Matéria, Energia e Vida O mundo atual (29)

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Rockstrom reforça que, para continuar a viver de forma segura e sustentável, a humanidade precisa reconhe-
cer os limiares críticos dos sistemas terrestres e ficar distante deles, respeitando a natureza dos processos climá-
ticos, geofísicos, atmosféricos e ecológicos da Terra.
Os nove processos críticos para os quais foram definidas as fronteiras planetárias são: mudanças climáticas; 
introdução de novas entidades, como poluentes orgânicos, materiais radioativos, nanomateriais e microplásti-
cos (que impactam a vida na Terra); destruição do ozônio estratosférico; emissão de aerossóis na atmosfera; 
acidificação dos oceanos; ciclos biogeoquímicos (nitrogênio e fósforo); utilização global da água doce; mudan-
ças no uso da terra (por exemplo, conversão de florestas em áreas agrícolas); e integridade da biosfera (perda 
de biodiversidade e extinção de espécies). Na época do estudo, em 2009, três dessas fronteiras já haviam sido 
violadas. No entanto, a �gura 3.2 mostra que, em novo estudo realizado em 2015, somou-se a essas três 
ultrapassadas a fronteira das mudanças no uso da terra. Em outras palavras, o ser humano vem modificando 
drasticamente a natureza e ultrapassando os limites de segurança para a própria existência.
 abaixo do limite de risco 
planetário (planeta em segurança)
 zona de incerteza (crescente risco 
planetário)
 acima da zona de incerteza (alto 
risco planetário)
LOKRANTZ, J.; AZOTE. 
Planetary boundaries. 2015. 1 
gráfico. Elaborado com base 
no artigo: STEFFEN, W. et al. 
Planetary boundaries: Guiding 
human development on a 
changing planet. Science, v. 
347, n. 6223, p. 736-746, 15 jan. 
2015. Disponível em: https://
www.stockholmresilience.org/
planetary-boundaries. Acesso 
em: 6 jul. 2020.
 # Figura 3.2 – Representação 
esquemática das nove 
fronteiras planetárias. 
Note que falta quanti�car 
a introdução de novas 
entidades, a emissão de 
aerossóis na atmosfera e 
o índice de biodiversidade 
intacta.
REFLEXÃO
 1. Em dupla, respondam às questões a seguir. Elas aju-
darão a compreender melhor as fronteiras planetá-
rias e, principalmente, a representação esquemática.
 a) Analisem as informações contidas na representa-
ção esquemática das fronteiras planetárias. Quais 
são os processos cuja fronteira planetária ultrapas-
sou a zona de incerteza de segurança planetária? 
 b) Elaborem hipóteses capazes de explicar o fato de 
termos ultrapassado as fronteiras planetárias aci-
ma da zona de incerteza.
 c) Para a produção de alimentos na agricultura lati-
fundiária, é necessária a supressão de vegetação 
nativa. Como isso está relacionado com um dos 
processos que mais ultrapassaram o limite de risco 
planetário desse gráfico?
 d) Pensando especificamente na fronteira dos ciclos 
biogeoquímicos, de nitrogênio e fósforo, como 
vocês explicam o fato de termos ultrapassado a 
zona de incerteza atualmente?
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mudança climática
introdução 
de novas 
entidades
(ainda não 
quantificadas)
destruição 
do ozônio 
estratosférico
emissão de aerossóis 
na atmosfera (ainda 
não quantificada)
acidificação 
dos oceanos
fluxos biogeoquímicos
ciclo do 
nitrogênio
ciclo do 
fósforo
utilização 
global da 
água doce
mudanças 
no uso da 
terra
índice de biodiversidade 
intacta (ainda não 
quantificada)
extinção por 
milhão de 
espécies ao 
ano
integridade da biosfera
55Impactos humanos nos ciclos do nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre
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PARTE B
O QUE FAZER
 1. Leiam o texto a seguir, escrevendo as palavras 
desconhecidas no caderno.
Uma descoberta que 
mudou o mundo
Se alguém lhe pedir para citar as dez ou mes-
mo as cem descobertas científicas mais impor-
tantes do século 20, você provavelmente não 
se lembrará do processo de síntese da amônia. 
Essa descoberta, contudo, é de enorme impor-
tância e foi determinante para configurar a si-
tuação econômica e ambiental existente atual-
mente em nosso planeta. 
