Autoria: Alan Rosso
O carbono é o elemento fundamental na constituição das moléculas orgânicas. O carbono utilizado primariamente pelos seres vivos está presente no ambiente, combinado ao oxigênio e formando as moléculas de gás carbônico presentes na atmosfera ou dissolvidas nas águas dos mares, rios e lagos. O carbono passa a fazer parte da biomassa através do processo da fotossíntese. Os seres fotossintetizantes incorporam o gás carbônico atmosférico, transformando-se em moléculas orgânicas. Os passos mais importantes do ciclo do carbono são:
• O dióxido de carbono na atmosfera é absorvido pelas plantas e convertido em açúcar, pelo processo de fotossíntese.
• Os animais comem as plantas e ao decomporem os açúcares liberam carbono na atmosfera, oceanos e solo.
• Outros organismos se decompõem, como as plantas e os animais, devolvendo carbono ao meio ambiente.
• O carbono também é trocado entre os oceanos e a atmosfera. Isto acontece em ambos os sentidos na interação entre ar e a água.
A importância do ciclo do carbono na natureza pode ser melhor evidenciado pela estimativa de que todo o CO2 presente no ar, caso não houvesse reposição, seria completamente exaurido em menos de 20 anos, tendo em vista a fotossíntese atual.
Nos processos de mineralização das substâncias carbonadas, com a conseqüente reposição do CO2 à atmosfera, têm revelante papel os microrganismos heterotróficos. Outra grande contribuição destes no ciclo de carbono é o suprimento de CO2 ao solo, onde este gás funciona como um eficiente solvente na preparação de alimentos inorgânicos para as plantas, a partir de substâncias minerais do solo.
O carbono é absorvido pelas plantas, consideradas os produtores da cadeia trófica. Uma vez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores, poderá seguir dois caminhos: ou será liberado novamente para a atmosfera na forma de CO2, como resultado da degradação das moléculas orgânicas no processo respiratório, ou será transferido na forma de moléculas orgânicas aos animais herbívoros quando estes comerem os produtores (uma parte será transferida para os decompositores que liberarão o carbono novamente para a atmosfera, degradando as moléculas orgânicas presentes na parte que lhes coube).
Os animais, através da respiração, liberam à atmosfera parte do carbono assimilado, na forma de CO2. Parte do carbono contido nos herbívoros será transferida para os níveis tróficos seguintes e outra parte caberá aos decompositores e, assim, sucessivamente, até que todo o carbono fixado pela fotossíntese retorne novamente à atmosfera na forma de CO2.
Emissão de Carbono na Atmosfera
O gás carbônico existente na atmosfera é essencialmente originado pelo processo de respiração (79%). Pode ser gerado ainda pela queima de materiais orgânicos, combustíveis fósseis (gasolina, querosene, óleo diesel, xisto, etc) ou não (álcool, óleos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcânica.
Os solos ricos em matéria orgânica em decomposição (pântanos) apresentam grande concentração de CO2. O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um fenômeno atmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico (CO2), vapor de água (H2O), metano (CH4), ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção à superfície da Terra. Esses gases porém são praticamente impermeáveis ao calor emitido pela superfície terrestre aquecida (radiação terrestre). Esse fenômeno faz com que a atmosfera permaneça aquecida após o pôr-do-sol, resfriando-se lentamente durante a noite. Em função dessa propriedade física, a temperatura média global do ar próximo à superfície é de 15 ºC. Na sua ausência, seria de 18 ºC abaixo de zero. Portanto, o efeito estufa é benéfico à vida no planeta Terra como hoje esta é conhecida.
Desse modo, a questão preocupante é a intensificação do efeito estufa em relação aos níveis atuais. Quanto maior a concentração de gases estufa na atmosfera, maior será a capacidade de aprisionar a radiação terrestre (calor) e maior será a temperatura da Terra. O principal gás estufa é o vapor de água, porém sua concentração é muito variável no tempo e espaço. O CO2, segundo gás em importância, tem causado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além da necessidade de controle de emissões. Isso ocorre devido ao aumento de sua concentração na atmosfera (cerca de 0,5% ao ano) e seu tempo de vida na atmosfera, que é de até 200 anos. A necessidade de estabelecimento de protocolos de controle de emissões de gases estufa é incontestável (Protocolo de Kyoto, por exemplo), pois testar a hipótese do efeito estufa intensificado em um experimento com próprio Globo seria bastante arriscado.
Ciclo do Carbono
O ciclo do carbono nada mais é do que uma representação teórica da utilização do dióxido de carbono pelas algas e plantas. Na verdade este ciclo trata da fotossíntese. O retorno do carbono se dá de duas formas, através da respiração (principal) e através da “quebra” da matéria orgânica (secundária). É importante ressaltar que uma grande quantidade de carbono é incorporada anualmente diretamente da atmosfera para os oceanos
O ciclo do carbono pode ser exemplificado como o aproveitamento do CO2 dissolvido na água do mar pelas algas. Parte desse CO2 retorna para a água através da repiração da própria alga e parte, quando ela morre ou é consumida por um predador herbívoro ou bactéria. O tecido animal morto por sua vez é decomposto por uma bactéria e o carbono incorporado ao meio através da oxidação da matéria orgânica. Portanto, o ciclo do carbono é uma via de mão dupla, a qual inclui o trajeto do carbono inorgânico e o trajeto do carbono orgânico. É um ciclo relativamente complexo pois inclui mais de um grupo de bactérias na decomposição da matéria orgânica.Do total do carbono encontrado no mar apenas 1% é aproveitado pela fotossíntese. O restante é, na sua maioria, armazenado nas conchas de moluscos e na forma de ions bicarbonato. A proporção de Carbono para Nitrogênio e para Fósforo é respectivamente: