciclo do nitrogênio para conhecer os dois ciclos materiais na atmosfera terrestre!
O ciclo do carbono interrompido pelo homem
O ciclo natural do carbono está em um equilíbrio dinâmico em que as diferentes esferas sempre contêm aproximadamente a mesma quantidade de carbono. Mas esse equilíbrio é alterado pela influência humana. A queima de combustíveis fósseis e florestas converte grande parte do carbono ligado em CO 2 e o libera na atmosfera. O aumento das concentrações de CO 2 faz com que os oceanos se tornem cada vez mais um sumidouro de CO 2 , tornando a água mais ácida – ou menos básica – (o CO 2 dissolvido desloca o equilíbrio químico na água para íons bicarbonato e oxônio; estes últimos diminuem o pH). Muitas criaturas marinhas estão lutando para se adaptar a essa mudança.
O CO 2 adicional na atmosfera também aquece o clima através do efeito estufa , fazendo com que o gelo polar e o solo congelado descongelem, liberando ainda mais carbono ligado. A mudança climática está levando a secas e tempestades mais frequentes. Para interromper os efeitos perigosos do ciclo de carbono interrompido, a emissão de CO 2 na atmosfera teria que ser reduzida o mais rápido possível. Além disso, mais CO 2 teria que ser retirado da atmosfera novamente, por exemplo, através do reflorestamento de florestas.