Questão 30 Fuvest 2021 - 1ª fase

A queima de combustíveis fósseis, as alterações no uso da terra e o desmatamento são fatores que têm contribuído para a intensificação do efeito estufa nos últimos 200 anos. Essa intensificação ocorre devido ao aumento da concentração atmosférica de gás carbônico ($C{O}_2$), o qual tem a capacidade de absorver e reemitir de volta para a Terra a radiação infravermelha refletida pela superfície do planeta.

O excesso de $C{O}_2$ que é anualmente despejado no ambiente não se limita à atmosfera terrestre, sendo também dissolvido nas águas dos oceanos. No ambiente aquático, o $C{O}_2$ reage com moléculas de água, formando ácido carbônico ($H_{2}C{O}_3$). Esse ácido sofre ionização formando íons $H^{+}$ e bicarbonato ($HC{O}_3^{-}$), conforme mostrado na equação:

$C{O}_2+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}C{O}_3\rightleftharpoons HC{O_3}^{-}+H^{+}$

O aumento da concentração de $H^{+}$ no ambiente aquático, ocasionado pela ionização do ácido carbônico, promove o deslocamento do equilíbrio da seguinte reação para a direita:

$C{O}_3^{2-} + H^{+} \rightleftharpoons HC{O}_3^{-}$

Dessa forma, a concentração do íon carbonato ($C{O}_3^{2-}$) diminui, enquanto a concentração do íon bicarbonato ($HC{O}_3^{-}$) aumenta. Porém, conforme mostrado na reação (II), os animais marinhos que constroem esqueletos de calcário ($CaC{O}_3$) dependem do íon carbonato como reagente:

$C{a}^{2+} + C{O}_3^{2-} \rightleftharpoons CaC{O}_3$

Assim, como os animais marinhos que constroem esqueletos de calcário não conseguem utilizar bicarbonato como substrato, a disponibilidade do íon carbonato é essencial para o processo de formação de estruturas calcárias nesses animais. Dentre eles, podemos citar as esponjas que possuem espículas calcárias, os corais construtores de recifes, os moluscos que possuem conchas calcárias, como bivalves, gastrópodes e os náutilos (cefalópodes), os crustáceos que possuem calcário impregnado em seu exoesqueleto e os equinodermos, possuidores de endoesqueleto. Conforme a taxa de formação de seus esqueletos diminui, esses animais se tornam mais vulneráveis aos seus predadores naturais e perdem o suporte estrutural necessário à sua sobrevivência. Consequentemente, em um futuro próximo, haverá uma redução substancial no tamanho das populações dessas espécies, as quais podem ser levadas à extinção e impactar tragicamente o ecossistema aquático

a) Correta. O processo (I) resulta em aumento da concentração de $H^{+}$, ou seja, redução do pH ou da alcalinidade da água do mar. A diminuição do pH leva à redução da disponibilidade de íons carbonato para a construção dos esqueletos calcários.

b) Incorreta. O processo (I) resulta em aumento da concentração de $H^{+}$, ou seja, redução do pH ou da alcalinidade da água do mar. Embora a concentração de íons carbonato seja afetada, a concentração de cálcio não é reduzida.

c) Incorreta. O processo (I) resulta em aumento da concentração de $H^{+}$, ou seja, redução do pH ou da alcalinidade da água do mar. A formação das conchas dos moluscos marinhos é comprometida, uma vez que a disponibilidade de íons carbonato é reduzida.

d) Incorreta. O processo (I) resulta em aumento da concentração de $H^{+}$, ou seja, redução do pH ou da alcalinidade da água do mar. A consequente redução da disponibilidade de íons carbonato prejudica o crescimento de recifes de algas calcárias e de animais que possuem esqueleto formado por $CaC{O}_3$.

e) Incorreta. O processo (I) resulta em aumento da concentração de $H^{+}$, ou seja, redução do pH ou da alcalinidade da água do mar. O processo de fermentação realizado por bactérias marinhas não está relacionado à produção de estruturas calcárias pelos animais.

Obs: A alcalinidade de um sistema se refere a capacidade das espécies presentes reagirem com ácidos fortes.  Quanto maior a concentração de íons $HC{O}_3^{-}$ e $C{O}_3^{2-}$ maior alcalinidade, pois esses íons são capazes de reagir com $H^{+}$ adicionado impedindo grandes variações de pH.