ECOLOGIA APLICADA 2

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Ecologia Aplicada
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Marcos Filipe Pesquero
Revisão Técnica:
Prof.a Me. Camila Moreno de Lima Silva
Revisão Textual:
Prof. Me. Claudio Brites
Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
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• Energia nos ecossistemas;
• As Leis da Termodinâmica;
• Energia;
• Os ecossistemas e os tipos de energia;
• Fontes de Energia;
• Os Ciclos Biogeoquímicos;
• Teoria de Gaia.
Os objetivos desta unidade são:
 » Possibilitar a compreensão do papel da Energia para o funcionamento dos 
ecossistemas;
 » Apresentar o Sol como a principal fonte energética para os seres vivos do 
planeta Terra;
 » Apresentar noções básicas sobre transferência de energia nos ecossistemas;
 » Explicar o que são e como funcionam os ciclos biogeoquímicos;
 » Introduzir a importância do conhecimento sobre os ciclos biogeoquímicos 
para a organização da sociedade;
 » Apresentar a Teoria de Gaia como uma forma respeitosa e harmônica de 
vida no planeta.
Nesta Unidade, serão apresentados os ciclos biogeoquímicos e apresentar informações 
sobre como ocorre o sistema cíclico de elementos vitais para a sobrevivência na Terra e como 
a energia está envolvida nos ciclos biogeoquímicos através dos processos ecossistêmicos de 
interações entre os seres vivos e o ambiente; como esses processos ecossistêmicos ocorrem 
em todo o globo terrestre. Além disso, trataremos da Teoria Gaia e de suas especificidades.
Recomendamos que você, além de fazer uma leitura tranquila do conteúdo consulte, ainda, 
os materiais complementares e assista aos vídeos sugeridos. Recomenda-se também, que 
utilize a internet e busque outras fontes que possam contribuir com o seu aprendizado.
Energia e Ciclos biogeoquímicos 
nos ambientes
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Contextualização
Sabemos que para o funcionamento do ecossistema acontecer vários elementos vivos e não 
vivos estão envolvidos por um conjunto de interações ecológicas. Esta Unidade te apresentará 
quais os principais elementos não vivos e, além disso, como ocorre o ciclo desses elementos 
enquanto as interações ecológicas acontecem.
Fora isso, a visão que integra todos os elementos da biosfera como sendo um único 
organismo vivo está à sua espera. Nela, você poderá perceber como cada atividade realizada 
no planeta interfere de alguma forma no seu funcionamento como um todo. Uma espécie de 
“efeito borboleta” fará você perceber que cada elemento está de alguma forma interligado 
dentro deste grande organismo vivo chamado planeta Terra.
Atualmente vivenciamos graves problemas ambientais e o que mais tem repercutido é a falta de 
água em algumas regiões do país, que é considerado um dos maiores riscos à nossa subsistência.
A seguir, seguem dois links: uma reportagem e um vídeo que tratam do assunto da água.
Navios-tanque traficam água de rios da Amazônia:
http://www.ecoagencia.com.br/?open=noticias&id=VZlSXRFWwJlUspFUjdEeXJ1aKVVVB1TP
Tecnologia do Futuro! “Chega de usar água para transportar fezes”:
https://youtu.be/RfAy45B8k2k
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Energia nos ecossistemas
Por meio dos princípios ecológicos você pode compreender que o ecossistema vincula as 
relações existentes entre os animais e vegetais aos fatores físicos e químicos do ambiente – tais 
como clima, luminosidade, temperatura, umidade, pressão atmosférica, salinidade, pH, entre 
outros. Dessa forma, cada organismo inserido no seu contexto ecológico desempenha função 
ecossistêmica (Figura 1).
Figura 1. Representação esquemática do fluxo de energia através dos componentes do ecossistema.
Fonte: ib.usp.br
Por exemplo, imagine que uma população de indivíduos de uma espécie qualquer foi 
dizimada do ambiente em que estava inserida. As funções ecológicas que eram executadas 
pelos indivíduos dessa população deixam de existir. Consequentemente, o ecossistema entra 
em desequilíbrio funcional e busca se reordenar de modo a repassar as funções perdidas para 
novos organismos. Esses novos organismos surgem para desempenhar as funções ecológicas 
antes realizadas pela população que foi extinta, de forma a manter o equilíbrio das demandas 
de energia e matéria que fazem funcionar todo o conjunto ecossistêmico. Portanto, para que 
se mantenha uma função ecológica, necessita-se da permanência do fluxo de energia entrando 
e saindo do ecossistema.
