Ciclos biogeoquímicos

Meio-dia em Brasília, começo de outubro. No prato, arroz com feijão; na rua, o ônibus que vai levar você de volta; no céu, as nuvens da primeira chuva forte da estação. Três átomos desse almoço contam o assunto desta página. O carbono do arroz estava no ar, como gás carbônico, na safra passada: a planta o capturou na fotossíntese, guardou no amido do grão, e você o devolve ao ar pela respiração antes de o dia acabar. O carbono do diesel que o ônibus queima também já esteve no ar, só que há dezenas de milhões de anos: ficou soterrado esse tempo todo e volta em segundos, pelo escapamento. Os dois saem como a mesma molécula, $\mathrm{CO_2}$. O nitrogênio da proteína do feijão veio do ar, que é 78 % gás nitrogênio, mas o pé de feijão não tirou dali um único átomo por conta própria: quem fez isso foram bactérias instaladas em pequenos nódulos da raiz. E a água da chuva da tarde pode ter saído, dias antes, das folhas de uma árvore a mais de mil quilômetros dali.

Nenhum desses átomos foi gasto. Todos mudaram de lugar e de forma química, e vão mudar de novo. Um ciclo biogeoquímico é a descrição desse vaivém: em que reservatórios o elemento fica (ar, água, solo, rochas, seres vivos), que processos o levam de um a outro e em quanto tempo. Para ler qualquer ciclo, e qualquer item de prova sobre ciclo, bastam três perguntas para cada seta: de onde para onde, quem faz, em que ritmo. Esta página percorre com essas perguntas os ciclos da água, do carbono, do oxigênio, do nitrogênio e do fósforo; mostra como ler um esquema com setas, uma tabela de estoques e a curva de $\mathrm{CO_2}$ medida no Havaí; e termina nos erros que os itens plantam. O caminho da energia pelos níveis tróficos está em pirâmides ecológicas; quem come quem e o trabalho dos decompositores, em cadeias e teias alimentares; o aquecimento global, a camada de ozônio, a eutrofização e a poluição, como problemas, em impactos ambientais e biodiversidade; o bioma e suas águas, em Cerrado. As reações internas da fotossíntese e da respiração celular também têm páginas próprias: aqui elas entram como setas.

Por que “ciclo”? A matéria volta, a energia passa

A Terra recebe energia o tempo todo e quase não recebe matéria. A luz do Sol entra, é capturada pela fotossíntese, passa do produtor ao herbívoro, do herbívoro ao carnívoro, de todos aos decompositores, e em cada passagem a maior parte vira calor. O calor é irradiado para o espaço e nenhum ser vivo consegue recolhê-lo para fabricar açúcar de novo. A energia atravessa o ecossistema uma vez. Com a matéria é diferente: fora alguns meteoritos que chegam e um pouco de gás leve que escapa, o planeta tem hoje praticamente os mesmos átomos de bilhões de anos atrás. Cada átomo de carbono, nitrogênio, fósforo, oxigênio e hidrogênio de uma célula sua já esteve no ar, na água, numa rocha ou em outro ser vivo, e vai estar de novo.

Em linguagem de Física: para a matéria, a Terra é quase um sistema fechado; para a energia, um sistema aberto. Por isso se diz que a matéria circula e a energia flui.

Estoque e fluxo são coisas diferentes, e confundi-las é a origem de muito erro de leitura. Um reservatório enorme com saída pequena guarda o átomo por milhões de anos: o carbono do calcário e do petróleo. Um reservatório pequeno com saída grande troca tudo em dias: a água do ar. Quando um livro fala em ciclo “rápido” e ciclo “lento” de um mesmo elemento, está comparando tempos de residência.

Quem move os átomos

Parte das setas é pura física e geologia: a evaporação da água, a dissolução do $\mathrm{CO_2}$ no mar, o desgaste das rochas pela chuva. As outras são trabalho de seres vivos, e três grupos fazem quase tudo.

Os produtores (plantas, algas, cianobactérias) são a porta de entrada: tiram $\mathrm{CO_2}$ do ar e da água, e água e sais minerais do solo, e montam matéria orgânica. Os consumidores passam essa matéria adiante pela alimentação e devolvem parte dela pela respiração, pelas fezes e pela urina. Os decompositores, fungos e bactérias, fecham a volta: desmontam cadáveres, folhas caídas e excretas e devolvem ao ar, ao solo e à água os átomos em forma mineral ($\mathrm{CO_2}$, amônio, fosfato), que os produtores usam de novo. Sem eles, os nutrientes ficariam presos na matéria morta. O item 16 do PAS 1 de 2007, sobre uma casa que transformava fezes e lixo orgânico em adubo, dizia: “A adubação feita com fezes e demais restos orgânicos encontrados no lixo é possível graças à ação de fungos e bactérias que atuam como decompositores.” Certo.

Há ainda etapas que só microrganismos fazem. Nenhuma planta e nenhum animal retira nitrogênio do ar, transforma amônio em nitrato ou devolve nitrato ao ar como gás. O ciclo do nitrogênio, adiante, é quase inteiro uma lista de bactérias. Quem são esses organismos, como grupo, está em bactérias.

Exemplo resolvido: quanto tempo a água fica no ar?

A atmosfera guarda, a cada instante, cerca de 13 mil km³ de água, quase toda como vapor. Por ano, evaporam dos oceanos e dos continentes perto de 490 mil km³, que voltam como chuva e neve (valores arredondados de Trenberth e colaboradores, Journal of Hydrometeorology, 2007). O oceano guarda cerca de 1,34 bilhão de km³ e perde por evaporação uns 413 mil km³ por ano. Quanto tempo, em média, uma molécula de água fica no ar? E no mar?

No ar. Como o estoque do ar se mantém, o que sai por ano é igual ao que entra: 490 mil km³.

$$t_{\text{ar}} = \frac{13\,000\ \text{km}^3}{490\,000\ \text{km}^3/\text{ano}} \approx 0{,}027\ \text{ano} \approx 10\ \text{dias}$$

No oceano.

$$t_{\text{mar}} = \frac{1{,}34 \times 10^{9}\ \text{km}^3}{4{,}13 \times 10^{5}\ \text{km}^3/\text{ano}} \approx 3\,200\ \text{anos}$$

Leitura. A mesma substância tem tempos de residência que diferem por um fator de cem mil, conforme o reservatório. “Rápido” e “lento” são propriedades do reservatório, não da molécula.

Conferência. O resultado do ar combina com o que se observa: bastam poucas semanas sem chuva para o ar ficar seco, o que não aconteceria se a atmosfera guardasse água por anos. E dez dias são tempo suficiente para o vento levar o vapor a milhares de quilômetros, fato que a seção sobre os rios voadores vai usar.