Embora o nitrogênio seja um componente 
majoritário da atmosfera terrestre – responde 
por cerca de 78% de sua composição –, ele está 
presente apenas na forma gasosa (N2), incapaz 
de ser aproveitada diretamente pela imensa 
maioria dos seres vivos. Por isso, estes se tor-
nam dependentes da atividade de organismos 
como algumas espécies de bactérias capazes de 
captar o N2 atmosférico e fixá-lo em compostos 
químicos utilizados pelos seres vivos. 
Dentre esses compostos, destaca-se a amô-
nia, formada por um átomo de nitrogênio e três 
de hidrogênio (NH3). Essa molécula pode ser 
transformada em nitritos e nitratos, essenciais 
para a produção tanto dos fertilizantes nitroge-
nados quanto de explosivos e armamentos. [...]
A reação de síntese da amônia foi desenvol-
vida pelos alemães Fritz Haber e Carl Bosch, 
Prêmio Nobel de Química de, respectivamente, 
1918 e 1931.
Posteriormente, outro químico alemão, cha-
mado Carl Bosch (1874-1940), continuou o 
trabalho de Haber e conseguiu implementar 
o uso da síntese de amônia em escala indus-
trial. Por esses feitos, Haber recebeu o No-
bel de Química em 1918, e Bosch, em 1931. 
A forma como essa reação marcou a história 
do século 20 foi tema de um artigo publicado 
na revista Nature Geoscience pelo grupo de Jan 
Willem Erisman, do Centro de Pesquisa Ener-
gética da Holanda.
Explosivos e alimentos
O processo desenvolvido por Haber-Bosch for-
neceu à Alemanha um grande suprimento de 
amônia suficiente para que o país se tornasse 
independente de seus fornecedores habitu-
ais. Com isso, esse composto e seus derivados, 
como o ácido nítrico, poderiam ser empregados 
para produzir explosivos como a nitroglicerina 
e o trinitrotolueno (TNT). 
Acredita-se que isso tenha impedido uma vi-
tória mais rápida das Forças Aliadas na Primeira 
Guerra Mundial, ampliando os efeitos devasta-
dores desse conflito. Estimativas indicam que 
entre 100-150 milhões de mortes em conflitos 
armados durante o século passado possam estar 
diretamente relacionadas com o uso do processo 
desenvolvido por Haber-Bosch. Estima-se que a 
descoberta da síntese da amônia tenha retarda-
do a derrota das forças alemãs no ataque fran-
cês à infantaria alemã na região de Champagne 
em 1917, durante a Primeira Guerra Mundial.
Por outro lado, a síntese de amônia desenvol-
vida por Haber-Bosch proporcionou a produção 
em escala mundial de fertilizantes nitrogenados, 
aumentando a produtividade da agricultura em 
grande parte do planeta. Atribui-se à síntese da 
amônia um aumento de 30 a 50% da produção 
agrícola. Com isso, os fertilizantes nitrogenados 
garantiram a sobrevivência de mais de um quar-
to da população mundial durante o século 20. 
A importância dos fertilizantes nitrogenados 
tem se ampliado nos últimos anos. Estima-se 
que, atualmente, mais da metade da humani-
dade tenha a sua subsistência alimentar asso-
ciada com o processo de fixação de nitrogênio 
desenvolvido por Haber- Bosch.
Impacto ambiental
Os benefícios da síntese da amônia, no entan-
to, têm como contrapartida uma série de efeitos 
nocivos ao meio ambiente. Em 2005, cerca de 
100 milhões de toneladas de nitrogênio foram 
utilizadas globalmente na agricultura, mas 
apenas 17% desse total foram consumidos pela 
humanidade na forma de alimentos, incluindo 
carne e laticínios.
Cerca de 40% do nitrogênio, usado em ferti-
lizantes e desperdiçado por práticas agrícolas 
incorretas, retorna à sua forma atmosférica 
não reativa. Apesar disso, a maior parte desse 
elemento químico acaba por contaminar os 
ambientes terrestres e aquáticos e a atmosfera, 
o que contribui para diminuir a biodiversidade. 
O nitrogênio perdido altera ainda o balanço dos 
gases do efeito-estufa, influencia o ozônio at-
mosférico, acidifica o solo e estimula a forma-
ção de material particulado na atmosfera. 
Esses impactos ambientais podem e devem 
serminimizados com intervenções para au-
mentar a eficiência do uso de fertilizantes e 
para aumentar sua conversão ao N2 atmosféri-
co. Além disso, devem ser desenvolvidos méto-
dos que permitam um tratamento mais eficien-
te dos resíduos nitrogenados produzidos pelos 
seres humanos e animais por eles criados.
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