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Os níveis de oxigênio seriam estáveis ​​sem fotossíntese?

Os níveis de oxigênio seriam estáveis ​​sem fotossíntese?


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Aprendi como funciona o ciclo CO $ _2 $ em várias aulas de biologia, ensino médio, ensino fundamental, geologia e física. Então, hoje houve um artigo publicado no NY Times afirmando:

… É um mito que a fotossíntese controla a quantidade de oxigênio na atmosfera. Mesmo se toda a fotossíntese do planeta fosse encerrada, o conteúdo de oxigênio da atmosfera mudaria em menos de 1 por cento.

Estou realmente confuso. Se a terra naturalmente tem 20% de oxigênio na ausência de fotossíntese, por que aumentou durante o Grande Evento de Oxigenação? Eu reli isso várias vezes. Não há citação; nenhum outro contexto que possa explicar isso. Se isso viesse do campo dos negadores da mudança climática, eu apenas encolheria os ombros, mas as credenciais diriam o contrário. Está no NY Times e Nadine Unger é uma química atmosférica em Yale.

Meu palpite é que este é simplesmente um parágrafo enganoso com um grão de verdade. A questão é: onde está esse grão? Quanto tempo o conteúdo de oxigênio atmosférico permaneceria em 1% do nível atual se desligássemos a fotossíntese?


A resposta à sua pergunta está no primeiro gráfico do artigo da Wikipedia ao qual você vinculou: Grande Evento de Oxigenação. Nesse gráfico, onde o tempo é medido em bilhões de anos, você vê que O2, à medida que foi produzido, foi absorvido pelos oceanos, rochas do fundo do mar, superfícies terrestres e, finalmente, cerca de 0,85 bilhões de anos atrás, O2 pias cheias e o gás acumulado na atmosfera.[1] O pico de que você fala provavelmente se deve a

a evolução das grandes plantas vasculares terrestres que causaram aumento de O2 produção e aumento de O2 níveis devido ao soterramento global aprimorado de matéria orgânica rica em lignina e resistente a micróbios durante o Permo-Carbonífero (Berner 2004).

Simplificando, não havia equilíbrio estabelecido ainda entre a quantidade de oxigênio sendo produzida, a estabilização das camadas do oceano e o 'soterramento do excesso de carbono' nas camadas mais profundas do oceano. A maior parte do O2 na terra foi produzida há muitos milhões de anos; é um mito que o O2 que respiramos hoje é o mesmo O2 feito, digamos, pelo fitoplâncton oceânico ontem.

Nadene Unger afirma no artigo do NYT que

É um mito que a fotossíntese controla a quantidade de oxigênio na atmosfera. Mesmo se toda a fotossíntese do planeta fosse encerrada, o conteúdo de oxigênio da atmosfera mudaria em menos de 1 por cento.

Isso ocorre porque há tremendas sumidouros de oxigênio que armazenam gás oxigênio, como as camadas superficiais do oceano. Como O2 é usado, o oceano abriria mão de O2. Por causa desses sumidouros, alguns estimam que

se a fotossíntese cessasse, o oxigênio atmosférico se esgotaria em 5.000 anos devido à respiração, intemperismo e combustão.[2]

enquanto outros afirmam que

Se a fotossíntese por algum motivo parasse, a oxidação de todo o reservatório de carbono orgânico consumiria menos de 1% de O2 atualmente na atmosfera e não haveria mais O2 perda (já que não haveria carbono orgânico para ser oxidado). Por outro lado, se a respiração e a decomposição parassem, a conversão de todo o CO atmosférico2 também2 por fotossíntese aumentaria O2 níveis em apenas 0,2%.[3]

É muito difícil obter uma resposta abrangente do que aconteceria exatamente. Assumimos que toda a vegetação / fitoplâncton desaparece repentinamente ou ele morre (aumentando assim a drenagem de carbono em O2)? Assumimos a morte rápida e rápida de animais com base na falta de vegetação / plâncton, etc. como alimento, ou seria mais lenta? Como eu disse, é difícil encontrar uma resposta abrangente. Em qualquer caso, o O atmosférico2 não iria flutuar descontroladamente de forma imediata.