Ciclo da água: os seres vivos estão dentro dele

No ciclo da água, o que circula é a própria molécula: é $\mathrm{H_2O}$ no mar, na nuvem, na folha e no lençol subterrâneo. O que muda é o estado físico e o lugar. Os processos:

• Evaporação: a água líquida de oceanos, rios, lagos e do solo passa a vapor, com a energia do Sol.
• Transpiração: a planta absorve água pelas raízes, conduz até as folhas e a perde como vapor pelos estômatos. Animais também devolvem água, pela respiração, pelo suor e pela urina, em quantidade muito menor.
• Evapotranspiração: a soma da evaporação direta (do solo e das superfícies molhadas) com a transpiração das plantas. É assim que se mede, em conjunto, a água que uma área devolve ao ar.
• Condensação: o vapor sobe, esfria e forma gotículas: nuvens e neblina.
• Precipitação: chuva, granizo, neve.
• Infiltração: parte da água que chega ao chão entra no solo, alimenta o lençol freático e os aquíferos e reaparece, semanas ou meses depois, nas nascentes.
• Escoamento superficial: a parte que não infiltra corre pela superfície até córregos, rios e, por fim, o mar.

O ciclo desenhado só com Sol, mar, nuvem e chuva é o do oceano. Em terra firme, o caminho principal de volta ao ar passa pelas plantas. Dos cerca de 113 mil km³ de água que caem por ano sobre os continentes, perto de 73 mil km³ retornam ao ar pela evapotranspiração, e os 40 mil km³ restantes chegam ao mar pelos rios e pelo fluxo subterrâneo (Trenberth e colaboradores, 2007). São quase dois terços da chuva continental devolvidos por solo e folhas.

Uma conta ajuda a ler qualquer dado de chuva. Um milímetro de chuva equivale a um litro por metro quadrado, porque uma lâmina de 1 mm de altura sobre 1 m² tem volume de 1 litro. Vinte milímetros sobre uma horta de 5 m² são $20 \times 5 = 100$ litros. Os 1 500 mm que caem por ano em boa parte do Planalto Central são 1 500 litros em cada metro quadrado.

Os itens do PAS 1 sobre este ciclo reproduzidos nesta página perguntam duas coisas: o sentido da seta da transpiração e a fronteira entre os dois ciclos. Três itens dados como certos dizem a mesma coisa com palavras diferentes. Em 2015 (item 74): “As plantas perdem água para a atmosfera por meio da transpiração, o que aumenta a umidade do ar e, consequentemente, a probabilidade de precipitações na região onde elas estão localizadas.” Em 2016 (item 89): “Parte da água das chuvas que cai no solo é absorvida pelas raízes das árvores e acaba voltando à atmosfera pela transpiração das plantas, o que constitui um elo importante para o ciclo da água no planeta.” Em 2017 (item 45), diante de uma pintura de Frida Kahlo cheia de plantas com raízes à mostra, o item afirmava que as plantas “são elementos importantes para o fluxo de água entre a terra e a atmosfera”. Dois itens errados fazem a troca. Em 2021 (item 35): “O pequeno ciclo da água leva em conta apenas o papel dos seres vivos no ciclo.” É o contrário: o pequeno ciclo é o que dispensa os seres vivos. E uma opção do item 61 de 2022 dizia que “as plantas absorvem água do ambiente pela transpiração”: transpiração é saída, nunca entrada.

A floresta fabrica chuva: rios voadores e o que muda quando a vegetação sai

Uma árvore grande é uma bomba de água movida a sol. Na Amazônia, uma árvore de copa larga pode transpirar mais de mil litros num dia. Somadas, as árvores da bacia amazônica lançam ao ar cerca de 20 bilhões de toneladas de água por dia, mais do que os cerca de 17 bilhões de toneladas que o rio Amazonas despeja no Atlântico no mesmo período (Antonio Nobre, O futuro climático da Amazônia, relatório de avaliação científica, 2014).

Esse vapor não fica parado sobre a floresta. Os ventos alísios, que entram pelo Atlântico, empurram a umidade para oeste; ela chove, é transpirada de novo, e segue. Ao encontrar a cordilheira dos Andes, a corrente de ar é desviada para o sul e leva umidade ao Centro-Oeste, ao Sudeste e ao Sul do Brasil, ao Paraguai e ao norte da Argentina. São os rios voadores: correntes de ar carregadas de vapor, que transportam volumes de água comparáveis aos dos grandes rios do continente. Parte da chuva que cai em Brasília na estação chuvosa foi transpirada por folhas amazônicas dias antes. O tempo de residência da água no ar, de cerca de dez dias, é o que torna a viagem possível.

Retirar a vegetação mexe no ciclo por dois lados.

Pelo lado do ar. Pasto e lavoura têm raízes mais rasas, menos área de folha por metro quadrado e passam parte do ano com pouca ou nenhuma transpiração. A evapotranspiração cai, o ar a favor do vento fica mais seco, e a chuva reciclada diminui.

Pelo lado do chão. Sob floresta ou cerrado nativo, a chuva encontra folhas caídas, raízes e um solo poroso: infiltra, recarrega o lençol freático e sai devagar pelas nascentes, inclusive na estação seca. Sobre solo exposto e compactado, a mesma chuva escoa em horas, arrasta terra, enche o rio de uma vez e deixa a nascente fraca na estiagem.

O tamanho do efeito depende do solo, do relevo e do que entra no lugar da vegetação. Numa bacia pequena, o total de água que sai pelo rio ao longo do ano pode até aumentar depois do corte, porque menos água volta ao ar. O que se perde, onde o solo fica exposto e compactado, é a regularidade: a água sai na enxurrada, em vez de ficar guardada para a seca. E, na escala de uma região inteira, menos vapor no ar significa menos chuva a favor do vento.

Desmatar altera, portanto, quanto de água volta ao ar e quando a água que caiu fica disponível. O item 46 do PAS 1 de 2020, num bloco sobre as queimadas do Pantanal, afirmava: “O desmatamento traz consequências danosas ao meio ambiente, mas não altera o ciclo da água.” Errado, pela segunda oração.

Exemplo resolvido: o balanço hídrico de uma bacia

Numa bacia hidrográfica chovem, em média, 1 500 mm por ano. Medições indicam que 60 % desse volume retornam ao ar por evapotranspiração; do restante, um terço infiltra e recarrega o lençol freático, e dois terços escoam pela superfície. Qual é a lâmina anual de cada destino?

Passo 1, evapotranspiração: $1\,500 \times 0{,}60 = 900$ mm.

Passo 2, o que sobra no chão: $1\,500 - 900 = 600$ mm.

Passo 3, infiltração e escoamento: $600 \div 3 = 200$ mm infiltram; $600 - 200 = 400$ mm escoam.

Conferência. $900 + 200 + 400 = 1\,500$ mm: a conta fecha, como tem de fechar num balanço em que o estoque da bacia não muda de um ano para outro. O erro típico é calcular um terço da chuva total (500 mm) em vez de um terço do que restou. Em litros: cada metro quadrado da bacia manda 900 litros por ano de volta ao ar e guarda 200 litros no subsolo.

