O ciclo de cálcio É a circulação e armazenamento deste elemento na Terra, englobando os seres vivos, a litosfera e a hidrosfera. É um ciclo biogeoquímico sedimentar no qual o cálcio circula como um metal macio alcalino-terroso, sem um estágio gasoso..
A fase de maior circulação do cálcio é a biológica, pois é consumido pelos seres vivos e utilizado em suas estruturas e metabolismo. Uma vez que os seres vivos morrem, 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 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 então expostas à superfície devido a processos geológicos terrestres. Rochas expostas estão sujeitas a intemperismo e erosão, liberando cálcio que se integra ao 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 usado 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. Assim, por fazer parte da estrutura dos organismos vivos, participa da formação do relevo terrestre, regula o pH de solos e águas e serve de matéria-prima para a indústria humana..
Índice do artigo
O cálcio (Ca) é um metal macio alcalino-terroso com número atômico 20 e massa atômica 40,078, cujo estado comum é sólido. Forma óxidos que atuam como bases fortes, reagindo violentamente quando em contato com ácidos.
O cálcio cumpre um ciclo biogeoquímico do tipo sedimentar, pois carece de fase gasosa e as maiores reservas estão na litosfera. Está intimamente relacionado aos ciclos de carbono, água e fósforo.
O ciclo se desenvolve a partir do intemperismo e da erosão das rochas calcárias que liberam o cálcio que se deposita no solo. Da mesma forma, pode ser transportado dissolvido na água do escoamento para rios, lagos e oceanos..
Quando a água da chuva entra em contato com o CO2 atmosférico, forma H2CO3 que dissolve o calcário, liberando Ca2 + e HCO3-. Por outro lado, o CO2 transportado pela água da chuva transforma o carbonato insolúvel em bicarbonato solúvel..
O cálcio (Ca2 +) no solo é absorvido pelas plantas e nos corpos d'água por organismos aquáticos. No corpo, o cálcio cumpre diferentes funções metabólicas e, quando os organismos morrem, ele retorna ao ambiente físico levado pela água do escoamento para os rios, lagos e oceanos..
Esqueletos de animais (internos e externos ou conchas) são depositados no fundo do mar como parte dos sedimentos. As camadas de sedimentos são cobertas e compactadas ao longo de milhões de anos para formar rochas calcárias..
Processos diastróficos posteriores (rupturas e movimentos ascendentes da crosta terrestre) expõem as rochas à superfície. Desta forma o ciclo se fecha, pois as rochas voltam a sofrer intemperismo (ação dos elementos climáticos) e são intemperizadas e erodidas..
As etapas pelas quais o cálcio passa em seu ciclo de armazenamento e circulação são determinadas pelos compartimentos em que esses processos ocorrem. Estes são a crosta e parte do manto terrestre (litosfera), corpos d'água (hidrosfera) e organismos vivos.
Na fase geológica, compartimentada na crosta e 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 encontrada formando parte de rochas como calcário, dolomita, marga e mármore, enquanto calcário e dolomita 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 da calcita, dolomita e outras formas cristalinas como a aragonita..
É um tipo de rocha sedimentar muito abundante, proveniente de antigos depósitos marinhos ou lacustres (lagos), composta por 99% de carbonato de cálcio. Essas rochas formam estratos horizontais ou deformados por movimentos diastróficos e seu intemperismo dá origem a solos neutros a básicos (pH 7 ou superior), ricos em cálcio..
Consiste em uma rocha sedimentar formada em depósitos marinhos rasos por uma reação de substituição química. Nesse caso, o magnésio participa da conformação do mineral, formando dolomita ou carbonato de cálcio e magnésio (CaMg (CO3) 2).
São rochas sedimentares formadas por 1/3 a 2/3 de carbonato de cálcio e o resto de argilas. Essas rochas persistem em áreas secas, pois são muito suscetíveis à erosão hídrica..
Se as rochas calcárias são submetidas a altas temperaturas e pressões em camadas profundas da crosta terrestre, o mármore é formado. Esta é uma rocha metamórfica muito compacta com um alto grau de cristalização.