[1] A oxigenação da atmosfera e dos oceanos Heinrich D Holland, Phil. Trans. R. Soc., 29 de junho de 2006
[2] O Ciclo Global do Oxigênio
[3] Introdução à Química Atmosférica


Fotossíntese

No momento em que você completar esta unidade, você deve ser capaz de explicar os conceitos centrais nesta página e nas seções correspondentes do Capítulo 10 (Fotossíntese) em Campbell:

  • Como as reações luminosas capturam a energia luminosa e a convertem em energia química.
  • Como o ciclo de Calvin faz uso das saídas das reações de luz.
  • Semelhanças e diferenças entre fotossíntese e respiração celular.

Para objetivos mais detalhados, consulte a seção de revisão na parte inferior desta página.

A cobertura da fotossíntese em Campbell é excelente, recomendo fortemente a sua leitura. Nesta página, darei um breve relato de algumas das principais ideias de fotossíntese para Bio 6B, destinadas a complementar o capítulo e dar a você uma ideia clara do que esperar do questionário e do teste intermediário.

Antes de começar, recomendo que você assista a este vídeo: Photosynthesis | Vídeo biointerativo HHMI. É um excelente vídeo que vai desde uma visão geral simples até mecanismos detalhados. Isso pode ser tudo que você precisa saber, em 11 minutos!


Oxigênio dissolvido e vida aquática

O oxigênio dissolvido é importante para muitas formas de vida aquática.

O oxigênio dissolvido é necessário para muitas formas de vida, incluindo peixes, invertebrados, bactérias e plantas. Esses organismos usam oxigênio na respiração, semelhante aos organismos terrestres. Peixes e crustáceos obtêm oxigênio para a respiração por meio de suas guelras, enquanto a vida vegetal e o fitoplâncton requerem oxigênio dissolvido para a respiração quando não há luz para a fotossíntese 4. A quantidade de oxigênio dissolvido necessária varia de criatura para criatura. Comedouros de fundo, caranguejos, ostras e vermes precisam de quantidades mínimas de oxigênio (1-6 mg / L), enquanto peixes de águas rasas precisam de níveis mais altos (4-15 mg / L) ⁵.

Micróbios como bactérias e fungos também requerem oxigênio dissolvido. Esses organismos usam OD para decompor a matéria orgânica no fundo de um corpo de água. A decomposição microbiana é um importante contribuinte para a reciclagem de nutrientes. No entanto, se houver excesso de material orgânico em decomposição (de algas mortas e outros organismos), em um corpo de água com pouco ou nenhum turnover (também conhecido como estratificação), o oxigênio em níveis de água mais baixos se esgotará mais rapidamente ⁶.


As plantas contêm uma vasta gama de produtos químicos que são extraídos e usados ​​na produção de medicamentos. A aspirina, a droga usada como analgésico e para reduzir a coagulação do sangue em pacientes cardíacos, é derivada do ácido salicílico, um produto químico extraído da casca do salgueiro. Analgésicos (analgésicos) muito mais fortes, como a morfina e a codeína, são produzidos a partir do ópio, a seiva seca derivada das sementes da planta da papoula.

Até hoje, o número de plantas testadas para propriedades medicinais é apenas na casa dos milhares. Ainda há um grande número a ser testado, incluindo muitas das espécies provenientes das florestas tropicais. As propriedades medicinais desconhecidas dessas espécies de plantas aumentam a importância de proteger os habitats naturais, como as florestas tropicais.

A madeira para uso como material de construção, combustível para combustão e na fabricação de papel é proveniente de árvores.


Quais são os diferentes métodos de medição da taxa de fotossíntese?

