Cursos de Especialização para o quadro do Magistério da ... · A atmosfera (do grego: atmos =...

Cursos de Especializao para o quadro do Magistrio da SEESPEnsino Fundamental II e Ensino Mdio

Rede So Paulo de

Ciclos da natureza e dinmic

a da paisagemd03

Rede So Paulo de

Cursos de Especializao para o quadro do Magistrio da SEESP

Ensino Fundamental II e Ensino Mdio

So Paulo

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sumarioficha sumrio bibliografia TEMASU

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dulo II Disciplina 03

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Sumrio1. Noes preliminares de geodinmica .........................................4

2. O ciclo das rochas ....................................................................15

3. O ciclo do carbono ...................................................................22

4. O ciclo da gua ........................................................................33

5. Escalas de tempo natural e social e as paisagens associadas ..... 42

6. Paisagens humanas: da escala do lugar escala planetria ........64

Bibliografia ............................................................................ 86

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00Tema1ficha sumrio bibliografia

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1. Noes preliminares de geodinmica

1.1 Introduo

A natureza regida por vrios ciclos, em escalas de tempo to distintas que podem abranger tempos da ordem de segundos, ou menos, passando por sculos at milhes de anos, ou mais.

A quantidade de ciclos que a natureza apresenta imensa e a cincia humana j identificou vrios desses ciclos, mas medida que o conhecimento e a tecnologia nos provm de novos olhos percebemos que pouco se conhece a respeito dos ciclos j estabelecidos e que muitos outros ciclos existem, mas no conseguimos identific-los, ainda.

Tambm devemos sempre ter em mente que muitos ciclos nunca perceberemos ou veremos, apenas saberemos que existem, porque esto muito alm de nossa escala de tempo.

Eleger quais os ciclos mais importantes da natureza no tarefa fcil, nem elementar, mas

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em razo do que a cincia j sabe a respeito da natureza, alguns ciclos devem ser menciona-dos e entendidos com mais profundidade, pois o conhecimento deles e de suas variaes nos fornecer uma maior gama de subsdios para entendermos como a natureza age e, quando necessrio, saber interferir sem obstruir seus caminhos e sem alterar seus ciclos. Este modo de interao com a natureza fundamental e compe o novo paradigma ambiental, normalmente mencionado como sustentabilidade.

Apenas para nos localizarmos, em linhas gerais, alguns ciclos que sero abrangidos aqui devem ser mencionados, a saber: o ciclo geolgico (ciclo das rochas), o ciclo da gua, o ciclo do carbono e por fim, mas no menos importante, o ciclo do nitrognio.

Independente do que ser abordado nos prximos tpicos, fundamental entendermos como se formou o nosso sistema solar e a Terra. Depois importante entendermos a evoluo histrica do planeta e os ciclos inerentes. Por fim, veremos os ciclos mais externos do planeta.

1.2 Algumas definies importantes

Ao se tratar de assunto envolvendo o ambiente terrestre importante que sejam definidos alguns elementos que compem toda a estrutura desse ambiente. Assim, fundamental en-tender as diferenas entre biosfera, geosfera, litosfera, hidrosfera, criosfera e atmosfera.

Em 1875, Suess, um gelogo austraco, cunhou o termo biosfera, em uma analogia com os demais termos j existentes, utilizado para se referir aos demais sistemas terrestres, como por exemplo, a atmosfera. Assim ficou definido que biosfera (do grego: bios = vida) designa o conjunto de todos os seres vivos e seus habitats no planeta Terra.

A litosfera (do grego: litos = pedra) , por definio, a camada rgida mais externa do planeta e compreende a crosta e a parte superior do manto. um dos principais ambientes fsicos da Terra, pois base de boa parte da vida terrestre e juntamente com a hidrosfera e a atmosfera, principalmente, compem a biosfera, pois so os suportes de vida. A litosfera compe toda a superfcie da Terra, desde os topos do Everest at as mais profundas fossas ocenicas.

A atmosfera (do grego: atmos = vapor, ar) uma camada relativamente finas de gases e de pequenssimas partculas (aerossis) que envolve a Terra. Os gases se mantm presos ao planeta graas ao da gravidade. Na realidade, cerca de 99% de toda a massa atmosfrica

http://www.sustentabilidade.org.br/http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-biosfera/http://livepage.apple.com/http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Litosferahttp://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Crostahttp://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Mantohttp://educacao.uol.com.br/ciencias/ult1686u33.jhtm

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est contida em uma estratificao de espessura aproximada de 32 quilmetros. A atmosfera determina a vida e o funcionamento dos processos fsicos, qumicos e biolgicos e protege os organismos da exposio s radiaes nocivas do Sol (por exemplo, a ultravioleta). Tambm contm os gases necessrios aos processos de fotossntese e respirao.

A hidrosfera (do grego: hidro = gua) o sistema terrestre que composto por todos os cor-pos de gua do planeta. Por esse motivo, ela no contnua, como a atmosfera, por exemplo. As guas que compem a hidrosfera so oriundas das seguintes fontes: rios, lagos, lagoas, mares, guas subterrneas (solo e rochas), guas marinhas, guas salobras, guas glaciais, lenis de gelo e vapor dgua do ambiente. Esses reservatrios representam 71% da superfcie terrestre.

A hidrosfera um dos sistemas que compem a biosfera sendo representada pelos organis-mos vivos que dependem da gua para habit-la e tambm os habitats aquticos.

A criosfera (do grego: crios = frio, gelado ou gelo) representa a parte da Terra que gua no estado slido permanente, incluindo grandes massas de gelo, tais como: gelo do mar, dos lagos e dos rios; cobertura de neve, geleiras, capas de gelo, calotas polares e a gua congelada nos solos (permafrost). o maior reservatrio de gua doce do planeta, com cerca de 80% do total. A criosfera fundamental no equilbrio climtico do planeta e na dinmica atmosfrica e ocenica da Terra.

A Geosfera (do grego: geo = terra) normalmente referente s partes mais densas da Terra que so compostas por rochas e regolito. Na concepo Aristotlica o termo era empregado aos quatro locais naturais da Terra, cujo ponto comum era algo prximo ao centro da Terra e supunha-se que poderia explicar os movimentos dos quatro elementos: gua, ar, fogo e terra.

Por outro lado, os textos mais atuais, relacionam a geosfera com as partes slidas da Terra e utilizado juntamente com atmosfera, hidrosfera e biosfera para descrever os sistemas terrestres. Entretanto, s vezes, utiliza-se o termo litosfera para designar a geosfera, o que pode levar a alguns erros conceituais, pois litosfera se refere apenas s camadas mais externas da Terra (especificamente as camadas slidas, crosta e manto superior).

1.3 A estrutura interna do planeta Terra

No sistema solar, o planeta Terra, alm de ser o nico que comporta vida, tambm o nico

http://educacao.uol.com.br/ciencias/ult1686u33.jhtmhttp://www.infoescola.com/geografia/criosfera/http://www.infoescola.com/geografia/permafrost/http://vsites.unb.br/ig/glossario/verbete/geosfera.htmhttp://vsites.unb.br/ig/glossario/verbete/geosfera.htm

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que apresenta caractersticas especficas em seu interior. Nenhum planeta do sistema solar tem as caractersticas dinmicas do interior rochoso, como a Terra. Alguns deles, tais como Marte, j tiveram passados geolgicos semelhantes, mas em determinado momento desse passado geolgico reduziram a sua dinmica interna e se tornaram planetas inertes.

Durante muito tempo, pouco se soube sobre o interior do planeta Terra, mas com o ad-vento dos equipamentos ssmicos e conhecendo-se as propriedades de propagao das ondas ssmicas no interior dos objetos slidos, ficou plausvel inferir a estrutura interna do planeta Terra, e possibilitou a elaborao de vrias teorias e modelos que descrevem o interior da Terra e tentam avaliar como essa dinmica interna e como ela influi na paisagem da superfcie do planeta.

Um dos primeiros cientistas a estudar esses dados ssmicos foi o croata Andrija Mohoro-vicic (1909), que percebeu vrias alteraes nos padres das velocidades das ondas ssmicas. Entre esta camada superficial, chamada crosta, e a camada sobre a qual ela jaz, havia uma descontinuidade, que mais tarde passou a ser denominada de descontinuidade de Mohorovi-cic, ou simplesmente Moho. Essa descoberta foi pea fundamental para as anlises posteriores que levaram concluso de que todo o interior da Terra era extremamente dinmico com foras que arrastam continentes.

1.4 A escala geolgica da Terra

Desde o surgimento da Terra, ela sofreu, e continua sofrendo, alteraes geolgicas pro-fundas. Entretanto, as alteraes mais antigas so mais difceis de perceber ou suas evidncias j foram destrudas pela prpria dinmica externa do planeta. Esse um problema tpico dos gelogos, que para facilitar o entendimento da evoluo geolgica do planeta resolveram criar uma escala de tempo especfica para marcar todas as eras geolgicas e os eventos associados. Como os eventos mais antigos j esto mais mascarados pelas transformaes ao longo do tempo, as divises das eras iniciais so bem mais amplas e conforme avanamos no tempo os intervalos vo ficando menores, gerando uma escala de tempo geolgico bem mais detalhada.

A histria geolgica da Terra mostra (ver autoria e se est disponvel na web) que desde o seu princpio h a presena de ciclos. Observar que sempre h surgimento e extino de espcies vegetais e animais no decorrer do tempo, como por exemplo, os dinossauros. Assim,

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supondo-se esta escala de tempo, devemos esperar que no futuro as espcies atuais estejam extintas ou evoludas para novas formas, repetindo este ciclo de evoluo (pedir para o profes-sor colocar nota de rodap com suas informaes. Esse texto dever ir para o Acervo). No esquecer que isto ocorre numa escala de tempo de milhes de anos, o que no est ao alcance de nossa percepo direta. As figuras e textos que se referem ao tema de tempo geolgico tem pequenas diferenas nos incios e finais das eras geolgicas. Essas pequenas diferenas se de-vem a imprecises das dataes.

1.5 A tectnica global e a deriva dos continentes

1.5.1 Introduo

A palavra tectnica derivada do grego e tm o significado de aquilo que relacionado a construir. Esse termo muito apropriado se pensarmos que so os processos tectnicos que constroem o relevo do planeta, como se ver a seguir.

