Características do ciclo de cálcio, estágios e importância

Ele Ciclo de cálcio É a circulação e armazenamento na terra deste elemento, cobrindo seres vivos, litosfera e hidrosfera. É um ciclo biogeoquímico sedimentar em que o cálcio circula como um metal alcalinoterreal macio, sem um estágio de refrigerante.

O estágio de maior circulação de cálcio é biológico, sendo consumido por seres vivos e usado em suas estruturas e metabolismo. Uma vez que os seres vivos estão mortos, o cálcio é reembolsado ao ambiente físico que faz parte do solo e do fundo do mar.

Cálcio. Fonte: Pumbaa (trabalho original de Greg Robson) / CC BY-SA 2.0 UK (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.0/Reino Unido/Deed.em)

Existem extensos depósitos de conchas e ossos, especialmente no fundo do mar e nos grandes lagos. Essas estruturas são misturadas com sedimentos e mais de milhões de anos são cobertos por camadas sucessivas.

Os sedimentos mais baixos são submetidos a altas pressões formando rochas sedimentares que são então expostas à superfície devido a processos geológicos terrestres. As rochas expostas estão sujeitas a intemperismo e erosão, liberando o cálcio que é integrado ao solo ou arrastado pela água.

No chão, 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 de cálcio é importante, pois permite que esse elemento esteja disponível em seus diferentes estágios cumprindo várias funções. Assim, fazer parte da estrutura dos organismos vivos, participa da formação do alívio da terra, regula o pH de solos e águas e serve como matéria -prima para a indústria humana.

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Características gerais

- O cálcio

O cálcio (CA) é um metal alcalino macio do número atômico 20 e massa atômica 40.078, cujo estado comum é sólido. Os óxidos de forma que atuam como bases fortes, reagindo violentamente quando entram em contato com os ácidos.

- Seu ciclo

O cálcio cumpre um ciclo biogeoquímico do tipo sedimentar, pois não possui fase gasosa e as maiores reservas estão na litosfera. Está intimamente relacionado a ciclos de carbono, água e fósforo.

Erosão de rochas

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

Água da chuva ao entrar em contato com o CO2 atmosférico forma H2CO3 que dissolve a rocha de calcário, liberando CA2+ e HCO3-. Por outro lado, o CO2 arrastado pela água da chuva transforma carbonato insolúvel em bicarbonato solúvel.

Absorção e uso por seres vivos

O cálcio (Ca2+) no solo é absorvido pelas plantas e em corpos d'água por organismos aquáticos. No corpo, o cálcio cumpre diferentes funções metabólicas e quando os organismos morrem, ele retorna ao ambiente físico arrastado pela água de escoamento para rios, lagos e oceanos.

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Formação rochosa

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

Rochas calcárias. Fonte: Ferdous/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Posteriormente, os processos ditróficos (falência e movimentos ascendentes da crosta terrestre), exponha as rochas à superfície. Dessa maneira.

Estágios do ciclo de cálcio

Os estágios pelos quais o cálcio cruzam em seu ciclo de armazenamento e circulação são dados pelos compartimentos em que esses processos ocorrem. Estes são a casca e parte do manto terrestre (litosfera), os corpos da água (hidrosfera) e organismos vivos.

- Estágio geológico

No estágio geológico, compartimentado no córtex e no manto, é onde a maior quantidade de armazenamento de cálcio está localizada. O cálcio é o quinto elemento mais abundante na litosfera que constitui 3,5% da crosta terrestre.

É encontrado como parte de rochas como calcário, dolomia, marls e mármore, enquanto calcários e dolomitas formam enormes sólidos nas montanhas em todo o planeta. Da mesma forma, faz parte de outros compostos naturais, como gesso e alabastro (sulfato de cálcio).

O mineral é obtido como carbonato de cálcio (CaCO3) da calcita, a dolomita e outras formas cristalinas, como o aragonite.

Calcário

É um tipo de rocha sedimentar muito abundante originada em depósitos antigos de marinho ou lacustre (lagos), composto por carbonato de cálcio em 99%. Essas rochas formam estratos horizontais ou deformados por movimentos diastóficos e seu intemperismo causa neutro a solos básicos (pH de 7 ou superior), ricos em cálcio.

Dolomite

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

Margas

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 da água.

Mármore

Se as rochas de calcário 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.

- 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 menores que 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 de compensação de carbonato, do qual o Caco3 se dissolve e não forma depósitos de calcário.

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- Estágio biológico

Movimento de cálcio do solo para as raízes. Do xilema às folhas da planta. DHAGERTY/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)

Nesta fase, o ciclo de cálcio atinge sua maior circulação, sendo vital para os seres vivos, porque como o ION CA2+ faz parte dos mecanismos de troca de membranas celulares. Por outro lado, é um constituinte essencial de ossos, dentes, ovos e conchas.

Conchas de cálcio em bivalve. Fonte: https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/arquivo: bivalvia.Jpg

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

O ser humano

Um elemento proeminente do estágio biológico do ciclo de cálcio é o papel do ser humano ao usar esse elemento como matéria -prima. Este elemento é extraído, transportado e usado de grandes quantidades de maneiras diferentes.

Em minas de poço aberto, a rocha calcária é extraída para usá -la como um elemento de construção ou moagem e usá -la como matéria -prima industrial. As conchas também são fundamentais para preparar fertilizantes e outros produtos.

Conchas foraminíferas e moluscas

As conchas desses animais são formadas de carbonato de cálcio, cristalizado como calcita ou como aragonita. Estas são duas formas minerais de igual composição (Caco3), mas que cristalizam de maneira diferente.

Os moluscos formam suas conchas a partir de uma forma líquida de cálcio segregada por células especializadas. A camada mais interna da concha é a nacar formada por cristais de aragonita misturados com a proteína conquiolina.

Importância

A circulação de cálcio que formava seu ciclo característica é essencial para disponibilizar esse elemento aos seres vivos. Graças aos processos que liberam o cálcio das rochas e o fazem circular, há vida 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 formação de esqueletos internos e externos.

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

Metabolismo

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

Canais de cálcio. Fonte: Ulrich Förstermann - Elsevier GmbH / Domínio Público

Isso regula a relação das concentrações de cálcio entre o interior e a célula externa, ativando diferentes processos metabólicos. Por exemplo, esses mecanismos são fundamentais para o funcionamento do sistema nervoso e muscular e, portanto, cumpre um papel relevante na função cardíaca.

- Comida e saúde

Do ponto de vista humano, o ciclo de cálcio permite que esse elemento seja disponibilizado para alimentos e saúde humanos. Acima de tudo, é essencial na produção e preparação de alimentos leiteiros para crianças.

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Da mesma forma, sua ingestão para fins medicinais é usada no tratamento de doenças de deficiência de cálcio, como osteoporose. Esta doença que enfraquece ossos é especialmente grave em pessoas mais velhas, especialmente no caso de mulheres.

- As pérolas

Quando um corpo estranho invade a ostra, ele o cobre com uma pêra e, portanto, uma pérola é formada. As pérolas atingem altos valores no mercado mundial de jóias.

- Matéria -prima industrial

Calcário é usado industrialmente para vários propósitos, por exemplo, fabricação de cimento. Essas pedras também são usadas diretamente como material de construção, devido à sua escultura fácil.

Além disso, o cálcio é usado como desoxidante e redoubts em diferentes processos, especialmente na indústria metalúrgica.

Lima

Como limão vivo, também chamado de limão de construção, são óxidos de cálcio que são usados ​​como fichário e revestimento de construção. Da mesma forma, é usado na fabricação de sabão, papel, vidro, borracha e no bronzeamento de peles.

Ele também tem vários usos na indústria de alimentos e tratamento de água. Embora como uma abelha ou hidróxido de cálcio opaco, ele também é usado na indústria e agricultura.

- Regulação do pH do solo

Oxidados de cálcio no solo afeta a regulação do pH. Na agricultura, o limão vivo é usado como uma emenda agrícola para reduzir a acidez dos solos e também como fertilizante.

- Água calaral ou água dura

Água ao dirigir em ambientes de cálcio e magnésio, dissolve sais desses elementos e é conhecido como água calcária ou dura. O limite de qualidade da água é 120 mg de CaCo3/Litro, acima do qual a água é considerada dura.

Água com alto teor de cálcio pode causar problemas de saúde, especialmente relacionados ao sistema cardiovascular. Além disso, águas duras produzem depósitos calcários nos tubos que obstruem a circulação.

- Calcáreas e cavernas

Nas rochas calcárias freqüentemente, a erosão da água forma sistemas de cavernas subterrâneas com configurações internas interessantes. Entre eles, a formação de estalactites e estalagmites, para os depoimentos de carbonato de cálcio dos vazamentos nos tetos dessas cavernas.

Esses sistemas calcários também cumprem a função de filtragem de águas subterrâneas para sua porosidade, formando aqüíferos.

Referências

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