Existem alguns métodos principais para calcular a taxa de fotossíntese. Esses incluem:

1) Medindo a absorção de CO2

2) Medindo a produção de O2

3) Medindo a produção de carboidratos

4) Medindo o aumento da massa seca

Como a equação da respiração é quase o reverso da equação da fotossíntese, você precisará pensar se esses métodos medem apenas a fotossíntese ou se medem o equilíbrio entre a fotossíntese e a respiração.

Medir a fotossíntese através da absorção de dióxido de carbono

Usando 'algas imobilizadas' - É fácil e preciso medir a taxa de fotossíntese e respiração usando algas imobilizadas em solução indicadora de carbonato de hidrogênio - conhecida como técnica de 'bolas de algas'. Leia o protocolo completo sobre o uso de algas imobilizadas para medir a fotossíntese.

Usando um IRGA - Captação de CO2 pode ser medido com os meios de um IRGA (Analisador de Gás Infra-Vermelho) que pode comparar o CO2 concentração de gás passando por uma câmara ao redor de uma folha / planta e o CO2 saindo da câmara.

Usando um CO2 monitor - De forma mais simples, você poderia colocar uma planta em um saco plástico e monitorar o CO2 concentração na bolsa usando um CO2 monitor. Naturalmente, o solo e as raízes NÃO devem estar no saco (pois respiram). Alternativamente, você pode colocar um pouco de Solução Indicadora de Bicarbonato no saco com a planta e observar a mudança de cor. Isso seria melhor feito com uma tabela de cores de referência para tentar tornar o ponto final menos subjetivo. Isso poderia fornecer uma comparação entre várias plantas. Existem dificuldades com este método, como tenho certeza que você pode apreciar. A área foliar das plantas deve ser medida para que você possa compensar o tamanho da planta. O ar atmosférico é de apenas 400ppm CO2, então não há muito CO2 monitorar e a planta logo ficará sem CO2 Consertar.

Medir a fotossíntese através da produção de oxigênio

O oxigênio pode ser medido contando as bolhas que evoluíram das algas, ou usando o aparelho Audus para medir a quantidade de gás evoluída ao longo de um período de tempo. Para fazer isso, coloque Cabomba pondweed em uma seringa de cabeça para baixo em um banho-maria conectado a um tubo capilar (você também pode usar Elodea, mas encontramos Cabomba mais confiável). Coloque a erva daninha em uma solução de NaHCO3 solução. Você pode então investigar a quantidade de gás produzida em diferentes distâncias de uma lâmpada. Leia um protocolo completo sobre como investigar a fotossíntese usando pondweed.

Medindo a fotossíntese por meio da produção de carboidratos

Existe um método rudimentar em que um disco é cortado de um lado de uma folha (usando uma broca de cortiça contra uma rolha de borracha) e pesado após a secagem. Alguns dias (ou mesmo semanas depois), um disco é cortado da outra metade da folha, seco e pesado. O aumento da massa do disco é uma indicação da massa extra que foi armazenada na folha. Isso é muito simples de fazer e permite que você investigue as plantas que crescem na natureza. No entanto, você provavelmente pode pensar em várias imprecisões nesse método.

Medindo fotossíntese através do aumento da massa seca

A massa seca é frequentemente monitorada pela técnica de 'colheitas em série', onde várias plantas são colhidas, secas até peso constante e pesadas - isso é repetido ao longo da duração do experimento. Se você colher várias plantas e registrar quanta massa elas acumularam, você terá uma medida precisa do excesso de fotossíntese além da respiração que ocorreu. Como acontece com a maioria dos métodos, você precisa de várias plantas para que possa replicar as medições e possa encontrar uma média e um desvio padrão, se necessário.

Investigando a reação dependente da luz na fotossíntese

A taxa de descoloração de DCPIP na reação de Hill é uma medida da taxa dos estágios de fotossíntese que requerem luz


Rochas antigas registram a primeira evidência da fotossíntese que produziu oxigênio

Um novo estudo mostra que as rochas com ferro que se formaram no fundo do oceano há 3,2 bilhões de anos carregam evidências inconfundíveis de oxigênio. A única fonte lógica para esse oxigênio é o primeiro exemplo conhecido de fotossíntese por organismos vivos, dizem os geocientistas da Universidade de Wisconsin-Madison.