E se a vegetação for retirada? Suponha que a evapotranspiração caia para 45 % e que, com o solo compactado, só um quinto do restante infiltre. Evapotranspiração: 675 mm. Restante: 825 mm, dos quais 165 mm infiltram e 660 mm escoam. Com a mesma chuva, a água devolvida ao ar caiu de 900 para 675 mm, a recarga caiu de 200 para 165 mm, e o escoamento subiu de 400 para 660 mm: mais enxurrada na chuva, menos nascente na seca. Os percentuais desse segundo cenário são ilustrativos. O sentido das mudanças (menos evapotranspiração, mais escoamento e, onde o solo fica compactado, menos infiltração) é o esperado quando a vegetação nativa é retirada.

Ciclo do carbono: quatro processos, dois sentidos

O carbono é o esqueleto de toda molécula orgânica: açúcares, gorduras, proteínas, DNA. No ar ele está como gás carbônico, que em 2025 somava 427 de cada milhão de moléculas (0,04 %). É pouco, e é dali que sai praticamente todo o carbono dos seres vivos.

Cinco processos movem o carbono. Quatro ligam os seres vivos ao ar: fotossíntese, respiração, decomposição e combustão. O quinto, a alimentação, passa o carbono de um ser vivo a outro. O que interessa em cada um é o sentido da seta.

Fotossíntese: do ar para a matéria orgânica. Plantas, algas e cianobactérias usam a energia da luz para montar açúcar com $\mathrm{CO_2}$ e água, liberando oxigênio:

$$6\,\mathrm{CO_2} + 6\,\mathrm{H_2O} \xrightarrow{\ \text{luz}\ } \mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\,\mathrm{O_2}$$

É a grande entrada biológica do carbono. Há uma segunda, pequena: a quimiossíntese, em que certas bactérias montam matéria orgânica com a energia de reações químicas, sem luz (as bactérias nitrificantes do solo, vistas adiante, são um exemplo).

Alimentação: de um ser vivo a outro. O carbono do capim vira carbono do boi; o do boi, carbono de quem o come. É a seta que acompanha a cadeia alimentar.

Respiração: da matéria orgânica para o ar. Produtores, consumidores e decompositores quebram moléculas orgânicas com oxigênio para obter energia, e devolvem $\mathrm{CO_2}$ e água:

$$\mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\,\mathrm{O_2} \longrightarrow 6\,\mathrm{CO_2} + 6\,\mathrm{H_2O} + \text{energia}$$

Decomposição: dos restos para o ar e para o solo. Fungos e bactérias respiram (ou fermentam) a matéria morta. Com oxigênio, o carbono sai como $\mathrm{CO_2}$; em ambiente sem oxigênio, como o fundo de um brejo, um aterro ou o estômago de um boi, parte sai como metano, $\mathrm{CH_4}$.

Combustão: da matéria orgânica para o ar, de uma vez. Queimar lenha, palha, floresta, carvão, gasolina ou gás faz em minutos o que a respiração e a decomposição fariam em anos: oxida o carbono a $\mathrm{CO_2}$.

Um sentido, o da fotossíntese, retira carbono do ar. Os outros três, respiração, decomposição e combustão, devolvem. O oceano entra na conta por um caminho físico, a dissolução do gás na água, descrito na próxima seção.

Outros itens reais se resolvem com a mesma tabela de sentidos. Em 2015 (item 76): “O aumento da área verde promovido pelo plantio de um cinturão de árvores diminui a taxa de absorção de $\mathrm{CO_2}$ presente na atmosfera.” Errado: mais árvores em crescimento, mais fotossíntese, mais absorção. No item 61 de 2022, uma das opções dizia que “o ciclo do carbono se inicia com o processo de decomposição”. Ciclo não tem começo, e, se for preciso apontar a porta de entrada do carbono na vida, ela é a fotossíntese; a decomposição é devolução. E em 2020 (item 45), no bloco das queimadas do Pantanal: “Com as queimadas, parte do ciclo do carbono é prejudicada e o carbono não chega aos demais níveis tróficos.” Certo: a planta queimada não é comida por ninguém. O fogo desvia para o ar, de uma vez, o carbono que seguiria pela cadeia alimentar ou voltaria aos poucos pela decomposição.

Estoque, sumidouro e fonte: a floresta em três situações

Uma floresta em crescimento faz mais fotossíntese do que a soma da respiração de suas plantas, animais e decompositores. A diferença fica guardada como madeira, raízes e matéria orgânica do solo: a floresta é um sumidouro de carbono, e seu estoque aumenta.

Uma floresta madura tem as duas setas quase empatadas. O estoque é grande e estável; o saldo anual é perto de zero. Ela não está “limpando o ar” em ritmo acelerado, mas guarda fora da atmosfera uma quantidade enorme de carbono. Como as comunidades chegam a esse equilíbrio é assunto de sucessão ecológica.

Uma floresta derrubada e queimada vira fonte: o estoque acumulado em décadas ou séculos vai para o ar em horas, e o solo exposto continua perdendo carbono por anos.

Por isso duas frases que parecem iguais dizem coisas diferentes. “Plantar árvores retira $\mathrm{CO_2}$ do ar” fala de fluxo, e vale enquanto as árvores crescem. “Conservar a floresta mantém carbono fora do ar” fala de estoque, e vale mesmo quando o saldo anual é zero.

O mesmo átomo, dois relógios: o ciclo rápido e o ciclo lento

O carbono do arroz e o carbono do diesel, da abertura, diferem no reservatório de onde saíram.

O ciclo rápido (ou biológico) é a troca entre o ar, os seres vivos, o solo e a camada de cima do oceano. Os tempos vão de dias a séculos. A fotossíntese em terra firme fixa da ordem de 120 bilhões de toneladas de carbono por ano (gigatoneladas de carbono, GtC), e a respiração dos ecossistemas, somada ao fogo, devolve quase o mesmo. A troca de $\mathrm{CO_2}$ entre o ar e a superfície do mar é da mesma ordem, perto de 80 GtC por ano em cada sentido (valores arredondados dos relatórios de avaliação do IPCC de 2013 e 2021).

O oceano participa de dois modos. O físico: o $\mathrm{CO_2}$ se dissolve na água, mais nas águas frias, e forma ácido carbônico e íons bicarbonato e carbonato. O biológico: o fitoplâncton faz fotossíntese com o carbono dissolvido, e muitos organismos marinhos, de algas microscópicas a corais e moluscos, constroem conchas e esqueletos de carbonato de cálcio, $\mathrm{CaCO_3}$. Quando morrem, parte desse material afunda.

O ciclo lento (ou geológico) começa aí. Matéria orgânica que escapa da decomposição, por ficar soterrada em pântanos sem oxigênio ou no fundo do mar, transforma-se, com pressão, calor e muito tempo, em carvão mineral (de florestas de cerca de 300 milhões de anos atrás), petróleo e gás natural (de plâncton marinho de dezenas a centenas de milhões de anos). Conchas e esqueletos acumulados viram calcário, o maior de todos os reservatórios de carbono do planeta. A volta natural desse carbono ao ar, por vulcões e pelo desgaste químico das rochas, é um fluxo de décimos de GtC por ano.