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Transformações de Energia
Em nosso planeta podemos dividir a energia em três principais tipos:
Energia térmica: energia em forma de calor;
Energia mecânica: energia em forma de deslocamento de corpos através de força – como a energia gravitacional;
Energia química: energia obtida através da quebra de ligações moleculares.
Todos esses três tipos de energia existentes em nosso planeta possuem comportamento 
regido pelas Leis da física.
As Leis da Termodinâmica
A física diz que o fluxo de energia é sempre um processo unidirecional. A energia entra 
no planeta Terra a partir do Sol, que emite energia luminosa através dos raios solares. O Sol 
é considerado a fonte de maior produção de calor do nosso planeta, a qual é considerada 
indispensável como fonte de energia para existência de vida. Portanto, para que você entenda 
como se dá a relação entre a vida e a energia nos processos ecossistêmicos, é importante que 
conheça quais as características da energia segundo as Leis da física.
 A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a energia pode ser convertida de uma forma a outra, 
mas em hipótese nenhuma a energia pode ser criada ou destruída – daí vem a célebre frase: 
“Nada se cria, tudo se transforma ou se modifica.” Seguindo com os princípios da física, na 2ª 
Lei da Termodinâmica, é dito que as transformações de energia sempre resultam em alguma 
dissipação de energia, ou seja: sempre quando há transferência de energia de um corpo para o 
outro, uma porcentagem dessa energia é liberada para o ambiente. Dessa forma, para manter 
a ordem de funcionamento dos ecossistemas, a energia deverá constantemente ser adicionada 
ao sistema para compensar a perda de energia resultante das interações ecológicas.
Reflita
Você deve ter em mente que a energia nos ecossistemas é constante, e dessa forma ela 
não é criada e nem destruída por nenhum ser vivo. Porém, as interações ecológicas 
são responsáveis pelo fluxo dessa energia entre os mais diversos organismos vivos 
do nosso planeta.
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Energia 
Todos os dias você pode observar que a superfície terrestre recebe radiação solar e em 
consequência dela ocorre um fluxo de calor conhecido como radiação térmica. Esses dois 
tipos de radiação – a solar e a térmica – contribuem diretamente para a formação do clima. É 
importante que você saiba que apenas uma parte da radiação solar que adentra na atmosfera 
é captada pelas plantas e algas fotossintetizantes e convertidas em energia potencial biológica. 
A luz solar que atinge a Terra pode ter a sua intensidade medida através do aparelho pireliômetro 
ou solarímetro. Em dias com condições climáticas favoráveis, a intensidade dessa luz corresponde a 
apenas 67% do total que sai do Sol. Conforme os raios solares entram na atmosfera terrestre, eles 
têm de atravessar as nuvens, os gases, vapores d’água e as partículas presentes no ar, além da própria 
vegetação. Com isso, a distribuição dos raios solares é alterada fazendo com que haja variação do 
fluxo de incidência da radiação solar nos diversos ecossistemas. 
Importante!
Essa variação de incidência de luz solar infl uencia diretamente na distribuição 
dos organismos sobre a superfície terrestre, uma vez que será a responsável pela 
estruturação do clima.
Como dito anteriormente, a radiação solar, ao penetrar na atmosfera, é atenuada por 
vários fatores, sendo que a camada de ozônio é a responsável por “filtrar” grande parte dos 
raios ultravioletas nocivos aos seres vivos. As partículas presentes na atmosfera ainda reduzem 
bastante a luz visível e a radiação infravermelha de forma que a energia que chega à superfíciecompreende apenas 10% do total de raios ultravioletas emitidos pelo Sol. É importante saber 
que dentre todas as radiações, a que menos sofre redução ao entrar na atmosfera terrestre é a 
luz visível. Tal fato possibilita que ocorra fotossíntese até mesmo em dias nublados ou embaixo 
d’água – até uma determinada profundidade.
Você já deve ter sentido o prazer de estar debaixo de uma sombra fresca, dessas localizadas 
em florestas. A boa sensação provocada por essas sombras decorre da absorção da radiação 
visível e dos raios infravermelhos através das folhagens presentes nas copas das árvores. A 
clorofila absorve feixes de luz, enquanto a água presente nas folhas é responsável por absorver 
a energia térmica dos raios infravermelhos. Por isso, um clima fresco e ameno é certamente 
percebido pelos nossos sentidos.