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. Este é o limite de profundidade da compensação de carbonato, após o qual CaCO3 se dissolve e não forma depósitos de calcário..
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. Por outro lado, é um constituinte essencial de ossos, dentes, cascas de ovos e cascas..
Dessa forma, o cálcio circula na biosfera e quando os organismos morrem, ele retorna aos sedimentos para formar novas rochas ao longo do tempo..
Um elemento marcante 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 utilizá-lo como elemento de construção ou para moê-lo e utilizá-lo como matéria-prima industrial. Além disso, as cascas são moídas para preparar fertilizantes e outros produtos.
As conchas desses animais são formadas a partir de carbonato de cálcio, cristalizado como calcita ou aragonita. São duas formas minerais de mesma composição (CaCO3), mas que se cristalizam de maneiras diferentes..
Os moluscos formam suas conchas a partir de uma forma líquida de cálcio secretada por células especializadas. A camada mais interna da casca é o nácar formado por cristais de aragonita misturados com a proteína conchiolina.
A circulação do cálcio, formando seu ciclo característico, é fundamental para disponibilizar esse elemento aos seres vivos. Graças aos processos que liberam o cálcio das rochas e o fazem circular, a vida existe como a conhecemos.
O cálcio é essencial para a vida, pois é um elemento estrutural e metabólico. Estruturalmente, é uma parte fundamental na conformação dos esqueletos internos e externos.
Em animais ósseos, o cálcio é o principal componente dos ossos (esqueleto interno), inclusive dos dentes. Nos foraminíferos (protistas) e moluscos (caracóis e bivalves) é o principal ingrediente para a formação do esqueleto externo, ou seja, as conchas.
O cálcio é um agente de transporte nas membranas celulares, por isso desempenha um papel importante no metabolismo. Nas membranas celulares existem canais de cálcio que permitem a entrada passiva deste elemento nas células..
Este regula a relação das concentrações de cálcio entre o interior e o exterior da célula, ativando diferentes processos metabólicos. Por exemplo, esses mecanismos são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso e muscular e, portanto, desempenham um papel relevante na função cardíaca..
Do ponto de vista humano, o ciclo do cálcio possibilita a disponibilização desse elemento para a alimentação e a saúde humana. Acima de tudo, é essencial na produção e preparação de alimentos lácteos para crianças..
Da mesma forma, 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 séria em pessoas idosas, especialmente em mulheres..
Quando um corpo estranho invade a ostra, ela a cobre com madrepérola e, assim, uma pérola é formada. As pérolas alcançam altos valores no mercado de joias em todo o mundo.
O calcário é usado industrialmente para diversos fins, por exemplo, na fabricação de cimento. Estas pedras também são utilizadas diretamente como material de construção, devido à sua facilidade de entalhe..
Além disso, o cálcio é utilizado como desoxidante e redutor em diversos processos, principalmente na indústria metalúrgica..
Como cal virgem, também chamada de cal de construção, são óxidos de cálcio usados como aglutinante e revestimento na construção. Da mesma forma, é utilizado na fabricação de sabão, papel, vidro, borracha e no curtimento de couro..
Da mesma forma, tem diversos usos na indústria alimentícia e no tratamento de água. Embora como cal apagada ou hidróxido de cálcio, também é usado na indústria e na agricultura..
O conteúdo de óxidos de cálcio no solo afeta a regulação do pH. Na agricultura, a cal virgem é usada como aditivo agrícola para reduzir a acidez dos solos e também como fertilizante.
Quando a água circula em ambientes ricos em cálcio e magnésio, ela dissolve os 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.
Água com alto teor de cálcio pode causar problemas de saúde, principalmente relacionados ao sistema cardiovascular. Além disso, a água dura produz depósitos calcários nas tubulações que obstruem a circulação..
Em rochas calcárias, a erosão hídrica freqüentemente forma sistemas de cavernas subterrâneas com configurações internas interessantes. Dentre essas, destaca-se a formação de estalactites e estalagmites, devido aos depósitos de carbonato de cálcio provenientes dos vazamentos no teto dessas cavernas..
Esses sistemas calcários também cumprem a função de filtrar as águas subterrâneas devido à sua porosidade, formando aqüíferos..
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