Ciclos biogeoquímicos

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

El término acuñado del griego “bios”, vida, “geos”, tierra y química. Hace referencia a la vinculación de la composición de la tierra (y sus elementos químicos orgánicos e inorgánicos) con la vida.

Un ciclo biogeoquímico se refiere al movimiento de los elementos de nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio, carbono y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos: producción y descomposición

¿Qué son los Ciclos Biogeoquímicos?

Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbón, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.

TIPOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

1.- SEDIMENTARIOS: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos.

Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con frecuencias de miles a millones de años.

Ejemplos de este tipo de ciclos son el FÓSFORO y el AZUFRE.

 The phosphorus cycle

El fósforo es un elemento químico de número atómico 15 y símbolo P

Se caracteriza por ser incoloro, rojo o blanco plateado. Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

Es un ciclo sedimentario, su reservorio es la corteza terrestre. El elemento se almacena en rocas fosfatadas y a medida que estas son erosionadas se van liberando compuestos fosfatados hacia el suelo y el agua. Luego son absorbidos por las plantas, a través de las raíces, incorporándose a los componentes vivos del sistema, a medida que pasan por los distintos niveles tróficos. Una vez que los organismos (plantas o animales) mueren, se descomponen y se libera el fósforo contenido en la materia orgánica.

 

In nature, phosphorus exists as the phosphate ion (PO4 3-). Weathering of rocks and volcanic activity releases phosphate into the soil, water, and air, where it becomes available to terrestrial food webs. Phosphate enters the oceans in surface runoff, groundwater flow, and river flow. Phosphate dissolved in ocean water cycles into marine food webs. Some phosphate from the marine food webs falls to the ocean floor, where it forms sediment. (credit: modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS) 

The sulfur cycle

El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín sulphur). Es un no metal abundante con un color amarillo característico.

El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducileas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. Es un elemento químico esencial constituyente de los aminoácidos cisteina y metionina y, por consiguiente, necesario para la síntesis de proteínas presentes en todos los organismos vivos. Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, fósforos e insecticidas.

Sulfur dioxide from the atmosphere becomes available to terrestrial and marine ecosystems when it is dissolved in precipitation as weak sulfuric acid or when it falls directly to Earth as fallout. Weathering of rocks also makes sulfates available to terrestrial ecosystems. Decomposition of living organisms returns sulfates to the ocean, soil, and atmosphere. (credit: modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS).

2.- GASEOSOS: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos.

En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días.

Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO.

                                             The carbon cycle 

El carbono (del latín, carbo, 'carbón') es un elemento químico con símbolo C, número atómico 6 y masa atómica 12,01. Es un no metal y tetravalente, disponiendo de cuatro electrones para formar enlaces químicos covalentes. Tres isótopos del carbono se producen de forma natural, los estables 12C y 13C y el isótopo radiactivo 14C, que decae con una vida media de unos 5730 años. El carbono es uno de los pocos elementos conocidos desde la antigüedad y es el pilar básico de la química orgánica. Está presente en la Tierra en el estado de cuerpo simple (carbón y diamantes), de compuestos inorgánicos (CO₂ y CH₄) y de compuestos orgánicos (biomasa, petróleo y gas natural). También se han sintetizado muchas nuevas estructuras basadas en el carbono: carbón activado, negro de humo, fibras, nanotubos, fullerenos y grafeno.

Carbon dioxide gas exists in the atmosphere and is dissolved in water. Photosynthesis converts carbon dioxide gas to organic carbon, and respiration cycles the organic carbon back into carbon dioxide gas. Long-term storage of organic carbon occurs when matter from living organisms is buried deep underground and becomes fossilized. Volcanic activity and, more recently, human emissions bring this stored carbon back into the carbon cycle. (credit: modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS)

The nitrogen cycle

El nitrógeno es un elemento químico de número atómico 7, símbolo N, su peso atómico es de 14,01 y que en condiciones normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del 78,08 % del aire atmosférico.

Nitrogen enters the living world from the atmosphere through nitrogen-fixing bacteria. This nitrogen and nitrogenous waste from animals is then processed back into gaseous nitrogen by soil bacteria, which also supply terrestrial food webs with the organic nitrogen they need. (credit: modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS)

The  cycle oxigen

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.

El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y representado por el símbolo O. En condiciones normales de presión y temperatura, dos átomos del elemento se enlazan para formar el dioxígeno, un gas diatómico incoloro, inodoro e insípido con fórmula O₂. Esta sustancia comprende una importante parte de la atmósfera y resulta necesaria para sostener la vida terrestre.

Al respirar los animales y los seres humanos tomamos del aire el dioxígeno, O2 que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico. Las plantas, a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Las plantas son las únicas capaces de convertir el dióxido de carbono (CO2) en dioxígeno. Plantas, animales y seres humanos intercambian dioxígeno y gas carbónico todo el tiempo, los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ‘ciclo del oxígeno’

The water cycle

 El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). El término agua generalmente se refiere a la sustancia en su estado líquido, aunque la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo y en su forma gaseosa denominada vapor. Es una sustancia bastante común en el universo y el sistema solar, donde se encuentra principalmente en forma de vapor o de hielo. Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida.

Water from the land and oceans enters the atmosphere by evaporation or sublimation, where it condenses into clouds and falls as rain or snow. Precipitated water may enter freshwater bodies or infiltrate the soil. The cycle is complete when surface or groundwater reenters the ocean. (credit: modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS) 

Fuente de las imágenes https://openstax.org/details/books/concepts-biology