Reflita
Vale ressaltar que o calor que entra na atmosfera é essencial para que haja 
as condições favoráveis à vida na Terra. Você já pensou o que seria dos 
ecossistemas e da vida em nosso planeta caso a luz do Sol deixasse de chegar 
até nós?
O fluxo de radiação térmica, ou seja, de energia em forma de calor, incide direta e 
indiretamente a todo o instante e por todas as direções na superfície terrestre. Já a radiação 
solar é direcional e está presente somente no período do dia que faz Sol. É bastante relevante 
que você saiba que a radiação térmica é facilmente absorvida pela biomassa, ou seja, pelos 
corpos vivos; mas os organismos assimilam apenas a radiação solar.
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Para se ter uma ideia do total de energia solar que adentra a biosfera, apenas 0,8% é 
utilizado pelas plantas para realizar a fotossíntese e converter energia luminosa em energia 
bioquímica. Dos 99,2% restantes, 23,2% são dissipados por processos naturais de evaporação, 
precipitação, correntes de vento e das ondas do mar, 46% dessa energia é diretamente 
convertida em calor e os 30% restantes são simplesmente refletidos para fora da atmosfera. 
Mesmo sendo ínfima a porção de luz solar que é assimilada pela fotossíntese e convertida 
em energia em forma de alimento pelas plantas, os demais processos são extremamente 
relevantes para gerar condições favoráveis à vida nos mais variados ambientes da Terra como, 
por exemplo, o controle da temperatura e dos climas globais interferindo diretamente no ciclo 
da água e nos fenômenos meteorológicos.
Os ecossistemas e os tipos de energia
Além de haver algumas variações entre os ecossistemas naturais e em como eles obtêm 
energia do ambiente para funcionarem, surge em nosso planeta, em decorrência da 
industrialização, novos sistemas que funcionam através de fontes alternativas de energia, os 
quais têm provocado grandes transformações ambientais. A seguir estão exemplificados os 
ecossistemas naturais e artificiais encontrados na biosfera de hoje em dia:
 » Ecossistemas naturais dependentes exclusivamente da energia solar. Por exemplo: os 
oceanos abertos e as florestas de altitude; 
 » Ecossistemas naturais dependentes de energia solar e subsídios ambientais. Por 
exemplo: os estuários de marés e algumas florestas úmidas; 
 » Ecossistemas artificiais dependentes da energia solar e de subsídios antropogênicos. 
Por exemplo: agricultura e aquicultura;
 » Sistemas urbano-industriais dependentes de combustível. Por exemplo: as cidades, os 
bairros e as zonas industriais. 
Pirâmide de Energia 
A pirâmide de energia expressa a quantidade de energia acumulada em cada nível da cadeia 
alimentar. O fluxo decrescente de energia da cadeia alimentar justifica o fato de a pirâmide 
apresentar o vértice voltado para cima. O comprimento do retângulo (tamanho das palavras) 
indica o conteúdo energético presente em cada elo da cadeia (Figura 2).
Figura 2. Pirâmide energética indicando três níveis tróficos representando os produtores, consumidores primários e secundários.
 Criança 8,3 kcal
Bezerro 1.190 kcal
Alfafa 14.900 kcal
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As estimativas científicas apontam que cada nível trófico transfere apenas 10% da energia 
que possui para o nível trófico seguinte. Consequentemente, a pirâmide de energia quase 
nunca apresentará mais do que cinco níveis tróficos. Para exemplificar, imagine uma plantação 
de milho capaz de alimentar 100 pessoas durante um ano. Caso essa mesma plantação seja 
destruída e transformada em pasto, o qual servirá somente para engorda de bovinos de corte, o 
número de gado que a área poderá suportar será tão pequeno que não será possível alimentar 
mais do que cinco pessoas durante o mesmo período de um ano. 
Dessa forma, podemos compreender que a quantidade de energia que se perdeu de um nível 
trófico para outro foi muito grande. Ou seja, numa mesma área onde tínhamos seres vivos 
produtores de energia, como a plantação de milho, teremos uma enorme perda energética 
após a substituição por gado, onde poderemos contemplar apenas uma ínfima parte da 
população humana a alimentando com carne. Assim, podemos concluir que os produtores 
possuem muito mais carga energética que os demais níveis tróficos da pirâmide de energia. 
