BIOGEOQUBIOGEOQUMICAMICA

22

MatMatriaria X X EnergiaEnergia

Energia Energia fluxo unidirecionalfluxo unidirecional

Elementos e materiais Elementos e materiais ciclamciclam e so e so constantemente reconstantemente re--utilizados.utilizados.quantidade limitada no ambiente.quantidade limitada no ambiente.

33

BiogeoquBiogeoqumicamica BioBio refererefere--se aos organismos vivosse aos organismos vivos GeoGeo refererefere--se se s rochas, ar e s rochas, ar e gua da gua da

Terra.Terra. GeoquGeoqumicamica composicomposio quo qumica da mica da

Terra e as trocas de elementos entre as Terra e as trocas de elementos entre as vvrias partes da crosta terrestre, da rias partes da crosta terrestre, da atmosfera e da hidrosfera.atmosfera e da hidrosfera.

BiogeoquBiogeoqumicamica: estudo da troca (: estudo da troca (i.ei.e., ., do movimento alternado) de materiais do movimento alternado) de materiais entre os componentes vivos e noentre os componentes vivos e no--vivos da biosfera.vivos da biosfera.

44

Atmosfera

Litosfera Hidrosfera

Biosfera

55

LitosferaLitosfera Do grego Do grego lithoslithos pedra. pedra. Camada sCamada slida mais externa do planeta lida mais externa do planeta

Terra.Terra. ConstituConstituda por rochas e solo. da por rochas e solo. tambtambm denominada de m denominada de crosta crosta

terrestre.terrestre. PedosferaPedosfera pedonpedon solo.solo.

66

Crosta TerrestreCrosta Terrestre

Crosta (sCrosta (slida) lida) delgada camada delgada camada externa externa de ~de ~40 km de 40 km de espessura (mespessura (mdia).dia).

ComposiComposio Si, Al, Fe, o Si, Al, Fe, Ca, Ca, MgMg, Na, K, , Na, K, combinados com O.combinados com O.

77

HidrosferaHidrosfera Parte lParte lquida do planeta.quida do planeta. Dividida em:Dividida em: guas ocenicasguas ocenicasoceanos e oceanos e mares;mares;

guas continentaisguas continentaisguas superficiais guas superficiais 99Rios, lagoas e lagos.Rios, lagoas e lagos.

guas subterrneasguas subterrneasGeleiras.Geleiras.

88

AtmosferaAtmosfera a camada gasosa que envolve o planeta. a camada gasosa que envolve o planeta. Dividida em camadas:Dividida em camadas:Troposfera;Troposfera;Estratosfera;Estratosfera;Mesosfera;Mesosfera;Termosfera ou Ionosfera;Termosfera ou Ionosfera;Exosfera.Exosfera.

99

1010

BiosferaBiosfera o conjunto de todas as partes do o conjunto de todas as partes do

planetaplaneta onde existe ou pode existir vida. onde existe ou pode existir vida. Conjunto de todos os biociclos.Conjunto de todos os biociclos.EpinocicloEpinociclo -- biociclo terrestre biociclo terrestre TalassocicloTalassociclo -- biociclo marinho biociclo marinho LimnocicloLimnociclo -- biociclo dulcbiociclo dulccola cola

Espessura variEspessura varivel vel @@ VidaVidade 5 mil metros altitude de 5 mil metros altitude 150m profundidade 150m profundidade

no marno mar mas ... 7 mil metros (aranha Everest e 9 mil mas ... 7 mil metros (aranha Everest e 9 mil

metros de profundidade no mar, bactmetros de profundidade no mar, bactrias).rias).

1111

1212

Como os elementos quComo os elementos qumicos micos ciclamciclam??

Todos os elementos quTodos os elementos qumicos tendem a micos tendem a circular na biosfera em circular na biosfera em viasviascaractercaractersticas.sticas.

ViasVias mais ou menos circulares mais ou menos circulares DD ciclos ciclos biogeoqubiogeoqumicosmicos

AMBIENTE ELEMENTOS QUMICOS ORGANISMOS

1313

Ciclo BiogeoquCiclo Biogeoqumicomico Rota completa que um elemento Rota completa que um elemento

ququmico segue atravmico segue atravs do sistema s do sistema Terra, ou seja, seu movimento entre Terra, ou seja, seu movimento entre a atmosfera, a a atmosfera, a gua, o solo e os gua, o solo e os organismos vivos.organismos vivos.

1414

Ciclos BiogeoquCiclos Biogeoqumicosmicos Os elementos quOs elementos qumicos micos os elementos os elementos

essenciais do protoplasma (material essenciais do protoplasma (material celular). celular).

Padres de ciclagem de nutrientes na Padres de ciclagem de nutrientes na biosfera envolvem:biosfera envolvem:Metabolismo biolMetabolismo biolgicogicoTambTambm uma sm uma srie de rearie de reaes ques qumicas micas

estritamente abiestritamente abiticas.ticas.

1515

Caractersticas importantes das fases orgnica e inorgnica

A A eficinciaeficincia no no movimentomovimento dos nutrientes dos nutrientes entre os entre os reservatreservatrios orgnicorios orgnico e e inorgnicoinorgnico determina a determina a disponibilidadedisponibilidadepara os organismos a curto prazo.para os organismos a curto prazo.

Principais reservatPrincipais reservatrios dos elementos rios dos elementos essenciais:essenciais:na atmosfera, na atmosfera, na litosfera (rochas, solos e sedimentos) ou na litosfera (rochas, solos e sedimentos) ou na hidrosfera.na hidrosfera.

1616

Fases orgnica e inorgnica

Fluxo na fase inorgnica Fluxo na fase inorgnica mais lento do mais lento do que o da fase orgnica.que o da fase orgnica.

A cada transformaA cada transformao bioquo bioqumica mica um um ou mais elementos so transformados de ou mais elementos so transformados de uma forma em outra.uma forma em outra.

Os movimentos de entrada e saOs movimentos de entrada e sada de da de tomos tomos processos fprocessos fsicos, qusicos, qumicos e micos e biolbiolgicosgicos

1717

1818

Ciclos BiogeoquCiclos Biogeoqumicosmicos So governados, direta ou indiretamente, pela So governados, direta ou indiretamente, pela

energia solar incidente e pela forenergia solar incidente e pela fora a gravitacional.gravitacional.

1919

O estudo dos ciclos O estudo dos ciclos BGQsBGQs envolve envolve entender:entender:

O movimento da matO movimento da matria de um ponto ria de um ponto para outro (fluxo).para outro (fluxo).

Quantidades armazenadas nos vQuantidades armazenadas nos vrios rios compartimentos.compartimentos.

Vias de trocas.Vias de trocas. Fatores controladores.Fatores controladores. Tempos de residncia nos Tempos de residncia nos

compartimentos (quantidade/sacompartimentos (quantidade/sada).da).

2020

ReservatReservatriosrios So compartimentos, esferas ou locais So compartimentos, esferas ou locais

que contque contm o elemento de interesse, m o elemento de interesse, como:como:atmosfera, atmosfera, corpos hcorpos hdricos (oceanos, lagos, rios, lagoas, dricos (oceanos, lagos, rios, lagoas,

etc.),etc.),sedimentos, sedimentos, litosfera, litosfera, matmatria orgnica contida na biomassa animal ria orgnica contida na biomassa animal

e vegetal. e vegetal.

So formados pelos principais So formados pelos principais compartimentos da biosfera nos quais os compartimentos da biosfera nos quais os elementos so armazenados.elementos so armazenados.

2121

FluxosFluxos Entradas e saEntradas e sadasdas dos elementos de um dos elementos de um

dado dado reservatreservatriorio so chamadas de so chamadas de fluxos.fluxos.

Indicam a Indicam a intensidade intensidade e o e o sentidosentido das das vias de troca ou ciclagem.vias de troca ou ciclagem.

TaxasTaxas nas quais os materiais se nas quais os materiais se movimentam entre os reservatmovimentam entre os reservatrios.rios.

MudanMudanas no as no tamanho do reservattamanho do reservatriorio balanbalano entre entradas e sao entre entradas e sadasdas::Fluxo total Fluxo total = = fluxo de entradafluxo de entrada fluxo de safluxo de sadada

2222

TransfernciaTransferncia e e ResidnciaResidncia Fluxo total Fluxo total taxa de transferncia.taxa de transferncia. Tempo de Residncia Tempo de Residncia Tempo que um Tempo que um

dado elemento demora para entrar e sair dado elemento demora para entrar e sair de um reservatde um reservatrio.rio.

2323

Qual Qual o tempo de residncia (TR) o tempo de residncia (TR) da da gua na atmosfera terrestre?gua na atmosfera terrestre?

TR = TR = Tamanho do reservatTamanho do reservatrio rio ..Taxa mTaxa mdia de transfernciadia de transferncia

OuOuTR = TR = Tamanho do reservatTamanho do reservatriorio

Fluxo totalFluxo total

Fluxo total de Fluxo total de gua na atmosfera = 5,18 . 10gua na atmosfera = 5,18 . 101414mm33. ano. ano--11

O tamanho do reservatO tamanho do reservatrio = 1,3 . 10rio = 1,3 . 101313mm33

TRTRguagua=1,3. 10=1,3. 101313/ 5,18. 10/ 5,18. 101414 = 0,025 anos = 9,1 dias= 0,025 anos = 9,1 dias

2424

Componentes do modelo de representao de um ciclo biogeoqumico

**ReseReseravaravattriosrios:: armarmazenaazenamentomento

Fluxos: trocasFluxos: trocas

**Tempo de residncia**Tempo de residncia

2525

Ciclos BiogeoquCiclos Biogeoqumicosmicos Dos Dos cento e trscento e trs elementos quelementos qumicos micos

conhecidos, sabeconhecidos, sabe--se que se que 30 a 40 30 a 40 so so necessnecessrios aos organismos vivos. rios aos organismos vivos.

Alguns como o carbono, o hidrognio, o Alguns como o carbono, o hidrognio, o oxignio e o nitrognio (CHON), so oxignio e o nitrognio (CHON), so necessnecessrios em grandes quantidades.rios em grandes quantidades.

Outros em quantidades menores, ou atOutros em quantidades menores, ou atmmnimas.nimas.

2626

2727

De acordo com a demanda so De acordo com a demanda so divididos em 2 grandes grupos.divididos em 2 grandes grupos.

1.1. MacronutrientesMacronutrientes:: necessnecessrios em quantidades relativamente rios em quantidades relativamente

elevadas.elevadas.a.a. Constituem mais do que 1% do peso da Constituem mais do que 1% do peso da

matmatria orgnica seca:ria orgnica seca: Carbono, oxignio, hidrognio, nitrognio e Carbono, oxignio, hidrognio, nitrognio e

ffsforo.sforo.

b.b. Constituem entre 0,2 a 1% do peso da Constituem entre 0,2 a 1% do peso da matmatria orgnica seca: ria orgnica seca: Enxofre, cloro, potEnxofre, cloro, potssio, sssio, sdio, cdio, clcio, magnlcio, magnsio, sio,

ferro e cobre.ferro e cobre.

2828

De acordo com a demanda so De acordo com a demanda so divididos em 2 grandes grupos.divididos em 2 grandes grupos.

2.2. MicronutrientesMicronutrientes: : aqueles necessaqueles necessrios em quantidades trarios em quantidades trao.o. Geralmente constituem menos de 0,2 % do Geralmente constituem menos de 0,2 % do

peso da matpeso da matria orgnica seca.ria orgnica seca. Exemplos: Exemplos: alumalumnio, nio, boro, boro, cromo, cromo, cobalto, cobalto, gglio, lio, iodo, iodo, mangans, mangans,

molibidniomolibidnio, , selnio, selnio, siliciosilicio, , estrncio, estrncio, titnio,titnio,vanvandio, dio, zinco.zinco.

2929

Elementos quElementos qumicosmicos

3030

ClassificaClassificao Ciclos o Ciclos BGQsBGQs O tamanho dos reservatO tamanho dos reservatrios determina a rios determina a

tipologia dos ciclos biogeoqutipologia dos ciclos biogeoqumicosmicos

TipoTipo de de ciclociclo

AtmosfAtmosfricorico SedimentarSedimentar HidrolHidrolgicogico

Uma grande porUma grande poro o de um dado de um dado

elemento existe na elemento existe na forma gasosa na forma gasosa na

atmosferaatmosfera

Uma grande porUma grande poro o de um dado elemento de um dado elemento

existe na crosta existe na crosta terrestreterrestre

Uma grande porUma grande poro o de um dado de um dado

elemento existe nos elemento existe nos corpos aqucorpos aquticosticos

3131

BiogeoquBiogeoqumica e Conservamica e Conservaoo Objetivo principal da biogeoquObjetivo principal da biogeoqumica:mica:Entender os processos que controlam o Entender os processos que controlam o

ambiente quambiente qumico em que vivemos.mico em que vivemos.

O objetivo da conservaO objetivo da conservao dos recursos o dos recursos naturais, no sentido mais amplo, naturais, no sentido mais amplo, o de o de tornar mais ctornar mais cclicos os processos clicos os processos acacclicos.clicos.

3232

Porque estudar os ciclos Porque estudar os ciclos biogeoqubiogeoqumicos?micos?

A vida na Terra seria impossA vida na Terra seria impossvel sem a vel sem a ciclagem contciclagem contnua de elementos???nua de elementos???

Muitas mudanMuitas mudanas ambientais globais as ambientais globais esto relacionadas como os processos esto relacionadas como os processos biogeoqubiogeoqumicos.micos.

Por exemplo: Por exemplo: MudanMudanas climas climticas e o ciclo do carbono.ticas e o ciclo do carbono.EutrofizaEutrofizaoo e os ciclos do nitrognio e do e os ciclos do nitrognio e do

ffsforo.sforo.

BIOGEOQUMICA Matria X EnergiaBiogeoqumicaLitosferaCrosta TerrestreHidrosferaAtmosferaBiosferaComo os elementos qumicos ciclam?Ciclo BiogeoqumicoCiclos BiogeoqumicosCaractersticas importantes das fases orgnica e inorgnicaFases orgnica e inorgnicaCiclos BiogeoqumicosO estudo dos ciclos BGQs envolve entender:ReservatriosFluxosTransferncia e ResidnciaQual o tempo de residncia (TR) da gua na atmosfera terrestre?Componentes do modelo de representao de um ciclo biogeoqumicoCiclos BiogeoqumicosDe acordo com a demanda so divididos em 2 grandes grupos.De acordo com a demanda so divididos em 2 grandes grupos.Elementos qumicosClassificao Ciclos BGQsBiogeoqumica e ConservaoPorque estudar os ciclos biogeoqumicos?