& # 8220Rock de 3,4 bilhões de anos atrás mostrou que o oceano basicamente não continha oxigênio livre, & # 8221 diz Clark Johnson, professor de geociência da UW – Madison e membro do Instituto de Astrobiologia da NASA. & # 8220O trabalho recente mostrou um pequeno aumento no oxigênio em 3 bilhões de anos. As rochas que estudamos têm 3,23 bilhões de anos e estão muito bem preservadas, e acreditamos que mostram sinais definitivos de oxigênio nos oceanos muito antes das descobertas anteriores. & # 8221

O candidato mais razoável para liberar o oxigênio encontrado no óxido de ferro são as cianobactérias, organismos fotossintéticos primitivos que viveram no antigo oceano. A evidência mais antiga de vida remonta a 3,5 bilhões de anos, então a fotossíntese oxigenada poderia ter evoluído relativamente logo após a própria vida.

Até recentemente, a sabedoria convencional em geologia sustentava que o oxigênio era raro até o & # 8220 grande evento de oxigenação & # 8221 2,4 a 2,2 bilhões de anos atrás.

As rochas em estudo, chamadas de jaspe, feitas de óxido de ferro e quartzo, apresentam estrias regulares causadas por mudanças na composição do sedimento que as formou. Para detectar o oxigênio, os cientistas do UW-Madison mediram os isótopos de ferro com um sofisticado espectrômetro de massa, na esperança de determinar quanto oxigênio era necessário para formar os óxidos de ferro.

Aaron Satkoski segura uma amostra serrada de uma amostra de núcleo de rocha de 3,23 bilhões de anos encontrada na África do Sul. As bandas mostram diferentes tipos de sedimentos caindo no fundo do oceano e se solidificando em rocha.

& # 8220Os óxidos de ferro contidos no sedimento profundo de granulação fina que se formou abaixo do nível de perturbação das ondas formado na água com muito pouco oxigênio, & # 8221 diz o primeiro autor Aaron Satkoski, um cientista assistente no Departamento de Geociências. Mas a rocha mais granulada que se formou a partir de sedimentos rasos e agitados por ondas parece enferrujada e contém óxido de ferro que exigiu muito mais oxigênio para se formar.

A evidência visual foi apoiada por medições de isótopos de ferro, disse Satkoski.

O estudo foi financiado pela NASA e publicado na revista Earth and Planetary Science Letters.

As amostras, fornecidas pelo colaborador da Universidade de Joanesburgo, Nicolas Beukes, eram nativas de uma região geologicamente estável no leste da África do Sul.

Como as amostras vieram de um único núcleo de perfuração, os cientistas não podem provar que a fotossíntese era generalizada na época, mas uma vez que evoluiu, provavelmente se espalhou. & # 8220Houve pressão evolutiva para desenvolver a fotossíntese oxigenada, & # 8221 diz Johnson. & # 8220Uma vez que você faz um maquinário celular complicado o suficiente para fazer isso, seu suprimento de energia é inesgotável. Você só precisa de sol, água e dióxido de carbono para viver. & # 8221

Outros organismos desenvolveram formas de fotossíntese que não liberavam oxigênio, mas dependiam de minerais dissolvidos nas águas subterrâneas quentes - uma fonte muito menos abundante do que a água do oceano, acrescenta Johnson. E embora o oxigênio estivesse definitivamente presente no oceano raso, há 3,2 bilhões de anos, a concentração foi estimada em apenas cerca de 0,1 por cento daquela encontrada nos oceanos de hoje.

Aaron Satkoski é retratado com o espectrômetro de massa de alta resolução usado para analisar amostras de rochas da África do Sul que atrasam a data da primeira fotossíntese oxigenada para 3,23 bilhões de anos atrás.

