O que é o ciclo do carbono e quais são suas etapas

O ciclo do carbono é um processo no qual o carbono é retirado do ambiente para ser utilizado pelos seres vivos que, em seguida, o devolvem para a atmosfera.

Um dos elementos químicos mais abundantes nos seres vivos é o carbono. Todas as moléculas orgânicas possuem pelo menos um átomo de carbono em sua constituição. Portanto, ele é continuamente absorvido e liberado pelos seres vivos num processo chamado “ciclo do carbono”. Antes de nos aprofundarmos no estudo desse processo, veja onde ele pode ser encontrado.

Onde o carbono é encontrado

Primeiramente devemos apontar que o carbono é o 4º elemento químico mais abundante no universo, fica atrás somente do hidrogênio, hélio e oxigênio. Na atmosfera, encontramos carbono principalmente na forma de dióxido de carbono (CO2) e de monóxido de carbono (CO).

Já na hidrosfera, encontramos grande quantidade de carbono na forma de carbonato de cálcio, proveniente principalmente de depósitos de partes de seres vivos, como conchas.

Além disso, o carbono também está presente na litosfera, principalmente na forma de combustíveis fósseis (como o petróleo, o carvão e o gás mineral), assim como na forma inorgânica presente nas rochas calcárias.

Por fim, encontramos carbono também na biosfera, os seja, nos corpos dos seres vivos.

O Ciclo do Carbono

Os átomos de carbono se unem em cadeias que são base para praticamente todas as moléculas orgânicas. Mas, como os seres vivos incorporam este componente inorgânico em suas moléculas?

Fotossíntese e cadeia alimentar

O ciclo do carbono inicia-se quando os átomos desse elemento são fixados pelos seres autótrofos por meio da fotossíntese. Nesse processo, a planta absorve gás carbônico através de seus estômatos.

Nos cloroplastos presentes nas células dos parênquimas clorofilianos (tecidos cujas células possuem grande quantidade de cloroplastos), o carbono presente nas moléculas de gás carbônico (CO2) é usado, juntamente com a energia luminosa obtida do Sol, para a produção de moléculas orgânicas.

Essas moléculas orgânicas serão utilizadas pelo vegetal e também ficarão disponíveis para os animais, através da cadeia alimentar. Assim, ao se alimentarem dos produtores, os consumidores adquirem os átomos de carbono e os recombinam formando novas moléculas.

Ainda tá difícil ententer esse processo? Resumindo, em outras palavras, o CO2 está presente no ambiente, mas nem todos os seres conseguem quebrar essa molécula para utilizar o carbono de forma separada. É isso que as plantas terrestres e as algas fazem: retiram o CO2 da atmosfera e incorporam o carbono dentro delas por meio da fotossíntese.

Nas plantas, o gás carbônico é utilizado para a produção de carboidratos, como a glicose, por exemplo. Lembre-se que a fórmula da glicose é C6H12O6. Portanto, o carbono presente na fórmula é obtido pelas plantas justamente pela fotossíntese.

Os animais que se alimentarem dessas plantas irão absorver o carbono que está nos carboidratos. Então, esse processo continuará ao longo da cadeia alimentar, com um animal absorvendo o carbono do outro. Observe a imagem abaixo e veja que os processos descritos até aqui estão representatos pelas setas azuis e vermelhas.

Ciclo do carbono
Fonte: https://bit.ly/3bOTuoU

Liberação de carbono

Através da respiração celular e da fermentação, os seres vivos quebram as moléculas orgânicas para obterem energia. Um dos principais produtos desses processos é o dióxido de carbono que será eliminado para o ambiente. Assim, como ele foi liberado e está novamente na atmosfera, poderá ser absorvido novamente pelas plantas.

Do mesmo modo, o carbono presente na matéria orgânica também retorna ao ambiente por meio da decomposição. Durante a decomposição, microrganismos como fungos e bactérias, retornam o carbono para a atmosfera também na forma de CO2.  Além disso, as atividades humanas têm devolvido à atmosfera parte do carbono armazenado na litosfera.

A queima de combustíveis fósseis e as queimadas liberam grande quantidade de carbono para a atmosfera. Contudo, essa liberação de carbono resultante da queima de combustíveis fósseis tem sido muito maior que as taxas de fixação que ocorrem no ciclo biogeoquímico dessa substância.

Uma das consequências disso é o acúmulo de carbono na atmosfera, o que pode gerar uma potencialização do efeito estufa. Dessa forma, a queima de combustíveis fósseis e as queimadas são fatores que contribuem para o aquecimento global e as mudanças climáticas.

Por fim, veja na imagem os processos de devolução de carbono para a atmosfera representados pelas setas verdes.