Infelizmente é muito grande o território brasileiro onde se pratica a pecuária, que inclusive 
exporta enormes quantidades de carne, enquanto se poderia potencializar a capacidade de 
alimentar mais pessoas incentivando a agricultura. 
Recursos energéticos 
Assim como nos ecossistemas naturais, nós seres humanos, também necessitamos de 
energia para desenvolver nossas atividades vitais. Nossa alimentação é a essencial fonte de 
energia para que nossos sistemas respiratórios, circulatórios, digestivos, entre outros continuem 
funcionando normalmente e assim permaneçamos vivos. Mas acontece que a sociedade criou 
uma série de atividades industriais e domiciliares que demandam muito mais energia do que 
de fato precisamos para viver.
Essa demanda de energia que a sociedade precisa para desenvolver suas atividades 
é suprida por meio da exploração dos Recursos Energéticos oferecidos pelo nosso 
planeta. Os recursos energéticos são o conjunto de meios com que os países do mundo 
exploram para atender às suas demandas na cadeia produtiva de bens de consumo materiais. 
São diversas as fontes energéticas exploradas pelo homem, mas as mais utilizadas são: 
petróleo, gás natural e carvão.
Você pode observar que a quantidade de veículos tem aumentado drasticamente nas cidades. 
Dessa forma, o petróleo cru e o gás natural são encontrados em quantidades comerciais em 
mais de 50 países de todos os continentes do planeta. As maiores e mais da metade das jazidas 
de petróleo se encontram no Oriente e quase um terço das reservas já descobertas de gás 
natural também estão lá. 
O carvão é um termo genérico que se refere a uma grande variedade de materiais sólidos 
que possuem alto conteúdo de carbono. Esses materiais são queimados em centrais térmicas 
que geram vapor d’água destinado a impulsionar geradores de energia. O grande problema 
desse combustível é a queima excessiva de madeira, a falta de fiscalização favorece grandes 
desmatamentos de áreas naturais, sem contar com a imensa quantidade de gás carbônico que 
é lançada na atmosfera.
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Por outro lado, a energia solar não é apenas uma tecnologia energética, mas também um termo 
que se aplica a diversas tecnologias de energias renováveis. Sua característica comum é que, ao 
contrário de quase todas as demais, é inesgotável, totalmente limpa e segura. No Brasil, infelizmente, 
falta percepção do Governo para as potencialidades dessa fonte inesgotável que não prejudica o 
meio ambiente e nem impõe riscos de contaminação ou de doenças para os humanos. 
Fontes de Energia 
Atualmente, as pesquisas científicas estão preocupadas em desenvolver novas fontes de 
energia, as quais possam substituir os combustíveis não renováveis e poluidores do meio 
ambiente – como o petróleo e o carvão mineral. Vamos conhecer um pouco mais sobre as 
fontes de energia. 
Energia hidrelétricaÉ a energia gerada pela força da água. Provoca-se represamento de grande área alagada 
através de uma interrupção com barragem no curso de um rio. A água irá cair para um nível 
inferior da barragem, provocando assim a movimentação de turbinas geradoras de energia. 
Essa energia provoca impacto ambiental principalmente na construção dessas barragens, pois 
grandes áreas naturais acabam sendo alagadas. O rio perde o seu potencial turístico ou de 
lazer e as populações ribeirinhas são desabrigadas. 
Álcool 
O álcool vem sendo usado em substituição à gasolina e outros combustíveis derivados 
do petróleo. No Brasil, a cana-de-açúcar tornou-se a principal fonte de produção de álcool 
hidratado. Para tanto, muitas usinas foram implantadas em vários estados brasileiros. 
A principal vantagem do uso do álcool como combustível é a redução de consumo do 
petróleo pela população. No entanto, a utilização desse combustível traz também algumas 
desvantagens: grandes áreas, antes reservadas à produção de alimentos e de preservação da 
biodiversidade, estão agora sendo convertidas em enormes latifúndios de cana-de-açúcar. 
Além disso, a produção de álcool causa drásticos desequilíbrios nos ecossistemas, interferindo 
na qualidade dos rios e demais corpos d’água. Grandes quantidades de resíduos altamente 
tóxicos, como o vinhoto, são pulverizados nas plantações de cana, e esses elementos químicos 
acabam contaminando mais do que o solo, mas também os rios, lagos e inclusive o lençol 
freático, tornando a água altamente cancerígena para o consumo a longo prazo. 
