Existem alguns tipos de átomos que podem ser parte de uma planta um dia, um animal no dia seguinte, e então viajar a jusante como parte da água de um rio no dia seguinte. Estes átomos podem fazer parte de coisas vivas como plantas e animais, bem como coisas não-vivas como água, ar e até mesmo rochas. Os mesmos átomos são reciclados vezes sem conta em diferentes partes da Terra. Este tipo de ciclo de átomos entre seres vivos e não-vivos é conhecido como ciclo biogeoquímico.,
Todos os átomos que são blocos de construção de seres vivos são parte de ciclos biogeoquímicos. Os mais comuns são os ciclos de carbono e nitrogênio.átomos minúsculos de carbono e nitrogênio são capazes de se mover ao redor do planeta através destes ciclos. Por exemplo, um átomo de carbono é absorvido do ar para a água do oceano, onde é usado por pequeno plâncton flutuante fazendo fotossíntese para obter a nutrição de que precisam., Há a possibilidade que este pequeno átomo de carbono se torne parte do esqueleto do plâncton, ou uma parte do esqueleto do animal maior que o come, e então parte de uma rocha sedimentar quando os seres vivos morrem e apenas os ossos são deixados para trás. Carbono que é parte de rochas e combustíveis fósseis como petróleo, carvão e gás natural pode ser mantido afastado do resto do ciclo de carbono por um longo tempo. Estes locais de armazenamento a longo prazo são chamados de “sumidouros”. Quando os combustíveis fósseis são queimados, o carbono que tinha sido subterrâneo é enviado para o ar como dióxido de carbono, um gás de efeito estufa.,
recentemente, as pessoas têm causado a mudança destes ciclos biogeoquímicos. Quando cortamos florestas, fazemos mais fábricas, e impulsionamos mais carros que queimam combustíveis fósseis, a forma como o carbono e o nitrogênio se movem em torno da Terra muda. Estas alterações acrescentam mais gases com efeito de estufa à nossa atmosfera, o que provoca alterações climáticas.
o ciclo do carbono
o elemento carbono é uma parte da água do mar, da atmosfera, rochas como calcário e carvão, solos, bem como todos os seres vivos., Em nosso planeta dinâmico, o carbono é capaz de se mover de um desses reinos para outro como parte do ciclo do carbono.
- O carbono move-se da atmosfera para as plantas. Na atmosfera, o carbono é ligado ao oxigênio em um gás chamado dióxido de carbono (CO2). Através do processo de fotossíntese, o dióxido de carbono é retirado do ar para produzir alimentos feitos de carbono para o crescimento vegetal.o carbono move-se das plantas para os animais. Através das cadeias alimentares, o carbono que está nas plantas move-se para os animais que as comem. Animais que comem outros animais recebem o carbono de sua comida também.,o carbono passa de plantas e animais para solos. Quando plantas e animais morrem, seus corpos, madeira e folhas decai trazendo o carbono para o solo. Alguns estão enterrados e tornar-se-ão combustíveis fósseis em milhões e milhões de anos.o carbono move-se dos seres vivos para a atmosfera. Cada vez que você expira, você está liberando gás dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera. Animais e plantas precisam se livrar do gás dióxido de carbono através de um processo chamado respiração.o carbono passa dos combustíveis fósseis para a atmosfera quando os combustíveis são queimados., Quando os seres humanos queimam combustíveis fósseis para fábricas de energia, usinas, carros e caminhões, a maioria do carbono entra rapidamente na atmosfera como gás dióxido de carbono. A cada ano, cinco bilhões e meio de toneladas de carbono são liberadas pela queima de combustíveis fósseis. Desta quantidade maciça, 3,3 bilhões de toneladas permanecem na atmosfera. A maior parte do restante se dissolve em água do mar.o carbono move-se da atmosfera para os oceanos. Os oceanos, e outros corpos de água, absorvem algum carbono da atmosfera. O carbono é dissolvido na água.,o dióxido de carbono é um gás com efeito de estufa e recolhe calor na atmosfera. Sem ele e outros gases de efeito estufa, a terra seria um mundo congelado. Mas desde o início da Revolução Industrial, cerca de 150 anos atrás, os seres humanos queimaram tanto combustível e libertaram tanto dióxido de carbono para o ar que o clima global subiu mais de um grau Fahrenheit. A atmosfera não tem mantido tanto carbono por pelo menos 420.000 anos de acordo com dados de núcleos de gelo., O recente aumento das quantidades de gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono, está a ter um impacto significativo no aquecimento do nosso planeta.