Ciclo do carbono
Fonte: https://bit.ly/3bOTuoU

Agora que você já sabe tudo sobre o ciclo biogeoquímico do carbono, que tal ver uma super videoaula para dar aquela fixada neste conteúdo? Então veja esta interessante videoaula do canal “Me salva”, do Youtube:

Exercícios sobre o ciclo do carbono

01 – (UEM PR/2013)

Sobre o processo de retirada e de devolução de elementos químicos na natureza, conhecido como ciclos biogeoquímicos, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

01. O carbono incorporado aos seres vivos retorna para a atmosfera sob forma de gás carbônico através da decomposição, da combustão e da respiração.
02. Moléculas de dióxido de carbono e de água são incorporadas pelos autótrofos, pelo processo de respiração celular.
04. Os organismos decompositores são capazes de converter sais minerais em aminoácidos.
08. O fósforo procedente da dissolução das rochas é absorvido pelos vegetais e incorporado às moléculas orgânicas, como os ácidos nucleicos.
16. As leguminosas são importantes para a fertilização dos solos, uma vez que apresentam associações com bactérias do gênero Rhizobium, capazes de fixar nitrogênio.

Gab: 25

02 – (UEM PR/2012)

Sobre os ciclos do carbono, do oxigênio e da água, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

01. No ciclo do carbono, a forma inorgânica é transformada na forma orgânica pela fotossíntese.
02. No ciclo da água, além da passagem vapor-líquido e vice-versa, em função de fatores físicos, ocorre também a interferência dos seres vivos, pois, durante a fotossíntese, ocorre o consumo e, durante a respiração, ocorre a liberação de água.
04. O carbono é um elemento essencial na composição dos seres vivos e retorna à atmosfera sob forma de gás carbônico, através da combustão, da transpiração e da oxidação.
08. O gás ozônio pode ser formado em baixas altitudes e é resultado do aumento de certos gases poluentes, como óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e peróxidos de hidrogênio.
16. Os seres autótrofos utilizam oxigênio livre para construir suas biomoléculas através da fotossíntese.

Gab: 11

03 – (UCS RS/2012)

Os átomos dos elementos químicos são assimilados e transferidos continuamente entre os organismos e o ambiente, e a ciclagem desses elementos é denominada Ciclo Biogeoquímico. Considere o Ciclo Biogeoquímico do Carbono representado na figura abaixo.

Ciclo do carbono

Analise as afirmações a seguir, de acordo com a figura acima apresentada.

I. O processo I corresponde à assimilação pela fotossíntese.
II. O processo II corresponde à respiração.
III.    O processo III corresponde à assimilação pela decomposição.

Das afirmações acima,

a) apenas I está correta.
b) apenas II está correta.
c) apenas I e II estão corretas.
d) apenas II e III estão corretas.
e) I, II e III estão corretas.

Gab: C

04 – (UPE/2011)

A vida na Terra está baseada fundamentalmente no elemento carbono, que compõe a estrutura básica de todas as moléculas orgânicas. Em relação à química desse elemento, a seu ciclo e à dinâmica planetária, analise as proposições e conclua.

( ) É a versatilidade do carbono, cujos átomos podem se ligar entre si e com átomos de outros elementos químicos, que torna possível a existência da grande diversidade de moléculas orgânicas.

( ) O ciclo do carbono consiste na fixação desse elemento pelos heterótrofos, por meio da fotossíntese ou da respiração, processos que incorporam o carbono proveniente das moléculas de gás carbônico (CO2) do meio a moléculas orgânicas, que ficam disponíveis para os produtores e, através da cadeia alimentar, para os consumidores e decompositores, que restituem o CO2 para o meio através da quimiossíntese ou da fermentação.

( ) O carbono acumulado nos combustíveis fósseis não provém do período Quaternário – época Recente, tendo sido retirado dos ecossistemas há muito tempo. Com a queima desses combustíveis, como o carvão mineral, o petróleo e o gás natural, ocorreu liberação desse elemento, o que tem contribuído para diminuir a quantidade de gás carbônico na atmosfera.

( ) A tectônica de placas desempenha um papel decisivo para a vida na Terra, participando ativamente do ciclo do carbono. Parte do CO2 atmosférico dissolve-se nos lagos e oceanos, formando, juntamente com o cálcio, o composto carbonato de cálcio (CaCO3), que se deposita no fundo submerso. Nas zonas de colisão, esse composto se decompõe, liberando o CO2, que retorna à atmosfera e evita o aquecimento da Terra.

( ) Se não ocorresse a reciclagem de gás carbônico, ocorreria redução na taxa de fotossíntese, ocasionando uma diminuição na oferta de alimento para os seres heterotróficos.

Gab: VFFFV
Juliana Biologia Enem
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos.