Ciclo de cálcio: características, etapas e importância

Ciclo de cálcio: características, etapas e importância

O ciclo do cálcio é a circulação e armazenamento deste elemento na Terra, abrangendo os seres vivos, a litosfera e a hidrosfera. É um ciclo biogeoquímico sedimentar no qual o cálcio circula como metal macio alcalino-terroso, sem estágio gasoso.

O estágio de maior circulação de cálcio é o biológico, pois é consumido pelos seres vivos e utilizado em suas estruturas e metabolismo. Uma vez que os seres vivos estão mortos, o cálcio é reintegrado ao ambiente físico como parte do solo e do fundo do mar.

Existem extensos depósitos de conchas e ossos, especialmente no fundo do mar e nos grandes lagos. Essas estruturas se misturam com os sedimentos e, ao longo de milhões de anos, são cobertas por camadas sucessivas.

As camadas inferiores de sedimentos são submetidas a altas pressões, formando rochas sedimentares que são expostas à superfície devido a processos geológicos em terra. As rochas expostas são sujeitas a intemperismo e erosão, liberando o cálcio que se integra no solo ou é levado pela água.

No solo, é absorvido principalmente pelas raízes das plantas e no mar pelo fitoplâncton e outros organismos. O cálcio é utilizado para diferentes fins estruturais e metabólicos, por exemplo, a fabricação de conchas.

O ciclo do cálcio é importante, pois permite que esse elemento esteja disponível em suas diferentes etapas, cumprindo diversas funções. Sendo assim, fazendo parte da estrutura dos organismos vivos, participa da formação do relevo, regula o pH dos solos e das águas e serve como matéria- prima para a indústria humana.

Características gerais

– O cálcio

O cálcio (Ca) é um metal alcalino-terroso macio de número atômico 20 e massa atômica 40,078, cujo estado comum é sólido. Forma óxidos que agem como bases fortes, reagindo violentamente ao contato com ácidos.

– O seu ciclo

O cálcio passa por um ciclo biogeoquímico sedimentar, pois carece de uma fase gasosa e as maiores reservas estão na litosfera. Está intimamente relacionado aos ciclos de carbono, água e fósforo.

Erosão rochosa

O ciclo se desenvolve a partir do intemperismo e erosão das rochas calcárias que liberam o cálcio que é depositado no solo. Da mesma forma, pode ser transportado dissolvido em água de escoamento para rios, lagos e oceanos.

A água da chuva, quando em contato com o CO2 atmosférico, forma H2CO3, que dissolve a rocha calcária, liberando Ca2 + e HCO3-. Por outro lado, o CO2 transportado pela água da chuva transforma o carbonato insolúvel em bicarbonato solúvel.

Absorção e uso por seres vivos

O cálcio (Ca2 +) no solo é absorvido pelas plantas e nos corpos d’água pelos organismos aquáticos. No organismo, o cálcio cumpre diferentes funções metabólicas e, quando os organismos morrem, retorna ao ambiente físico transportado pela água do escoamento para rios, lagos e oceanos.

Relacionado:  Cloreto de Alumínio (AlCl3): estrutura, propriedades, usos

Formação rochosa

Esqueletos de animais (internos e externos ou conchas) são depositados no fundo do mar como parte dos sedimentos. As camadas de sedimentos estão sendo cobertas e compactadas ao longo de milhões de anos para formar rochas calcárias.

Mais tarde, os processos diastróficos (quebras e movimentos ascendentes da crosta terrestre) expõem as rochas à superfície. Desta forma, o ciclo é fechado, porque as rochas novamente se deterioram (ação dos elementos climáticos) e são intemperizadas e corroídas.

Etapas do ciclo de cálcio

As etapas pelas quais o cálcio passa em seu ciclo de armazenamento e circulação são dadas pelos compartimentos em que esses processos ocorrem. Estas são a crosta e parte do manto da terra (litosfera), os corpos de água (hidrosfera) e os organismos vivos.