A confirmação dos resultados do ferro veio de estudos de urânio e seus produtos de decomposição nas amostras, diz o co-autor Brian Beard, um cientista sênior da UW – Madison. & # 8220O urânio é solúvel apenas na forma oxidada, então o urânio no sedimento teve que conter oxigênio quando a rocha solidificou. & # 8221

As medições do chumbo formado a partir da decomposição radioativa do urânio mostraram que o urânio entrou na amostra de rocha há 3,2 bilhões de anos. & # 8220Esta foi uma verificação independente de que o urânio não foi adicionado & # 8217t recentemente. É tão antigo quanto a rocha, seu material original ”, afirma Beard.

& # 8220Estamos tentando definir a idade em que a fotossíntese oxigênio por bactérias começou a acontecer & # 8221, diz ele. & # 8220 As cianobactérias podiam viver em águas rasas, fazendo fotossíntese, gerando oxigênio, mas o oxigênio não estava necessariamente na atmosfera ou nas profundezas do oceano. & # 8221

No entanto, a fotossíntese era um truque bacana e, mais cedo ou mais tarde, começou a se espalhar, diz Johnson. & # 8220Uma vez que a vida obtém fotossíntese oxigenada, o céu é o limite. Não há razão para esperar que ele não vá a todos os lugares. & # 8221


Como as cianobactérias produtoras de oxigênio facilitam a vida complexa

Achim Herrmann está pesquisando a disseminação das primeiras cianobactérias. Crédito: Koziel / TUK

O "Grande Evento de Oxigenação" (GOE), o processo pelo qual a atmosfera da Terra foi continuamente enriquecida com oxigênio, um produto residual da fotossíntese, começou

2,43 bilhões de anos atrás. A fonte, de acordo com a ciência, foi a fotossintetização de cianobactérias. Mas por que essa reviravolta tão importante ocorreu tão tarde? A vida cianobacteriana existia, como mostram amostras de rochas, pelo menos 300 milhões de anos antes do GOE. Achim Herrmann, que está pesquisando a disseminação das primeiras cianobactérias em sua tese de doutorado na TU Kaiserslautern, está procurando respostas. Seu artigo de pesquisa atual foi publicado na revista Nature Communications.

“Existem muitas teorias científicas que se entrelaçam para explicar por que a proliferação das cianobactérias necessárias para o GOE foi atrasada”, explica Herrmann, que está fazendo doutorado com Michelle Gehringer em Geomicrobiologia. "Por exemplo, eles podem ter se originado na água doce, que cobria então, como agora, apenas uma fração da superfície da Terra. Não foi até que se adaptaram a águas mais salgadas e finalmente habitaram o oceano aberto que foram capazes de formar quantidades suficientes de biomassa para causar uma mudança global na atmosfera da Terra. " Outra teoria é que a água do oceano rica em ferro pode ter sido inicialmente tóxica para as bactérias fotossintetizantes. O ferro acumulou-se no ambiente marinho predominantemente na forma de íons de ferro (II) reduzidos e altamente solúveis durante a era "arqueana" da Terra, então sem oxigênio.

Em sua pesquisa, Herrmann baseou-se na hipótese da toxina do ferro. "Queríamos verificar se o ferro (II) inibe não apenas as cianobactérias modernas, mas também cepas marinhas mais primitivas, especificamente Pseudanabaena sp. PCC7367 e Synechococcus sp. PCC7336, em seu crescimento e atividade fotossintética", disse o biólogo.

Rapidamente ficou claro o quão crucial é a configuração experimental. Em sistemas já estabelecidos, onde as bactérias são cultivadas em garrafas de vidro fechadas sem oxigênio, elas demonstraram quase nenhum crescimento: "A atividade biológica foi muito baixa em ambas as cepas, e quase completamente suprimida em Synechococcus", diz Herrmann. A solução: "Uma estação de trabalho anaeróbica customizada da oficina metalúrgica TUK, em cujas câmaras a composição da atmosfera pode ser regulada completa e automaticamente", diz ele. "Usando essa configuração, cultivamos as cianobactérias em grandes garrafas de laboratório com tampas permeáveis ​​a gases para permitir a troca gasosa. O oxigênio que elas produziam era regularmente removido do sistema e o dióxido de carbono era mantido constante nos níveis atmosféricos arqueanos propostos. Assim, éramos capaz de realizar um oásis marinho raso de oxigênio, como está implícito nas amostras de rochas arqueanas. "

