Questão de Biologia — Ecologia e ciências ambientais — VUNESP 2020

Efeito estufa e aquecimento global: gases e fontes

Gabarito: letra D. O óxido nitroso (N₂O) é um gás de efeito estufa cuja emissão antropogênica está associada ao uso de fertilizantes químicos nitrogenados na agricultura, contribuindo para o aquecimento global — exatamente o que afirma a alternativa. As demais opções erram ao atribuir capacidade de absorção de infravermelho ao O₂ e N₂, ao afirmar que o CH₄ ultrapassou o CO₂ em concentração, ao condicionar o efeito do CO₂ à saturação de vapor d'água, ou ao minimizar a preocupação com os CFCs.

O efeito estufa é um fenômeno natural e essencial para a vida na Terra: parte da radiação solar que atinge o planeta é absorvida pela superfície e reemitida como radiação infravermelha (calor). Certos gases atmosféricos — os chamados gases de efeito estufa (GEE) — absorvem parte dessa radiação e a reemitem em todas as direções, retendo calor na atmosfera. Sem esse mecanismo, a temperatura média da Terra seria cerca de 30 °C mais baixa, tornando o planeta hostil à vida como a conhecemos. O problema atual é a intensificação desse efeito pelo aumento das concentrações desses gases, impulsionado por atividades humanas, fenômeno conhecido como aquecimento global.

Os principais GEE são o vapor d'água (H₂O), o dióxido de carbono (CO₂), o metano (CH₄), o óxido nitroso (N₂O) e o ozônio (O₃). É importante destacar que os gases majoritários da atmosfera — nitrogênio (N₂, ~78%) e oxigênio (O₂, ~21%) — não absorvem radiação infravermelha de forma significativa e, portanto, não contribuem para o efeito estufa. A capacidade de absorção depende da estrutura molecular: moléculas com mais de dois átomos, como CO₂, CH₄ e N₂O, possuem modos vibracionais que interagem com a radiação IR, enquanto moléculas diatômicas homonucleares como O₂ e N₂ não apresentam essa propriedade.

Cada gás tem um potencial de aquecimento global (GWP) diferente, que depende de sua eficiência em absorver radiação e de seu tempo de residência na atmosfera. O CH₄, por exemplo, tem um GWP cerca de 20 a 30 vezes maior que o CO₂, mas sua concentração atmosférica é muito menor e seu tempo de residência é de aproximadamente uma década, enquanto o CO₂ persiste por milhares de anos. O N₂O tem um GWP ainda maior (cerca de 265 a 300 vezes o do CO₂) e um longo tempo de residência (~100 anos). Os CFCs, por sua vez, têm potencial de aquecimento altíssimo, mas sua produção foi drasticamente reduzida por acordos internacionais (Protocolo de Montreal) devido ao dano à camada de ozônio — embora ainda sejam motivo de preocupação por seu efeito estufa.

A pegadinha central desta questão é a confusão entre concentração e potência dos gases: o CO₂ é o principal responsável pelo aquecimento global por sua enorme concentração, mas não é o gás mais potente por molécula. Além disso, a banca explora a ideia equivocada de que os gases majoritários (O₂ e N₂) seriam os principais agentes do efeito estufa, quando na verdade são justamente os gases-traço que desempenham esse papel. Guarde essa distinção: é ela que separa as alternativas corretas das incorretas.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que O₂ e N₂ são "altamente capazes de absorver IR". Isso é falso: esses gases diatômicos homonucleares não possuem momento dipolar elétrico e, por isso, não absorvem radiação infravermelha de forma relevante. O efeito estufa é causado por gases com moléculas mais complexas, como CO₂, CH₄, N₂O e vapor d'água. A alternativa inverte o papel dos gases majoritários, que são transparentes à radiação IR.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que o CH₄ "ultrapassou as concentrações de CO₂ na atmosfera na última década". Isso é falso: a concentração de CO₂ (~420 ppm) é muito superior à de CH₄ (~1,9 ppm). O CH₄ é mais potente por molécula, mas sua concentração é muito menor. A alternativa confunde potência com concentração.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que o CO₂ contribui para o efeito estufa "apenas quando há saturação de vapor de água na atmosfera". Isso é falso: o CO₂ absorve radiação infravermelha em comprimentos de onda específicos, independentemente da presença de vapor d'água. O vapor d'água é o GEE mais abundante, mas o CO₂ atua de forma aditiva, e sua contribuição não depende de saturação. A alternativa cria uma condição inexistente.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que o N₂O, cuja emissão antropogênica pode ser originada pelo uso de fertilizantes químicos na agricultura, contribui para o aquecimento global. Isso está correto: o N₂O é um gás de efeito estufa potente, com GWP cerca de 265 a 300 vezes maior que o CO₂, e sua principal fonte antropogênica é a aplicação de fertilizantes nitrogenados no solo, que libera o gás por processos de nitrificação e desnitrificação. A alternativa está correta em todos os seus termos.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que os CFCs "deixaram de ser preocupantes para o aquecimento global devido ao baixo tempo de residência na atmosfera". Isso é falso por dois motivos: (1) os CFCs têm tempo de residência longo (dezenas a centenas de anos), não baixo; (2) embora sua produção tenha sido reduzida por acordos internacionais, eles ainda estão presentes na atmosfera e têm potencial de aquecimento global altíssimo (milhares de vezes maior que o CO₂). A alternativa inverte o tempo de residência e minimiza indevidamente o problema.

Gabarito: letra D