A Terra como um sistema

Os subsistemas constituintes do sistema Terra são a atmosfera, a hidrosfera, a geosfera e a biosfera, que interagem entre si efetuando trocas de matéria e de energia.

Geosfera Atmosfera

Biosfera Hidrosfera

Subsistemas fundamentais

Atmosfera Camada gasosa que envolve a Terra. É constituída por azoto, oxigénio, dióxido de carbono e vapor de água. Regula o clima e protege a Terra das radiações solares e dos impactos de corpos sólidos com origem no espaço extraterrestre.

Hidrosfera Conjunto dos reservatórios de água do planeta (mares e oceanos, rios, lagos, glaciares e águas subterrâneas). Absorve grande parte da radiação solar que atinge a superfície da Terra, gerando correntes oceânicas que distribuem energia pelo planeta.

Geosfera Crusta sólida da Terra. Formada pelas massas continentais, pelos fundos marinhos e por todos os materiais que se encontram no interior do planeta. Funciona como suporte físico da grande maioria dos seres vivos e é fonte de materiais necessários à sua sobrevivência.

Biosfera Constituída por todos os seres vivos do planeta. Instalou-se em meios tão diversos como a água, a terra e o ar.

Algumas interações entre subsistemas terrestres.

A B C D

Origem da vida na Terra

Quando, onde e como terá surgido a vida no planeta Terra? A Ciência ainda não tem todas as respostas para estas perguntas pelo que existem diversas hipóteses explicativas, cada uma delas suportada num conjunto de argumentos.

Bactérias

Hipótese dos sistemas hidrotermais – Os primeiros seres vivos teriam sido micróbios semelhantes às bactérias atuais que vivem nas fontes hidrotermais do fundo dos oceanos.

Estas bactérias não realizam a fotossíntese. Produzem o seu próprio alimento, isto é, compostos orgânicos, a partir de reações químicas entre os compostos inorgânicos libertados pelas chaminés hidrotermais.

Compostos orgânicos simples

Azoto

Hidrogénio

Metano

Amónia

Dióxido de carbono

Vapor de água

Radiação

ultravioleta

Descargas elétricas

Calor dos vulcões

Bactérias

Hipótese da sopa primitiva – Os gases da atmosfera primitiva da Terra expelidos pela intensa atividade vulcânica, foram sujeitos a descargas elétricas, a radiação ultravioleta e ao calor dos vulcões.

Estes fenómenos obrigaram estes compostos inorgânicos a reagir entre si dando origem a compostos orgânicos simples que se foram acumulando nos oceanos. Com o tempo, estes compostos organizaram-se e formaram as primeiras células.

Mistura

de

gases

Descargas elétricas

Condensação

Arrefecimento

Compostos

orgânicos

simples

Aquecimento

Evaporação

Vapor de água

Experiências de

Urey e Miller

Questões p. 26

Hipótese da vida ejetada de outros planetas – Um forte impacto de meteorito num planeta rochoso próximo da Terra poderia lançar fragmentos de crusta no Espaço. Alguns fragmentos, contendo células abrigadas em fissuras, congeladas e protegidas das radiações, poderiam ser atraídos pela Terra.

Marte

Teoria Argumentos

Sistemas

hidrotermais

Nas fontes hidrotermais existem os elementos químicos e a

energia (geotérmica) necessários à produção de compostos

orgânicos.

O fundo dos oceanos era um local protegido das radiações

solares nocivas.

Sopa

primitiva

É possível obter, em laboratório, compostos orgânicos

simples a partir de água e gases constituintes da atmosfera

primitiva sujeitos a descargas elétricas.

Vida ejetada

de outros planetas

(panspermia)

Os constituintes da matéria orgânica (carbono, hidrogénio,

oxigénio e azoto) não são exclusivos da Terra e serão comuns

noutros planetas.

A matéria orgânica faz parte da composição de alguns

meteoritos.

Há indícios, não comprovados, de formas de vida microbiana

em meteoritos provenientes de Marte.