O carbono move-se através do nosso planeta em escalas de tempo mais longas também. Por exemplo, ao longo de milhões de anos, a meteorização de rochas em terra pode adicionar carbono à água superficial que, eventualmente, corre para o oceano. Durante longas escalas de tempo, o carbono é removido da água do mar quando as conchas e ossos de animais marinhos e plâncton coletam no fundo do mar. Estas conchas e ossos são feitos de calcário, que contém carbono., Quando eles são depositados no fundo do mar, o carbono é armazenado do resto do ciclo de carbono por algum tempo. A quantidade de calcário depositado no oceano depende um pouco da quantidade de oceanos quentes, tropicais e rasos no planeta, porque é aqui que vivem organismos prolíficos produtores de calcário, como corais. O carbono pode ser liberado de volta para a atmosfera se o calcário derrete ou é metamorfoseado em uma zona de subducção.o ciclo de nitrogênio
nitrogênio é um elemento que é encontrado tanto na porção viva de nosso planeta quanto nas partes inorgânicas do Sistema Terrestre., O nitrogênio se move lentamente através do ciclo e é armazenado em reservatórios como a atmosfera, organismos vivos, solos e oceanos ao longo do caminho.A maior parte do azoto na terra está na atmosfera. Aproximadamente 80% das moléculas na atmosfera terrestre são feitas de dois átomos de nitrogênio ligados entre si (N2). Todas as plantas e animais precisam de nitrogênio para fazer aminoácidos, proteínas e DNA, mas o nitrogênio na atmosfera não está em uma forma que eles podem usar., As moléculas de nitrogênio na atmosfera podem tornar-se utilizáveis para seres vivos quando são quebradas em pedaços durante relâmpagos ou incêndios, por certos tipos de bactérias, ou por bactérias associadas com plantas de leguminosas. Outras plantas obtêm o nitrogênio necessário dos solos ou da água em que vivem principalmente sob a forma de nitrato inorgânico (NO3-). O azoto é um factor limitante para o crescimento das plantas. Os animais recebem o nitrogênio de que precisam consumindo plantas ou outros animais que contêm moléculas orgânicas compostas parcialmente de nitrogênio., Quando os organismos morrem, os seus corpos decompõem-se trazendo o azoto para o solo em terra ou para os oceanos. À medida que plantas mortas e animais se decompõem, o nitrogênio é convertido em formas inorgânicas como sais de amônio (NH4+ ) por um processo chamado mineralização. Os sais de amónio são absorvidos em argila no solo e, em seguida, quimicamente alterados por bactérias em nitrito (NO2-) e, em seguida, nitrato (NO3- ). Nitrato é a forma comumente utilizada pelas plantas. É facilmente dissolvida em água e lixiviada do sistema do solo., Nitrato dissolvido pode ser devolvido à atmosfera por certas bactérias através de um processo chamado desnitrificação.certas acções dos seres humanos estão a provocar alterações no ciclo do azoto e na quantidade de azoto armazenada nos reservatórios. O uso de fertilizantes ricos em nitrogênio pode causar o carregamento de nutrientes em vias navegáveis próximas como nitratos da lavagem de fertilizantes em córregos e lagoas. O aumento dos níveis de nitratos faz com que as plantas cresçam rapidamente até consumirem o abastecimento de nitratos e morrerem., O número de herbívoros vai aumentar quando o fornecimento da planta aumenta e, em seguida, os herbívoros são deixados sem uma fonte de alimento quando as plantas morrem. Desta forma, as alterações no fornecimento de nutrientes afectarão toda a cadeia alimentar. Além disso, os seres humanos estão alterando o ciclo do nitrogênio queimando combustíveis fósseis e florestas, que libera várias formas sólidas de nitrogênio. A agricultura também afeta o ciclo do nitrogênio. Os resíduos associados à criação de gado libertam uma grande quantidade de azoto para o solo e a água. Da mesma forma, os resíduos de esgotos adicionam azoto aos solos e à água.,
