Todos os elementos da Terra, incluindo o carbono, movem-se em ciclos, como parte de um sistema fechado. Não há perda ou entrada de carbono do espaço. O diagrama do ciclo do carbono mostra várias etapas na reciclagem do carbono no século 21.
O Diagrama
O diagrama global de carbono da Universidade de New Hamsphire retrata reservatórios e fluxos que compõem o ciclo do carbono. Os reservatórios de carbono armazenam grandes quantidades de carbono por longos períodos de tempo e estão em azul. Fluxos são os processos que movem o carbono de um reservatório para outro e estão em vermelho. Os fluxos têm duas partes: uma que remove o carbono do ar e outra que libera o carbono fixo de volta como CO2 na atmosfera.
Poças de Carbono
As quantidades de carbono que as piscinas armazenam são mencionadas no Petagrama de carbono (PgC). Um Pg equivale a um bilhão de toneladas e também é chamado de Gigatons (Gt).
- Rochas:A maior parte do carbono está trancada como rochas sedimentares.
- Leito do oceano: O segundo maior reservatório de carbono está sob os oceanos na forma de dióxido de carbono (CO2) dissolvido na água.
- Combustíveis fósseis: O terceiro maior reservatório de carbono são os combustíveis fósseis, como carvão, linhita, gás natural e petróleo, que são formados a partir de restos de plantas terrestres e marinhas e animais sob temperatura e pressão especiais.
- Superfície do oceano: O carbono é armazenado por um curto período nas águas superficiais como CO2 dissolvido na água ou nos corpos de plantas e animais marinhos vivos.
- Postos terrestres: Todo o carbono que se acumula nas árvores e nos solos forma outro reservatório de curto prazo, e é liberado após algumas décadas ou séculos, por exemplo, quando as árvores são cortadas ou morra.
- Dióxido de carbono: O carbono presente no ar em sua forma gasosa, CO2, ajuda a manter a terra aquecida. Sem esta vida, tal como existe, não seria possível na Terra. Há uma adição e absorção constante desse reservatório de carbono.
Remoção de Carbono em Fluxos
As quantidades de carbono que são movimentadas todos os anos são mostradas como PgC por ano no diagrama. O CO2 é removido do ar e fixado por processos diários rápidos. A formação de matéria orgânica e sumidouros de carbono é mais lenta e requer tempo.
- Fotossíntese - As plantas verdes usam CO2, junto com a água e a energia do sol em um processo chamado fotossíntese para formar açúcares simples e, em seguida, os nutrientes de que as plantas precisam.
- Captação dos oceanos - O CO2 atmosférico é captado e usado para a fotossíntese também nos oceanos. Aqui, os fitoplânctons são equivalentes às plantas, das quais depende toda a vida nos oceanos. Além disso, o CO2 dissolvido em água é convertido em carbonato de cálcio e utilizado em conchas e esqueletos de animais marinhos.
- Cadeia alimentar - Quando herbívoros comem plantas, ou carnívoros e onívoros comem outros animais, esse carbono é transmitido ao longo da cadeia alimentar para ajudar os animais a crescer, viver e se multiplicar.
- Adição de matéria orgânica e lixo - Quando plantas e animais morrem, eles são decompostos por micróbios para formar húmus ou matéria orgânica que se torna parte do solo. Lixo que se forma todos os anos quando as árvores perdem galhos e folhas e reciclam carbono constantemente para o solo. Isso é parcialmente usado para o crescimento das plantas e mantém o carbono circulando, enquanto o restante forma o carbono do solo.
Formação de reservatórios de carbono
As quantidades de CO2 utilizadas e o tempo que permanecem armazenados como carbono fixo variam de acordo com os diferentes organismos e processos.
- Como as árvores têm vida longa e acumulam carbono em seu caule, folhas e raízes, elas atuam como sumidouros de carbono.
- Os solos acumulam carbono na forma de matéria orgânica e raízes mortas que permanecem no solo muito depois da morte de uma planta ou árvore; existem enormes quantidades de biomassa na forma de raízes vivas crescentes de árvores e pastagens no solo. Os solos formam outro importante sumidouro de carbono.
- Algumas conchas e esqueletos de animais marinhos se acumulam no fundo dos oceanos para produzir calcário.
Os sumidouros de carbono são um fluxo ou processo importante que eventualmente resulta em reservatórios de carbono. No curto prazo, eles produzem reservatórios de carbono terrestre e, no longo prazo, combustíveis fósseis e rochas.
Fluxo da terra para o oceano
Quando os rios desembocam nos oceanos, eles carregam consigo sedimentos ricos em matéria orgânica. Pântanos e inundações de marés também transportam carbono na forma de matéria orgânica para os oceanos todos os anos.
Liberação natural de dióxido de carbono
No ciclo natural do carbono, o carbono é liberado de volta à atmosfera principalmente por meio da respiração e decomposição.
- Respiração das plantas - A maioria dos seres vivos, micróbios, plantas e animais na terra respiram. Eles inspiram oxigênio e expiram CO2, decompondo os alimentos que ingeriram. Este é um dos ciclos mais curtos do carbono.
- Decomposição e respiração do solo - Toda a matéria em decomposição na terra não é convertida em matéria orgânica. Parte do carbono é liberada diretamente no ar como CO2. Os micróbios e pequenos aminais que vivem no solo também liberam CO2 todos os dias quando respiram.
- Perda do oceano - A respiração e a decomposição de plantas e animais marinhos também liberam CO2 para o reservatório de carbono na atmosfera.
- Vulcões - Uma pequena quantidade de carbono é liberada na atmosfera pela atividade vulcânica.
Atividades humanas liberando dióxido de carbono
Além dos fluxos naturais, existem muitas atividades humanas que liberam carbono fixo de volta à atmosfera na forma de CO2.
- Queima de combustíveis fósseis- A combustão de sumidouros de carbono, madeira, carvão, gás natural, gasolina para eletricidade, aquecimento, cozinha ou transporte é uma das principais formas de liberação de carbono de volta ao ar. Muitos dos combustíveis fósseis também são usados para fins industriais e adicionam ainda mais CO2 à atmosfera.
- Mudanças no uso da terra - O desmatamento, a remoção de pastagens para criar assentamentos, fazendas substituindo o crescimento natural e o uso de máquinas que levam a emissões têm consequências de longo prazo. Isso leva à adição de CO2 ao reservatório de carbono atmosférico.
Perspectivas diferentes de diagramas adicionais
Existem muitos tipos de diagramas do ciclo do carbono e eles fornecem informações diferentes sobre este ciclo vital.
- Ciclo simples: O diagrama da BBC descreve um ciclo simples do carbono. Era assim que era o ciclo do carbono nos tempos pré-industriais, até 150 anos atrás, quando as quantidades de movimentação de carbono não eram um problema.
- Mudanças climáticas: O Ciclo do Carbono da Universidade de Calgary é uma análise pictórica de como as atividades humanas modernas mudaram o delicado equilíbrio do ciclo do carbono.
- Processos químicos: O ciclo do carbono da Britannica concentra-se nas várias reações químicas que influenciam os fluxos e reservatórios de carbono, e não nas quantidades de reciclagem de carbono. Este ciclo é interessante para pessoas que desejam conhecer as diferentes formas em que o carbono existe e como ele muda.
Usando o Ciclo do Carbono
Há um aumento de 30% no CO2 na atmosfera, devido às atividades humanas nos últimos 150 anos. Como o CO2 no ar causa aquecimento, a adição de mais CO2 à atmosfera também aumenta o seu efeito de aquecimento. Isto resultou no aquecimento global e nas alterações climáticas. Compreender o ciclo do carbono, e como e onde as atividades humanas o alteram, pode ajudar a encontrar formas e métodos eficientes para enfrentar o problema das alterações climáticas.