Rochas, solo e vida no meio terrestre

O solo, a camada superficial da Terra, é um dos principais suportes da vida. A sua espessura, composição e propriedades variam muito. As suas funções são essenciais ao funcionamento do planeta como um sistema.

Fragmentos rochosos soltos

Bloco de rocha

Rocha alterada

Bloco deslocado

Água líquida

Gelo

Formação do solo – As rochas sofrem durante muito tempo a ação de diversos agentes do meio, o que lhes provoca um grande desgaste e muitas alterações.

A alteração, física ou química, das rochas expostas na superfície da Terra é a meteorização. Na meteorização física destaca-se a desagregação da rocha por ação do calor, do gelo e das raízes das plantas. A dissolução da rocha pela água e a reação dos materiais com o ar são características da meteorização química.

A erosão consiste na remoção dos fragmentos rochosos que

sofreram meteorização. Esses fragmentos podem ser

transportados e, caso sejam enriquecidos com matéria orgânica,

dão origem a um novo solo.

Os agentes de meteorização alteram e desagregam a rocha. ? Os materiais são erodidos

e transportados. ?

A acumulação de fragmentos minerais e o

seu enriquecimento em matéria orgânica dão

origem a solos.

?

Composição do solo

46%

Matéria mineral

4%

Matéria orgânica

Água

25%

Ar

25%

Composição do solo – O solo é constituído por uma parte mineral, isto é, por pequenos fragmentos que provêem da desagregação das rochas e por sais minerais, e por uma parte orgânica, formada por folhas, ramos, troncos e restos de animais em decomposição devido à ação de bactérias e de fungos.

O conjunto destes materiais orgânicos constitui o húmus, do qual depende a fertilidade do solo. O solo também é constituído por água e por ar, que ocupam os espaços entre as suas partículas.

Propriedades do solo – A permeabilidade refere-se à maior ou menor capacidade de o solo se deixar atravessar pela água. A permeabilidade depende da porosidade do solo, ou seja, da dimensão e da quantidade de poros ou interstícios existentes entre as suas partículas.

Pouco poroso e pouco permeável Muito poroso e muito permeável

Partícula mineral

Água

Ar

Funções do solo – O solo é um substrato de fixação e crescimento das plantas que dele retiram água e sais minerais. Também é responsável pela reciclagem de detritos orgânicos e pelo armazenamento de nutrientes. O solo filtra e controla o fluxo de água que alimenta os reservatórios subterrâneos. Finalmente, o solo é o habitat de numerosos seres vivos.

As condições climáticas dos climas temperados permitem a formação de solos férteis, com camadas espessas de húmus.

Nas zonas tropicais, a produção de húmus é baixa e a chuva arrasta os nutrientes.

Nos desertos, o solo arenoso é muito permeável e pobre em matéria orgânica.

Subsistemas terrestres e manutenção da vida

O solo, a camada mais superficial da geosfera, estabelece a ligação e interage com a atmosfera, com a hidrosfera e com a biosfera.

Sem este funcionamento dinâmico e equilibrado dos diferentes subsistemas da Terra, a vida não poderia existir.

Água

Solo

A água infiltra-se no solo

e passa a fazer parte

da sua composição

O solo filtra a água

e melhora a sua qualidade

Algumas interações ilustrativas da importância do solo

Ar

Solo

O ar entra no solo e passa a fazer parte da sua composição

O solo liberta gases para o ar, alterando a sua composição

Algumas interações ilustrativas da importância do solo

Solo

A desagregação das rochas dá origem à parte mineral

dos solos

O solo participa na formação

de rochas sedimentares Rochas

Algumas interações ilustrativas da importância do solo

Vida

Solo

O solo fornece suporte, abrigo e nutrientes essenciais aos seres

vivos

Os seres vivos arejam o solo e enriquecem-no em matéria orgânica e em sais minerais

Algumas interações ilustrativas da importância do solo