A teoria da tectnica global descreve os movimentos da litosfera terrestre. Esses movi-mentos acontecem em escala global e ao longo dos milhes de anos. Esta teoria foi construda com base nos conceitos da deriva continental, que foram desenvolvidos entre os anos de 1912 e 1915, por Wegener e, posteriormente, foram incorporados os conceitos de expanso do as-soalho submarino, desenvolvidos nos anos de 1960, com base nos dados do assoalho do oceano Atlntico, obtidos logo aps a segunda guerra mundial.

Em sntese, a teoria da tectnica global afirma que a litosfera terrestre est subdividida em vrias placas litosfricas, que so mais conhecidas como placas tectnicas, ou seja, a parte mais externa da Terra, a sua casca, est toda fraturada e forma algumas placas, em nmero que pode variar de 7 a 12, dependendo de como se classifica as divises. Independente do nmero de placas, no h nenhuma dvida de que elas existem, e o mais espantoso, que elas se movem, conforme j havia afirmado Wegener.

As placas litosfricas esto apoiadas sobre uma camada mais interior da Terra com carac-terstica de ser mais quente e mais malevel: a astenosfera . Essas placas se movem, uma em relao outra, e formam regies de contato de trs tipos: convergentes (coliso), divergentes

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(disperso) e transformantes (cisalhamento). ao longo de-stas regies de contato que acontece a construo das mon-tanhas, as atividades vulcnicas, os terremotos e a formao das fossas ocenicas. Em um intervalo de tempo bem longo, da ordem de milhares de anos, embora essas placas se movam, elas o fazem em velocidades imperceptveis ao se humano: da ordem de dezenas de milmetros por ano. Atualmente, esses movimentos so facilmente comprovveis pelas medidas feitas pelas estaes de monitora-mento e controle dos satlites da constelao GNSS1. Esse tipo de comprovao praticamente tira a tectnica global do universo da teoria e a coloca no universo do real.

Este movimento das placas litosfricas (ou tectnicas) possvel porque a litosfera terrestre tem um carter de maior rigidez e menor densidade que a astenosfera logo abaixo (mais densa e mais plstica). Atualmente as conjecturas sobre as foras que impulsionam esse movimento apontam para a movimentao do material quente do manto terrestre (lembrar que a aste-nosfera a parte superior do manto terrestre). Por razes ainda no bem esclarecidas o manto costuma gerar variaes laterais de densidade (mais provavelmente por causa de variaes de temperatura) que normalmente geram clulas de conveco, que so transformados em movi-mentos das placas, por intermdio de combinaes de arrastes, suco para o interior do manto e, tambm, variaes na topografia e densidade da crosta terrestre, que resultam em diferenas na fora gravitacional. Ainda no h clareza e nem consenso geral sobre o grau de importncia de cada uma dessas componentes no processo de movimentao das placas litosfricas.

1.5.2 Princpios e fundamentos

Como j visto, o interior da Terra todo estratificado (em camadas). As camadas (ou estra-tos) mais exteriores so a litosfera e a astenosfera. A diferenciao entre essas duas camadas feita com base nas diferenas das propriedades mecnicas e na maneira de transferir calor de cada uma delas. Em termos mecnicos, a litosfera mais fria e mais rgida e a astenosfera mais quente e mais plstica, o que torna mais fcil a presena de fluxos. Em termos de transfern-cia de calor, a litosfera perde calor pelo processo de conduo2, mas a astenosfera perde calor por conveco3. Embora haja

1. GNSS (Global Navigation Satellite Systems): um termo genrico para

se referir aos Sistemas Globais de

Navegao por Satlite. Atualmen-

te dois deles esto em operao, o

GPS (Norte-americano) e o GLO-

NASS (Russo). Encontram-se em

desenvolvimento, o Galileo (Euro-

peu) e o Compass (Chins).

2. Conduo o processo fsico em que a transferncia de energia se d

pela vibrao dos tomos que com-

pem a substncia

3. Conveco o processo fsico em que a transferncia de energia se d

pelo transporte de matria.

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uma diviso entre litosfera e astenosfera, dependendo das condies de temperatura e presso, uma determinada quantidade de material do manto terrestre pode fazer parte da litosfera ou da astenosfera em tempos distintos, ou seja, h um equilbrio dinmico entre as camadas.

O principal fundamento da tectnica de placas que a litosfera composta de placas litos-fricas, ou tectnicas, distintas e separadas que se movem sobre uma astenosfera, composta de um material plstico (ou visco-elstico). Os movimentos dessas placas oscilam entre valores tpicos da ordem de 10-40 milmetros por ano (cadeia meso-atlntica, tambm igual ao cresci-mento das unhas humanas), at valores extremos da ordem de 160 milmetros por ano (tpico da placa de Nazca, tambm, igual velocidade de crescimento do cabelo humano).

As placas tectnicas so compostas pelo manto litosfrico sobreposto por dois tipos de material crustal: crosta ocenica e crosta continental. A camada litosfrica ocenica tpica tem espessura da ordem de 35 quilmetros. Essa espessura depende da idade da placa. Como as placas so formadas nas dorsais meso-ocenicas e se expandem divergindo da dorsal, a espessura funo de suas distncias da dorsal onde elas se formaram. As espessuras tpicas das placas oscilam de 6 quilmetros, nas zonas das dorsais, a 100 quilmetros nas zonas de subduco, podem ser mais ou menos dependendo da distncia entre as dorsais e as zonas de subduco. A litosfera continental tem espessura da ordem de 200 quilmetros, embora isso varie significativamente entre bacias, montanhas e interior dos continentes. Outra variao significativa a diferena entre as crostas continentais e as ocenicas, as primeiras com espes-suras mdias de 35 quilmetros e as segundas, 6 quilmetros.

A regio de contato entre as placas chamada de limite entre as placas e esto sempre as-sociadas com eventos geolgicos, tais como terremotos e eventos criadores de feies topogr-ficas tais como: montanhas, vulces, dorsais meso-ocenicas e fossas ocenicas. A maioria dos vulces ativos da Terra est nas regies de limite entre as placas tectnicas, sendo que a regio vulcnica mais ativa e mais conhecida o chamado cinturo de fogo do Pacfico . Na sequncia do texto isto ser visto mais detalhadamente.

As placas tectnicas podem conter crosta continental ou de crosta ocenica e muitas delas contm ambas, como o caso da placa africana, que contm parte do assoalho atlntico e parte do assoalho ndico.

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A distino entre crosta ocenica ou continental feita com base na geologia de suas for-maes. As crostas ocenicas so formadas nos centros de expanso dos assoalhos marinhos (por exemplo, cadeia meso-atlntica) e as crostas continentais atravs do vulcanismo e da acreso levada a cabo pelos processos tectnicos. As crostas ocenicas so mais densas que as continentais devido sua composio distinta, pelo fato de possuir menos silcio e mais elementos mais pesados (mag-nsio e ferro). As crostas continentais so mais ricas em mate-riais mais leves (silicatos). Por causa dessa diferena de densi-dades, as crostas ocenicas geralmente esto abaixo dos mares (caso tpico da placa do Pacfico ) e as continentais se projetam acima do nvel do mar, por terem mais flutuao (isostasia4 ). Isso tambm favorece a subduco das placas ocenicas nas regies de convergncias com as continentais.

1.5.3 Os limites entre as placas litosfricas

Quando as placas litosfricas se encontram elas geram regies especficas, com caractersti-cas prprias de relevo e paisagens. Em tese existem trs tipos de limites que so caracterizados pela maneira como as placas se movem uma em relao outra. Esses limites esto associados com fenmenos que ocorrem na superfcie.

Os limites divergentes ou construtivos ocorrem onde as placas esto se afastando em re-lao uma da outra. Os locais onde isso acontece no planeta so, basicamente, as dorsais me-so-ocenicas (por exemplo, a meso-atlntica) e as zonas ativas de abertura, ou rifting (vale rifte na frica). A terminologia inglesa rift (fenda, fratura, abertura) foi aportuguesada pe-los gelogos para rifte e expressa todas as caractersticas dos vales formados no processo de abertura ou rifteamento (veja imagem em http://veimages.gsfc.nasa.gov/5447/RedSea.A2003151.1040.500m.jpg).

Os limites convergentes ou destrutivos, tambm denominados de margens ativas, ocorrem nas regies de encontro entre duas placas tectnicas que se movem em sentidos contrrios e se chocam. Nessa regio de choque costumam se formar zonas de subduco, se uma das placas entra por debaixo da outra; ou colises continentais, se as duas placas forem continentais. As

4. Isostasia o estado de equilbrio gravitacional e as suas alteraes,

entre a litosfera e a astenosfera da

Terra. As placas tectnicas flutu-

am sobre o material mais denso da

astenosfera e o equilbrio depende

das suas densidades relativas e do

peso da placa. Se houver aumento

de peso (sedimentos, gelo ou gua

sobre a sua superfcie) h o afunda-

mento, caso contrrio, uma ascen-

so quando o peso diminui.

http://veimages.gsfc.nasa.gov/5447/RedSea.A2003151.1040.500m.jpghttp://veimages.gsfc.nasa.gov/5447/RedSea.A2003151.1040.500m.jpg

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zonas de subduco so caractersticas por apresentarem fossas marinhas profundas. A placa que est sofrendo subduco (mais densa) normalmente rica em minerais hidratados (com gua em sua estrutura) que liberam a gua quando se aquecem. Este vapor dgua dissolvido no manto favorece seu derretimento, produzindo material magmtico, que a matria prima geradora de eventos vulcnicos. A cadeia montanhosa dos Andes e as ilhas japonesas so ex-emplos clssicos de encontro de placas litosfricas (Cordilheira dos Andes - Amrica do Sul).

Os limites transformantes ou conservativos ocorrem nos locais onde as placas escorregam uma em relao outra, num processo semelhante ao atritar-se um corpo contra o outro. A regio de contato entre essas duas placas geram as falhas transformantes. Nessas regies so muito comuns os tremores, mas no h ocorrncia de eventos vulcnicos, pois no h movi-mento de material entre a superfcie e o manto (veja imagem em http://www.thulescientific.com/4016_ABS.jpg).

1.5.4 As foras que movimentam as placas litosfricas

As placas litosfricas podem se mover por causa da maior densidade das placas ocenicas e da relativa plasticidade da astenosfera. Atualmente, a comunidade cientfica aceita que a fonte de energia para impulsionar as placas litosfricas a dissipao de calor dentro do manto ter-restre, gerando fluxos verticais de material magmtico, denominado conveco do manto .

