Ciclos Biogeoquímicos (Química Ambiental)
Os ciclos biogeoquímicos rastreiam como os elementos se movem e se transformam entre a atmosfera, a hidrosfera, a litosfera e a biosfera, ligando a química, a biologia e a geologia em escala planetária.
Definition
O estudo do movimento cíclico e da transformação química de elementos através dos compartimentos ambientais da Terra e dos organismos vivos, tratado de uma perspectiva química.
Scope
Esta área abrange os ciclos globais de carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre e elementos-traço, incluindo os reservatórios, fluxos e transformações químicas que os conectam. Dentro da química ambiental, a ênfase está nas reações químicas e nas mudanças de estado de oxidação que impulsionam os ciclos e em como a atividade humana os perturbou.
Sub-topics
Core questions
- Quais são os principais reservatórios e fluxos de cada elemento?
- Quais transformações químicas e microbianas impulsionam cada ciclo?
- Como os ciclos estão acoplados entre si e ao clima?
- Como as atividades humanas alteraram os ciclos globais de elementos?
Key theories
- Modelo de reservatório-fluxo do ciclo de elementos
- O ciclo global de cada elemento é representado como reservatórios conectados por fluxos; quantificar estes e sua perturbação pela atividade humana permite a avaliação de desequilíbrios, como o acúmulo de dióxido de carbono atmosférico.
- Acoplamento de ciclos biogeoquímicos
- Os ciclos de carbono, nitrogênio e fósforo estão ligados através da estequiometria da produção biológica, de modo que a perturbação de um ciclo se propaga pelos outros.
Mechanisms
Os ciclos são organizados como reservatórios unidos por fluxos mediados pela fotossíntese, respiração, intemperismo, deposição e entradas humanas. Reações redox microbianas interconvertem estados de oxidação, enquanto a estequiometria biológica conecta os ciclos, fazendo com que respondam conjuntamente a distúrbios.
Clinical relevance
O ciclo biogeoquímico sustenta as mudanças climáticas, a eutrofização e os problemas de qualidade do ar e da água, e enquadra as consequências em escala planetária do uso de combustíveis fósseis e da produção de fertilizantes.
History
A biogeoquímica remonta ao conceito de biosfera de Vernadsky e às análises quantitativas de ciclos de Hutchinson, amadurecendo em uma ciência de mudança global à medida que as perturbações humanas dos ciclos de carbono e nitrogênio se tornaram mensuráveis.
Key figures
- Vladimir Vernadsky
- G. Evelyn Hutchinson
- William H. Schlesinger
Related topics
Seminal works
- schlesinger2013
- falkowski2000
- galloway2008
Frequently asked questions
- Como isso se relaciona com os ciclos biogeoquímicos na ecologia?
- Trata os mesmos ciclos globais, mas enfatiza as reações químicas e as mudanças de estado de oxidação, complementando a visão da ecologia de ecossistemas sobre reservatórios, fluxos e organismos.