VIDA NA TERRA

Atmosfera terrestre

O ar é a matéria gasosa que envolve a Terra, formando uma camada chamada atmosfera.

A composição da atmosfera terrestre é um dos fatores relacionado à existência de vida.

Componentes do ar atmosférico

Não podemos ver o ar atmosférico, mas podemos percebê-lo, por exemplo, ao sentir o vapor de água presente nele pela variação na umidade do ar. O ar é uma mistura de gases e vapor de água. Observe, a seguir, a proporção aproximada de alguns desses gases. 

O ar atmosférico é composto, principalmente, de gás nitrogênio ( N²) e de gás oxigênio (O²), que juntos correspondem a aproximadamente 99% da composição do ar atmosférico. Outros gases são encontrados em menor proporção, como o dióxido de carbono (CO²), também chamado gás carbônico. Além desses, o ar atmosférico é composto por outros gases, que incluem, por exemplo, o argônio (Ar), o gás hélio (He), o gás ozônio (O³) e o gás hidrogênio (H²).

Além dos gases e do vapor de água, o ar atmosférico pode apresentar outros componentes, como poeira, fuligem e microrganismos, que podem causar danos aos seres vivos, inclusive ao sistema respiratório do ser humano.

As proporções dos componentes do ar atmosférico podem variar de acordo com as camadas da atmosfera e com diversos outros fatores, por exemplo, algumas atividades humanas, como o desmatamento, que lançam gases poluentes na atmosfera.

Gás oxigênio

O gás oxigênio é obtido pelos seres vivos aeróbios, como as plantas e os animais, por meio da respiração.

Nas células desses seres vivos, o gás oxigênio é utilizado, por exemplo, para converter compostos orgânicos presentes nos alimentos em gás carbônico e água, liberando energia. Essa energia é utilizada pelo organismo para realizar as atividades e se manter vivo.

Gás carbônico

O gás carbônico é liberado na atmosfera pela respiração dos seres vivos aeróbios, pela fermentação realizada pelos seres vivos anaeróbios, ou seja, que não dependem de gás oxigênio para sobreviver, e na queima de diversos materiais, como madeira e papel. Além disso, esse gás participa de processos fundamentais à vida na Terra, como a fotossíntese e a manutenção da temperatura do planeta.

A fotossíntese é o processo em que a maioria das plantas e outros seres vivos fotossintetizantes utilizam a energia da luz solar para transformar água e gás carbônico em alimento (açúcar) e gás oxigênio. Observe a seguir.

 gás carbônico+água→ luz solar gás oxigênio+açúcar

Além de permitir à maioria das plantas produzir seu próprio alimento, a fotossíntese é essencial para os ecossistemas. Ao produzir seu alimento, as plantas absorvem a energia proveniente da luz solar e, quando são consumidas por um animal, por exemplo, parte dessa energia é transferida para esse ser vivo e, consequentemente, para a cadeia alimentar. 

O gás carbônico é um dos gases que contribuem para o efeito estufa natural, responsável por manter a temperatura média do planeta adequada à existência de vida. Observe a seguir. 

Se o efeito estufa não ocorresse, a temperatura média do planeta seria em torno de −15 °C, o que impediria a existência de água no estado físico líquido, essencial à existência de vida como a conhecemos.

A atmosfera terrestre atual é resultante de um longo processo, que acompanhou a evolução do planeta Terra, que surgiu há cerca de 4,6 bilhões de anos.

A atmosfera primitiva provavelmente era rica em gás hidrogênio ( H2), gás metano e amônia ( NH3). Esses compostos reagiam com a intensa radiação solar, formando o gás nitrogênio e o gás carbônico.

Estudos indicam que os primeiros seres vivos surgiram na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos. Já há cerca de 2 bilhões de anos, a atmosfera terrestre passou a ter níveis elevados de gás oxigênio, resultantes sobretudo de organismos que realizavam fotossíntese.

Esses e outros fatores possibilitaram a composição atmosférica atual, bem como a manutenção do efeito estufa, um dos responsáveis pela existência de vida na Terra.

