Biosfera

 Nota: Para outros significados, veja Biosfera (desambiguação).

Biosfera (do grego βίος, bíos = vida; e σφαίρα, sfaira = esfera; esfera da vida) ou ecosfera é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, sendo o maior nível de organização ecológica. Ela inclui a biota e os compartimentos terrestres com os quais a biota interage (litosfera, hidrosfera, criosfera e atmosfera), assim como seus processos e inter-relações. O termo foi introduzido em 1875 pelo geólogo austríaco Eduard Suess como o habitat dos seres vivos.^[1] Este conceito foi estendido para seu significado atual em 1926 pelo geoquímico russo Vladimir Vernadsky que reconheceu a biosfera como um sistema integrado de processos bióticos e abióticos.^[2]

A biosfera é um sistema essencialmente fechado para troca de matéria com o universo circundante, constituindo assim uma unidade natural. Trocas materiais ocorrem principalmente pela perda de gases no escape atmosférico (~1x10⁸ kg ano^-1) e o ganho de poeira cósmica pela atração gravitacional terrestre (~7x10⁷ kg ano^-1), mas representam apenas 1x10^-16 da massa da biosfera.^[3][4]

Em contraste com a situação da matéria, a biosfera é um sistema aberto para o fluxo de energia, em um processo de troca contínua com o universo circundante conhecido como balanço radiativo. A principal fonte de energia para a biosfera é o Sol, com um aporte médio de ~ 1360,8 W m^-2, com pequena contribuição do energia geotérmica (~0,09 W m^-2).^[5][6]Esses ganhos são balanceados por perdas aproximadamente da mesma magnitude, diretamente pelo retroespalhamento da energia incidente (~29%) ou emissão na forma de calor (~71%).^[7]

O aporte de energia desencadeia os diversos processos bióticos e abióticos, caracterizando a biosfera como um sistema dinâmico , em constante transformação material. Essas transformações estão interligadas na biosfera gerando processos de ciclagem global conhecidos como ciclos biogeoquímicos. São estes ciclos que mantêm as concentrações dos componentes químicos nos diferentes compartimentos da biosfera em equilíbrio dinâmico. A vida, assim como os demais processos da biosfera, é causadora e ao mesmo tempo dependente dos ciclos biogeoquímicos para sua continuidade em um sistema materialmente fechado. A dependência energética destes processos determina que o aporte contínuo de energia é uma condição essencial para biosfera, uma vez que a energia não pode ser reciclada, isto é, os processos de conversão da energia implicam na redução contínua da energia livre em um sistema energeticamente fechado. Sem energia livre, todos os processos da biosfera, incluindo a vida, cessariam.

Em seu caminho pela biosfera, uma pequena fração da energia solar é utilizada para a produção primária de organismos fotoautotróficos, que a convertem em energia química, transformando compostos inorgânicos em orgânicos. Este processo sustenta quase a totalidade das teias tróficas. A biota depende da energia solar também indiretamente, uma vez que esta é a força motriz do ciclo hidrológico, que transporta água doce à ecossistemas terrestres e dulcícolas, e desencadeia a movimentação de massas de ar e de água que são essenciais aos ciclos biogeoquímicos e outros processos ecológicos.

A alta diversidade e complexidade de entidades e relações da biosfera exige uma abordagem interdisciplinar para seu estudo, e o conjunto de disciplinas aplicadas ao estudo da biosfera é conhecido como Ciências da Terra. Apesar do enfoque na Terra, a única biosfera natural conhecida, o conceito de “biosfera” pode ser expandido para compreender qualquer sistema vivo autoperpetuante que como a Terra é fechado para trocas materiais e aberto para o fluxo de energia. Assim, o termo pode ser aplicado ao conjunto ecossistêmico de outros corpos celestes que por ventura abriguem vida ou para sistemas artificiais e autossustentáveis de enclausuramento de seres vivos. O estudo destes sistemas é conhecido como bioesferologia, na denominação russa e biosférica, na denominação estadunidense.