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Energia nuclear 
É a energia liberada durante a fissão ou fusão de núcleos atômicos. Uma fonte inesgotável 
de energia, onde enormes quantidades podem ser obtidas mediante processos nucleares de 
alguns átomos específicos. A energia nuclear supera em muito as demais fontes de energia, 
e uma vez que se tenha total controle sobre a manipulação dessa fonte, ela é considerada 
totalmente eficaz e limpa. 
Energia solar 
Energia inesgotável produzida pelo Sol. Os raios solares chegam à atmosfera terrestre 
através dos fótons, os quais interagem com a atmosfera e a superfície terrestre.
 Na atmosfera, nos oceanos e nas plantas ocorre a absorção natural de energia solar, mas a 
energia solar pode ser obtida artificialmente através de dispositivos denominados de coletores 
solares. A energia solar, uma vez absorvida, pode ser convertida em energia elétrica sem 
nenhum dispositivo mecânico intermediário.
Os Ciclos Biogeoquímicos
Os ciclos biogeoquímicos são processos naturais que, por diversas formas, promovem reciclagem 
de importantes elementos ou de compostos químicos do meio ambiente para os organismos, e 
vice-versa. Ou seja, é através dos ciclos biogeoquímicos que ocorre o fluxo cíclico dos elementos 
químicos importantes tanto para a vida quanto para os ecossistemas existentes na biosfera. Portanto, 
elementos como a água, o carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo e cálcio percorrem esses ciclos, 
unindo todos os componentes vivos e não vivos da Terra.
Você já deve ter em mente que a Terra é um sistema dinâmico que está constantemente 
em evolução, portanto, qualquer alteração dos ciclos biogeoquímicos acaba afetando todos os 
demais processos físicos e biológicos. 
Importante!
Os elementos químicos da natureza são constantemente transformados durante os 
processos de composição e decomposição da matéria orgânica, sendo que todos eles 
estarão sempre contidos na biosfera sendo, portanto, recicláveis. 
Para que fique claro, os ciclos biogeoquímicos que acontecem a todo instante em nosso dia 
a dia podem ser entendidos como o movimento ou o percurso de um determinado elemento 
ou molécula química através de um ou vários meios como a atmosfera, a hidrosfera e a litosfera 
da Terra. Desse modo, os ciclos estão intimamente relacionados com processos geológicos, 
hidrológicos e biológicos.
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
O estudo desses ciclos se torna cada vez mais importante, como, por exemplo, para avaliar 
o impacto ecossistêmico que a exploração de um recurso natural possa vir a causar no meio 
ambiente e nos seres vivos que dependem direta ou indiretamente desse meio para garantir a 
sua sobrevivência. 
 Um triste exemplo tem sido a falta de água na região metropolitana de São Paulo. Tanto a 
população humana quanto a fauna e flora têm sofrido com a escassez desse recurso nessa região. 
Uma vez que os rios e lagos estão sendo poluídos e altamente consumidos principalmente por 
indústrias e plantações agrícolas, os rios e os demais mananciais de água potável tem sido 
contaminados pelo despejo de resíduos cancerígenos (metais pesados) e superexplorados por 
conta da irrigação de latifúndios de cana-de-açúcar.
Em síntese:
Como dito anteriormente, qualquer matéria pode ser constantemente reaproveitada 
na natureza. Por exemplo, quando uma planta ou um animal morre, as bactérias e 
os fungos existentes no solo dão início à decomposição da matéria que compunha 
seus corpos. É justamente através da decomposição que se devolve ao solo os sais 
minerais, a água e os demais elementos – como sódio (Na), potássio (K), fósforo 
(P) e nitrogênio (N). A partir da decomposição desses elementos, eles estarão 
novamente disponíveis no solo, no ar ou na água, onde o processo todo se reinicia 
como se fosse uma grande engrenagem do mundo natural.
Algumas atividades cíclicas ligadas aos elementos biogeoquímicos podem ser 
exemplificadas. O nitrogênio, por exemplo, que naturalmente é encontrado no ar 
que respiramos, é absorvido por algumas bactérias que vivem aglomeradas nas raízes 
de algumas plantas (Figura 3). Já o fósforo que está presente no solo é novamente 
incorporado pelos seres vivos a partir das plantas para compor os fosfolipídios.
Figura 3. Raízes de leguminosas com nódulos contendo bactérias fixadoras de nitrogênio.