Como estudamos, o efeito estufa é um fenômeno natural. No entanto, ações antrópicas, ou seja, realizadas pelos seres humanos, podem alterar a composição da atmosfera, contribuindo com o aumento da concentração dos gases responsáveis pelo efeito estufa. A intensificação desse efeito pode gerar consequências prejudiciais ao planeta e aos seres vivos, o que estudaremos mais adiante.

Gás nitrogênio

O elemento químico nitrogênio é essencial aos seres vivos, principalmente porque ele compõe as proteínas e outros elementos importantes para os organismos.

Durante a respiração, o ser humano inala o gás nitrogênio, mas, assim como na maioria dos seres vivos, o nitrogênio não é absorvido pelo corpo em sua forma gasosa, sendo eliminado na expiração. Dessa maneira, o ser humano e os outros animais obtêm o nitrogênio por meio da alimentação.

Algumas plantas, no entanto, podem fazer uso do nitrogênio disponível no ambiente, por meio da ação de algumas bactérias.

Dessa maneira, as plantas que apresentam nódulos se tornam fonte de nitrogênio para os animais que se alimentam delas.

Além disso, durante as tempestades, descargas elétricas provocam reações químicas entre as moléculas de gás oxigênio e de gás nitrogênio do ar, formando compostos de nitrogênio, que originam o nitrato ( NO3), forma na qual a maioria das plantas absorve o nitrogênio.

Vapor de água

O ar atmosférico também é composto de vapor de água. Podemos comprovar esse fato ao colocar água gelada em um copo e observar a formação de gotículas de água na parte externa dele.

Essas gotículas se formam por causa da condensação das moléculas de água presentes no ar atmosférico, ao entrarem em contato com a superfície do copo, que está em uma temperatura mais baixa.

A água que evapora de rios, lagos e mares e o vapor de água proveniente da transpiração e da respiração dos seres vivos passa para o ar atmosférico. Quanto maior a quantidade de vapor de água na atmosfera, mais úmido é o ar.

O vapor de água na atmosfera é essencial para os seres vivos, pois ajuda a redistribuir a água na superfície terrestre, por meio das chuvas, participando do ciclo hidrológico. Além disso, esse vapor de água ajuda a manter as mucosas dos seres humanos hidratadas, principalmente do sistema respiratório e dos olhos, o que ajuda a evitar alergias e infecções.

Outros gases

Na estratosfera, há uma camada com alta concentração de gás ozônio, formando a chamada camada de ozônio. Essa camada envolve todo o planeta Terra na região da estratosfera, absorvendo a maior parte dos raios ultravioleta, que, em excesso, são prejudiciais aos seres vivos.

A radiação ultravioleta participa da contínua formação e degradação do gás ozônio na atmosfera terrestre, como mostra o esquema a seguir.

1 - No processo de formação do gás ozônio, a radiação ultravioleta quebra a molécula de gás oxigênio, liberando dois átomos de oxigênio.

2 - Cada um desses átomos de oxigênio se liga a outra molécula de gás oxigênio, formando o gás ozônio.

3 - No processo de degradação do gás ozônio, a radiação ultravioleta quebra a molécula de gás ozônio, provocando a liberação de uma molécula de gás oxigênio e um átomo de oxigênio.

Uma vez que a formação e a degradação do gás ozônio ocorrem de maneira equilibrada na atmosfera, seria esperado que a concentração desse gás permanecesse constante. No entanto, como citado na manchete anterior, está ocorrendo a destruição da camada de ozônio à medida que um buraco se forma nela.

Desde a década de 1980, quando imagens de satélite revelaram um grande buraco nessa camada, verificou-se que ela estava sendo gradualmente destruída em razão da alta concentração de alguns gases na atmosfera. Esses gases são gerados em atividades humanas e são representados, principalmente, pelos chamados clorofluorcarbonos (CFCs), muito utilizados em sistemas de refrigeração, aerossóis e condicionadores de ar, por exemplo.

Esses gases atingem a estratosfera e reagem com o gás ozônio, degradando-o e reduzindo sua concentração na atmosfera, o que diminui a espessura da camada de ozônio. A camada de ozônio sobre a região do Polo Sul, por exemplo, tornou-se mais fina, se comparada às demais regiões do planeta, formando um "buraco". Observe a seguir o tamanho que ele vem atingindo ao longo dos anos de 1979, 1989 e 2021. 