Como esperado, as cianobactérias "se sentiram mais confortáveis" no ambiente mais autêntico. Mas o que aconteceu quando o ferro foi injetado em concentrações crescentes? As bactérias da cepa Pseudanabaena cresceram consistentemente bem, mas mais lentamente do que no sistema de controle. Em contraste, a cepa Synechococcus claramente diminuiu sua taxa de divisão celular à medida que o ferro aumentou. O oxigênio produzido oxidou principalmente os íons Fe (II) dissolvidos, em vez de escapar para a atmosfera. E a taxa de produção de oxigênio para ambas as cepas atingiu valores significativamente mais altos no ambiente experimental anoxicamente ajustado do que na configuração de controle com uma atmosfera oxigenada, como a que nos rodeia hoje. Isso sugere que os níveis de oxigênio atmosférico dos dias modernos prejudicam a fotossíntese quando comparados à atmosfera anóxica do passado da Terra.

Além disso, a formação de ferrugem verde, uma mistura de Fe (II) e ferro oxidado Fe (III), foi evidenciada apenas no sistema de cultivo desenvolvido por Herrmann. A formação de ferrugem verde foi acompanhada por uma forte diminuição da atividade biológica, provavelmente causada por óxidos de ferro incrustando as células bacterianas. Durante o Arqueano, a formação dessa ferrugem verde pode ter contribuído decisivamente para as formações ferríferas bandadas, a mais importante fonte de minério de ferro hoje.

Finalmente, Herrmann mudou o cenário experimental mais uma vez e simulou as condições do ferro para uma zona de maré. Ferro foi adicionado à noite, quando as concentrações de oxigênio caíram para zero devido à ausência de atividade fotossintética. O resultado: o crescimento diminuiu significativamente em ambas as cepas, mas nunca parou completamente. Isso indica que um oásis de oxigênio arqueano também poderia ter tolerado o influxo de água rica em ferro durante a noite. Também aqui ocorreu a formação de ferrugem verde, mas poderia ser mais oxidada rapidamente e, portanto, não paralisou o crescimento.

Ao todo, a pesquisa de Herrmann preencheu mais lacunas no quebra-cabeça da história da Terra. Ele foi capaz de ilustrar para ambas as cepas de cianobactérias como o ciclo do ferro poderia ter ocorrido em um oásis de oxigênio arqueano, e que áreas colonizadas menores provavelmente teriam sido suficientes para o início do GOE devido às maiores taxas de produção de oxigênio. Ele também desenvolveu um conceito para o cultivo de cianobactérias que melhor representa as condições de vida arqueanas.

"Espero que com meu trabalho de pesquisa possa nos ajudar a entender melhor como nossa atmosfera rica em oxigênio foi capaz de evoluir em primeiro lugar", diz Herrmann.


Fotossíntese em procariontes

As duas partes da fotossíntese & mdash, as reações dependentes da luz e o ciclo de Calvin & mdash, foram descritas, visto que ocorrem nos cloroplastos. No entanto, os procariotos, como as cianobactérias, não possuem organelas ligadas à membrana. Organismos autotróficos fotossintéticos procarióticos têm envoltórios da membrana plasmática para fixação da clorofila e fotossíntese (Figura ( PageIndex <4> )). É aqui que organismos como as cianobactérias podem realizar a fotossíntese.

Figura ( PageIndex <4> ): um procarioto fotossintético tem regiões dobradas da membrana plasmática que funcionam como tilacóides. Embora estes não estejam contidos em uma organela, como um cloroplasto, todos os componentes necessários estão presentes para realizar a fotossíntese. (crédito: dados da barra de escala de Matt Russell)


Oxigênio dissolvido e água

O oxigênio dissolvido (OD) é uma medida de quanto oxigênio está dissolvido na água - a quantidade de oxigênio disponível para os organismos aquáticos vivos. A quantidade de oxigênio dissolvido em um riacho ou lago pode nos dizer muito sobre a qualidade da água.