A viso mais atual, embora ainda seja assunto de debate, que as densidades elevadas das placas litosfricas ocenicas afundando nas zonas de subduco a fonte mais poderosa de energia para movimentar as placas. Quando elas se formam nas cadeias meso-ocenicas, as placas litosfricas ocenicas so, inicialmente, menos densas que a astenosfera subjacente, mas se tornam mais densas com o passar do tempo e paulatinamente frias e espessas. A maior densidade da antiga placa, em relao astenosfera logo abaixo, possibilita que as placas litos-fricas afundem e mergulhem no manto nas zonas de subduco, fornecendo a maior parte da fora impulsionadora do movimento das placas. A plasticidade da astenosfera que possibilita que as placas se movam com relativa facilidade em direo a estas zonas de subduco.

Embora se acredite que a subduco seja a fora impulsionadora mais ativa, ela no pode ser a nica fora, pois existem placas litosfricas se movendo e que no esto sofrendo nenhum processo de subduco (como por exemplo, a placa norte-americana e a gigantesca placa eur-asiana).

http://www.imagens-terra.com/andes.htmhttp://www.thulescientific.com/4016_ABS.jpghttp://www.thulescientific.com/4016_ABS.jpg

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Em ltima instncia, pode ser dito que a fonte de energia para movimentar as placas ainda matria de pesquisa e de discusses acaloradas entre os gelogos e cientistas das reas cor-relatas.

As imagens que so feitas do interior da Terra, por uma tcnica chamada tomografia ss-mica, mostram que o manto apresenta regies com variaes de densidade, geradas talvez, por variaes trmicas. Mas o que nos interessa : so essas diferenas que criam foras de flutua-o e geram as conveces do manto? Embora a teoria afirme que essas correntes de conveco so fundamentais na movimentao das placas litosfricas, ainda matria de futuras pesqui-sas e de muita discusso em geodinmica se estas correntes esto relacionadas de modo direto ou indireto com o movimento das placas litosfricas. De qualquer modo esta energia tem que ser transferida do interior da Terra (manto) para o exterior (litosfera) para mover as placas. Essencialmente, aceita-se que dois tipos de foras influenciam o movimento das placas: atrito (frico) e gravidade.

O atrito pode ser pensado de dois modos: (1) o arrasto basal, aonde as correntes de con-veco do manto chegam at a astenosfera e esta se movimenta friccionando a litosfera e ar-rasta as placas sobrejacentes; (2) suco da placa, onde as correntes de conveco empurram para baixo as pontas das placas nas zonas de subduco. A diferena que nesse ltimo caso o processo de arrasto pode ocorrer dos dois lados da placa em subduco.

No deslizamento gravitacional o movimento das placas impulsionado pela maior elevao das placas nas regies das dorsais ocenicas. medida que a litosfera ocenica se forma nas regies das dorsais meso-ocenicas, com o material novo proveniente do manto, ela gradu-almente se esfria e fica mais espessa e assim, mais distante da regio da dorsal. Esta litosfera ocenica bem mais densa do que o material do manto do qual ela derivou e, assim, com o aumento de espessura gradualmente ela sofre subsidncia para compensar o aumento de carga (peso). O resultado uma ligeira inclinao de modo que a placa fica mais baixa medida que fica mais longe da dorsal.

Ainda no h uma definio muito clara de quais foras so mais importantes no movimen-to das placas litosfricas e so colocadas novas idias, como por exemplo, a influncia da Lua.

Embora no se tenha definido claramente qual a fora mais importante, j se sabe que

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as placas litosfricas se movem e tambm j se sabe qual o sentido atual de seus movimentos. Isso feito monitorando-se as variaes anuais das coordenadas geogrficas, efetuadas pelos responsveis pelo monitoramento do GNSS5. J fato o acompanhamento em tempo quase real desses movimentos da crosta, como por exemplo, o ltimo evento de terremoto que ocorreu no Chile e que afetou profundamente a cidade de Concepcion.

5. GNSS (Global Navigation Satellite Systems): um termo genrico para

se referir aos Sistemas Globais de

Navegao por Satlite. Atualmen-

te dois deles esto em operao, o

GPS (Norte-americano) e o GLO-

NASS (Russo). Encontram-se em

desenvolvimento, o Galileo (Euro-

peu) e o Compass (Chins).

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2. O ciclo das rochas

Na disciplina de Geologia h um conceito fundamental denominado ciclo das rochas. Este conceito descreve, numa escala de tempo geolgica, as transies dinmicas entre os trs principais tipos de rochas conhecidos: gneas, metamrficas e sedimentares.

Todas as rochas podem ser alteradas ou destrudas quando submetidas s condies que as tirem de seus estados de equilbrio. Por exemplo, uma rocha gnea do tipo do basalto pode ser desestruturada e dissolvida se exposta s condies de intemperismo da atmosfera, ou pode at mesmo ser novamente fundida se sofrer um processo de subduco sob uma placa tectnica.

Considerando que o planeta Terra tem uma tectnica de placas ativa e dinmica e possui um ciclo hidrolgico vigoroso, praticamente impossvel que as rochas consigam manter-se em equilbrio o que faz com que elas sofram mudanas durante o tempo em que vo sendo expostas s diferentes condies de ambiente.

O ciclo das rochas normalmente representado em um diagrama em forma de tringulo,

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tendo em seus vrtices os trs tipos fundamentais de rocha, com setas indicando os possveis processos de transformao (veja diagrama do ciclo das rochas ), mas, para efeitos didticos, costuma-se represent-lo de outra forma (veja a representao).

Originalmente o conceito de ciclo das rochas foi atribudo a James Hutton , no sculo XVIII, que considerado o pai da Geologia. Este conceito fez parte do uniformitarismo6 de Hut-ton e de sua idia de nenhum vestgio do comeo e nenhum prospecto do fim, aplicada ao ciclo das rochas e natureza cclica dos processos geolgicos. Contudo esse conceito de um ciclo repetitivo e no evolucionrio caiu por terra quando se embasou a revolucionria teoria da tectnica das placas litos-fricas, nos idos dos anos de 1960, j vislumbrada muito antes por Wegener em 1915.

2.1 O ciclo rochas gneas

Quando as rochas so aprofundadas para o interior da Terra, bem abaixo da superfcie, elas sofrem presses imensas e se aquecem de tal modo que derretem formando uma massa fluida denominada magma. Se essas condies deixarem de existir, o magma resfriar-se-, deixar a sua condio de fludo e se solidificar em uma nova rocha, que ser denominada de rocha gnea (do latim ignis = fogo). Se esse processo de resfriamento e solidificao ocorrer dentro da Terra, abaixo da superfcie, ela receber o nome de rocha gnea intrusiva ou plutnica e se resfriar muito lentamente e produzir uma textura granulada grosseira. Por outro lado, se o magma for resfriado na superfcie, como acontece quando ele expelido por atividade vul-cnica, ele receber o nome de lava e resfriar-se- bem mais rapidamente do que o faria no interior da Terra, devido exposio atmosfrica. A rocha gerada por esse processo receber a denominao de rocha gnea extrusiva ou vulcnica. Como estas rochas se resfriam muito rap-idamente no h possibilidade de arranjo de cristais (como acontece nas intrusivas) ento elas se formam com uma textura muito fina e apresentam um aspecto similar a um vidro natural.

Qualquer tipo de rocha, seja gnea, metamrfica ou sedimentar, pode sofrer o processo de fuso no interior da Terra, se transformar em magma e, posteriormente, em uma rocha gnea. (veja ciclo das rochas )

6. O uniformitarismo (Teoria atri-buda a Hutton) advoga que distin-

tos aspectos geolgicos podem ser

interpretados segundo processos

naturais anlogos aos que ocorrem

atualmente, ou seja, o presente a

chave do passado. Ele baseia-se em

trs princpios: o princpio das cau-

sas atuais, o princpio do gradualis-

mo e o princpio de que as leis natu-

rais so constantes no espao e no

tempo.

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2.2 O ciclo rochas metamrficas

Quando as rochas ficam expostas a altas temperaturas e/ou presses elas podem sofrer al-gumas mudanas fsicas e/ou qumicas e se transformarem em outro tipo de rocha. Quando essas mudanas ocorrem com a fuso (derretimento) das rochas, as novas rochas geradas sero gneas, mas se as rochas apenas se deformarem (processo fsico) ou alterarem sua constitu-io mineralgica ou qumica (processos qumicos), a nova rocha gerada ser denominada metamrfica.

O metamorfismo regional est relacionado aos efeitos sobre imensas massas rochosas dis-tribudas em uma rea muito ampla, tipicamente associado ao processo de criao das mon-tanhas. Estes eventos ocorrem dentro de uma regio que denominados cintures orogenti-cos. As grandes cadeias montanhosas (Himalaia, Andes, Alpes, etc.) so exemplos claros de regies de orognese e ali se encontram muitas rochas metamrficas.

Outro tipo de metamorfismo ocorre quando as rochas entram em contacto com as rochas gneas, ou com o magma, sofrendo um aquecimento muito grande, mas sem sofrer fuso, alte-rando a estrutura dessa rocha. (veja ciclo das rochas )

2.3 O ciclo rochas sedimentares

Quando as rochas ficam expostas ao ambiente externo do planeta elas se instabilizam e ficam sujeitas a dois processos: intemperismo e eroso. O intemperismo quebra a rocha em fragmentos menores ou partculas que sero depois transportados pela gua, ou pelo vento, para as regies mais baixas do relevo. Este material fragmentado, na presena de condies favorveis, depositado e sedimenta sendo posteriormente coberto por mais material, prove-niente da mesma rocha matriz, ou de outras, dependendo das alteraes do ambiente. Embora esses pequenos fragmentos ou partculas que deram origem a esse sedimento possam ser de rochas gneas, metamrficas ou sedimentares, a nova rocha formada pela acumulao desse material desgastado uma rocha sedimentar.