Os estoques de vegetação, solos, oceano e reservas fósseis são os do sexto relatório do IPCC (2021, capítulo 5, figura 5.12), arredondados: 450 e 1 700 GtC em terra; 900 GtC na camada de cima do mar, 37 100 GtC nas águas intermediárias e profundas; 580 GtC de carvão, 230 de petróleo e 118 de gás. O da atmosfera foi calculado para a concentração de 2025 ($427 \times 2{,}13 \approx 910$ GtC).

O PAS 1 de 2013 montou um bloco inteiro sobre isso, a partir de uma figura do ciclo fechado da biomassa. O item 59 dizia: “O emprego do carvão mineral e o da energia solar são formas de se obter energia sem afetar o ciclo do carbono.” Errado: a energia solar de fato não mexe no ciclo, mas o carvão mineral é carbono do ciclo lento devolvido ao ar. Quando o item junta dois casos com “e”, basta um falhar. O item 60, de múltipla escolha, lembrava que “o ciclo biológico do carbono é relativamente rápido” e pedia o processo pelo qual, nesse ciclo, o carbono é devolvido à atmosfera. As opções eram erupção de vulcões, produção de biomassa, decomposição orgânica e queima de combustíveis fósseis. Vulcões e fósseis pertencem ao ciclo geológico; produção de biomassa é retirada, não devolução; a resposta é a decomposição orgânica. E o item 53 afirmava que “a industrialização contribui para o aumento da biomassa e, consequentemente, para o aumento da captação de $\mathrm{CO_2}$ atmosférico”. Errado: fábricas e motores estavam, na figura, do lado que emite.

Lenha, bagaço de cana e etanol também liberam $\mathrm{CO_2}$ ao queimar, e ainda assim são tratados de outro modo. A razão é o reservatório de origem: o carbono da cana foi tirado do ar na safra anterior, e a próxima safra o retira de novo. A seta de volta existe e tem o mesmo tamanho, desde que a área continue plantada. Para o diesel, a seta de volta leva milhões de anos.

A curva de gás carbônico: como ler a série de Mauna Loa

Desde março de 1958, um observatório no alto do vulcão Mauna Loa, no Havaí, a 3 400 metros de altitude e longe de cidades e florestas, mede quantas moléculas de $\mathrm{CO_2}$ há em cada milhão de moléculas de ar seco. A unidade é ppm (partes por milhão). O programa foi iniciado pelo químico Charles David Keeling, e o gráfico leva o nome dele: curva de Keeling.

Dados do Laboratório de Monitoramento Global da NOAA para Mauna Loa, consultados em outubro de 2026.

A curva tem duas leituras.

O serrilhado. Dentro de cada ano, a concentração sobe até maio e cai até setembro. Em 2025, a média mensal foi de 430,51 ppm em maio e de 424,37 ppm em setembro: cerca de 6 ppm de diferença. A causa é biológica. A maior parte da terra firme do planeta, e portanto das florestas e lavouras, está no hemisfério norte. Na primavera e no verão de lá, de maio a setembro, a fotossíntese supera a respiração e a decomposição, e o ar perde $\mathrm{CO_2}$. No outono e no inverno, as folhas caem, a fotossíntese diminui, a decomposição continua, e o ar ganha $\mathrm{CO_2}$. O Havaí fica a 19° de latitude norte e recebe o ar desse hemisfério. O serrilhado é o ciclo rápido visto num gráfico: a fotossíntese e a respiração de meio planeta.

A subida. Sobre o serrilhado há uma tendência que não tem estação: de 316,91 ppm em 1960 a 427,35 ppm em 2025. Antes da era industrial, segundo as bolhas de ar presas no gelo antigo, a concentração ficava perto de 280 ppm; a de 2025 está cerca de 50 % acima disso. A subida é o carbono do ciclo lento chegando ao ciclo rápido.

Exemplo resolvido: a subida é constante?

Com a tabela, calcule a taxa média de aumento em três períodos: 1960 a 1970, 1990 a 2000 e 2020 a 2025.

$$\frac{325{,}68 - 316{,}91}{10} \approx 0{,}88\ \text{ppm/ano} \qquad \frac{369{,}71 - 354{,}45}{10} \approx 1{,}53\ \text{ppm/ano} \qquad \frac{427{,}35 - 414{,}21}{5} \approx 2{,}63\ \text{ppm/ano}$$

A taxa triplicou. A curva não é uma reta: é curvada para cima.

Conferência. Somando as taxas das seis décadas (0,88; 1,31; 1,57; 1,53; 2,04; 2,41 ppm/ano, cada uma por dez anos) mais os cinco anos finais ($5 \times 2{,}63$), o total é $97{,}4 + 13{,}1 = 110{,}5$ ppm, a diferença entre 316,91 e 427,35 a menos de arredondamentos. A leitura por trechos é coerente com a leitura de ponta a ponta.

O que a série permite afirmar e o que não permite. Permite: a concentração de $\mathrm{CO_2}$ no ar sobe desde 1960, em ritmo crescente. Não permite, sozinha: dizer de onde vem o carbono nem quanto a temperatura mudou. Essas conclusões dependem de outras medidas.

Exemplo resolvido: de tudo o que se emite, quanto fica no ar?

Cada 1 ppm de $\mathrm{CO_2}$ na atmosfera inteira corresponde a cerca de 2,13 GtC. Em 2024, a queima de combustíveis fósseis e a produção de cimento emitiram 10,3 GtC, e o desmatamento e outras mudanças no uso da terra, 1,3 GtC (Global Carbon Budget 2025, publicado em Earth System Science Data em 2026). A média anual em Mauna Loa passou de 421,08 ppm em 2023 para 424,61 ppm em 2024.

Se tudo ficasse no ar: $(10{,}3 + 1{,}3) \div 2{,}13 = 11{,}6 \div 2{,}13 \approx 5{,}4$ ppm de aumento.

O que se mediu: $424{,}61 - 421{,}08 = 3{,}53$ ppm.

Fração que ficou: $3{,}53 \div 5{,}4 \approx 0{,}65$, cerca de dois terços. O restante, perto de 1,9 ppm (uns 4 GtC), foi absorvido pelo oceano, por dissolução, e pela vegetação em crescimento.

Conferência com a média de dez anos. O ano de 2024 foi atípico: sob efeito do El Niño, com seca e incêndios, a vegetação absorveu menos. Na média de 2015 a 2024, o mesmo relatório estima que, a cada ano, 5,6 GtC ficaram no ar, 3,2 GtC foram para o oceano e 2,4 GtC para a vegetação e os solos. Os sumidouros naturais retiram perto de metade do que é emitido, e a outra metade se acumula: é a subida da curva.

