Ciclo Global do Carbono

• Introdução

– 40 a 50% da matéria orgânica viva

– acoplamento com ciclos do N, P, S, O

– humanidade interfere ativamente em seu ciclo

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Reservatórios • Biosfera terrestre = 560 x 1015g• Atmosfera = 760 x 1015g• Solos = 1.500 x 1015g• Oceano = 40.000 x 1015g• Litosfera = 75.000.000 x 1015g

• Total = 7.5 x 1022g

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FIRE

http://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.php?d1=MOD14A1_M_FIRE

Ciclo do carbono

• Ciclagem longa – ciclagem geológico – milhões de anos (intemperismo – vulcanismo)

• Ciclagem curta – ciclagem biológica – semanas a milhões de anos (fotossíntese respiração)

O ciclo geológico do carbono

CaSiO3 + 2CO2 + H2O ------- Ca+2 + 2HCO3 + SiO2 (1)

Ca+2 + 2HCO3 ----------- CaCO3 + CO2 + H2O (2)

CaCO3 + SiO2 --------- CaSiO3 + CO2 (3)

Ca + HCOCa + HCO33

CaCOCaCO3 3 COCO22

CO2

CaCOCaCO33 + SiO + SiO2 2 COCO2 2 0.02 – 0.05 x 1015g

0.15 x 1015g/ano

Carbono Inorgânico Dissolvido – DIC

DIC = H2CO3 + HCO3- + CO3

-2

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO3

-2

Fluxo Ar-Oceano: 90 x 1015g

Fluxo Oceano-Ar: 88 x 1015g

Ciclagem rápida do carbono

• Processos

– atmosfera-oceano– fotosíntese– respiração

Trocas atmosfera - oceano

• Ciclo rápido: 6 anos na superfície. Em águas profundas 275 anos no Atlântico e 510 no Pacífico.

• Fluxo de gases na interface água-ar

F = k(CO2atm – CO2oceano)

• Superfície pequena em relação ao volume. Absorção relativamente lenta.

Fotossíntese - respiração

• CO2 + H2O ↔ CH2O + O2

→ Fotossíntese (120 x 1015g)

← Respiração (60 x 1015g + 60 x 1015g)

• Produtividade primária global: F – Rfoto

• Produtividade primária líquida: F – Rfoto – Rhetero

F > R → acúmulo de matéria orgânica

NPP – Terrestre e Clorofila

http://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.php?d1=MOD17A2_M_PSN&d2=MY1DMM_CHLORA

http://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.php?d1=MOD17A2_M_PSN&d2=MOD13A2_M_NDVI

Figure 1. Spatial Distribution of Net Primary Productivity (NPP) (in grams of carbon)

Figure 2. Human Appropriation of Net Primary Productivity (HANPP) (in grams of carbon)

Ciclo rápido x ciclo longo

• Fotossíntese nos oceanos – formas de vida que sintetizam CaCO3 (conchinhas)

• Fotossíntese aumenta o CO2 no ar do solo, aumentando intemperismo (forma H2CO3 que é um ácido fraco responsável pelo processo de intemperismo)

CaSiO3 + 2CO2 + H2O ------- Ca+2 + 2HCO3 + SiO2 (1)