Os ambientes mais propcios para a formao de rochas sedimentares so lagos calmos, pois alm de favorecem a deposio dos materiais que drenam at eles, tambm contribuem com a presena dos agentes cimentantes, que daro as caractersticas de rigidez da rocha formada. (veja ciclo das rochas )

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2.4 As foras que impulsionam o ciclo das rochas

No final da dcada dos anos de 1960, Wilson publicou um artigo descrevendo a abertura e o fechamento alternado das bacias ocenicas, mais especificamente o caso da atual rea do Oceano Atlntico, ou seja, Wilson afirmava que havia um movimento milenar que abria, depois fechava, depois abria de novo, e assim por diante, formando e destruindo as bacias ocenicas . Este conceito, incorporado s idias de Hutton e de Wegener, alteraram as bases da tectnica e foi denominado ciclo de Wilson. Alm disso, aconteceram profundas implica-es para a interpretao do ciclo das rochas depois que se admitiu que a tectnica das placas litosfricas era a principal fora impulsionadora desse ciclo.

As dorsais divergentes

Apenas para facilitar o entendimento, digamos que o ciclo se inicie nos limites divergentes das placas ocenicas, onde o manto produz magma novo e num movimento de ressurgncia (do interior do manto para a superfcie) gera cmaras magmticas bem prximas superf-cie. Esta recm formada cmara magmtica a primeira fase da formao das novas rochas gneas e do ciclo das rochas. Deve ser notado que a parte menos densa desse magma tende a ser expulso para a superfcie em erupes. medida que a dorsal se abre e se expande essas novas rochas se afastam da regio mais alta da dorsal e depois, a circulao das guas ocenicas aquecidas, por entre as novas fendas abertas, dispara o processo de metamorfismo dessas novas rochas. Apenas para reforar, deve ser lembrado que esses processos ocorrem numa escala de tempo geolgica, da ordem de milhes de anos.

As zonas de subduco

medida que nova crosta ocenica vai incorporando o novo material que surge na regio das dorsais divergentes, o outro extremo dessa mesma crosta ir encontrar uma regio de afun-damento denominada zona de subduco. Esta zona uma regio onde se encontram duas placas litosfricas e a que for mais densa tende a se aprofundar e vai sendo empurrada para o interior da Terra e sendo absorvida.

A partir do momento em que a crosta passa a se aprofundar no interior da Terra, h um aumento significativo nas condies de presso e temperatura, o que causa profundas alter-

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aes nas rochas, tanto no aspecto estrutural como no aspecto mineralgico, gerando rochas metamrficas muito densas.

Na sequncia desse processo a placa crustal e os sedimentos inclusos vo se aprofundando mais e mais e a gua e outros materiais mais volteis so expulsos e comeam a subir pela borda da cunha da placa re-entrante, bem acima da zona de subduco , que est numa condio de presso mais baixa. Este material que est a presses menores, temperaturas elevadas e voltil tende a se fundir e formar magma que ascende e aflora na superfcie produzindo ilhas (em forma de arco, como no caso do Japo) ou vulcanismo margem do continente (como no caso dos Andes).

Os materiais vulcnicos que sofreram erupo recente esto sujeitos aos processos de eroso cuja velocidade depende das condies climticas reinantes, ou seja, a eroso seja mais efetiva nos locais de climas mais chuvosos. Esses sedimentos, resultantes da ao dos processos ero-sivos, so transportados para as regies de relevo mais baixo. medida que novos sedimentos vo se acumulando os mais antigos vo se aprofundando e sofrendo presses maiores e, junto com os elementos cimentantes, formam as rochas sedimentares.

Colises continentais

Na fase final do clssico ciclo de Wilson, duas regies continentais comeam a se deslocar para as zonas de convergncias impulsionadas pelos movimentos tectnicos gerados pelas zo-nas de divergncia das placas. medida que essas duas massas imensas de crostas continentais se encontram as foras tectnicas, na forma de imensas foras compressivas, deformam as rochas envolvidas no processo e as modificam. O resultado disso um metamorfismo no inte-rior da regio orogentica, ou de outra forma, regio onde acontecem os eventos de formao de montanhas. Enquanto as duas massas continentais vo se comprimindo h formao de uma regio montanhosa e acontecem os dobramentos e falhas. Todas as rochas presentes, quer sejam gneas, metamrficas ou sedimentares estaro sujeitas a esse novo evento metamrfico. (veja aqui um esquema simples desse encontro )

Processos erosivos acelerados

Assim que os macios montanhosos so produzidos pelas zonas de convergncia (ou zonas

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de coliso) j esto sujeitos ao dos processos erosivos que desgastam as montanhas e os processos de transporte empilham os sedimentos nas margens dos oceanos adjacentes, nor-malmente em mares rasos e na forma de depsitos continentais. medida que esta carga de sedimentos fica soterrada e mais profunda, comea o processo de litificao (transformar os sedimentos no coesos em um material coeso e rgido denominado rocha) criando as novas rochas sedimentares. Para a composio desses sedimentos so utilizadas todas as rochas prec-edentes (gneas, metamrficas e sedimentares)

Um processo sempre em evoluo

O ciclo das rochas das placas litosfricas (ou tectnicas) um processo dinmico, portanto em constante evoluo. A criao do magma, quer seja no ambiente da dorsal divergente, quer seja dentro da cunha logo acima da zona de subduco, favorece a erupo dos materiais mais leves e mais volteis da parte superior do manto terrestre. Este material mais leve tende a ficar na crosta e no volta de novo para o manto e vai se acumulando na crosta e, futuramente, dar origem s massas continentais, menos densas e com mais capacidade de flutuao, com uma tendncia de permanecerem sempre superficiais.

O papel da gua

A presena da gua em quantidades abundantes na Terra fundamental para o desenvolvi-mento do ciclo das rochas. Talvez o mais bvio sejam os processos de intemperismo e eroso que, invariavelmente, so impulsionados ou potencializados pela gua.

A gua, na forma de precipitao, soluo de solos (cida) e gua subterrnea, muito efe-tiva em dissolver minerais e rochas, especialmente as rochas que esto na superfcie, pois elas ficam sob condies instveis, principalmente as condies atmosfricas. A gua ajuda nas reaes qumicas que desgastam as rochas e tambm ajuda a transportar os materiais retirados das rochas (fragmentos). A gua corrente carrega com ela quantidades imensas de sedimentos que sero depositados nos cursos dgua e lagos (interior dos continentes) e nos oceanos. Esses sedimentos sero gradualmente soterrados por novos sedimentos e se tornaro rochas e assim sucessivamente.

Outra parte muito importante do ciclo das rochas o papel da gua e de outros compostos

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volteis na ao de fundir o material rochoso na cunha sobre a zona de subduco das placas litosfricas. Juntamente com a gua, a presena dos compostos de carbono, incluindo o CO2, ambos oriundo das rochas carbonatadas dos oceanos, tambm ajudam no processo de volatil-izao quando h subduco das placas litosfricas. Esse processo envolve o ciclo do carbono, que veremos no prximo tema.

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3. O ciclo do carbono

Para termos uma rpida percepo da importncia do carbono (C) para a vida, como a con-hecemos, basta lembrar que todos os corpos orgnicos apresentam esse elemento. Se h um tijolo da vida ele o carbono. Ele um dos elementos mais abundante no Universo conhe-cido, sendo apenas superado pelo hidrognio (H), hlio (He) e oxignio (O).

O carbono pode se apresentar, basicamente, em duas formas: orgnica, como constituinte fundamental dos corpos dos organismos vivos e mortos (no decompostos); inorgnica, como constituinte dos materiais que compem as rochas e os sedimentos

Na Terra, o carbono circula entre os principais sistemas: biosfera, atmosfera, etc. Este ciclo ocorre em duas escalas temporais distintas: o ciclo geolgico muito lento e o ciclo biolgico rpido.

3.1 Ciclo geolgico do carbono

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Desde que a Terra e o sistema solar se formaram, h aproximadamente 4,6 bilhes de anos, comeram a acontecer os ciclos geoqumicos do planeta, incluindo-se a o ciclo do Carbono. Segundo as teorias mais aceitas, os primeiros lotes de carbono chegaram Terra, ainda em formao em seu processo de acreso, por intermdio dos meteoros.

No ciclo biogeoqumico do carbono ocorrem fluxos entre a biosfera, litosfera, hidrosfera, criosfera e atmosfera que possibilitam a reciclagem e re-utilizao por todos os organismos da biosfera.

No atual nvel de conhecimento a respeito desse ciclo, sabe-se que existem cinco principais depsitos de carbono, que so interconectados: a atmosfera, com o gs carbnico; a biosfera, com as molculas orgnicas dos organismos vivos e mortos; os solos, com matria orgnica; a litosfera, com as rochas sedimentares e os combustveis fsseis; os oceanos, incluindo carbono dissolvido e carbono da biota marinha; o interior da Terra, pois os sistemas vulcnicos e geo-trmicos expelem carbono, proveniente do manto e da crosta, para a atmosfera e hidrosfera. A tabela 1 apresenta uma estimativa dos montantes de carbono de cada um desses grandes reservatrios .

Reservatrio Montante (bilhes de toneladas)

Sedimentos marinhos e rochas sedimentares 66 000 000 a 100 000 000Oceanos 38 000 a 40 000

Depsitos de combustveis fsseis 4 000Matria orgnica nos solos 1 500 a 1 600

Atmosfera 766Plantas terrestres 540 a 610

Tabela1. Estimativa dos maiores reservatrios de carbono da Terra (dados de 1999). (Adaptado de PIDWIRNY, 2009)

A litosfera o maior depsito de carbono da Terra e contm cerca de 99% do total. A maior parte desse carbono de origem inorgnica, ou mineral, e est armazenado nas rochas sedi-mentares ou tambm, em grande quantidade, nas rochas calcrias. O carbono orgnico est ar-mazenado na forma de combustveis fsseis (petrleo e carvo). Independente de sua origem, mineral ou orgnico, o carbono raramente se encontra em forma pura, mas sim composto com outros elementos. Por exemplo, nas rochas calcrias ele aparece sob a forma de carbonato de clcio (CaCO3); na atmosfera ele pode aparecer na forma de gs carbnico (CO2) ou metano

http://www.eoearth.org/article/Carbon_cycle?topic=49505

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(CH4). Todos tambm podem estar diludos na gua dos oceanos.

As trocas de carbono entre esses grandes reservatrios acontecem por via de processos fsi-cos, qumicos, geolgicos e biolgicos. Em termos gerais, os oceanos possuem o maior reser-vatrio de carbono prximo superfcie, mas a parte mais profunda dos oceanos no efetua trocas rpidas com a atmosfera, pois h ausncia de uma influncia externa.

O balano global de carbono a representao das trocas (perdas e ganhos) de carbono entre os grandes reservatrios, ou em algum ramo especfico do ciclo de carbono, como por exemplo, atmosfera-oceano. As anlises dos balanos de carbono so fundamentais para aval-iar se um determinado reservatrio funciona como fonte ou sumidouro.

