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Ciclos Biogeoquímicos

SO42-

� Apenas 1,5% do C está na biosfera – porém, é o C móvel, ao contrário da litosfera, oceanos e fósseis

� Componente de aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos (DNA),

lipídios, carboidratos

Ciclo do Carbono

� Processos de sequestro e emissão – fluxos de ganho e perda

1 Pg = 1,000,000,000,000,000 g

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Fixação/liberação de C� CO2 fixado via fotossíntese (autotroficamente em compostos

biológicos) com liberação de O2

� Calcula-se que cada molécula de CO2 da atmosfera é fixada via fotossíntese a cada 300 anos

� Os oceanos e a fotossíntese terrestre absorvem cerca de 200 bilhões de toneladas de CO2 da atmosfera a cada ano (93% nos oceanos) – principalmente algas e cianobactérias

� Cerca de 40 quatrilhões de toneladas de CO2 estão dissolvidos nos oceanos e formam grandes depósitos de CaCO3 e MgCO3

� 100 mil toneladas/ano de C são fixadas em fósseis fazendo parte do estimado volume de 4 quatrilhões de toneladas de carvão, óleo, gás natural

� Fotossintéticos e quimiolitotróficos fazem produção 1ª: conversão de C inorgânico a C orgânico (fungos e bactérias que decompõem MO, plantas, cianobactérias)

� Respiração/decomposição/combustão retorna C a atmosfera

� Fixação > que consumo (respiração) = acúmulo de C orgânico

� Fixação < que consumo (respiração) = declínio das populações (a menos que adições ocorram), liberação de C

� Aquecimento global:

� CO2 aumentou em 30% desde a revolução industrial

� A maioria desse aumento é devido a queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra (desmatamento, queimadas, etc.)

Solos

Ciclo do C e a célula bacteriana

Espécies

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Emissões > Sequestros

� Microrganismos podem ter várias respostas positivas e negativas à mudança climática global

� Aumentos das temperaturas fazem com que os microrganismos decomponham os resíduos orgânicos mais rapidamente (> emissão de CO2 que incorporação via plantas fotossintéticas)

� O aumento da agropecuária tem aumentado a produção de CH4

produzido pelos microrganismos (archaea, protozoários, leveduras, etc.) que vivem no estômago de ruminantes como ovelhas, gado, búfalos, camelos, etc.

� CH4 absorve 20% a mais de calor que CO2

� Produção de vacina para reduzir a emissão de CH4

Microrganismos e o aquecimento � Outras fontes de metano:

� Terras encharcadas

� Arroz inundado

� Cupins

� Tratamento de esgoto

� Lixões

� Microambientes anaeróbios do solo

� Consumo de metano:

� Metanotróficos (Methylomonas, Methylococcus,

Methylosinus)

� Zona aeróbia das raízes (arroz) e do solo

� Superfície foliar

� Aumentos das temperaturas aumentam as áreas biogeográficas de microrganismos infecciosos: malária, dengue, febre amarela, viroses, etc.

� Aumentos nas populações microbianas oceânicas:

� Vírus: o total de C em vírus nos oceanos equivale ao C de 75 milhões de baleias azuis

� Áreas de tundra e do ártico estão com T mais elevadas, aumentando a produção de CH4 (Archaeas metanogênicas), muito mais nocivo que CO2 como gás de efeito estufa

� Mudanças causando alterações nas concentrações de populações oceânicas de microrganismos

� Fertilizar os oceanos com Fe para aumentar as populações de algas (fitoplâncton) e outros microrganismos como Prochlorococcus e Synechococcus que absorvem quantidades enormes de CO2

� Prochlorococcus e Synechococcus (cianobactérias) absorvem cerca de 700 bilhões de toneladas de CO2 por ano, o que é 2/3 de todo o CO2 fixado anualmente nos oceanos

� Utilização de celulose (hemicelulose) para produzir etanol

� Sulfolobus solfatarius - archaea

� Trichonympha sp. - protozoário

� Trichoderma reesei - fungo

Microrganismos e as soluções

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� Cultivo mínimo e plantio direto – manutenção de até 40% mais C na palhada.

� Problema – Adubação com N libera C (produção do fertilizante)

� Solução – fixação biológica