– estágio geológico

No estágio geológico, compartimentado na crosta e no manto, é onde se encontra a maior quantidade de armazenamento de cálcio. O cálcio é o quinto elemento mais abundante na litosfera, constituindo 3,5% da crosta terrestre.

É encontrado formando parte de rochas como calcário, dolomita, marga e mármore, enquanto pedras calcárias e dolomitas formam enormes cadeias de montanhas em todo o planeta. Da mesma forma, faz parte de outros compostos naturais, como gesso e alabastro (sulfato de cálcio).

Na forma mineral, é obtido como carbonato de cálcio (CaCO3) a partir de calcita, dolomita e outras formas cristalinas, como a aragonita.

Calcário

É um tipo muito abundante de rocha sedimentar originária de antigos depósitos marinhos ou lacustres (lagos), composta por 99% de carbonato de cálcio. Essas rochas formam estratos horizontais ou deformados a partir de movimentos diastróficos e seu intemperismo resulta em solos neutros a básicos (pH 7 ou superior), ricos em cálcio.

Dolomite

Consiste em uma rocha sedimentar formada em depósitos marinhos rasos por uma reação de substituição química. Nesse caso, o magnésio participa da conformação mineral, formando dolomita ou carbonato de cálcio e magnésio (CaMg (CO3) 2).

Marga

São rochas sedimentares formadas por 1/3 a 2/3 de carbonato de cálcio e o restante das argilas. Essas rochas duram em áreas secas, pois são muito suscetíveis à erosão hídrica.

Mármore

Se as rochas calcárias são submetidas a altas temperaturas e pressões em camadas profundas da crosta terrestre, o mármore se forma. Esta é uma rocha metamórfica muito compacta com um alto grau de cristalização.

– Estágio hidrológico

O cálcio é dissolvido em rios, lagos e oceanos como cloreto de cálcio (sendo o íon mais abundante neste meio) e carbonato de cálcio. Nos oceanos, o carbonato de cálcio (CaCO3) é estável em profundidades inferiores a 4.500 m.

O cálcio neste meio é encontrado em organismos vivos e em depósitos de calcário no fundo do mar. Esse é o limite de profundidade de compensação de carbonato, além do qual o CaCO3 se dissolve e não forma depósitos de calcário.

Relacionado:  Hidreto de cálcio (CaH2): propriedades, reatividade e usos

– estágio biológico

Nesta fase, o ciclo do cálcio atinge sua maior circulação, sendo vital para os seres vivos, pois como íon Ca2 + faz parte dos mecanismos de troca das membranas celulares. Além disso, é um constituinte essencial dos ossos, dentes, cascas de ovos e cascas.

Dessa maneira, o cálcio circula na biosfera e, quando os organismos morrem, retorna aos sedimentos para formar novas rochas ao longo do tempo.

O ser humano

Um elemento importante da etapa biológica do ciclo do cálcio é o papel do ser humano no uso desse elemento como matéria-prima. Este elemento é extraído, transportado e utilizado em grandes quantidades de diferentes maneiras.

Nas minas a céu aberto, o calcário é extraído para uso como elemento de construção ou para moagem e uso como matéria-prima industrial. As conchas também são moídas para preparar fertilizantes e outros produtos.

As conchas de foraminíferos e moluscos

As conchas desses animais são formadas a partir de carbonato de cálcio, cristalizadas como calcita ou aragonita. Estas são duas formas minerais da mesma composição (CaCO3), mas que cristalizam de maneira diferente.

Os moluscos formam suas conchas a partir de uma forma líquida de cálcio secretada por células especializadas. A camada mais interna da concha é o nácar formado a partir de cristais de aragonita misturados com a proteína de colina.

Importância

A circulação do cálcio, formando seu ciclo característico, é essencial para disponibilizar esse elemento aos seres vivos. Graças aos processos que liberam cálcio das rochas e o circulam, a vida existe como a conhecemos.

– Elemento essencial para a vida

O cálcio é essencial para a vida, pois é um elemento estrutural e metabólico. Estruturalmente, é uma parte fundamental na conformação de esqueletos internos e externos.