A interao entre os vrios sistemas do planeta tais como a litosfera, a atmosfera e a hi-drosfera, colocam em ao vrios agentes dinmicos que geram alteraes, reaes e fluxos de energia e matria pelo planeta. Nesse processo dinmico est includo o carbono. E no apenas ele, mas tambm outros elementos tais como o nitrognio e oxignio.

O ciclo geolgico do carbono envolve a litosfera terrestre (mais especificamente a crosta), a atmosfera e a hidrosfera (com papel dominante dos oceanos). A dinmica desse ciclo se inicia quando o dixido de carbono (CO2) atmosfrico, diludo na gua da chuva, se combina com ela formando o cido carbnico (H2CO3). Ao entrar em contato com a crosta terrestre comea seu processo de reao qumica com o clcio e magnsio, abundantes, formando os carbonatos. Posteriormente, atravs dos processos de desgaste da superfcie terrestre, ou processos erosivos, impulsionados pelas chuvas, os carbonatos so transportados para os oceanos.

Nos oceanos estes carbonatos vo se acumulando nos leitos em forma de camadas (estrati-ficaes) ou podem ser incorporados ou assimilados por organismos marinhos (por exemplo, corais e conchas), que depois de determinado tempo tambm sero incorporados ao fundo do mar (quando morrerem). Esses sedimentos, que vo se acumulando ao longo dos milhes de anos, associados s imensas presses que so geradas pelo peso das camadas sobrejacentes, transformar-se-o me rochas sedimentares.

Depois que se formarem essas rochas sobre o leito marinho, elas podem voltar superfcie do planeta ou podem ser absorvidas pelo interior do mesmo, atravs dos processos tectnicos. Assim, se por ventura, a placa ocenica se elevar e formar uma nova regio emersa, essas rochas

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sedimentares voltaro ao ciclo de eroso e retornaro como novos sedimentos ao fundo dos oceanos. Por outro lado, se a placa tectnica sofrer subduco, as rochas sedimentares estaro sujeitas a presses enormes e temperaturas elevadssimas, em regies profundas da litosfera, que fundiro essas rochas, facilitando o processo de reaes qumicas com outros minerais e liberando o dixido do carbono (CO2) atravs de eventos de erupes vulcnicas. Desse modo, o CO2 que estava na atmosfera, aps centenas de milhes de anos, retorna.

O ciclo desse carbono, de dinmica geolgica extremamente ativa, pode variar de acordo com o tempo e depende da intensidade dos processos envolvidos. Em ltima instncia isso controla as concentraes de CO2 da atmosfera ao longo das centenas de milhares de anos. Apenas para exemplificar, os sedimentos geolgicos mais antigos, datados de pocas anteri-ores ao aparecimento da vida sobre a Terra, mostram concentraes de CO2 a partir das quais podem ser inferidas concentraes atmosfricas da ordem de uma centena de vezes superior aos nveis atuais (cerca de 380 ppmv de CO2, em 2010). Por outro lado, medidas feitas em ncleos de gelo, retrocedendo at 800 mil anos, mostram que durante o ltimo perodo glacial da Terra, as concentraes de CO2 atmosfrico eram aproximadamente metade da atual.

O carbono de origem orgnica anaerbica (matria orgnica decomposta na ausncia de oxignio), que deu origem aos combustveis fsseis, move-se entre os reservatrios numa es-cala de tempo geolgica. Entretanto, desde a revoluo industrial, com incremento acentuado da explorao dos combustveis fsseis (primeiro o carvo e depois o petrleo), ocorre um desajuste no balano de carbono da Terra, resultando em um acmulo progressivo de CO2 na atmosfera, da ordem de 30 por cento. H estimativas de que no futuro, por volta do ano 2100, esses valores possam ser quase o dobro dos valores atuais, se nada for feito para diminuir esse ritmo de emisses.

As maiores fontes de gs carbnico resultantes das atividades antrpicas se devem queima de combustveis fsseis e alterao da paisagem natural, onde so substitudas as grandes reas florestadas por espcies vegetais de menor poder de sintetizar o CO2. As pesquisas mais recentes demonstram que os ecossistemas naturais florestados armazenam de 20 a 100 vezes mais CO2 do que os sistemas agro-pastoris.

Embora o teor de dixido de carbono atmosfrico sofram oscilaes no desenrolar da histria geolgica da Terra, algumas medidas paleoclimticas sugerem que este contedo di-

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minuiu de forma constante. H teorias de que isso se deve a um aumento da luminosidade solar desde que a Terra foi criada. medida que o Sol se tornou mais luminoso, houve um aumento da eficincia fotossinttica da maior parte dos mecanismos biolgicos o que, gradu-almente, aumentou o seqestro do carbono atmosfrico na forma de combustveis fsseis e rochas sedimentares.

Em sntese, esse processo regulador foi quem manteve a constncia da temperatura global mdia durante os milnios. Acredita-se que este tipo de fenmeno seja uma evidncia muito forte a favor da hiptese de Gaia.

3.2 Ciclo biolgico do Carbono

As estimativas mais confiveis a respeito do ciclo biolgico do carbono afirmam que, na atmosfera, ele se renova a cada vinte anos.

Do ponto de vista do ciclo biolgico pode-se dizer que h trs grandes reservatrios de carbono na natureza: o terrestre, com cerca de 20 000 bilhes de toneladas; a atmosfera, com cerca de 750 bilhes de toneladas e os oceanos, com 40 000 bilhes de toneladas. O carbono se desloca entre esses reservatrios atravs dos processos biolgicos (rpidos) da fotossntese e da respirao.

A maior parte do dixido de carbono que alimenta os ecossistemas provm da atmosfera e incorporado pelos organismos autotrficos. Estes organismos que tm mecanismos para absorver o CO2 diretamente em suas clulas e, com a adio da gua e da radiao solar, atravs do processo da fotossntese, convertem quimicamente o CO2 em molculas de acares que podem ser quimicamente modificadas por esses organismos para a produo de outros comp-ostos mais complexos, tais como, aminocidos, protenas e celulose. Uma parte dessa matria orgnica transportada para os organismos heterotrficos atravs do consumo (por exemplo, quando um boi come a grama).

Tanto os animais como as plantas queimam esses compostos orgnicos (produo de en-ergia) atravs do processo da respirao e emitem CO2. Assim, a respirao, juntamente com a decomposio orgnica (respirao das bactrias e fungos), devolve atmosfera o carbono fixado nos reservatrios terrestres (biota, solo e litosfera). A cadeia alimentar contm vrios

http://www.fea.unicamp.br/docentes/ortega/ealatina/gaia-2.htm

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tipos de organismos que tem como atividade ecolgica bsica a decomposio da matria orgnica em seus componentes abiticos.

Em termos qumicos, apenas para se entender as trocas qumicas, as reaes que controlam esses processos so:

Fotossntese: 6CO2 + 6H2O + luz solar (energia) C6H12O6 + 6O2

Respirao: C6H12O6 (matria orgnica) + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia

Outro fator importante a ser considerado nas trocas de carbono entre o reservatrio atmos-frico e o reservatrio terrestre o clima. Nas pocas de grande aporte de radiao solar, tpicas de primavera e vero, h um decrscimo significativo do CO2 atmosfrico, pois h uma maior eficincia dos processos fotossintticos e os vegetais esto em pleno crescimento, incorporando matria orgnica e, por conseguinte, carbono. Nas pocas de menor intensidade de radiao solar ou nas pocas secas, tpicas de inverno ou desertos, h um decrscimo significativo do processo de fotossntese, o que implica em maior quantidade de carbono, na forma de CO2, retido na atmosfera.

Considerando a sazonalidade climtica do ano e a distribuio desigual da vegetao ter-restre, principalmente nas altas latitudes, h uma variao sazonal na concentrao de CO2 na atmosfera, ou seja, quando primavera e vero no hemisfrio norte h uma queda significativa nas concentraes de CO2. Esse fato foi constatado a partir das medidas de CO2 atmosfrico efetuadas por Charles David Keeling no Monte Mauna Loa, no Hava, a partir de 1958. Esta relao ficou conhecida como curva de Keeling e obrigatria em qualquer discusso sobre os assuntos relativos ao carbono atmosfrico.

Embora o carbono armazenado na atmosfera seja bem menos que nos demais sistemas, as concentraes de CO2 atmosfrico tm relao direta com as condies climticas do planeta, atravs do efeito estufa. Alm disso, os fluxos de carbono entre a atmosfera e os sistemas ter-restres e ocenicos so da ordem de 25% da quantia armazenada na atmosfera. Isto implica em grande sensibilidade em relao s alteraes ou mudanas de fluxos.

O dixido de carbono se mescla s guas dos oceanos por um processo fsico denominado difuso simples. Uma vez dissolvido na gua, o CO2 pode permanecer como est, ou pode

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ser convertido para carbonatos (CO3-2) ou bicarbonato (HCO3-), que pode ser biologicamente fixado com clcio (Ca), por alguns tipos de organismos marinhos, para produzir carbonato de clcio (CaCO3), que a substncia fundamental para produzir conchas ou outras partes do corpo, como o fazem as ostras, os corais, alguns protozorios e algumas espcies de algas. Com a morte desses organismos criam-se imensos depsitos de carbonato nos fundos dos oceanos. Aps longo perodo de tempo, esses depsitos sofrem alteraes fsicas e qumicas e so in-corporados nas rochas sedimentares. Aqui se nota a interao entre o ciclo biolgico e o ciclo geolgico do carbono.

As transferncias de carbono entre os oceanos e a atmosfera se do por intermdio de pro-cessos qumicos que geram um equilbrio dinmico entre as camadas superficiais dos oceanos e as concentraes no ar sobrejacente. As quantidades de CO2 que os oceanos podem absorver dependem da temperatura dos mesmos e das concentraes j presentes. A razo de absoro de CO2 pelos oceanos tanto maior quanto menor forem as suas temperaturas.