 
Fonte: Xavier et al. (2015) 
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O ciclo da água
Você já deve saber que a água pode ser encontrada naturalmente em três estados físicos: 
sólido, líquido e gasoso. Nos oceanos e mares temos aproximadamente 97% de toda a água 
do nosso planeta. Dos 3% restantes, 2,25% está em forma de gelo nas geleiras e nos polos 
norte e sul, e apenas 0,75% está presente nos rios, lagos e lençóis freáticos que a população 
humana tem de dividir com os demais animais terrestres. 
A quantidade de água na forma de vapor que se encontra na atmosfera é extremamente inferior 
quando comparada às grandes quantidades de água encontradas nos demais estados físicos. Porém, 
apesar dessa quantidade ser ínfima, a presença de vapor de água no ar é vital para os seres vivos e 
fundamental para que se estabeleça as condições climáticas do nosso planeta. 
Esse vapor de água que se encontra na atmosfera é proveniente da evapotranspiração que 
ocorre de forma natural na biosfera. A evapotranspiração nada mais é do que a própria 
transpiração realizada pelos seres vivos e a evaporação da água líquida por conta do aquecimento 
pelo Sol. Portanto, você já deve ter imaginado que a evapotranspiração exige certa quantidade 
de energia para ser realizada. A água gasosa evaporada para atmosfera pela radiação térmica 
solar se condensa na atmosfera por perda de calor e se precipita em forma de chuva (líquida), 
ou por um resfriamento excessivo na forma sólida (neve ou granizo). 
Como a maior parte da água em nosso planeta se concentra nos oceanos, a quantidade de 
evapotranspiração é bem maior do que a precipitação nas áreas oceânicas. Por outro lado, 
nos continentes e nas ilhas ocorre o inverso: a água evapora em menor quantidade e chove 
em maior proporção. Essa inversão possibilita nos continentes a formação de rios, lagos e 
lençóis freáticos. 
Então, como a chuva ocorre de forma mais pronunciada nos continentes do que nos 
oceanos, poderemos pensar que a tendência do nível de água nos oceanos seria diminuir ao 
longo do tempo. Entretanto, vemos que isso não tem acontecido. Você sabe por quê? Bom, 
esse processo dos oceanossecarem não ocorre devido ao acúmulo de água dos continentes 
ser transportado de volta aos mares e oceanos através dos rios. 
É muito importante que você observe 
que todo o movimento realizado pela 
água em nosso planeta acontece de forma 
cíclica. Desse modo, a água evaporada 
pelo Sol e transpirada pelos animais 
percorre seu trajeto, seja ele na terra 
ou na atmosfera, cumprindo todas suas 
funções, até que ocorra a precipitação, 
quando ela voltará a estar disponível para 
recomeçar o seu ciclo na natureza. Veja o 
ciclo completo na Figura 4 (ao lado).
 
Figura 4. Esquema ilustrativo do ciclo da água.
Fonte: ga.water.usgs.gov
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Teoria de Gaia
Olhando o ecossistema como um todo, podemos observar que a população é extremamente 
ampla e ainda em constante crescimento. Além disso, observamos vários pontos negativos 
para a qualidade do ambiente, como a degradação das áreas de matas, o esgotamento dos 
recursos naturais, o acúmulo de resíduos de todos os tipos de lixo transformados em poluição 
de rios, solo e ar, além da mudança climática e a destruição da biodiversidade em todas as suas 
formas. Todas essas situações provocadas pela humanidade constituem juntas uma ameaça 
ao bem-estar do próprio ser humano – ameaça essa que até então era desconhecida pelas 
gerações anteriores.
Dessa forma, é extremamente fácil perceber que precisamos restabelecer o equilíbrio em 
nosso planeta, e isso depende essencialmente do ser humano voltar a respeitar a natureza da 
forma como ela merece. É nesse contexto que surge a Teoria de Gaia, a qual foi proposta para 
mostrar à humanidade o que temos feito com nosso planeta, e que a necessidade de equilibrar 
o meio ambiente é urgente, tendo em vista que a existência de vida está comprometida pelo 
nosso grande descaso. 
