Aula 06 Ciclo Do Carbono

7/25/2019 Aula 06 Ciclo Do Carbono

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Ciclo do Carbono

José Luiz Attayde



O átomo de Carbono• Vários compostos em diferentes estados de oxidação (

ariando de !" a #"$

• O C%" é o estado mais reduzido& en'uanto o CO é o

estado mais oxidado de carbono)• O carbono or*+nico é sempre mais reduzido 'ue o CO

e mais oxidado 'ue o C%"

• A transformação de um estado mais oxidado para umestado mais reduzido de carbono consome ener*ia

(reação de redução$

• A transformação de um estado mais reduzido para um



,s-topos do Carbono(,s-topos . átomos com o mesmo n/mero at0mico mas com n/mero de massa diferente& ou se1a&

possuem o mesmo n/mero de pr-tons e elétrons mas possuem n/mero de n2utrons diferente $

• ,s-topos radioatios – 3"C . 4 pr-tons # 5 neutrons

• ,s-topos estáeis – 3C . 4 pr-tons # 4 neutrons (# lee$ – 36C . 4 pr-tons # 7 neutrons (# pesado$ – 85&589 de 3C e 3&339 de 36C – :eaç;es (bio$'u<micas não distin*uem os is-topos – =as >á uma discriminação f<sica do is-topo mais

pesado (fracionamento isot-pico$ 'ue pode alterar acomposição isot-pica : de um substrato para umproduto

• : . raro?abundante . pesado?lee . 36C?3C



Fracionamento Isotópico

Substrato R = 3/9 =1/3 Produto R



Fracionamento Isotópico

Substrato R = 2/3 Produto R = 1/6



Fator de fracionamento

Fator de enriquecimento isotópico

01813,0101813,1!1! =−=−= α ε

01813,10109""#,0

0111"#0,0$====

planta

CO

produto

subsratro

R

R

R

Rα



%ota&'o ( ) des*io de R em re+a&'o a

um padr'o pr-determinado

Padrão Elemento R

Pee dee Belamite (PDB) Carbon 0,0112372

Atmosfera itro!"nio 0,003676#

$%&' *i!"nio 0,002000#2

$%&' De+trio 0,0001##76

10001! ⋅−=

padrão

amostra

R

Rδ



C Floresta Referência

-28,0 Tropical – Santarém Ometto et al. (2002)

-27,8 Tropical – Manaus Ometto et al. (2002)

-27,7 Tropical – Ji-aran! Ometto et al. (2002)

-27," Tropical – Jara #lo$% et al. ("&&')

-27,2 Tropical – Manaus Sterner et al. ("&&7)

-2*,8 Tropical – Manaus Sterner et al. ("&&7)

-27,+ Tropical – Manaus Sterner et al. ("&&7)

-27,8 Tropical – Manaus Sterner et al. ("&&7)

-27,* Tropical – uiana ucmann et al. ("&&7a)

-27,& Tropical – uiana ucmann et al. ("&&7a)

-2/,+ erra%o – ras1lia Miran%a et al. ("&&7)

-2",8 erra%o - ras1lia Miran%a et al. ("&&7)

-"7,7 astaem – Manaus Ometto et al (2002)

-"7,2 astaem - Santarém Ometto et al (2002)

-"/,+ astaem – Ji-aran! Ometto et al (2002)

alores %e δ130biogênico

em 3lorestas tropicais, cerra%o e

pasta)em.



Com-osi.ão /sot0-ia da $e!eta.ão

.rs tipos de p+antas quanto ao cic+o fotossinttico0

• P+antas que se1uem o cic+o 23 !2a+*in

• P+antas que se1uem o cic+o 2# !atc4-S+ac5

• P+antas que se1uem o cic+o 267

• 8" da p+antas se1uem o cic+o 230 e.x :r*ores

• P+antas 2# s'o 1ram;neas 4erb:ceas0 e.x. mi+4o ,cana, capim

<s 3 tipos de p+antas s'o isotopicamente distintos

7uito >ti+ nos estudos bio1eoquimicos sobre os impactos



Ciclo do Carbono



Orçamento @lobal de Carbono



# "

! "

#

#

!

Óxico Anóxico

E s t a

d o

d e

O x i d a ç ã o

R e d

u z i d

o

O x i d a

d o

Ciclo do Carbono



# "

! "

#

#

!

Fotossíntese Respiração

CO2

CH2O

Óxico Anóxico

E s t a

d o

d e

O x i d a ç ã o

R e d

u z i d

o

O x i d a

d o

Ciclo do Carbono

CO2

Foto-oxidação



# "

! "

#

#

!


CO2

CH2O

Metano (CH!

Metano"#nese

Óxico Anóxico

E s t a

d o

d e

O x i d a ç ã o

R e d

u z i d

o

O x i d a

d o

Fer$entação

Ciclo do Carbono

CO2

Foto-oxidação



# "

! "

#

#

!


CO2

CH2O

Metano (CH!