O excesso de $\mathrm{CO_2}$ tem consequência porque esse gás, como o vapor de água e o metano, absorve parte do calor (radiação infravermelha) que a superfície da Terra emite. Esse efeito estufa é natural: sem ele, a temperatura média da superfície seria cerca de 33 °C mais baixa. Mais $\mathrm{CO_2}$ no ar intensifica o efeito. As causas, as consequências e as respostas a esse problema são assunto de impactos ambientais e biodiversidade.

E o oxigênio? Um ciclo acoplado ao do carbono

O gás oxigênio, $\mathrm{O_2}$, forma 21 % do ar. Seu ciclo é o espelho do ciclo do carbono: onde uma seta retira $\mathrm{CO_2}$, libera $\mathrm{O_2}$, e vice-versa.

• A fotossíntese libera $\mathrm{O_2}$.
• A respiração de plantas, animais e microrganismos, a decomposição aeróbia e a combustão consomem $\mathrm{O_2}$.
• O oxigênio também circula preso a outras moléculas: na água, no $\mathrm{CO_2}$, nos carbonatos e nos óxidos das rochas.
• Na alta atmosfera, a radiação ultravioleta quebra moléculas de $\mathrm{O_2}$, e os átomos formam ozônio, $\mathrm{O_3}$, que absorve parte do ultravioleta. A camada de ozônio e sua destruição são tratadas em impactos ambientais e biodiversidade.

Cerca de metade da produção primária líquida do planeta, isto é, da matéria orgânica que a fotossíntese fabrica, descontada a respiração dos próprios produtores, vem do mar, pelo fitoplâncton, e a outra metade, da terra firme (Field e colaboradores, Science, 1998). O oxigênio do ar é obra das plantas terrestres e também de algas e cianobactérias microscópicas.

Uma consequência dessa simetria desfaz a ideia de que a Amazônia seria “o pulmão do mundo”. Uma floresta madura produz muito oxigênio na fotossíntese e consome quase tudo na respiração de suas plantas, animais e, sobretudo, decompositores. O saldo é perto de zero, pelo mesmo motivo que o saldo de carbono. O papel da floresta nos ciclos é guardar um estoque enorme de carbono e bombear água para o ar. O oxigênio da atmosfera, por sua vez, é um estoque tão grande, acumulado ao longo de bilhões de anos de fotossíntese, que o consumo anual por respiração e combustão o altera muito pouco.

Ciclo do nitrogênio: o gás que a planta não consegue usar

De cada cinco moléculas do ar, quase quatro são gás nitrogênio, $\mathrm{N_2}$: 78 %. Todo aminoácido tem nitrogênio, e também as bases do DNA e do RNA, o ATP e a clorofila. Mesmo assim, uma planta de milho num solo pobre amarelece e cresce pouco “com fome” de nitrogênio, cercada desse gás por todos os lados.

O motivo está na molécula. Os dois átomos do $\mathrm{N_2}$ estão unidos por uma ligação tripla, uma das mais fortes da Química. Nenhuma enzima de planta ou de animal a rompe. O nitrogênio que uma raiz consegue absorver está em formas combinadas, dissolvidas na água do solo: o íon amônio, $\mathrm{NH_4^+}$, e o íon nitrato, $\mathrm{NO_3^-}$. Entre o gás e a proteína há uma sequência de transformações, e quase todas são trabalho de bactérias.

1. Fixação: a única porta de entrada

A enzima capaz de romper a ligação tripla chama-se nitrogenase, e existe apenas em procariontes. Ela reduz o $\mathrm{N_2}$ a amônia com alto gasto de energia (cerca de 16 moléculas de ATP por molécula de $\mathrm{N_2}$) e deixa de funcionar na presença de oxigênio. Há três vias de fixação.

Fixação biológica. As bactérias fixadoras mais conhecidas são os rizóbios, dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium, que vivem em nódulos nas raízes de leguminosas (a próxima seção trata delas). Cianobactérias como Anabaena e Nostoc fixam nitrogênio na água e em solos úmidos; nos arrozais alagados, uma Anabaena que vive dentro de uma pequena samambaia aquática aduba a lavoura. Bactérias de vida livre no solo, como Azotobacter, fixam pouco por área, mas estão em toda parte.

Fixação atmosférica. A energia de um raio faz reagir o $\mathrm{N_2}$ e o $\mathrm{O_2}$ do ar. Formam-se óxidos de nitrogênio, que a chuva leva ao solo como nitrato. É uma entrada pequena.

Fixação industrial. Desde o início do século XX, o processo Haber–Bosch faz em fábrica o que a nitrogenase faz na bactéria:

$$\mathrm{N_2} + 3\,\mathrm{H_2} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH_3}$$

sob pressão de centenas de atmosferas, a cerca de 450 °C, com catalisador de ferro. A amônia é a matéria-prima dos adubos nitrogenados: ureia, nitrato de amônio, o “N” da sigla NPK.

Valores arredondados de Fowler e colaboradores (Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2013). Somando fábricas e lavouras de leguminosas, a atividade humana fixa em terra firme mais nitrogênio do que todos os processos naturais dos continentes.

2. Amonificação: o que morre volta ao solo

Quando um organismo morre ou excreta, o nitrogênio está preso em proteínas, ácidos nucleicos, ureia. Fungos e bactérias decompositores quebram essas moléculas e liberam amônia, que na água do solo fica como amônio. É a etapa que recicla o nitrogênio de tudo o que viveu. A opção correta do item 61 do PAS 1 de 2022 era a definição dela: “as excretas nitrogenadas são convertidas em amônia por decompositores”. É também o que acontece na compostagem e na adubação com esterco: entrega-se matéria orgânica aos decompositores, que a convertem em amônio ao longo de semanas.

3. Nitrificação: de amônio a nitrato, em dois passos

No solo arejado, dois grupos de bactérias vivem de oxidar compostos de nitrogênio:

$$\mathrm{NH_4^+} \xrightarrow{\ \textit{Nitrosomonas}\ } \mathrm{NO_2^-} \xrightarrow{\ \textit{Nitrobacter}\ } \mathrm{NO_3^-}$$

O primeiro passo, do amônio ao nitrito, é chamado de nitrosação; o segundo, do nitrito ao nitrato, de nitratação. As bactérias nitrificantes usam a energia dessas oxidações para fixar $\mathrm{CO_2}$: são quimiossintetizantes, produtoras que não dependem de luz. Precisam de oxigênio. Hoje se sabe que arqueias também oxidam amônia em solos e oceanos; nos livros escolares, os nomes que aparecem são Nitrosomonas e Nitrobacter.

O nitrato é a forma que a maioria das plantas absorve em maior quantidade. É também a que mais se perde: é um íon negativo, que as partículas do solo não retêm, e a água da chuva o arrasta para o lençol freático e os rios. Essa perda se chama lixiviação.