Se considerarmos a escala geolgica de tempo e isolarmos a interferncia antrpica, ver-emos que os fluxos de carbono entre os vrios reservatrios so quase equivalentes e variam muito lentamente. Por outro lado, os fluxos de carbono do ciclo orgnico (fotossntese e respi-rao) so muito rpidos, por causa da velocidade do ciclo entre a fotossntese e a respirao, embora os oceanos consumam grandes quantidades de CO2. Os zooplanctons consomem os fitoplanctons em questo de dias, e assim, apenas pequenas quantidades de carbono so acu-muladas no fundo do mar (na forma de CaCO3), quando morrem os zooplanctons. Se consid-erarmos um longo perodo de tempo, este efeito remove carbono da atmosfera em quantidades significativas.

Outra interao entre os processos biolgicos e geolgicos o caso tpico de quando a fotos-sntese mais intensa que a respirao e, de forma gradativa, a matria orgnica forma depsitos sedimentares, que sem a presena de oxignio (anaerbico), associado a grandes presses e ao longo dos milhes de anos, so transformados em combustveis fsseis (petrleo, carvo).

Outro elemento do ciclo rpido que adiciona CO2 atmosfera so os incndios, que con-somem a matria orgnica e provocam a morte de outras plantas que, no seu processo de de-composio, tambm liberam CO2 atmosfera.

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3.3 Influncias antrpicas sobre o ciclo rpido do Carbono

Em tese, o carbono armazenado nos depsitos fsseis pressupe uma reduo dos nveis de dixido de carbono atmosfrico e no fazem parte do ciclo rpido do carbono. Entretanto, as atividades antropognicas atuais, principalmente queima de combustveis fsseis e alterao do uso da terra (com a destruio de florestas), incorporam um carbono de origem geolgica em um ciclo rpido, com alteraes significativas no ciclo global, e afeta, de modo mais di-reto, a atmosfera, que no consegue assimilar esse excesso, pelo menos na escala de tempo das vidas humanas. A intensidade desse processo pode ser facilmente avaliada se considerarmos que nos ltimos duzentos anos os nveis de CO2 na atmosfera aumentaram em 30%. Alguns dados cientficos mostram, com certeza, que as concentraes atuais, da ordem de 380 ppmv, so superiores s concentraes dos ltimos 800 mil anos e, hipoteticamente, superiores s concentraes registradas h 20 milhes de anos.

A atmosfera retm apenas parte do CO2 emitido pelas atividades antrpicas. Nos anos da dcada de 90 as emisses anuais de origem antrpica eram da ordem de 6,3 bilhes de tone-ladas e nesse mesmo intervalo de tempo a concentrao atmosfrica aumentou em aproxi-madamente 3,2 bilhes de toneladas por ano. Parte disso devido ao aumento das taxas de difuso do CO2 pelos oceanos, que passaram a absorver aproximadamente 1,7 das 6,3 bilhes de toneladas emitidas por ano. O 1,5 bilho de toneladas restantes podem estar relacionadas aos processos na superfcie em terra, dividida em duas componentes: a alterao na utiliza-o dos solos, essencialmente a remoo das florestas, que reduz substancialmente a taxa de absoro de CO2 pelos solos; a outra componente, ainda sendo estudada, parece ter origens distintas, entre elas um possvel aumento da taxa de absoro de CO2 pelas plantas em resposta ao aumento da concentrao atmosfrica. Outro cenrio vivel a recomposio de parte das florestas do hemisfrio norte (especialmente a floresta boreal) que havia sido parcialmente dizimada no sculo passado. Entretanto, isso ainda est no campo da especulao, sendo pre-ciso pesquisas para melhor explicar esse fenmeno.

Independente da varivel que se analise dentro do ciclo global do carbono, todas devem ser ainda estudadas para melhorarmos a preciso dos modelos, que apontaram melhores estima-tivas da verdadeira magnitude da influncia antropognica neste ciclo.

Mesmo com todas as incertezas, temos possibilidade de extrair uma concluso importante e

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quantificada: todos os ndices atuais mostram que as atividades antropognicas afetam o ciclo global do carbono. A utilizao do carbono armazenado nos depsitos geolgicos do planeta (petrleo, carvo) ocorre a uma razo muito superior capacidade de absoro de carbono pelo ciclo do planeta e, assim, as atividades antrpicas implicam em aumento das concentraes de CO2 na atmosfera e podem influir no sistema climtico global. Em um grau ainda no possvel de ser avaliado, apenas estimado.

Segundo os estudos mais atuais do IPCC (Painel intergovernamental para as mudanas climticas), dependendo do nvel de aumento das concentraes de CO2 nos prximos cem anos a Terra poder ter elevao mdia de temperatura de 1,8 oC a 4oC.

A anlise do ciclo de carbono leva, indubitavelmente, a concluso de que as florestas tm potencial elevadssimo de captura de CO2 da atmosfera tanto na forma da parte area vegetal como na forma de matria orgnica no solo. Assim, a manuteno, ou at mesmo o aumento dos ecossistemas com biomassa significativa e solos estveis fundamental para os projetos de sumidouros/reservatrios de carbono a longo prazo.

As preocupaes com as conseqncias dos aumentos das concentraes de CO2 na atmos-fera (mudanas climticas, intensificao do efeito estufa e desertificao) foram traduzidas em um convnio de carter global, aprovado e assinado por diversos pases, desde o ano de 1992 durante uma conferncia das Naes Unidas para o meio ambiente, e que resultou no Protocolo de Quioto .

3.4 Importncia do ciclo do carbono para o ambiente

No h como no perceber a importncia deste ciclo, se for levado em considerao tudo o que foi dito at agora. O carbono, em suas mais variadas formas, participa de todas as etapas da vida no planeta Terra, desde a menor de todas as formas de vida (organismos unicelulares) at as imensas florestas. Mas, talvez o mais importante do ciclo do carbono, se pensarmos de maneira sustentvel, so os chamados servios ambientais associados ao ciclo do carbono (tabela 2).

Dentre os vrios servios ambientais do ecossistema terrestre, um dos mais importantes a cap-tura do CO2 pelos diferentes elementos componentes da biosfera, pois so eles o elo fundamental de transferncia de carbono entre os vrios sub-sistemas desse imenso ecossistema terrestre.

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Servio ambiental Referncias

Captura de carbono

A biosfera captura mais de 4 bilhes de toneladas de car-bono por ano divididas por: (a) oceanos: principal servio da captura de carbono e (b) florestas (biomassa): funcionam como sumidouro de carbono atravs da fotossntese.

Regulao do arRegulao da composio qumica da atmosfera atravs do

balano CO2/O2.

Regulao do climaO CO2 o principal elemento do efeito de estufa, que per-

mite a manuteno da temperatura mdia da superfcie ter-restre (15C).

Fornecimento de combustveis fsseis

O carbono contido na litosfera est armazenado em depsi-tos de combustveis fsseis. O processo de origem est inte-grado no ciclo geolgico do carbono.

Fornecimento de cimentoOriginrio dos sedimentos que foram formados no ciclo

geolgico pela deposio de organismos marinhos mortos no leito do mar.

TurismoO CO2 contribui para o crescimento dos vegetais (fotos-

sntese) e dos corais. reas com vegetao exuberante so ap-tas para o lazer e o turismo.

Produo de peixesAssociado ao desenvolvimento das zonas de corais, onde

prolifera a vida aqutica, contribudo para os estoques de pes-ca e para a biodiversidade.

Produo de madeira (efeito fertilizante)

Sendo um dos principais elementos da fotossntese o CO2 pode ter um efeito positivo no crescimento das plantas.

Produo de alimentosProduo de alimentos, diretamente consumidos pelos hu-

manos, ou indiretamente, atravs dos herbvoros.

Tabela 2. Servios ambientais mais importantes do ciclo de carbono.Fonte: Adaptado de Portal So Francisco

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-ciclos-biogeoquimicos/ciclo-do-carbono-6.php

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A elevao dos nveis de CO2 das emisses antropognicas absorvida pelos oceanos, pela atmosfera e pelos vegetais. Entretanto, nos dois ltimos sculos, devido a uma reduo do corpo vegetal do planeta, coube a atmosfera uma maior fatia dessas emisses, o que levou ao aumento dos ndices de CO2 (veja curva de Keeling ), anlogo elevao mdia da tem-peratura mundial, incrementada pela intensificao do efeito estufa, que levou s atuais alte-raes climticas. Entretanto, no s a atmosfera que sofre com esse aumento de CO2, pois os oceanos tambm absorvem mais CO2 e como conseqncia se acidificam, alterando as condies e a diversidade da biota marinha (peixes, corais, algas, fitoplancton, etc.). Restam ento as florestas (biomassa) para absorver o excedente atmosfrico atravs da fotossntese. Este talvez seja o maior servio ambiental prestado pelas florestas.

Em sntese, a grande preocupao do mundo hoje, demandada pelo protocolo de Quioto, a reduo dos nveis de CO2 atmosfrico, que pode ser feita por intermdio da reduo das emisses ou da captura do excedente.

Considerando a hiptese de um projeto global amplo que priorize a manuteno e plantio/recuperao de florestas possvel reduzir as atuais concentraes (acima de 370 ppmv) para valores prximos ou inferiores a 300 ppmv. Mas se considerarmos o nvel de crescimento das emisses, mesmo adotando essa estratgia de recuperao/manuteno das florestas nos prximos 50 anos, s seriam reduzidos, no mximo, 30 ppmv, conforme o relatrio de 2000 do IPCC. Assim, fundamental e necessrio complementar esse servio ambiental com um servio de capital humano, atravs de sistemas de captura e armazenamento de CO2, melhoria da eficincia dos equipamentos emissores e alterao gradual do sistema energtico baseado em carbono.

Com base no critrio de sustentabilidade, ela ser forte se a soluo adotada eliminar os efeitos do desequilbrio (no caso, emisses antropognicas de CO2). Se os esforos forem ape-nas no sentido de compensar os efeitos causados pela destruio do capital natural (destruio de vida vegetal) pela ao humana, ento a sustentabilidade ser fraca.

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4. O ciclo da gua

A caracterstica mais marcante de nosso planeta, se comparado aos demais do sistema solar, a gua, nos estados lquido e slido, que cobre trs quartos (75%) da superfcie terrestre. As evidncias geolgicas sugerem que a gua surgiu no nosso planeta por intermdio das erupes vulcnicas e ela vem fluindo pelo planeta em grande quantidade nos ltimos 3,6 bilhes de anos, ou seja, na maior parte de sua existncia.

Como substncia vital que diferencia a Terra dos demais planetas do sistema solar a gua o ingrediente fundamental para desenvolvimento e sustentao da vida.