Analisando a Terra do seu interior, cientistas descobriram que ela é quase totalmente 
constituída de rocha fundida e metal. Sendo a Terra um planeta do universo que pulsa vida por 
toda a sua porção externa, a Teoria de Gaia considera, portanto, que o nosso planeta funciona 
como um imenso sistema fisiológico dinâmico, o qual se tornou apto para a vida há mais 
de três bilhões de anos. Dessa forma, Gaia pode ser entendida como um sistema fisiológico 
“vivo” que regula as condições climáticas e químicas para que sejam ideais para a vida. 
O cerne dos problemas que afligem Gaia está na falta de controle populacional humano, 
onde atualmente o número de habitantes ultrapassa as sete bilhões de pessoas e torna 
insustentável a vida nos próximos anos. Com o atual modelo de desenvolvimento capitalista, 
onde a superexploração dos recursos naturais provoca a destruição maciça de ecossistemas, 
polui o globo terrestre e ameaça o clima, o nosso compromisso agora é controlar o crescimento 
populacional de modo a sermos condizentes em número de pessoas com aquilo que a 
capacidade de Gaia suporta para alimentar-nos a longo prazo. 
Para que isso ocorra, é nosso dever para com o planeta alterarmos a ordem dos nossos 
valores enquanto sociedade, dando prioridade para o controle populacional, à limpeza das 
águas, proteção do solo e ao cuidado com as árvores e animais.
Como dito anteriormente, a própria Gaia é quem regula sua temperatura de modo a ser 
ideal para qualquer tipo de vida que a esteja habitando, contudo, a emissão de gases de efeito 
estufa, como o CO2, faz com que a nossa atmosfera aqueça o bastante a ponto de derreter 
imensos blocos de gelo da Groenlândia e de parte da Antártida ocidental (Figura 5). Aos 
nossos oceanos será então acrescentada água suficiente para que os níveis do mar se elevem 
e ocasionem êxodo do litoral para as regiões interioranas e mais altas dos continentes.
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O aquecimento da atmosfera, em termos de Figura 5. Imagem de satélite do iceberg B-15A de 160 Km de comprimento na Antártida desprendido por causa do aquecimento global.
Fonte: www.apolo11.com
Gaia, em pouco tempo será excessivo para a flora, 
fauna e muitas outras formas microbianas de vida. 
Esse impacto climático é provocado pela nossa civi-
lização industrial, a qual vem aquecendo Gaia mais 
rapidamente do que os processos naturais. Sabe-
mos que Gaia já sobreviveu com sucesso a enormes 
catástrofes em seus primeiros milhões de anos de 
vida (Figura 6) mas, contudo, caso continuemos a 
deixar as coisas como estão, nossa espécie poderá 
nunca mais desfrutar deste planeta repleto de vida 
– assim como já perdemos inúmeras belezas naturais verdejantes e cênicas, que existiam há 
pouco mais de cinquenta anos e hoje já não existem mais. 
Figura 6. O estabelecimento da vida na Terra e sua relação com as chuvas meteoríticas esterilizantes.
Fonte: Damineli e Damineli (2007)
Neste momento, você deve estar pensando que é muito difícil tomarmos medidas de ação 
em prol de nosso planeta e de nós mesmos, mas é mais simples do que se imagina. Basta 
rompermos com a economia que enriquece poucos e manter a maior parte da população 
mundial com pouco dinheiro, transformaremos toda essa situação que antecede o caos apenas 
tornando a nossa economia ecológica.
Para isso, nossa matriz energética, por exemplo, deverá se basear em fontes renováveis já 
descobertas, tais como a energia eólica e a solar (Tabela 1). Ainda, poderemos substituir os 
combustíveis fósseis poluidores, como o carvão mineral e o petróleo, por aqueles de origem 
vegetal, como o etanol e o biodiesel. Outra fonte energética seria a proveniente de energia 
nuclear que, apesar de ser defendida por diversos intelectuais de gestão ambiental como a 
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
solução de crises ambientais, tem sido repensada pela sociedade atual após alguns acidentes – 
embora tenhamos tecnologia suficiente para manter níveis seguros de uso dessa fonte. 
Tabela 1. Empreendimentos de geração de energia em ação no Brasil em 2014.
Tipo Quantidade Potência Outorgada (kW) %
CGH 469 288.349 0,22
EOL 178 3.847.529 2,89
PCH 467 4.713.134 3,57
UFV 164 16.287 0,01
UHE 197 86.625.945 63,17
UTE 1.866 39.325.279 28,61
UTN 2 1.990.000 1,52
Total 3.343 136.806.523 100
Fonte: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm 
Este assunto acaba entrando no âmbito da sustentabilidade, a qual representa ações 
economicamente viáveis, socialmente justas e ambientalmente corretas (FIALHO et al., 
2007). Esse conceito vem crescendo e atingindo mais pessoas graças a ações individuais 
e de organizações civis não governamentais que possuem visão holística da natureza e da 
economia, que perceberam os problemas socioambientais relacionados ao mau planejamento 
de governar a população mundial.