O cientista do USGS está medindo várias condições de qualidade da água em Holes Creek no Huffman Park em Kettering, Ohio.

O USGS mede água há décadas. Algumas medidas, como temperatura, pH, e condutância específica são tomadas quase todas as vezes que a água é amostrada e investigada, não importa onde nos EUA a água esteja sendo estudada. Outra medição comum feita com frequência é o oxigênio dissolvido (OD), que é uma medida de quanto oxigênio é dissolvido na água - o OD pode nos dizer muito sobre a qualidade da água.

Oxigênio dissolvido e água

Embora as moléculas de água contenham um átomo de oxigênio, esse oxigênio não é o necessário para os organismos aquáticos que vivem em águas naturais. Uma pequena quantidade de oxigênio, até cerca de dez moléculas de oxigênio por milhão de água, é dissolvida na água. O oxigênio entra em um fluxo principalmente da atmosfera e, em áreas onde a descarga de água subterrânea em fluxos é uma grande parte do fluxo, de descarga de água subterrânea. Esse oxigênio dissolvido é respirado pelos peixes e pelo zooplâncton e é necessário para sua sobrevivência.

Oxigênio dissolvido e qualidade da água

Um lago eutrófico onde as concentrações de oxigênio dissolvido são baixas. A proliferação de algas pode ocorrer sob tais condições.

Água em movimento rápido, como em um riacho na montanha ou em um grande rio, tende a conter muito oxigênio dissolvido, enquanto a água estagnada contém menos. Bactéria na água pode consumir oxigênio à medida que a matéria orgânica se decompõe. Assim, o excesso de material orgânico em lagos e rios pode causar condições eutróficas, que é uma situação de deficiência de oxigênio que pode fazer com que um corpo d'água "morra". A vida aquática pode ter dificuldades em água estagnada que contém muito material orgânico em decomposição, especialmente no verão (a concentração de oxigênio dissolvido está inversamente relacionada a temperatura da água), quando os níveis de oxigênio dissolvido estão em um nível sazonal baixo. A água perto da superfície do lago - o epilimnion - é muito quente para eles, enquanto a água perto do fundo - o hipolimnion - tem muito pouco oxigênio. As condições podem se tornar especialmente graves durante um período de clima quente e calmo, resultando na perda de muitos peixes. Você pode ter ouvido falar sobre a morte de peixes no verão em lagos locais que provavelmente resultam desse problema.

Oxigênio dissolvido, temperatura e vida aquática

A temperatura da água afeta as concentrações de oxigênio dissolvido em um rio ou corpo d'água.

Como mostra o gráfico, a concentração de oxigênio dissolvido na água de superfície é afetada pela temperatura e tem um ciclo sazonal e um ciclo diário. A água fria pode reter mais oxigênio dissolvido do que a água quente. No inverno e no início da primavera, quando a temperatura da água está baixa, a concentração de oxigênio dissolvido é alta. No verão e no outono, quando a temperatura da água está alta, a concentração de oxigênio dissolvido costuma ser mais baixa.

O oxigênio dissolvido nas águas superficiais é usado por todas as formas de vida aquática, portanto, esse constituinte normalmente é medido para avaliar a "saúde" de lagos e riachos. O oxigênio entra em um fluxo do atmosfera e de descarga de água subterrânea. A contribuição do oxigênio da descarga de água subterrânea é significativa, no entanto, apenas em áreas onde a água subterrânea é um grande componente do fluxo de fluxo, como em áreas de depósitos glaciais. A fotossíntese é o processo primário que afeta a relação oxigênio dissolvido / temperatura, clareza da água e força e a duração da luz solar, por sua vez, afeta a taxa de fotossíntese.