O ciclo da gua, ou ciclo hidrolgico, envolve o movimento da gua sobre e abaixo da su-perfcie terrestre. Nesse movimento, a gua pode mudar de fase entre slida, lquida e gasosa, em qualquer local do ciclo hidrolgico. A gua a nica substncia que pode ser encontrada nas trs fases da matria nas condies naturais de presso e temperatura da Terra.

Embora o balano de gua da Terra permanea praticamente constante com o passar do

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tempo, as molculas de gua no ficam estticas, muito ao contrrio, so extremamente dinmi-cas e se alternam entre os sistemas terrestres em escalas de tempo que variam de segundos a milnios (tabela 3).

Reservatrios Tempo de residncia

Solos com gua congelada (permafrost) 10.000 anosguas permanentemente congeladas 9.700 anosOceanos 2.500 anosGeleiras nas montanhas 1.600 anosgua subterrnea 1.400 anosLagos 17 anosPntanos 5 anosUmidade dos solos 1 anoRios 16 diasVapor dgua atmosfrico 8 diasBiomassa algumas horas

Tabela 3. Tempo de residncia da gua nos diferentes reservatrios da Terra (Adaptado de SHIKLOMANOV, 1997)

Se considerarmos a escala de tempo geolgica, os corpos hdricos tm tendncia em perder hidrognio o que pode reduzir o efeito estufa, que por sua vez acelera o processo de perda de hidrognio e, por conseguinte, gua da atmosfera terrestre (pois gua = H2O).

As mais modernas estimativas apontam que o volume total de gua da Terra da ordem de 1,39 bilhes de quilmetros cbicos (1,39 x 109 km3) sendo que cerca de 96,5% dela se encon-tra nos oceanos do planeta. Dos restantes 3,5 %, cerca de 1,7% esto armazenados nas capas de gelo dos plos, nas geleiras e nas neves permanentes e os outros 1,8% armazenados como gua subterrnea, lagos, rios, cursos dgua e nos solos. Finalmente, menos de 0,001% existe como vapor dgua na atmosfera (veja uma distribuio mais detalhada na tabela 4). As propores volumtricas da gua da Terra mostram porque nos devemos preocupar com o ciclo da gua.

Embora gua cubra 75 % da superfcie terrestre, na realidade o seu volume total insig-nificante se comparado ao volume da Terra (1,1 trilhes de quilmetros cbicos ou 1,1 x 1012 km3): apenas 0,11%.

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Reservatrio Volume(1000 km3) Percentual do total de gua Percentual da gua doce

Oceanos, mares e baias

1.338.000 96,5 -----

Capas de gelo, geleiras e neve permanente

24.064 1,74 68,7

gua subterrnea 23.400 1,7-----

Doce (10.530) (0,76) 30,1

Salgada (12.870) (0,94) -----

Umidade do solo 16,5 0,001 0,05

Gelo no cho e permafrost1

(1)300 0,022 0,86

Lagos 176,4 0,013 -----

gua doce (91,0) (0,007) 0,26

gua salgada (85,4) (0,006) -----

Atmosfera 12,9 0,001 0,04

gua dos pntanos 11,47 0,0008 0,03

Rios 2,12 0,0002 0,006

gua biolgica 1,12 0,0001 0,003

Total 1.385.984 100,0 100,01 permafrost ( perma de permanente e frost de gelada) uma expresso da lngua inglesa que no tm traduo e

utilizada para designar os solos que contm gua congelada durante todo o ano.

Tabela 4. Estimativa da distribuio global da gua (Adaptada de U.S. Geological Survey)

As estimativas mais difceis so as da gua subterrnea e por isso h grande variao en-tre as fontes de dados. Aqui adotamos um valor mais elevado, pois as observaes, anlises e prospeces mais atuais parecem indicar que as estimativas anteriores eram baixas.

http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleportuguese.html#gwstorage

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Com base na tabela 4 acima a gua subterrnea responde por quase 30% da gua doce, ao passo que o gelo (inclusos as capas de gelo, o gelo do cho, as geleiras, o permafrost e a neve permanente) constitui cerca de 70% da gua doce. De qualquer modo essa estimativa no absoluta. Uma reviso nas fontes bibliogrficas ir mostrar diferentes valores para esta com-ponente do ciclo hidrolgico.

4.1 A jornada incessante da gua

O ciclo hidrolgico descreve as andanas da gua medida que as molculas de gua tra-am seus caminhos da superfcie da Terra para a atmosfera e vice-versa e os caminhos subter-rneos . Esse sistema gigantesco, cuja dinmica alimentada pela energia proveniente do Sol, uma troca contnua de umidade entre a hidrosfera, a atmosfera e a geosfera, com interaes da biota7 terrestre. No ciclo hi-drolgico, como um todo, as molculas de gua trafegam entre os oceanos, como vapor dgua na atmosfera, como gua e gelo sobre a terra e como gua subterrnea.

Os estudos mais atuais mostram que os mares, oceanos e outros corpos dgua (lagos, rios e cursos dgua) fornecem quase 90% da umidade atmosfrica. A gua lquida abandona esses corpos por intermdio do processo de evaporao quando absorve grande quantidade de en-ergia do Sol. Alm disso, uma poro minscula do vapor dgua chega atmosfera por meio de um processo chamado sublimao, quando a gua passa diretamente da forma slida (gelo) para a forma de gs (vapor dgua). Por exemplo, o afundamento gradual dos bancos de neve, mesmo com a temperatura abaixo do ponto de congelamento (0oC) resultado desse processo de sublimao. Os 10% restantes da umidade atmosfrica so fornecidos pelas plantas atravs da transpirao. As plantas absorvem a gua por intermdio de seus sistemas radiculares para o transporte de nutrientes para as demais partes da planta. As folhas, atravs de pequenos poros denominados estmatos (na parte de baixo das folhas), transpiram a gua para a atmosfera. O total de vapor dgua atmosfrico fornecido atravs dos processos de evaporao, sublimao, transpirao alm das erupes vulcnicas. Embora a evaporao dos oceanos seja o principal motor do ramo do ciclo hidrolgico superfcie-atmosfera, a transpirao tambm significa-tiva. Por exemplo, uma rea vegetada de milho de um hectare pode transpirar algo em torno de 20 a 30 mil litros de gua por dia.

7. Biota o conjunto de seres vi-vos de um ecossistema, o que inclui

a flora, a fauna, os fungos e outros

organismos vivos. A biota da Terra

abrange a biosfera.

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Assim que o vapor dgua entra na atmosfera inferior, as correntes de ar ascendente leva-o para os nveis mais altos da atmosfera e a ele se resfria e se condensa (isto , se transforma de gs para lquido) e forma gotculas de gua das nuvens, que eventualmente pode se desenvolver e formar precipitao (chuva, neve ou granizo), que o principal mecanismo para trazer a gua de volta para a superfcie terrestre.

Quando a precipitao cai sobre as superfcies de terra ela pode seguir vrias rotas nessa sua jornada. Parte dela evapora e retorna atmosfera e parte infiltra no solo, na forma de umidade do solo ou de gua subterrnea.

A gua subterrnea encontrada em duas camadas do solo: (a) a zona de aerao ou zona vadosa, os vazios (ou poros) do solo so preenchidos por gua e ar; (b) e mais abaixo a zona de saturao, onde os vazios esto todos cheios de gua somente. A fronteira entre estas duas zonas chamada de nvel fretico, que sobe ou desce em funo do aumento ou diminuio do volume da gua subterrnea.

O restante da gua escoa para os rios ou cursos dgua e praticamente toda essa gua escoa para os oceanos ou outros corpos dgua, onde o ciclo retomado. Em etapas diferentes do ciclo parte da gua interceptada pelos humanos e outras formas de vida. (veja animao )

Embora a quantidade de gua da atmosfera seja apenas 12.900 km3 (uma parcela minscula do suprimento total da Terra, que se chovesse sobre o planeta formaria uma lmina de apenas 25 mm de altura), cerca de 495 mil km3 so reciclados pela atmosfera a cada ano, quantidade suficiente para criar uma lmina de gua de 970 mm, se fosse espalhada por toda a superfcie da Terra.

Como a gua evapora, condensa e precipita e a evaporao global ocorre a uma taxa muito prxima da precipitao global, a atmosfera sempre mantm praticamente a mesma quan-tidade de vapor dgua. Entretanto, no dia a dia, sobre os continentes, a precipitao excede a evaporao e sobre os oceanos a evaporao excede a precipitao. No caso dos oceanos se a evaporao fosse sistematicamente maior que a precipitao deixaria os oceanos vazios, caso eles no fossem reabastecidos por fluxos adicionais. Mas os oceanos so reabastecidos pelos escoamentos provenientes das reas continentais e, nos ltimos 100 anos, eles esto sendo su-per abastecidos, o que tem levado a uma ligeira elevao do nvel mdio dos mares no planeta.

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O nvel dos mares sobe por causa do aquecimento dos oceanos, que causa uma expanso volumtrica das molculas de gua e assim aumenta o volume de todo o oceano e, tambm, porque entra mais gua do que aquela que sai por evaporao ou outros meios. Uma das prin-cipais causa de aumento desse influxo de gua nos oceanos o derretimento das guas conge-ladas em terra (capas de gelo e geleiras).

Por intermdio do ciclo hidrolgico uma molcula de gua pode seguir inmeros caminhos. Por exemplo, a gua evaporada no lago da represa de Itaipu poderia precipitar sobre a cidade de So Paulo. As guas que escoam do Rio Paran, e desguam no oceano Atlntico, pode-riam parar nas regies geladas da Islndia ou destinadas a serem placas de gelo, ou tambm, poderiam precipitar como neve e compor alguma geleira. As molculas de gua podem tomar tantas rotas, ou derivaes, e podem, nesse percurso, alterar sua fase, oscilando entre os estados slido, lquido e gasoso, medida que se desloca pelo planeta. Apenas a ttulo de ilustrao, aquela chuva que caiu h mais de cem anos na casa dos seus bisavs, pode estar hoje caindo em qualquer estrada da Bahia.