Quanto mais conhecimento obtemos, mais clara fica a percepção que Gaia foi e está sendo 
bruscamente alterada em razão do desenvolvimento da vida humana sobre ela. À medida 
que ocupamos áreas verdes transformando-as em áreas urbanas, alteramos a composição do 
ambiente – como a sua temperatura, natureza química e toda a estrutura de vida na superfície da 
Terra. O que vêm ocorrendo é que Gaia está em luta contra todas as perturbações provocadas 
pela humanidade em função da manutenção de suas formas de vida. Entretanto, os seres 
humanos tentam governar a Terra para seu próprio conforto e conveniência. Como resposta, 
em analogia aos cuidados maternos, o grande ecossistema Gaia age como uma mãe que 
acalenta seus filhos quando esses lhe dão o devido respeito, mas, por outro lado, pune os que 
a desrespeitam, sendo que o castigo pode muitas vezes significar a impossibilidade de vida até 
mesmo dos que a respeitam. 
Com isso, para evitarmos que todos paguem pelo mau comportamento de uma grande 
parcela da população, precisamos divulgar o que acontece de verdade com nosso planeta 
para todas as pessoas, pois há riscos para todos, tanto para nossas vidas quanto às gerações 
futuras. Apenas educando as pessoas de como viver de um modo sustentável, a população se 
mobilizará de forma espontânea e generosacom os ecossistemas, adotando uma postura de 
vida em harmonia com Gaia. 
Comumente, cada um de nós prioriza uma vida boa pensando em um futuro imediato. Por conta 
disso, preferimos então protelar a solução dos problemas esquecendo os pensamentos desagradáveis 
que uma possível catástrofe provocará no futuro. Dessa forma, nós, seres humanos, nunca nos 
responsabilizamos por nossos atos de desrespeito ao planeta, uma vez que as consequências ocorrem 
a longo prazo e caem sobre as costas das gerações futuras. 
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Material Complementar
Vídeos:
Discovery na Escola - Elementos de Biologia, Ecossistemas 
 https://youtu.be/5WVhItCdm-o
Biologia - ciclos biogeoquímicos
https://goo.gl/9GtFU7
Teoria gaia de James Lovelock
https://youtu.be/GzhidMRxBuQ
Livros:
PRIMACK, R. B; RODRIGUES, E. Biologia da conservação. Londrina: editora Planta. 2001.
ROSA, R. S.; MESSIAS, R. A.; AMBROZINI, B. Importância da compreensão dos ciclos biogeoquímicos 
para o desenvolvimento sustentável. Coord. Maria Olímpia de O. Rezende. Instituto de Química de 
São Carlos, Universidade de São Paulo. 2003.
Sites:
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia26.php
https://www.biologiatotal.com.br/areas-da-biologia/ecologia/
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia6.php
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Unidade: Energia e Ciclos biogeoquímicos nos ambientes
Referências
DAMINELI, A.; DAMINELI, D.S.C. Origens da vida. Estudos Avançados, 21 (59): 263-
284, 2007.
FIALHO, F.A.P. et al. Empreendedorismo na era do conhecimento. Florianópolis: Visual 
Books, 2007.
LOVELOCK, J. A Vingança de Gaia. Rio de Janeiro: Intrínseca, 2006. Tradução Ivo Korytowski.
XAVIER, G.R.; RUMJANEK, N.G.; GUEDES, R.E. Fixação Biológica de Nitrogênio. 
Embrapa. Agência Embrapa de Informação Tecnológica - Ageitec. Disponível em: http://www.
agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/feijao-caupi/arvore/CONTAG01_24_510200683536.
html. Acesso em: 10 mar. 2015.
USGS. Water cycle. Departhment of the interior. United States Geological Surveys. 2015. 
Disponível em: http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyle.html. Acesso em 23 mar. 2015.
USGS. Water cycle. Departhment of the interior. United States Geological Surveys. 2015. 
Disponível em: http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyle.html. Acesso em 23/03/2015.
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Anotações