16_Para Entender a Terra - Cap 23

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5981 ParaEntender a Terra
docarbono
Antesdaeraindustrial,quecomeçouno iníciodoséculoXIX,
aconcentraçãoatmosféricadeCO2 foi próximaa280ppmdu-
rante,pelomenos,váriosmilharesdeanos.Desdeentão,ela
temsubidoconstantemente,alcançando370ppmno ano de
2000.A atmosferaterrestrenãoatingiuessaconcentraçãode
CO2, pelosmenos,nosúltimos400mil anose,provavelmente,
nosúltimos20milhõesdeanos.A concentraçãodeCO2 está,
atualmente,aumentandonumataxasemprecedentesde0,4%
aoano(verFigura23.8),maisrápidoqueemqualquertempo
dahistóriageológicarecente.
A situaçãopoderiaseraindapior.Na décadade 1980,por
meiodaqueimadecombustívelfóssiledeoutrasatividadesin-
dustriais,nossasociedadeemitiucercade5,4gigatoneladas(l
Gt =1x 109t =1012kg,amassade1km3deágua)decarbono
acadaanoeoutra1,7Gt foi emitidapelaqueimadeflorestase
outrasmudançasdousodosolo.Setodasessasemissõestives-
sempermanecidonoar,o aumentodeCO2 teriaseaproximado
de0,9%/ano,maisqueduasvezesa taxaobservada.Em vez
disso,3,8Gt decarbonoforamremovidasdaatmosferaacada
anopelosprocessosnaturais.Aondeessecarbonofoi parar?
Responderemosessaquestãoao analisarmoso ciclo do
carbono - o geossistemaquedescreveo continuadomovi-
mentodo carbonoentrea atmosferae seusoutrosreservató-
rios principais:a litosfera,ahidrosferae abiosfera.Ao mes-
mo tempo,investigaremostambémumconjuntodequestões
bemmaisprofundas:quaissãoasinteraçõesentreo ciclo do
carbonoe o sistemadoclima?°saldodasretroalimentações
entreessessistemasépositivoounegativo- istoé,asmudan-
çasno ciclo do carbonoincrementamou reduzemo aqueci-
mentoglobal?Finalmente,comopodemoshumanosintervir
no ciclo do carbonoparaestabilizaro sistemaclimáticocon-
trao aquecimentoglobal?
Os ciclosgeoquímicose comoelesfuncionam
Ao abordaros ciclos geoquímicos,consideramosos compo-
nentesdo sistemaTerra- atmosfera,hidrosfera,litosferae
biosfera- comosendoreservatóriosgeoquímicosquearma-
zenamelementosquímicosterrestres,associadosa processos
queostransportamdeumcomponenteaoutro.Os ciclosgeo-
químicosreconstituemo curso,oufluxo,doselementosquími-
cosdeumreservatórioaoutro.Pelaquantificaçãodaconcen-
traçãodoelementoquímicoqueestáarmazenadoe circulando
entreosdiversosreservatórios,podemosobternovosesclareci-
mentossobreo funcionamentodosistemaTerra.
TempoderesidênciaQuandoaentradadeumelementonum
reservatórioequipara-seà saída,o tempomédioqueumátomo
doelementopassanoreservatórioantesdedeixá-lo échamado
detempoderesidência.Considereumbarlotadoondeo nú-
merodepessoasquequerentrarémaiorqueo permitidopelo
regulamentodesegurançacontraincêndio.Depoisquea sala
estivercheiaoutenhaalcançadosuacapacidade,o porteiroco-
meçaabloquearaspessoasnaporta.Duranteashorasdemaior
atividade,quandoestasestãoesperandoparaentrar,o barestá
comsuacapacidadepreenchida,ousaturada,eestánumesta-
do de equilíbrio, com as chegadasexatamenteequiparadas
comassaídas.Mesmoquealgumaspessoascheguemcedoefi-
quematétardeeoutrassaiamdepoisdeumbrevetempo,háum
intervalodetempomédioentrea chegadae apartidadecada
uma.Essamédiaéo tempoderesidência,quepodesercalcula-
dodividindoacapacidadedasalapelataxadechegadas(entra-
da)oudepartidas(saída).Seacapacidadedasalaéde30pes-
soaseépermitidaaentradadeumanovapessoaacada2minu-
tos,emmédia,o tempoderesidênciaéde60minutos.
Podemosobservaro tempoderesidênciadeumátomono
oceanocomoo tempomédioquetranscorredesdea suaentra-
daatéa suaremoçãopormeiodasedimentaçãoou dealgum
outroprocesso.Porexemplo,otempoderesidênciadosódiono
oceanoé extremamentelongo,cercade48 milhõesde anos.
poisesseelementoémuitosolúvelnaáguadomar(acapacida-
dedoreservatórioéalta)eosrioscontêmquantidadesrelativa-
mentepequenas(aentradadoelementoébaixa).Ao contrário
disso,o ferropermanecenooceanoapenascercade 100ano.
poissuasolubilidadeémuitobaixae aentradadosriosérela-
tivamentealta.
Os temposderesidênciadeconstituintes-traçonaatmosfe-
ra sãocomumentemuitomaiscurtosqueaquelesno oceano.
poiselaéumreservatóriomuitomenorqueo marinhoeosflu-
xosdeentradae saídadaatmosferapodemserrelativamente
altos.°dióxidodeenxofre,umgás-traço,temumtempode
residênciadehorasa semanas.°oxigênio,perfazendocerca
de 21% daatmosfera,temum tempoderesidênciade6 mil
anos.°nitrogênio,cujaconcentraçãonaatmosferaédecerca
de78%,temumtempoderesidênciade400milhõesdeanos.
Uma moléculadenitrogênioquefoi paraa atmosferanaera
paleozóica,hácercade300milhõesdeanos,aindaprovavel-
menteestálá.
Reações químicas Certos elementosquímicos (como o
metaisnobres)sãorelativamenteinertes,masa maioriade-
lesparticipadereaçõesquímicas.Na verdade,essasreaçõe
geralmentegovernamo tempoderesidênciadoselemento
químicosemumreservatório.AbordamosnoCapítulo8 (ver
página212)queumíon decálcio (Ca2+)podeserremovido
da água do mar pela reação com dois íons bicarbonato
(2HC03-) paraformaro ácidocarbônico(HZC03) e a calci-
ta(CaC03). °ácidocarbônicopodedissociar-separaformar
água(HzO) e dióxido de carbono(COz)' sendoqueambo
podemescaparparaa atmosferae a calcitapodeprecipitar-
sedooceanoparaos sedimentoscalcários.A quantidadede
cálcio quepodeserdissolvidanaáguado mardepende,as-
sim, da disponibilidadede íons bicarbonato,os quais,por
suavez,dependemdaentradadedióxidodecarbononaágua
oceânica.Como esseexemploilustra,as reaçõesquímicas
podemunir o ciclo geoquímicodeumelemento(cálcio)ao
deoutro(carbono).
Essauniãoimplicaqueosciclos geoquímicosraramente
podemserconsideradosisoladamente;pelocontrário,devem
ser tratadoscomo geossistemasinterativos.Entretanto,a
reaçõesquímicasdependemdascondiçõesfísicasdosreser-
vatórios,taiscomoapressãoeatemperaturalocais.Essade-
pendênciapodeunir osciclos geoquímicosaoprópriosiste-
maclimático.