A utilização de CFCs foi proibida em muitos países em 1987, com a criação do Protocolo de Montreal, que começou a vigorar no Brasil em 1990. A partir de então, passou-se a usar os hidroclorofluorcarbonos (HCFCs), menos prejudiciais, porém ainda danosos à camada de ozônio. Portanto, atualmente, busca-se banir também os HCFCs, substituindo-os por outros gases.

Para recuperar a camada de ozônio, as empresas que fabricam geladeiras, freezers e aparelhos de ar condicionado, por exemplo, devem eliminar o uso do CFC, e os governantes e instituições responsáveis devem aumentar a fiscalização nessas indústrias.

Além do gás ozônio, outros gases presentes no ar atmosférico também são utilizados pelos seres humanos, como o hélio (He), o argônio (Ar) e o xenônio (Xe). O gás hélio, por exemplo, é usado para encher balões de festa e dirigíveis, além de ser utilizado em diversos processos de soldagem de materiais em indústrias. O argônio é utilizado em alguns tipos de laser de uso médico e odontológico. Já o xenônio, geralmente, é usado em flashes de máquinas fotográficas e em lâmpadas de alta luminosidade.

1) Qual é a importância da atmosfera terrestre para a vida na Terra?

2) Por que podemos dizer que as bactérias fixadoras de nitrogênio auxiliam na manutenção das espécies de seres vivos no planeta?

3) Sobre os gases que compõem a atmosfera, marque a alternativa correta.

a) A porcentagem de gás oxigênio na atmosfera terrestre é de, aproximadamente, 21%, sendo liberado para a atmosfera durante a respiração das plantas.

b) Assim como o gás oxigênio, o gás nitrogênio é inalado pelos animais durante a respiração e absorvido pelo corpo, sendo liberado para a atmosfera por meio da expiração.

c) O efeito estufa impede que grande parte da radiação ultravioleta atinja a superfície da Terra e cause danos aos seres vivos.

d) A radiação ultravioleta participa da formação e da degradação do gás ozônio na atmosfera.

4) O efeito estufa não ocorre somente na Terra. Em Vênus, por exemplo, a temperatura média é de, aproximadamente, 480 °C em razão da alta concentração de gás carbônico em sua atmosfera (aproximadamente 95%) e de espessas camadas de nuvens que envolvem o planeta.

a) Se a Terra tivesse uma concentração de gás carbônico semelhante à do planeta Vênus, o que ocorreria com a temperatura dela? Quais seriam as possíveis consequências disso para os seres vivos? Justifique sua resposta.

b) Converse com seus pais ou responsáveis sobre o que eles sabem a respeito do efeito estufa natural da Terra. Se necessário, esclareça o assunto para eles.

5. Observe a charge a seguir e responda às questões propostas. 

c) Considerando a personagem no carro azul, identifique o número da alternativa que não apresenta consequências diretamente relacionadas ao descarte incorreto dos resíduos sólidos. Em seguida, justifique sua escolha.

1- Essa atitude causa a poluição do solo.

2 - Essa atitude contribui para atrair animais que transmitem doenças.

3 - Essa atitude intensifica o buraco da camada de ozônio e o efeito estufa .

4 - Essa atitude pode resultar em alagamento de ruas.

d) Quais atitudes podemos adotar no dia a dia para evitar, ou pelo menos reduzir, as consequências das situações representadas na charge?

6) Leia a seguir alguns dados comparativos entre o planeta Terra e o planeta Marte.

a) Por que a duração do ano em Marte é maior que na Terra?

b) Com base nos dados apresentados, cite um argumento de que Marte não tem condições adequadas para a vida como a conhecemos.

c) Com base na resposta ao item b, o que os cientistas poderiam fazer para manter um astronauta por certo tempo em Marte?

d) Os motores de automóveis movidos a combustíveis fósseis dependem de gás oxigênio e do combustível para seu funcionamento. Sabendo-se que em Marte a concentração de gás oxigênio é de, aproximadamente, 0,13%, o funcionamento desses motores seria possível em Marte? Por quê?