4.2 O ciclo hidrolgico e as mudanas climticas

Entre as maiores prioridades das cincias da Terra e das polticas ambientais, os assuntos que confrontam as sociedades so as mudanas potenciais no ciclo da gua na Terra em resposta s mudanas climticas. Nos dias atuais a maior parte da comunidade cientfica concorda, em termos gerais, que o clima da Terra passar por mudanas em resposta s variabilidades nat-urais, incluindo variabilidade solar e aumento das concentraes dos gases do efeito estufa e dos aerossis. Alm disso, h uma concordncia geral de que estas mudanas afetaro radical-mente as concentraes de vapor dgua e por conseguintes as nuvens e os padres de precipi-tao. Por exemplo, uma situao de um clima mais quente, leva diretamente a uma condio de aumento de evaporao, e isto pode acelerar ou intensificar o ciclo hidrolgico resultando em um aumento da quantidade de umidade circulando pela atmosfera. Ainda existem muitas incertezas, tendo em vista que os modelos climticos atuais mostram respostas variadas para uma mesma alterao, principalmente para a precipitao, posto que, em condies normais, ela um dos elementos climticos de maior variabilidade intrnseca.

O planeta Terra nico em termos de abundncia de gua. A gua necessria para sus-

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tentar a vida e fundamental para manter conectados os oceanos, as terras e a atmosfera em um sistema integrado. Precipitao, evaporao, congelamento, derretimento e condensao fazem parte do ciclo hidrolgico um processo que no tem comeo e nem fim e, tambm, no acaba, fazendo a gua circular das nuvens para as terras, depois para os oceanos e de volta para as nuvens. este ciclo de gua, que est intimamente ligado com as trocas de energia entre a atmosfera, o oceano e as terras que determina o clima da Terra e que causa a maioria da variabilidade climtica natural.

Os impactos das mudanas e das variabilidades climticas sobre a qualidade de vida hu-mana ocorrem principalmente por intermdio das mudanas do ciclo hidrolgico. Em sntese, a gua est no centro das causas e efeitos das mudanas climticas.

4.3 O ciclo hidrolgico e o papel dos oceanos

Os oceanos tm papel fundamental neste ciclo de gua vital. E no poderia ser diferente, pois eles representam cerca de 97% da gua do planeta. Alm disso, 78% da precipitao global ocorrem sobre os oceanos (que representam 75% da rea do planeta) e eles so responsveis por 86% da evaporao global. Some-se a isso o fato de que eles afetam a quantidade total de vapor dgua atmosfrico e, por conseguinte, a precipitao e, assim, a evaporao das guas dos oceanos fundamental para o movimento do calor no sistema climtico.

A maior quantidade de gua evaporada das superfcies dos oceanos provm dos mares sub-tropicais quentes e com cus claros. Este processo de evaporao ajuda a resfriar as superfcies dos oceanos e por causa da grande quantidade de calor absorvida o oceano amortece parcial-mente o efeito estufa aumentando o seu contedo de dixido de carbomo e outros gases. O vapor dgua levado pela atmosfera se condensa como nuvens e precipita, sendo a maior parte na zona de convergncia intertropical . No processo de condensao o vapor dgua libera o calor latente (calor que foi adquirido durante a evaporao) que o combustvel da circulao tropical. Esta liberao de calor latente fundamental no balano de energia da Terra e acopla os ciclos de energia de gua do planeta.

As maiores componentes fsicas do ciclo hidrolgico global incluem a evaporao dos oceanos e das superfcies de terra, o transporte de vapor dgua pela atmosfera, precipitao sobre as terras e oceanos, o transporte lquido de gua das reas de terra para os oceanos e o

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retorno de gua doce das reas de terra para os oceanos. As componentes adicionais do trans-porte de gua ocenica so poucas, incluindo a mistura de gua doce na camada limite superior dos oceanos, o transporte pelas correntes ocenicas e os processos associados ao gelo marinho.

Em terra a situao bem mais complexa por causa da heterogeneidade da paisagem. Inclui: a deposio da chuva e da neve sobre as terras; o escoamento superficial da gua; a infiltrao da gua no solo e as guas subterrneas; armazenamento de gua no solo, lagos, cursos dgua e aqferos; gelo polar e glacial; uso da gua pela vegetao e pelas atividades antropognicas (veja figura esquemtica ).

A evaporao controla a perda de gua doce e a precipitao governa a maior parcela do ganho de gua doce. Os institutos de pesquisa monitoram as relaes entre estes dois proces-sos fundamentais nos oceanos. As vazes dos rios e do gelo derretido tambm contribuem para o ganho de gua doce. A diferena entre a evaporao e a precipitao representa o fluxo lquido de gua para dentro ou para fora dos oceanos. Essa diferena tambm determina a salinidade superficial dos oceanos o que ajuda a determinar a estabilidade das guas ocenicas, porque tanto a salinidade como a temperatura das guas dos oceanos determinam a sua den-sidade que fator determinante da circulao ocenica.

A superfcie do oceano constantemente estimulada pelos ventos e por alteraes de densi-dade (tambm referida como alteraes de flutuao). As caractersticas fsicas do oceano so diferentes de acordo com a sua profundidade. medida que a profundidade aumenta h um decrscimo de temperatura porque o Sol aquece mais as guas superficiais. A gua quente menos densa (tem mais flutuao) que a gua fria de modo que ela permanece prximo su-perfcie. Entretanto a gua superficial est mais sujeita a ser evaporada e quando isso acontece o sal permanece na superfcie deixando uma gua mais salgada. Esta gua mais quente e mais salgada tem maior poder de flutuao e fica na superfcie.

Nas latitudes mais elevadas, a gua do mar tende a ser mais salgada, em primeiro lugar, por causa do transporte de gua mais salgada no sentido do Equador para os plos (veja ilustrao da circulao termo-halina ) e em segundo lugar devido formao do gelo marinho. Quando a gua congela entra em uma forma chamada cristalina o que restringe a presena do sal, que no se cristaliza, ou seja, permanece na gua lquida do mar, tornado-a mais salgada. Como perto dos plos a temperatura muito baixa a gua do mar mais fria e mais densa.

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A combinao entre os efeitos da temperatura e da salinidade afeta a densidade da gua e esta densidade so determinantes para gerar uma circulao ocenica global (denominada cir-culao termo-halina), ou tambm a esteira rolante global ou cinturo transportador global.

O cinturo transportador um processo de circulao ocenica em escala global que fecha o seu ciclo em uma escala de tempo da ordem de mais de um sculo. A gua do mar, mais fria e mais salgada, afunda no Atlntico Norte, viaja para o Sul contornando a frica, ressurge no ndico ou mais a frente j no Pacfico e retorna no sentido do Atlntico sobre a superfcie para afundar de novo no Atlntico Norte, recomeando o ciclo.

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5. Escalas de tempo natural e social e as paisagens associadas

5.1 Tempos rpidos e tempos lentos: tempo da natureza x tempo social

5.1.1 Tempo da natureza e tempo social

Nos tpicos anteriores, voc j teve um contato inicial com o tempo da natureza, ao ler sobre a evoluo da vida e a medida do tempo geolgico, e tambm com o ciclo da gua, que apresenta processos rpidos ou lentos. Voltando um pouco mais atrs, no incio da disciplina, foi observado que as escalas de tempo da natureza so muito distintas e que podem abranger tempos da ordem de segundos, ou menos, passando por sculos at milhes de anos, ou mais, chegando ao ponto de que muitos ciclos nunca sejam percebidos ou vistos, apenas saberemos que existem, porque esto muito alm de nossa escala de tempo.

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No h dvida ao serem tratados como elementos fundamentais para a compreenso da dinmica da paisagem, principalmente natural, mas, como ser visto no prximo tema, a paisa-gem composta tambm por objetos sociais. Assim, a dinmica da paisagem deve ser estudada sob o vis de ambas as temporalidades, humana e natural, que se diferem pelo seu ritmo e velocidade.

Mas, em qual momento da histria das transformaes da paisagem o tempo humano e o tempo da natureza passam a se diferenciarem entre si?

Quando o homem deixa de ser nmade e comea a ter residncia fixa, ele rompe com as leis da natureza e passa a imprimir ao meio natural seu ritmo de apropriao, iniciando uma nova era de transformaes na paisagem. Nesse momento histrico, o tempo humano e tempo da natureza passam a se diferenciar.

Uma das caractersticas dessa diferenciao colocada por Suertegaray e Nunes, citado por Nunes (SUERTEGARAY; NUNES, 2001 apud NUNES; et al., 2006), na qual o ritmo das temporalidades da natureza est vinculado ao tempo longo, ao tempo que escoa, enquanto a dinmica da sociedade se conecta aos ritmos dos processos histricos, cujas relaes esto vin-culadas noo de tempo histrico.

De acordo com as fases de desenvolvimento humano, ora temos o predomnio do tempo social, ora o tempo natural, ou ento certo equilbrio entre ambos. Santos (2002) explica que houveram momentos histricos nos quais ocorreu um equilbrio entre os tempos da natureza e da sociedade, por exemplo, quando o territrio, mais como algo natural, se impunha sobre a sociedade, em virtude do baixo desenvolvimento tcnico. Santos explica assim:

Com a queda do imprio romano e, ento, incio da idade mdia, as cidades perdem

importncia para o campo. Nesse perodo, marcado pela prevalncia do modo feudal

de produo, as cidades do interior da Europa perdem populao, ao passo que ape-

nas as cidades litorneas, por causa da ligao com outras reas pelo mar, conseguem

se manter. O que importante nessa contextualizao histrica, realizada de forma

sucinta, que a cidade, alm de surgir por causa da diviso social do trabalho, o

palco da dominao poltica e religiosa. (...) O descompasso entre os tempos da

natureza e da sociedade decorre, na verdade, do maior desenvolvimento tcnico e da

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separao, cada vez mais evidente, entre a sociedade e a natureza. Isso vai ocorrer,

inegavelmente, a partir do momento em que a cidade deixa de ser o espao de domi-

nao poltica e religiosa apenas e passa a ser o espao da dominao econmica

(SANTOS, 2006, p. 183).

Bergamaschi (2000), apia-se em Thompson, que faz um histrico das relaes estabeleci-das com o tempo, o uso do relgio e o disciplinamento temporal imposto pelo capitalismo in-dustrial, mencionando vrios exemplos do que ele chama povos primitivos, em que o tempo est relacionado com o ciclo de trabalho e tarefas domsticas, se desenrolando em torno da sucesso de tarefas pastoris.

A autora tambm coloca mais exemplos que permitem analisar as diferentes compreenses e vivncias de tempo dentro do contexto de um mesmo grupo social, e enfatiza que a idia de tempo relacionado natureza ou nela referenciado ainda pe

Cursos de Especialização para o quadro do Magistério da ... · A atmosfera (do grego: atmos =...

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