Post on 06-Dec-2015
description
CICLO BIOGEOQUÍMICO
Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono,
nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio, y otros elementos
entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos) mediante una
serie de procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia es limitada de
manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de
otro modo, los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.
Ciclos biogeoquímicos
Un elemento químico o molécula necesario para la vida de un organismo, se llama nutriente
o nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 31 a 40 elementos químicos, donde el
número y tipos de estos elementos varía en cada especie. Los elementos requeridos por los
organismos en grandes cantidades se denominan:
1. Macronutrientes: carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio,
magnesio y potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de la
masa del cuerpo humano, y más de 95% de la masa de todos los organismos.
2. Micronutrientes. Son los 30 ó más elementos requeridos en cantidades pequeñas
(hasta trazas): hierro, cobre, zinc, cloro, yodo
La mayor parte de las sustancias químicas de la tierra no están en formas útiles para los
organismos. Pero, los elementos y sus compuestos necesarios como nutrientes, son
reciclados continuamente en formas complejas a través de las partes vivas y no vivas de la
biosfera, y convertidas en formas útiles por una combinación de procesos biológicos,
geológicos y químicos.
El ciclo de los nutrientes desde el biotopo (en la atmósfera, la hidrosfera y la corteza de la
tierra) hasta la biota, y viceversa, tiene lugar en los ciclos biogeoquímicos (de bio: vida,
geo: en la tierra), ciclos, activados directa o indirectamente por la energía solar, incluyen
los del carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y del agua (hidrológico). Así, una
sustancia química puede ser parte de un organismo en un momento y parte del ambiente del
organismo en otro momento. Por ejemplo, una molécula de agua ingresada a un vegetal,
puede ser la misma que pasó por el organismo de un dinosaurio hace millones de años.
Gracias a los ciclos biogeoquímicos, los elementos se encuentran disponibles para ser
usados una y otra vez por otros organismos; sin estos ciclos los seres vivos se extinguirían
por esto son muy importantes.
El término ciclo biogeoquímico se deriva del movimiento cíclico de los elementos que
forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e intervienen en un
cambio químico.
Hay tres tipos de ciclos biogeoquímicos, que están interconectados:
Gaseoso. En el ciclo gaseoso, los nutrientes circulan principalmente entre la
atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son
reciclados rápidamente, con frecuencia en horas o días. Los principales ciclos
gaseosos son los del carbono, oxígeno y nitrógeno.
Sedimentario. También se estudian los ciclos biogeoquímicos de los contaminantes.
Hidrológico. Proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de
la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención
mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a
otros o cambia de estado físico.
CICLO DEL FÓSFORO
El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico, describe el movimiento de este elemento
químico en un ecosistema.
Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas,
que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los
vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los
descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos.
Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las
algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la
agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los restos de las algas, peces y los
esqueletos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que
afloran por movimientos orogénicos.
De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar
sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros
animales que hayan ingerido. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo
se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los
vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar
este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto
al del carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos
volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra
firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el
océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el
fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la
tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la
posibilidad del levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un
proceso medido en miles de años.
El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato.
La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el papel que
desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Muchas
sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el
fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de
alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de
animales. Este elemento en la tabla periódica se denomina como "P".
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.
El fósforo como abono es el recurso limitante de la agricultura. Ya que este recurso no tiene
reserva en la atmósfera, su extraccion se ve limitada a los yacimientos terrestres (la mayor
en Marruecos) y la gráfica de su producción mundial se parece a la de una extraccion
petrolera, en forma de campana. Con el uso actual se proyecta que se estará agotando por el
2050
CICLO DEL AZUFRE
El azufre forma parte de
proteínas. Las plantas y
otros productores primarios
lo obtienen principalmente
en su forma de ion sulfato
(SO4 -2). Los organismos
que ingieren estas plantas lo
incorporan a las moléculas
de proteína, y de esta forma
pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre
derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las
plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato.
Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2),
realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la
atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra
almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de
vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a
cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el
reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.
EL CICLO DEL AGUA
El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de
agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se
evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la
cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la
Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.
Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra
ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante
fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con
vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra
se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.
El ciclo hidrológico comienza
con la evaporación del agua
desde la superficie del
océano. A medida que se
eleva, el aire humedecido se
enfría y el vapor se
transforma en agua: es la
condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la
precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es
más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá
por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como
escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua
subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua
volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.
Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta
para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un
elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la
transpiración de las plantas.
Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los
tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse.
Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este
fenómeno es la transpiración.
EL CICLO DE LA ENERGÍA
Cada año llega a la superficie de la Tierra una energía equivalente a 60 billones de
toneladas de petróleo, 15.000 veces más que el actual consumo energético de toda la
humanidad. De esta cantidad, la mitad se absorve y se
convierte en calor, el 30% se vuelve a reflejar hacia el
espacio, y una quinta parte sirve para poner en marcha los
ciclos hidrológicos que caracterizan el clima de nuestro
planeta. Sólo una pequeña fracción de la radiación solar
(0,06%) es utilizada por el mundo vegetal para accionar
un mecanismo de autoalimentación (la fotosíntesis) que da
orígen a la vida y a los combustibles fósiles.
El flujo de energía en el mundo
Con la ayuda de esta información, completad correctamente el cuadro adjunto, de forma
que se puedan ver los diferentes flujos energéticos que se originan a partir de la radiación
solar y que son el motor de las acciones que caracterizan el mundo y la vida.