Poucos elementos, se houver, são tão versáteis quanto o carbono. O átomo de carbono possui quatro elétrons de valência, o que o torna capaz de formar mais compostos do que qualquer outro elemento, o que o torna indispensável ao desenvolvimento dos organismos vivos. Este elemento versátil e abundante circula regularmente pela atmosfera, hidrosfera, geosfera e biosfera terrestre, que consistem essencialmente em uma lista de reservatórios de carbono.
A atmosfera é particularmente importante no ciclo do carbono porque é um reservatório de dióxido de carbono. O dióxido de carbono é um gás e as plantas fotossintetizantes da biosfera, que constituem outro reservatório importante no ciclo do carbono, dependem dele para a respiração. No entanto, a hidrosfera, que inclui todos os oceanos do mundo, sem dúvida tem um impacto mais significativo, devido ao fato de que os oceanos cobrem 70 por cento da área da superfície do planeta. A geosfera, por sua vez, bloqueia o carbono em estruturas sólidas que duram milênios e o libera por meio da atividade vulcânica.
Definição de Ciclo de Carbono
Tentar determinar onde o ciclo do carbono começa é um pouco como tentar determinar o que veio primeiro, a galinha ou o ovo, mas vamos começar com a geosfera. O carbono que ficou preso por anos nas rochas sedimentares é liberado na atmosfera pelos vulcões como dióxido de carbono. Parte dela é usada pelas plantas para a respiração e outra parte se dissolve nos oceanos. Alguns também retornam à Terra como sedimentos formados ao longo de eras pela erosão e outros processos naturais.
Seres vivos que excretam dióxido de carbono como parte de seu processo respiratório ajudam a manter a concentração de dióxido de carbono na atmosfera. Além disso, a maior parte - mas não todo - do dióxido de carbono que se dissolve na água do mar é reabsorvido na atmosfera. Dessa forma, o carbono circula incessantemente pelos ecossistemas da Terra.
A atmosfera como um reservatório no ciclo do carbono
O dióxido de carbono representa apenas cerca de 0,04% dos gases na atmosfera. Nos últimos 800.000 anos, a concentração de dióxido de carbono permaneceu abaixo de 300 partes por milhão. No entanto, começou a aumentar durante a Revolução Industrial e, nos últimos 50 anos, aumentou em média 0,6 ppm por ano. Em 2018, os cientistas do Observatório Mauna Loa no Havaí relataram que a concentração era de 410,79 ppm (consulte Recursos). Os cientistas atribuem o aumento à atividade humana.
A rápida ascensão perturba o ciclo do carbono. Parte do dióxido de carbono em excesso é absorvido pelos oceanos ou usado para a respiração, mas a maior parte dele permanece na atmosfera, onde se combina com outros gases residuais para criar um efeito de aquecimento no planeta. É um gás de efeito estufa, e o rápido aumento de sua concentração atmosférica preocupa os cientistas.
Os oceanos são outro reservatório importante de dióxido de carbono
Os oceanos absorvem cerca de 25% do dióxido de carbono atmosférico. As criaturas marinhas são capazes de convertê-lo em conchas para seus corpos, que eventualmente caem no fundo do oceano como sedimento. Além disso, as algas e outras plantas marinhas fotossintetizantes usam dióxido de carbono diretamente para a respiração.
Quando o dióxido de carbono se dissolve na água do mar, ele produz ácido carbônico. As quantidades crescentes de dióxido de carbono atmosférico produzem, portanto, um aumento correspondente na acidificação dos oceanos. Isso tem um efeito prejudicial sobre as criaturas marinhas, pois torna suas conchas mais fracas e quebradiças. Pior ainda, em algum ponto, os oceanos se tornarão ácidos demais para absorver mais dióxido de carbono da atmosfera. Isso poderia levar ao aumento acelerado do dióxido de carbono atmosférico e causar um aumento meteórico na temperatura da superfície da Terra.