4. Assimilação: do solo à proteína

As raízes absorvem nitrato e amônio dissolvidos na água do solo e a planta os incorpora em aminoácidos. Os animais obtêm nitrogênio comendo plantas ou outros animais. Uma das opções do item 61 de 2022, não assinalada no gabarito, dizia que “o nitrogênio é absorvido da água pelas plantas”. É a opção menos nítida das quatro, porque os íons chegam à raiz dissolvidos na água do solo. A frase, porém, põe a água como a fonte do nitrogênio, quando ela é só o veículo: a fonte são o amônio e o nitrato que a fixação, a amonificação e a nitrificação deixam no solo. Diante de uma opção que descreve sem reparo uma etapa do ciclo (a da amonificação, citada acima), é esta que se marca.

5. Desnitrificação: a volta ao ar

Em solos encharcados, no fundo de lagos e represas e em sedimentos, falta oxigênio. Ali, bactérias como as do gênero Pseudomonas usam o nitrato no lugar do oxigênio em sua respiração e o convertem em $\mathrm{N_2}$, que escapa para a atmosfera. A etapa fecha o ciclo e, do ponto de vista da planta, empobrece o solo: retira dele o nitrogênio que a fixação e a nitrificação tinham posto. Parte do nitrogênio sai como óxido nitroso, $\mathrm{N_2O}$, um gás de efeito estufa. Em 2009, o PAS 1 deu como certo um item segundo o qual a construção de reservatórios de hidrelétricas pode contribuir para a desnitrificação: ambiente alagado, pouco oxigênio, bactérias desnitrificantes em atividade.

O reservatório deste ciclo também é ponto de troca. O item 32 do PAS 1 de 2021 afirmava: “A maior parte do nitrogênio do planeta Terra concentra-se no solo.” Errado: o grande reservatório ativo do ciclo é a atmosfera. O solo guarda uma fração mínima, e é por ser mínima e por vazar que ela limita o crescimento das plantas.

Exemplo resolvido: a fumaça da queimada é adubo?

Considere este raciocínio, montado para o exercício: “Queimar o pasto faz bem ao solo: o nitrogênio das plantas sobe na fumaça, as bactérias do solo pegam esse nitrogênio do ar e devolvem para as raízes. E a planta ainda pega nitrogênio do ar pelas folhas.” Julgue cada afirmação.

“O nitrogênio sobe na fumaça.” Verdade, e é esse o problema. Na combustão, o nitrogênio das proteínas da planta sai como gases: $\mathrm{N_2}$, óxidos de nitrogênio e um pouco de $\mathrm{N_2O}$. Ele deixa o sistema solo e planta. O que fica na cinza são minerais que não viram gás, como potássio, cálcio e fósforo, e é por causa deles que o rebrote vem verde por algumas semanas. Cada queimada deixa o solo mais pobre em nitrogênio.

“As bactérias pegam esse nitrogênio do ar.” As fixadoras usam apenas $\mathrm{N_2}$. Não captam $\mathrm{N_2O}$ nem outros óxidos da fumaça. E o $\mathrm{N_2}$ liberado se mistura ao enorme estoque do ar; a fração que voltaria àquele pasto por fixação é desprezível. O fogo ainda mata parte das bactérias da camada superficial.

“A planta pega nitrogênio do ar pelas folhas.” Não. O ar que entra pelos estômatos traz $\mathrm{N_2}$ junto com o $\mathrm{CO_2}$ e o $\mathrm{O_2}$, mas a folha não tem enzima que o aproveite: ele sai como entrou. O nitrogênio que a planta usa entra pelas raízes, como amônio e nitrato.

Conferência com um item real. O PAS 1 de 2020 (item 54) trouxe a mesma ideia: “Em relação ao ciclo do nitrogênio, as queimadas são parcialmente benéficas, visto que bactérias do solo captam o $\mathrm{N_2O}$ liberado da combustão dos vegetais, transformando-o em amônia ($\mathrm{NH_3}$), que pode ser utilizada pelas plantas.” Errado. O item descreve uma fixação (bactérias que captam um gás e o transformam em amônia) e troca a molécula de partida: $\mathrm{N_2O}$ no lugar de $\mathrm{N_2}$. Não é preciso nem discutir a palavra “benéficas”.

Exemplo resolvido: o que acumula e o que falta quando uma etapa para

Um produto aplicado ao solo inibe as bactérias nitrificantes, sem afetar decompositores, fixadoras nem plantas. Use o esquema do ciclo para prever o que acontece, nas semanas seguintes, com (a) o amônio do solo, (b) o nitrato, © a lixiviação, (d) o crescimento das plantas.

A regra é a de qualquer fila interrompida: o que está antes do bloqueio acumula; o que viria depois falta.

(a) Amônio: aumenta. A amonificação e a fixação continuam produzindo amônio, e a etapa que o consumia parou.

(b) Nitrato: diminui. Não se forma nitrato novo; o que havia é absorvido, lixiviado ou desnitrificado.

© Lixiviação: diminui. O que a água carrega é sobretudo o nitrato. O amônio, íon positivo, fica preso às partículas de argila e à matéria orgânica do solo.

(d) Plantas: continuam crescendo, em geral. A seta da assimilação sai também do amônio. Muda a forma absorvida, não a disponibilidade.

Conferência. Esse produto existe: são os inibidores de nitrificação, aplicados junto com adubos à base de amônio para reduzir a perda de nitrato. A previsão tirada do esquema coincide com o uso agrícola real.

Variação. Se o produto eliminasse os decompositores, travaria a amonificação. O nitrogênio ficaria preso em restos e excretas, o amônio deixaria de ser reposto, a nitrificação ficaria sem matéria-prima, e as plantas dependeriam só da fixação. Um esquema numerado do ENEM de 2023 perguntava justamente qual etapa deixaria de ocorrer se os decompositores fossem exterminados: a que parte dos detritos e chega à amônia.

Leguminosas, adubação verde e a soja que dispensa adubo nitrogenado

Arranque com cuidado um pé de feijão ou de soja e lave as raízes: elas trazem dezenas de bolinhas de poucos milímetros, os nódulos. Dentro de cada um vivem milhões de rizóbios. A planta entrega às bactérias açúcar produzido na fotossíntese e um ambiente com pouco oxigênio; as bactérias entregam amônio. As duas espécies ganham: é um mutualismo, relação detalhada em relações ecológicas. Cortado ao meio, um nódulo ativo é rosado por dentro. A cor vem da leg-hemoglobina, proteína parecida com a hemoglobina do sangue, que se liga ao oxigênio e o mantém em concentração baixa o bastante para a nitrogenase funcionar.

As leguminosas são a família do feijão, da soja, da ervilha, da lentilha, do amendoim, do grão-de-bico, e de muitas árvores. Nem todas formam nódulos, mas a maioria das cultivadas forma. Três práticas agrícolas tiram proveito disso.

Rotação de culturas. Alternar, na mesma área, uma leguminosa com uma cultura que exige muito nitrogênio, como o milho. Os restos da leguminosa (raízes, nódulos, palha) ficam no solo; os decompositores os convertem em amônio, as nitrificantes em nitrato, e o milho seguinte aproveita.

Adubação verde. Plantar uma leguminosa, como feijão-de-porco, crotalária, mucuna ou guandu, e incorporá-la ao solo ou deixá-la como cobertura antes de produzir grãos. Todo o nitrogênio fixado fica na área.

Consórcio. Cultivar a leguminosa junto com outra planta, na mesma época: o milho com feijão das roças tradicionais.

Nos três casos, a sequência é a do ciclo: fixação no nódulo, depois amonificação e nitrificação dos restos, depois assimilação pela cultura seguinte.

O adubo industrial resolve a falta de nitrogênio e cria um excesso. Em geral, a lavoura absorve cerca de metade do nitrogênio aplicado, ou menos. O restante segue as setas de saída do esquema: o nitrato é lixiviado para o lençol freático e para os rios; parte vira gás por desnitrificação, incluindo $\mathrm{N_2O}$. O que esse excesso faz nos rios e lagos é retomado na seção sobre as atividades humanas.

Ciclo do fósforo: o único que não passa pelo ar

O fósforo está no DNA e no RNA, no ATP, nos fosfolipídios de todas as membranas e, nos vertebrados, nos ossos e dentes. Seu ciclo difere dos anteriores num ponto que muda tudo: não tem fase gasosa. Nas condições da superfície da Terra, o fósforo fica como fosfato ($\mathrm{PO_4^{3-}}$), em rochas, dissolvido na água ou em moléculas orgânicas. Não há um gás de fósforo que circule pela atmosfera. Por isso é chamado de ciclo sedimentar.

O percurso:

1. Rochas fosfáticas (o mineral principal é a apatita, um fosfato de cálcio) são o reservatório de origem.
2. O intemperismo, isto é, o desgaste das rochas pela chuva, pelos ácidos do solo e pelas raízes, libera fosfato devagar.
3. As plantas absorvem o fosfato da água do solo, muitas vezes com ajuda de fungos associados às raízes, as micorrizas.
4. Os animais o obtêm pela alimentação.
5. Os decompositores devolvem ao solo o fosfato dos restos e das excretas.
6. Uma parte pequena é levada pelos rios ao mar, onde o fitoplâncton a utiliza.
7. O que afunda com os organismos mortos vira sedimento. Só volta à superfície quando o sedimento se transforma em rocha e a rocha é erguida por movimentos da crosta, em dezenas a centenas de milhões de anos.

O circuito solo, seres vivos, solo (passos 3 a 5) é rápido e apertado: numa floresta, quase todo o fosfato liberado pela decomposição é reabsorvido em pouco tempo. O circuito geológico (passos 6, 7, 1 e 2) leva dezenas a centenas de milhões de anos. Um atalho natural são as aves marinhas, que comem peixe e defecam em terra: o guano acumulado em ilhas foi um adubo muito procurado no século XIX.

O item 36 do PAS 1 de 2021 cobrou exatamente a diferença: “No ciclo do fósforo, não há passagem do fósforo pela atmosfera.” Certo. O item mostra também que palavra categórica não é sinal automático de erro: aqui o “não há” é a própria definição de ciclo sedimentar. Uma ressalva de precisão, que não muda o gabarito: grãos de poeira levados pelo vento carregam fosfato de um continente a outro, como a poeira do Saara que chega à Amazônia. É transporte de partículas sólidas, e não uma fase gasosa do elemento.

Por que o fósforo costuma ser o nutriente limitante. O crescimento de produtores é freado pelo recurso mais escasso em relação à necessidade. Carbono vem do $\mathrm{CO_2}$, sempre disponível; nitrogênio pode ser trazido do ar por bactérias fixadoras. O fósforo não tem reserva no ar nem “fixadores”: depende do desgaste lento das rochas e da reciclagem local. Em lagos e represas, é em geral o fosfato que decide quanto as algas crescem. Nos solos ácidos e antigos do Cerrado, o fosfato fica preso a óxidos de ferro e alumínio, e as plantas nativas dependem das micorrizas para obtê-lo.

Fósforo é recurso finito. Como o retorno geológico é lento, o fosfato dos adubos (o “P” do NPK) vem quase todo da mineração de rocha fosfática. Não existe fósforo “de fábrica”, como existe nitrogênio de Haber–Bosch, porque não há um gás de fósforo no ar para fixar. Cerca de dois terços das reservas conhecidas de rocha fosfática estão num só país, o Marrocos (Serviço Geológico dos Estados Unidos, Mineral Commodity Summaries, 2025).

O que as atividades humanas acrescentam e retiram de cada ciclo

Nenhuma das setas abaixo é nova na natureza: vulcões emitem $\mathrm{CO_2}$, rios levam nutrientes ao mar, raios fixam nitrogênio. O que as atividades humanas mudam é o tamanho de algumas setas, a ponto de as outras não compensarem. O quadro registra só o mecanismo: o que entra a mais e o que sai a mais em cada reservatório.

Duas linhas do quadro se encontram na água. Nitrato e fosfato em excesso num lago ou numa represa deixam de ser limitantes, e as algas e cianobactérias se multiplicam. Quando essa biomassa morre, a decomposição consome o oxigênio dissolvido, e peixes morrem asfixiados. O processo chama-se eutrofização, começa com excesso de nutrientes e termina com falta de oxigênio, e é tratado, com seus casos e soluções, em impactos ambientais e biodiversidade.

Como ler um esquema de ciclo, uma tabela de reservatórios e um gráfico

Esquema com setas. Antes de olhar as alternativas, nomeie cada seta com três informações: molécula de partida e de chegada, agente, condição. Um esquema típico de ciclo do nitrogênio traz as caixas “gás nitrogênio”, “amônia”, “detritos”, “nitrito” e “nitrato” e setas numeradas. Seta que sai do gás e chega à amônia: fixação, bactérias fixadoras. Seta que sai dos detritos e chega à amônia: amonificação, decompositores. Amônia a nitrito e nitrito a nitrato: nitrificação, com oxigênio. Nitrato a gás: desnitrificação, sem oxigênio. Com as setas nomeadas, qualquer pergunta (“qual etapa para se tal grupo for eliminado?”, “qual etapa é uma oxidação?”) vira consulta à própria lista.

Num esquema de carbono, o teste é o sentido: toda seta que chega ao $\mathrm{CO_2}$ atmosférico é respiração, decomposição ou combustão; a que sai dele rumo a um ser vivo é fotossíntese. Num esquema de água, seta que sai da planta para o ar é transpiração; a que entra pela raiz é absorção.

Tabela de reservatórios e fluxos. Duas contas resolvem quase tudo.

• Tempo de residência = estoque ÷ fluxo de saída. Confira as unidades: estoque em toneladas, fluxo em toneladas por ano, resultado em anos.
• Balanço: variação do estoque = entradas − saídas. Se as entradas superam as saídas, o estoque cresce; se empatam, fica estável, por maior que seja o fluxo.

Exemplo resolvido: por que o nitrogênio do ar é “inerte” e o carbono do ar não

Carbono: $900 \div 200 = 4{,}5$ anos. Nitrogênio: $3{,}9 \times 10^{9} \div 400 \approx 10^{7}$ anos, dez milhões.

Leitura. Um átomo de carbono do ar é capturado em poucos anos, porque a fotossíntese e o oceano o usam em escala planetária. Um átomo de nitrogênio do ar espera milhões de anos, porque só a nitrogenase de alguns procariontes, os raios e as fábricas rompem a ligação tripla. “Inerte”, aqui, é a descrição de um fluxo minúsculo diante de um estoque enorme.

Conferência. O tempo de residência de 4,5 anos não significa que o $\mathrm{CO_2}$ emitido por um motor desaparece do ar em quatro anos. Cada molécula que sai é trocada por outra que entra, pela respiração e pela liberação do oceano. O excesso só diminui pelo saldo entre entradas e saídas, que é pequeno, e por isso persiste por séculos. Tempo de residência de uma molécula e tempo de ajuste do estoque são grandezas diferentes.

Gráfico. Leia, nesta ordem: o que está em cada eixo e em que unidade; onde o eixo vertical começa (um eixo que não parte do zero amplia variações pequenas); a tendência geral; as oscilações. Só depois procure a causa de cada uma. Na curva de $\mathrm{CO_2}$, a oscilação anual tem causa biológica, e a tendência, causa humana; quem confunde as duas lê o gráfico errado.

Sete erros clássicos, e como os itens os plantam

Nos itens reais do PAS 1 reunidos nesta página, o erro vem quase sempre do mesmo modo: um processo real com uma peça trocada, que pode ser o reservatório, a molécula de partida, o agente ou o sentido da seta. Para cada item, confira os três: elo, agente, sentido.

1. Achar que a planta absorve nitrogênio do ar. A planta absorve amônio e nitrato do solo, pelas raízes. Quem tira $\mathrm{N_2}$ do ar são bactérias fixadoras. Variante: pôr no solo a maior parte do nitrogênio do planeta (PAS 1 2021, item 32, errado).

2. Trocar fixação, nitrificação e desnitrificação. Fixação: ar para o solo, parte de $\mathrm{N_2}$. Nitrificação: amônio a nitrato, com oxigênio. Desnitrificação: solo para o ar, sem oxigênio. Variante: uma bactéria fixando um gás que não é $\mathrm{N_2}$ (PAS 1 2020, item 54, errado).

3. Atribuir ao $\mathrm{CO_2}$ o oxigênio liberado na fotossíntese. Ele vem da água.

4. Inverter as setas da respiração e da fotossíntese. A fotossíntese retira $\mathrm{CO_2}$; a respiração devolve (PAS 1 2020, item 44, errado). Planta respira o tempo todo. Mais árvores em crescimento absorvem mais, e não menos (PAS 1 2015, item 76, errado).

5. Deixar o carbono do petróleo e do carvão fora do ciclo. Ele faz parte: estava num reservatório lento. Queimá-lo altera o ciclo (PAS 1 2013, item 59, errado).

6. Tratar a água como consumida, tirar os seres vivos do ciclo da água ou trocar o pequeno ciclo pelo grande. A água muda de reservatório; em terra, a maior parte volta ao ar por evapotranspiração; o pequeno ciclo é o físico (PAS 1 2021, item 35, errado); desmatar altera o ciclo (PAS 1 2020, item 46, errado).

7. Fazer a energia ciclar junto com a matéria. A matéria volta; a energia sai como calor (PAS 1 2013, item 54, errado). E, para o fósforo, o erro simétrico: procurar uma fase gasosa que não existe (PAS 1 2021, item 36, certo ao negá-la).

Dos nove itens reais citados nesta lista, de 2013 a 2021, oito estavam errados, e em todos a falha cabia em uma palavra ou expressão: “solo”, “$\mathrm{N_2O}$”, “respiração”, “diminui”, “carvão mineral”, “apenas”, “não altera”, “energia”. Um item de ciclo pode estar correto em todo o resto e cair por um termo.

O essencial em meia página

• Matéria circula, energia flui. A Terra é quase fechada para a matéria e aberta para a energia. Decompositores devolvem átomos, não energia.
• Reservatório, fluxo, tempo de residência (estoque ÷ fluxo de saída). Ciclo rápido e ciclo lento são tempos de residência diferentes do mesmo elemento. Balanço: variação do estoque = entradas − saídas.
• Água. Evaporação, transpiração (juntas, evapotranspiração), condensação, precipitação, infiltração, escoamento. Pequeno ciclo: só físico, sem seres vivos. Grande ciclo: passa pelas plantas. Em terra, cerca de dois terços da chuva voltam ao ar por evapotranspiração. A floresta bombeia água para o ar (rios voadores); desmatar reduz a evapotranspiração e, onde o solo fica exposto e compactado, a infiltração, e aumenta o escoamento. 1 mm de chuva = 1 L/m².
• Carbono. A fotossíntese retira $\mathrm{CO_2}$ do ar; respiração (de todos, plantas inclusive), decomposição e combustão devolvem; o oceano dissolve e libera. Ciclo rápido: ar, seres vivos, solo, superfície do mar. Ciclo lento: fósseis e calcário. Queimar fósseis leva carbono do lento para o rápido. Floresta em crescimento é sumidouro; madura é estoque; queimada é fonte.
• Curva de $\mathrm{CO_2}$. Serrilhado anual (máximo em maio, mínimo em setembro): fotossíntese e respiração do hemisfério norte. Tendência: de 316,91 ppm (1960) a 427,35 ppm (2025), cada vez mais rápida. Cerca de metade do que se emite fica no ar.
• Oxigênio. Espelho do carbono: a fotossíntese libera $\mathrm{O_2}$, que vem da água; respiração e combustão consomem. Floresta madura tem saldo perto de zero.
• Nitrogênio. Reservatório: o ar (78 % de $\mathrm{N_2}$), que plantas e animais não usam. Fixação ($\mathrm{N_2}$ → amônia: rizóbios em nódulos de leguminosas, cianobactérias, raios, Haber–Bosch); amonificação (restos → amônio: decompositores); nitrificação (amônio → nitrito → nitrato: Nitrosomonas e Nitrobacter, com oxigênio); assimilação (plantas absorvem nitrato e amônio); desnitrificação (nitrato → $\mathrm{N_2}$, sem oxigênio). Leguminosas enriquecem o solo: rotação de culturas, adubação verde, soja inoculada.
• Fósforo. Ciclo sedimentar, sem fase gasosa: rocha, solo, seres vivos, sedimento. É lento, finito na escala humana e, em geral, o nutriente limitante em lagos.
• Diante de um item de ciclo, confira elo, agente e sentido da seta: de onde para onde, quem faz, em que condição.