Metano"#nese

Óxico Anóxico

E s t a

d o

d e

O x i d a ç ã o

R e d

u z i d

o

O x i d a

d o

Metanotro%a

Fer$entação

Ciclo do Carbono

CO2

Foto-oxidação



=etano (C%"$

=etanoBual a import+ncia do metanoD

- @ás com capacidade de absorção dasradiaç;es solares& assim como o CO()

- A'uece 6 ezes mais 'ue o CO(E

- ,mportante *ás na manutenção doclima do Flaneta)



=etano (C%"$

Gormação de =etanoB• =etano*2nese

– realizado por ar'ueobactérias

metano*2nicas& – é o /ltimo está*io da decomposição do

carbono em ários ambientes anaer-bicos)

• A metano*2nese pode ser consideradaum dos mais importantes processos dede*radação da matéria or*+nica emsedimentos a'uáticos an-xicos)



=etano (C%"$

• A produção de C%" pode ocorrer atraés da

decomposição parcial de moléculas de

acetato (3$ bem como pela transformação de

CO em C%" ($& como se*uem as reaç;esB

– C%6COO! C%" # CO (metano*2nese

acetoclástica$

– CO # " % C%" # %O (metano*2nese

autotr-Hca$)



=etano (C%"$

Consumo de =etano• =etanotroHaB

– Ia presença de oxi*2nio& o C%" pode ser

oxidado resultando na formação de CO atraés da ação de microor*anismosdenominados bactérias metanotr-HcasE

– C%" # O CO # %O (metanotroHa$ – A metanotroHa consome até 89 do C%"

produzido no sedimento& 'ue c>e*aria naatmosfera por difusão)



Gontes de =etano Alimentação%umana

'antação de Arroz&ecuria



Gontes de =etano plan<cies deinundação



Gontes de =etano La*os



Gontes de =etano ! La*os

)*i''er +a,es . +a"o*i/u

• Cerca de "m deanaerobiose e Kmde sedimentos no

fundoE• =assia Frodução de

=etanoE

• m eentos de fortemudança de entos&

liberação de metano eCO causando mortenos ilare1os pr-ximos(mil>ares de pessoas$E

• Atualmente& o metano

é aproeitado como



Gontes de =etano :eserat-rios

Mode'o0Reser/atórios de Hidre'1tric



=etano (C%"$

• cossistemas a'uáticos eutroHzadosB – alta produtiidade ecossist2mica& – ac/mulo de matéria or*+nica no sedimento&

– ocorr2ncia de sedimentos anaer-bios com aconse'Mente formação de s<tios deprodução de C%")

• ntão& ecossistemas eutroHzadospodem ser considerados importantesfontes de emissão de C%" para aatmosfera (Casper

et al) $)



i-xido de Carbono CO

• @ás extremamente importante aometabolismo dos or*anismos fotoss<ntese e respiraçãoE

• =atéria prima da produção de matériaor*+nicaE

• Frincipal produto Hnal da decomposição

da matéria or*+nicaE• @ás causador do efeito estufa manutenção da temperatura do Flaneta)



feito stufa

• Gen0meno naturalB =anutenção da Pemperatura (clima$ da Perra pelaretenção de calor (radiação infra!

ermel>o$ por *ases estufaEFrincipais *ases estufaB i-xido de carbono(CO$& metano (C%"$ e -xido nitroso (IO$E

• Aumento nas concentraç;es de *asesestufa na atmosfera podem resultar noaumento da temperatura do FlanetaE

=udanças climáticas *lobais)



O destino do CO antropo*2nico

pta,e 34 continents 5 678



=,QQRQ S:AQ,L,:AQ @



Carbono Or*+nico

• Carbono or*+nico particulado (COF$ 9 & TmE

• Carbono or*+nico dissolido (CO$ : & TmE

– @rupo de mais de ") moléculasE

– Carbono >/micoB decomposição parcial de e*etais

superiores com tecidos de sustentação

– Carbono não >/micoB excretas de or*anismos e

decomposição da matéria or*+nica particulada



For$as do CO;

• xistem in/meras formas& desdebem simples até muito complexasE

0OO4

04O0 O

0O4

00OO4

O4

0

O04/

O4

0

0O4

O

0O4

O

0

O04/

042O4

0

04

042O4

04O4

4/0O04

04

04

O4

O

O

O04/

042O4 O04/

04

04

042O4

O4

4/0O

O

04

04

O

042 O 0

4/0OO4

O04/

4/0O

4/0O

#i)nina

C 3 O < i ;i ' id



Car3ono Or"<nico ;isso'/ido(CO;!



2I?

2<P 2<?+i@i*ia&'o

2<$

Fitop+Ancton

eterotróficos

+i@i*ia&'o

ressuspens'o

i!+ra 1110 ?esen4o esquemático das entradas, f+u@o e sa< das do carbono em +a1os sob condiçBes aer - bicas 7acr -fitas

aquáticas, perif < ton e fitop+Ancton s'o as principais *ias aut-ctones de entrada de carbono nos sistemas 6 *e1etaç'o e animais

terrestres s'o as principais formas de entrada de carbono a+-ctone 6s setas em +in4as c4eias indicam f+u@o de carbono entre

or1anismos e compartimentos, as setas traceCadas indicam o f+u@o de carbono em re+açBes tr -ficas !inc+uindo a a+ça microbianaD*er cap< tu+o e a seta cinEa indica processos fotoqu< micos de de1radaç'o do 2<? !foto-de1radaç'o ou foto-o@idaç'o

xo do car3ono nu$ ecossiste$a a=uti

04+

Adaptado de stees et al) (33$



Siblio*raHa :ecomendada

• :icUlefs& :)) 3) A conomia daIatureza) Pradução da 4 edição) ditora@uanabara Woo*an) Capítu'os 2> e 2

• Se*on& =)E %arper& J)L) X PoYsend& C):)8) colo*iaB de indiiduos aecossistemas) Pradução da " dição)ditora Artmed) Capítu'o 68

• Zeat>ers& W)C) et al) 36 Gundamentals ofcosystem Qcience) Academic FressCapítu'o ?



Parefas para a pr-xima aula

• Amaz0niaB uma fonte ou sumidourode C para a atmosferaD – Arti*o de :ic>ey et al) Iature "34B

437!4 – Outros arti*os mais recentes 'ue citam

este arti*o

• miss;es antropo*2nicas de *asesde efeito estufa são a principal causado a'uecimento *lobalD

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