Ciclo do Carbono

O Carbono é o elemento químico vital para a existência da vida na terra, sendo esse o quarto elemento mais abundante, depois do Hidrogênio, do Hélio e do Oxigênio. Além disso, está presente em diversas atividades ecológicas da Terra numa escala de milhões de anos. A maioria dos compostos químicos existentes na atmosfera apresenta carbono em sua composição. Por isso, o carbono está presente na água, na terra, nos seres vivos e no ar desde o início da formação do planeta (INDRIUNAS, 2007).

Dessa forma, a quantidade de dióxido de carbono encontrada na atmosfera é controlada pelos ciclos naturais e os biogeoquímicos. Assim, o ciclo biogeoquímico é responsável pela redistribuição do carbono entre o oceano, a terra, os seres vivos e a atmosfera (Banco Mundial, 2010).

De acordo com a literatura disponível existem duas formas de se encontrar o carbono: na forma orgânica (organismos vivos ou mortos) e na forma inorgânica (encontrado nas rochas e sedimentos). Presente no ambiente, ele se combina com o oxigênio e se transforma em moléculas de gás carbônico. Por sua vez, pode ser encontrado na atmosfera, dissolvido na água de rios e mares, na terra e no seu interior.

No planeta, o carbono apresenta um ciclo de circulação, de forma equilibrada, numa interação entre o carbono que é absorvido e o que é lançado no ambiente, denominado de ciclo biogeoquímico.

O ciclo biogeoquímico pode ser dividido em: ciclo geológico e ciclo biológico. O ciclo geológico acontece numa escala de milhões de anos e ocorrem entre a crosta terrestre, os oceanos e a atmosfera. O carbono inorgânico é originado da combinação entre o dióxido de carbono presente na atmosfera que combinado com a água forma os carbonatos presentes na crosta terrestre. Através do processo de erosão esses carbonatos são arrastados para o fundo de leitos de rios e mares e absorvidos por animais marinhos. Ao morrerem, esses animais marinhos ricos em carbonatos, são absorvidos formando sedimentos de rochas calcárias.

O ciclo se completa quando tais sedimentos são absorvidos pelo manto da terra e reagindo a altas temperaturas, derretem e combinam-se com outros minerais liberando CO2. O

dióxido de carbono é liberado novamente na atmosfera através das atividades vulcânicas, completando-se o ciclo do carbono.

Ao longo de milhões de anos, o balanço energético do carbono originado no ciclo geológico manteve-se em equilíbrio, entretanto, é preciso considerar, o ciclo biológico do carbono. O ciclo biológico é originado a partir da fotossíntese e do processo de respiração dos seres vivos, de modo que o ciclo biológico é bastante curto se comparado com o processo geológico, ou seja, cerca de 20 anos.

Assim, através do processo de fotossíntese, as plantas absorvem energia solar e o CO2

da atmosfera produzindo oxigênio e hidratos de carbono, responsáveis pelo crescimento das plantas. No processo de respiração das plantas, o oxigênio e o hidrato de carbono são absorvidos e na sequência o gás carbônico é liberado. De igual, forma esse processo também ocorre no processo de respiração de bactérias e fungos, responsáveis pela decomposição de seres vivos após sua morte. Dessa maneira, o carbono originado no processo biológico passa a fazer parte do ciclo do carbono, contribuindo para o ciclo energético desse sistema (CARVALHO et al, 2002).

Segundo Indriunas (2007), para entender o ciclo do carbono, é importante observar como ele é absorvido e expelido. De acordo com a figura 4, uma das principais fontes de absorção de carbono são as plantas, através do processo de fotossíntese, por isso, existe uma importância significativa que é dada ao reflorestamento com o objetivo de neutralizar o

carbono. Dessa forma, uma parte do carbono absorvido volta para a atmosfera, mas uma quantidade significativa é usada pela planta durante seu ciclo de vida.

Figura 4 – Ciclo do carbono

Os oceanos também absorvem esse elemento químico, se comportando como uma esponja gigantesca no processo de absorção. Enquanto apenas as plantas e os oceanos absorvem o carbono, vários outros fatores contribuem para a sua emissão. É o caso das fábricas, dos automóveis, das árvores queimadas, dos incêndios e seres vivos em geral, seja o homem ou o gado, ou seja, as consideradas atividades antrópicas. A atividade vulcânica também contribui com as emissões de carbono, mas essa por ser uma atividade natural já está considerada dentro do ciclo do carbono, sem prejudicar o sistema energético do planeta de forma significativa de acordo com a teoria do aquecimento global de origem antropogênica.

Por outro lado, o carbono orgânico originado da matéria orgânica que não foi completamente decomposta por conta da ausência do oxigênio, deu origem ao carvão, ao petróleo e ao gás natural (combustíveis fósseis), num processo de decomposição que durou milhões de anos em uma escala geológica. Esses depósitos de bilhões de toneladas de carbono mantiveram-se aprisionados na crosta terrestre até o início da Revolução Industrial, quando passaram a ser utilizados como combustão e a liberarem carbono na atmosfera, desequilibrando o balanço energético de carbono originado a partir do ciclo geológico. É por

isso, que se dá tanta importância ao impacto desses combustíveis fósseis no ciclo energético no planeta.

Segundo Carvalho et al

A liberação de carbono via queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra (desmatamentos e queimadas, principalmente) impostas pelo homem constituem outro fluxo entre os estoques de carbono e tem um papel fundamental na mudança do clima do planeta (CARVALHO et al, 2002, p. 8).

Os autores continuam afirmando que o incremento anual de emissão de gases do efeito estufa originados das atividades antrópicas é de aproximadamente 3 bilhões de toneladas.

Para Walker e king

Quando você queima algo que até há pouco esteve enterrado durante centenas de milhões de anos, e que portanto estava fora do contato com o ar, há uma diferença crucial. Ao queimar combustíveis fósseis estamos liberando um velho e profundo reservatório que há muito era mantido à parte, e dessa forma alteramos drasticamente o equilíbrio do ar (WALKER e KING, 2008, p. 27).

Em função dessa entrada significativa de dióxido de carbono no balanço energético do planeta, a concentração desse gás na atmosférica vem subindo ao longo dos últimos 150 anos chegando a 383 ppm (partes por milhão)14 em 2007 (IPCC, 2007).

De acordo com Walker e king (2008, p. 28-29) “a atmosfera do nosso planeta contém hoje um nível de dióxido de carbono que é quase 40% mais elevado do que os valores ‘naturais’ da era pré-industrial”.

Em relação às mudanças climáticas, os autores seguem afirmando que:

Quando se trata do poder de mudar o clima, o dióxido de carbono e o metano (e, em certa medida, os outros gases do efeito estufa, embora mais escassos) é que ditam as regras. O dióxido de carbono responde por menos do que 0,04% do ar, e o metano, por ainda menos. Mas ambos têm um peso bem maior quando se trata de aquecimento global (WALKER e KING, 2008, p. 24).

14 _{Os cientistas utilizam o cálculo de “partes por milhão” para medir o nível de gases do efeito estufa no ar, uma} vez que cifras percentuais são muito pequenas. Uma ppm equivale a 0,0001%. (GIDDENS, 2010, p. 37).

Por esse motivo, a escolha pela utilização de apenas esses dois gases no sistema de indicadores ora proposto é justificado.Além do poder de reter calor que eles representam, são os gases mais presentes no sistema urbano.