Nos animais ósseos, o cálcio é o principal componente dos ossos (esqueleto interno), também dos dentes. Nos foraminíferos (protistas) e moluscos (caracóis e bivalves), é o principal ingrediente para a formação do esqueleto externo, ou seja, conchas.

Metabolismo

O cálcio é um agente de transporte nas membranas celulares, portanto, desempenha um papel relevante no metabolismo. Nas membranas celulares, existem canais de cálcio que permitem a entrada passiva desse elemento nas células.

Isso regula a proporção de concentrações de cálcio entre o interior e o exterior da célula, ativando diferentes processos metabólicos. Por exemplo, esses mecanismos são fundamentais para o funcionamento dos sistemas nervoso e muscular e, portanto, desempenham um papel relevante na função cardíaca.

– Alimentação e saúde

Do ponto de vista humano, o ciclo do cálcio permite que esse elemento seja disponibilizado à alimentação e à saúde humana. Acima de tudo, é essencial na produção e preparação de laticínios para crianças.

Relacionado:  Cinética química: fatores, ordem de reação e aplicações

Do mesmo modo, a sua ingestão para fins medicinais é utilizada no tratamento de doenças por deficiência de cálcio, como a osteoporose. Esta doença que enfraquece os ossos é especialmente grave em pessoas idosas, especialmente em mulheres.

– As pérolas

Quando um corpo estranho invade a ostra, cobre-a com madrepérola e forma uma pérola. As pérolas atingem altos valores no mercado de joias em todo o mundo.

– Matéria-prima industrial

O calcário é usado industrialmente para diversos fins, por exemplo, a fabricação de cimento. Essas pedras também são usadas diretamente como material de construção, devido à sua fácil escultura.

Além disso, o cálcio é utilizado como desoxidante e agente redutor em diferentes processos, principalmente na indústria metalúrgica.

Lima

Como cal, também chamados de cal de construção, são óxidos de cálcio que são usados ​​como aglutinante e revestimento na construção. Da mesma forma, é utilizado na fabricação de sabão, papel, vidro, borracha e curtimento de couro.

Da mesma forma, tem vários usos na indústria de alimentos e no tratamento de água. Enquanto cal hidratado ou hidróxido de cálcio, também é usado na indústria e na agricultura.

– Regulação do pH do solo

O conteúdo de óxidos de cálcio no solo influencia a regulação do pH. Na agricultura, a cal é utilizada como uma emenda agrícola para reduzir a acidez dos solos e também como fertilizante.

– Água calcária ou água dura

Ao circular em ambientes ricos em cálcio e magnésio, a água dissolve sais desses elementos e é conhecida como água calcária ou dura. O limite de qualidade da água é de 120 mg CaCO3 / litro, acima do qual a água é considerada dura.

A água com alto teor de cálcio pode causar problemas de saúde, principalmente relacionados ao sistema cardiovascular. Além disso, a água dura produz depósitos calcários nos tubos que obstruem a circulação.

– Grutas e aquíferos calcários

Nas rochas calcárias, a erosão da água freqüentemente forma sistemas de cavernas subterrâneas com configurações internas interessantes. Entre elas, destaca-se a formação de estalactites e estalagmites, devido à deposição de carbonato de cálcio por vazamentos nos tetos das referidas cavernas.

Esses sistemas calcários também cumprem a função de filtrar as águas subterrâneas devido à sua porosidade, formando os aqüíferos.

Referências

  1. Calow, P. (Ed.) (1998). A enciclopédia de ecologia e gestão ambiental.
  2. Christopher R. e Fielding, CR (1993). Uma revisão de pesquisas recentes em sedimentologia fluvial. Geologia Sedimentar.
  3. Margalef, R. (1974). Ecologia. Edições Omega.
  4. Miller, G. e TYLER, JR (1992). Ecologia e meio ambiente. Grupo Editorial Iberoamérica SA de CV
  5. Odum, EP e Warrett, GW (2006). Fundamentos da ecologia. Quinta edição. Thomson.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies