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27.8: O Ciclo do Carbono
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The Carbon Cycle
 
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27.8: The Carbon Cycle

27.8: O Ciclo do Carbono

Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among living organisms, and one in which carbon is cycled over long periods of time through fossilized organic remains, weathering of rocks, and volcanic activity. Human activities, including increased agricultural practices and the burning of fossil fuels, has greatly affected the balance of the natural carbon cycle.

Biological Carbon Cycle

All living things are composed of organic molecules that contain atoms of the element carbon. Carbon exists in the atmosphere as carbon dioxide gas, which reacts with water to form bicarbonate. During photosynthesis, primary producers (or autotrophs) convert carbon dioxide and bicarbonate into organic carbon-containing compounds, such as glucose, to provide energy for growth, maintenance and other processes.

Heterotrophs receive organic carbon for growth and maintenance by consuming autotrophs. Through the process of cellular respiration, these organic molecules are broken down to release the energy stored within them. The byproducts of this process are water and carbon dioxide, which is released into the atmosphere through respiration, continuing the cycle.

Carbon can also return to the environment as animal waste or as decaying material from dead organisms. Decomposers, such as bacteria and fungi, break these materials down into carbon dioxide and organic compounds.

Long-Term Geological Cycling

Carbon is stored for prolonged periods of time in the atmosphere, large water bodies, ocean sediment, soil, fossilized animal remains, and the inside of the Earth. Carbon dioxide from the atmosphere becomes dissolved in the ocean’s water, reacts with water molecules and is converted into carbonates. Combined with calcium ions, these carbonates make up the calcium carbonate shells of many marine organisms, such as coral and oysters. When these organisms die, their remains are broken down and may sink to the ocean floor and gradually become part of the sediment. This sediment eventually forms limestone, which constitutes the largest carbon reservoir on Earth.

Large, long-lived trees can also store carbon in their bodies for centuries. As a much longer-term sink (carbon reservoir), the remains of organisms store carbon in the form of fossil fuels—like coal, petroleum and natural gas—deep in the earth over millions of years. Carbon stored deep under the Earth’s surface can return to the surface and the atmosphere during volcanic eruptions.

Human Impacts on the Carbon Cycle

The burning of fossil fuels and wood is releasing substantial amounts of carbon dioxide into the atmosphere, altering the global climate. Additionally, deforestation and increased agricultural practices are affecting the natural carbon cycle by reducing the amount of organic matter in the soil, decreasing carbon storage, and increasing levels of greenhouse gases, like methane, in the atmosphere.

O carbono é a base de toda a matéria orgânica da Terra, e é reciclado através do ecossistema por dois processos primários: um em que o carbono é trocado entre organismos vivos, e um em que o carbono entram em ciclo por longos períodos de tempo através de restos orgânicos fossilizados, intemperismo de rochas e atividade vulcânica. As atividades humanas, incluindo o aumento das práticas agrícolas e a queima de combustíveis fósseis, afetaram muito o equilíbrio do ciclo natural do carbono.

Ciclo Biológico do Carbono

Todos os seres vivos são compostos por moléculas orgânicas que contêm átomos do elemento carbono. O carbono existe na atmosfera como gás dióxido de carbono, que reage com água para formar bicarbonato. Durante a fotossíntese, os produtores primários (ou autotrofos) convertem dióxido de carbono e bicarbonato em compostos orgânicos contendo carbono, como glicose, para fornecer energia para o crescimento, manutenção e outros processos.

Os seres heterotróficos recebem carbono orgânico para crescimento e manutenção, consumindo autotrofos. Através do processo de respiração celular, essas moléculas orgânicas são quebradas para libertar a energia armazenada dentro delas. Os subprodutos desse processo são a água e o dióxido de carbono, que é libertado na atmosfera através da respiração, dando continuidade ao ciclo.

O carbono também pode retornar ao meio ambiente como detritos de animais ou como material em decomposição de organismos mortos. Decompositores, como bactérias e fungos, dividem esses materiais em dióxido de carbono e compostos orgânicos.

Ciclo Geológico de Longo Prazo

O carbono é armazenado por longos períodos de tempo na atmosfera, grandes corpos de água, sedimentos oceânicos, solo, restos de animais fossilizados e no interior da Terra. O dióxido de carbono da atmosfera dissolve-se na água do oceano, reage com moléculas de água e é convertido em carbonatos. Combinados com iões de cálcio, esses carbonatos compõem as conchas de carbonato de cálcio de muitos organismos marinhos, como corais e ostras. Quando esses organismos morrem, os seus restos mortais são quebrados e podem depositar-se no fundo do oceano e gradualmente tornarem-se parte do sedimento. Este sedimento eventualmente forma calcário, que constitui o maior reservatório de carbono da Terra.

Árvores grandes e de longa vida também podem armazenar carbono nos seus corpos por séculos. Como um sequestro de muito maior prazo (reservatório de carbono), restos de organismos armazenam carbono na forma de combustíveis fósseis—como carvão, petróleo e gás natural—nas profundezas da Terra ao longo de milhões de anos. O carbono armazenado nas profundezas da superfície da Terra pode retornar à superfície e à atmosfera durante erupções vulcânicas.

Impactos Humanos no Ciclo do Carbono

A queima de combustíveis fósseis e madeira tem libertado quantidades substanciais de dióxido de carbono na atmosfera, alterando o clima global. Além disso, a desflorestação e o aumento das práticas agrícolas têm afetado o ciclo natural do carbono, reduzindo a quantidade de matéria orgânica no solo, diminuindo o armazenamento de carbono e aumentando os níveis de gases de efeito estufa, como o metano, na atmosfera.


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