Ciclo do Carbono

O carbono é fundamental para sustentar uma enorme gama de funções da Terra. Ele não só está presente em todos os seres vivos, como é um componente importante de vários minerais (por exemplo, grafite e diamante).

Por isso, é abundante em todo o mundo, na atmosfera (ar); biosfera (organismos vivos e mortos); hidrosfera (oceanos, rios e lagos); e litosfera (solo e rochas). Estes atuam como áreas de armazenamento de “reservatórios” de carbono, seja em curto prazo (alguns minutos) ou em longo prazo (milhões de anos).

Como a Terra é um ambiente tão dinâmico, processos como a erosão, a evaporação, a fotossíntese, a respiração e a decomposição movem constantemente o carbono entre esses reservatórios. O carbono entra, é armazenado e deixa as diferentes esferas da Terra através de diferentes métodos e em diferentes quantidades:

Atmosfera

O carbono é armazenado na atmosfera como metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2); gases com efeito de estufa que absorvem e retêm o calor. O CO2 é liberado na atmosfera através da respiração de organismos vivos, erupções vulcânicas, intemperismo e atividade humana.

É removido da atmosfera por dissolução em água e através da fotossíntese pelas plantas. O CH4 é liberado na atmosfera através de emissões animais, decomposição e queima de combustíveis fósseis.

Biosfera

Todos os organismos vivos e mortos contêm carbono orgânico. Os organismos ganham carbono extraindo-o do CO2 na atmosfera através da fotossíntese, ou consumindo outros organismos e, portanto, recebendo o carbono.

O carbono permanece em um organismo até se decompor o suficiente para liberar carbono na atmosfera ou na litosfera.

Hidrosfera

As camadas superiores dos oceanos contêm uma grande quantidade de carbono orgânico dissolvido, e as águas oceânicas mais baixas são ricas em carbono inorgânico dissolvido.

O carbono orgânico dissolvido nas camadas superficiais é rapidamente permutado com a atmosfera porque eles estão constantemente em contato uns com os outros. Em contraste, o carbono inorgânico dissolvido é muito mais profundo na coluna de água e permanece armazenado por períodos mais longos de tempo, até milhares de anos.

Litosfera

O carbono na litosfera é mantido no solo na forma de carbono orgânico e inorgânico (frequentemente como carbonato de cálcio). O carbono pode deixar o solo através da respiração do solo, que libera CO2, ou pela erosão, que pode levá-lo aos rios ou ao oceano, onde então entra na hidrosfera.

Dentro da crosta terrestre, uma grande quantidade de carbono é armazenada no calcário e nos querogênios (termo dado à matéria orgânica contida nas rochas sedimentares).

Estes orgânicos são feitos de matéria viva decomposta e altamente comprimida. Uma vez que eles se tornam litificados (transformados em rocha), alguns dos querogenios podem se transformar em petróleo bruto ou gás natural – estes são uma fonte de combustíveis fósseis.

Essas formas de carbono são altamente estáveis ​​e podem permanecer na litosfera por milhões de anos. Se a rocha sofrer as ações no manto da Terra, ela derreterá e o CO2 que ela contém será liberado na atmosfera por meio de erupções vulcânicas subsequentes.

Alternativamente, a extração e queima de combustíveis fósseis pela atividade humana podem liberar carbono na atmosfera.

Todos esses reservatórios estão intimamente ligados. O ciclo do carbono é o termo usado para descrever as maneiras pelas quais o carbono se move entre eles e a proporção de carbono armazenada em cada componente.

Medindo o armazenamento e o transporte de carbono, os reservatórios podem ser classificados como sumidouros de carbono (onde mais carbono é absorvido do que liberado,) ou fontes de carbono (onde mais carbono é emitido do que armazenado).

Esta é uma distinção importante que é frequentemente usada como uma medida do impacto humano no ambiente natural.

O impacto humano no ciclo do carbono

O ciclo do carbono é um processo natural e está em andamento ao longo da história da Terra. Deixado imperturbável (por processos naturais ou humanos), mantém uma concentração estável na atmosfera, biosfera, hidrosfera e litosfera.

Como os reservatórios estão ligados, direta ou indiretamente, uma mudança em qualquer um dos reservatórios de carbono provoca mudanças nos outros. As ações dos seres humanos resultaram na remoção do carbono dos sumidouros de carbono (como os depósitos de petróleo e carvão mencionados acima), adicionando-o diretamente à atmosfera.

Isto tem sido mais notável desde a Revolução Industrial nos séculos XVIII e XIX. Os dois principais impactos humanos no ciclo do carbono são:

• Queima de combustíveis fósseis.

Em condições naturais, a liberação de carbono dos combustíveis fósseis ocorre lentamente, e o CO2 é liberado pela atividade vulcânica. No entanto, os seres humanos são fortemente dependentes de combustíveis fósseis e o extraem da litosfera em grandes quantidades.

A queima de carvão, petróleo, gás natural e outros combustíveis fósseis para atividade industrial e geração de energia, por exemplo, emite grande quantidade de CO2 na atmosfera.

• Mudança no uso e cobertura da terra

Grandes quantidades de carbono são armazenadas em plantas vivas. Portanto, as mudanças no uso da terra, especialmente a retirada de florestas (que são muito densamente habitadas por plantas e, portanto, contêm uma grande quantidade de carbono), podem influenciar o ciclo do carbono de duas maneiras.

Em primeiro lugar, a remoção da vegetação elimina as plantas que, de outro modo, captariam o carbono da atmosfera através da fotossíntese. Em segundo lugar, à medida que as florestas densas são substituídas por culturas / pastagens / ambientes construídos, geralmente há uma redução líquida no estoque de carbono, já que as usinas menores (e pior ainda, o concreto) armazenam muito menos carbono do que as árvores grandes.

Por causa da natureza cíclica do ciclo do carbono, os impactos que os humanos causam podem levar a uma série de amplificações nas consequências.

O aumento do CO2 atmosférico e do CH4 (juntamente com outros gases do efeito estufa) causa temperaturas globais mais altas, o que, por sua vez, aumenta a decomposição no solo, liberando mais CO2 para a atmosfera.

Os aumentos na temperatura global também afetam a temperatura dos oceanos, modificam os ecossistemas oceânicos e têm o potencial de perturbar o ciclo do carbono oceânico, limitando a capacidade do oceano de absorver e armazenar carbono.