Hipóxia e "zonas mortas"

Você deve ter ouvido falar de uma "zona morta" no Golfo do México em áreas do Golfo ao sul da Louisiana, onde os rios Mississippi e Atchafalaya desaguam. Uma zona morta se forma sazonalmente no norte do Golfo do México, quando as águas subterrâneas se esgotam em oxigênio dissolvido e não podem sustentar a maior parte da vida. A zona forma-se a oeste do Delta do Mississippi sobre a plataforma continental da Louisiana e às vezes se estende ao largo do Texas. O esgotamento do oxigênio começa no final da primavera, aumenta no verão e termina no outono.

Oxigênio dissolvido em águas profundas, medido de 8 de junho a 17 de julho de 2009, durante o cruzeiro anual do Programa de Monitoramento e Avaliação da Área Sudeste do Golfo do México (SEAMAP) no norte do Golfo do México. As cores laranja e vermelha indicam concentrações mais baixas de oxigênio dissolvido.

A formação de águas subterrâneas pobres em oxigênio tem sido associada a ricos em nutrientes (azoto e fósforo) descarga dos rios Mississippi e Atchafalaya. Os nutrientes biodisponíveis na descarga podem estimular a proliferação de algas, que morrem e são comidas pelas bactérias, esgotando o oxigênio da água subterrânea. O conteúdo de oxigênio das águas superficiais do normal salinidade no verão é normalmente mais de 8 miligramas por litro (8 mg / L), quando as concentrações de oxigênio são menores que 2 mg / L, a água é definida como hipóxica (CENR, 2000). A hipóxia mata muitos organismos que não conseguem escapar e, portanto, a zona de hipóxia é informalmente conhecida como "zona morta".

A zona hipóxica no norte do Golfo do México é o centro de uma pescaria produtiva e valiosa. O aumento da frequência e expansão das zonas hipóxicas tornaram-se uma importante questão econômica e ambiental para os usuários comerciais e recreativos da pesca.

Medindo oxigênio dissolvido

Monitor multiparâmetro usado para registrar as medições da qualidade da água.

Os medidores de campo e de laboratório para medir o oxigênio dissolvido já existem há muito tempo. Como mostra a imagem, os medidores modernos são pequenos e altamente eletrônicos. Eles ainda usam uma sonda, que está localizada na extremidade do cabo. O oxigênio dissolvido depende da temperatura (uma relação inversa), então o medidor deve ser calibrado corretamente antes de cada uso.

Você quer testar seu local qualidade da água?

Os kits de teste de água estão disponíveis no World Water Monitoring Challenge (WWMC), um programa internacional de educação e divulgação que desenvolve a consciência pública e o envolvimento na proteção dos recursos hídricos em todo o mundo. Professores e entusiastas da ciência da água: você deseja realizar testes básicos de qualidade da água nas águas locais? WWMC oferece kits de teste baratos para que você possa realizar seus próprios testes para temperatura, pH, turbidez, e oxigênio dissolvido.

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Importância da fotossíntese

A fotossíntese é importante porque produz alimento para as plantas e oxigênio. Sem a fotossíntese, não seria possível consumir muitas frutas e vegetais necessários à dieta humana. Além disso, muitos animais que consomem humanos não poderiam sobreviver sem se alimentar de plantas.

Por outro lado, o oxigênio que as plantas produzem é necessário para que toda a vida na Terra, incluindo os humanos, possa sobreviver. A fotossíntese também é responsável por manter níveis estáveis ​​de oxigênio e dióxido de carbono na atmosfera. Sem fotossíntese, a vida na Terra não seria possível.



Comentários:

  1. Wielladun

    Não, sua empresa!

  2. Nacage

    Uma coisa muito útil

  3. Jibril

    Uma ideia muito divertida

  4. Mazumuro

    Eu confirmo. Concordo com tudo acima por disse. Vamos examinar esta questão.

  5. Mathieu

    Eu não gosto disso.

  6. Kelleher

    desculpe, apaguei essa pergunta



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