poluição do azoto e do ar
uma névoa de smog, visível do laboratório de NCAR”s Mesa, repousa sobre Boulder Valley. (Imagem: UCAR)
óxido nítrico (NO) e dióxido de azoto (NO2) são conhecidos como óxidos de azoto. Estes óxidos de azoto contribuem para o problema da poluição atmosférica, desempenhando um papel na formação de fumos e de chuvas ácidas. Eles são lançados na atmosfera terrestre por fontes naturais e Humanas.o óxido nítrico é um gás incolor e inflamável com um ligeiro odor., O dióxido de nitrogênio é um gás vermelho-laranja profundo que é venenoso, mas não inflamável. Ele, juntamente com aerossóis, é responsável pela cor avermelhada-marrom do smog. Em concentrações elevadas é altamente tóxico, e pode causar danos pulmonares graves. O dióxido de nitrogênio é um forte agente oxidante, e é, portanto, muito reativo com outros compostos.cientistas estimam que entre 20 e 90 milhões de toneladas de óxidos de nitrogênio produzidos naturalmente a cada ano a partir de fontes como vulcões, oceanos, decaimento biológico e relâmpagos., As atividades humanas adicionam mais 24 milhões de toneladas de óxidos de nitrogênio à nossa atmosfera anualmente.tanto o NO como o NO2 formam-se durante a combustão a alta temperatura na atmosfera, quando o oxigénio se combina com o azoto. Os gases de escape dos automóveis e camiões são as principais fontes de óxidos de azoto, assim como as emissões das Centrais Eléctricas. O escape automóvel tem mais de NO2, mas uma vez que o NO é liberado para a atmosfera que rapidamente se combina com oxigênio no ar para formar NO2.os óxidos de azoto são, pelo menos parcialmente, responsáveis por vários tipos de poluição atmosférica., O dióxido de azoto dá a sua cor à névoa marrom-avermelhada a que chamamos smog. A fotodissociação do dióxido de azoto pela luz solar produz óxido nítrico e ozono na troposfera, que é outro componente do smog. Uma série de reações químicas transformam Compostos Orgânicos Voláteis (COV) em substâncias que se combinam com dióxido de nitrogênio para produzir PAN (nitrato de Peroxiacitilo), mais um elemento no smog. O dióxido de nitrogênio no ar também reage com vapor de água para formar ácido nítrico, um dos tipos de ácido na chuva ácida. A concentração de óxido nítrico no ar não poluído é de cerca de 0,01 ppm., No smog, a concentração aumenta vinte vezes para cerca de 0,2 ppm.embora os óxidos de azoto tenham obtido uma distinção duvidosa como poluentes, também são utilizados de forma benéfica em alguns processos industriais. O óxido nítrico é fabricado em grande escala e é posteriormente utilizado para produzir ácido nítrico (HNO3). Para criar óxido nítrico para usos industriais, os químicos combinam amônia (NH3) com oxigênio (O2), liberando água (H2O) como um subproduto. Compostos de nitrogênio derivados do ácido nítrico são usados para criar fertilizantes químicos, explosivos e outras substâncias úteis.