CICLO DEL CARBONO, NITRÓGENO, FÓSFORO Y AGUA.

ESCUELA NORMAL EXPERIMENTAL DE COLOTÁNLIC. EDUCACIÓN PRIMARIA

TERCER SEESTRECURSO: CIENCIAS NATURALES

MTRO. JOSÉ LUIS PINEDO PINEDO

Equipo:Alejandra Escobedo Ramos.

CICLO DEL CARBONO

El carbono es esencial para construir las moléculas orgánicasque caracterizan a los organismos vivos. La principal fuentede carbono para los productores es el CO2 del aireatmosférico, que también se halla disuelto en lagos yocéanos.

Además hay carbono en las rocas carbonatadas (calizas,coral) y en los combustibles fósiles (carbón mineral ypetróleo).

El ciclo del carbono requiere que los descomponedoresmetabolicen los compuestos orgánicos de los organismosmuertos y agreguen nuevas cantidades de CO2 al ambiente.

A todo lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de CO2que llega a la atmósfera como producto de la actividadvolcánica, la erosión de las rocas carbonatadas y, sobre todo,la quema de combustibles fósiles por el hombre.

Proceso:

1-Dióxido de carbono en la atmósfera.2-Fábricas/centrales térmicas.3-Depósito calizo.4-Respiración de las raíces. 5-Descomposición.6-Depósito de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural...).7-Emisión del suelo y respiración de los organismos.8-Respiración de los animales.9-Respiración de las plantas.10-Asimilación por las plantas. 11-Respiración de las algas y animales acuáticos.12-Fotosíntesis de las algas.13-Restos vegetales.

¿Cómo sucede?

Mediante la fotosíntesis, las plantas absorben el dióxido decarbono existente en el aire o el agua, y lo acumulan en lostejidos vegetales en forma de grasas, proteínas e hidratos decarbono. Posteriormente, los animales herbívoros sealimentan de estos vegetales, de los que obtienen energía,para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferir esaenergía a los demás niveles (carnívoros que se alimentan delos herbívoros).

Esa energía sigue varios caminos: por un lado es devuelto ala atmósfera como dióxido de carbono mediante larespiración; por otro lado se deriva hacia el medio acuático,donde puede quedar como sedimentos orgánicos, ocombinarse con las aguas para producir carbonatos ybicarbonatos (suponen el 71% de los recursos de carbono dela Tierra). En su acumulación en las zonas húmedas generaturba, resultado de una descomposición incompleta, lo queda lugar a la formación de depósitos de combustibles fósilescomo petróleo, carbón y gas natural.

Papel de los organismos descomponedores:

El ciclo del carbono queda completado gracias a los organismosdescomponedores, los cuales llevan a cabo el proceso de mineralizary descomponer los restos orgánicos, cadáveres, excrementos, etc.Además de la actividad que llevan a cabo los reino vegetal y animalen el ciclo del carbono, también entra dentro de éste el carbonoliberado mediante la putrefacción y la combustión.

Cómo se distribuyen los recursos de carbono

Como ya se dijo, los océanos contienen el 71% de los recursos decarbono de la Tierra en forma de carbonatos y bicarbonatos; un 3% en elfitoplancton y la materia orgánica muerta; otro 3% en los bosques; un1% se utiliza en la fotosíntesis, y se encuentra circulando en laatmósfera; el 22% restante permanece fuera del ciclo en forma decombustibles fósiles y depósitos calizos.

Actualmente, la combustión de los combustibles fósiles a la vez que sedestruyen bosques más rápidamente que se regeneran, provoca que seincremente el dióxido de carbono emitido a la atmósfera; el resultado esel conocido efecto invernadero, que podría alterar el clima mundial enlas próximas décadas.

CICLO DEL NITRÓGENO

El nitrógeno es un elemento químico,de número atómico 7, símbolo N y que encondiciones normales formaun gas diatómico (nitrógeno diatómico omolecular) que constituye del orden del78 % del aire atmosférico. En ocasiones esllamado ázoe —antiguamente se usótambién Az como símbolo del nitrógeno.

El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento de los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera terrestre.

1. Cómo se fija el nitrógeno.

El nitrógeno atmosférico es una molécula diatómica no reactiva,sumamente estable.Se hace biodisponible, ya sea por la acción de un rayo o de bacterias.El rayo causa que el nitrógeno reaccione con el oxígeno para formaróxidos de nitrógeno. Estos óxidos se disuelven en la lluvia paraformar una solución diluida de ácido nítrico, que se convierte ennitratos en el suelo. Aunque el nitrógeno no puede ser absorbidodirectamente por las plantas, algunas bacterias que viven en lasraíces de las plantas pueden convertir el nitrógeno atmosféricodirectamente en nitratos. Estas bacterias son llamadas "bacteriasfijadoras de nitrógeno" y viven en las raíces de las plantas de lasfamilias de los guisantes, frijoles y trébol. Las bacterias fijadoras denitrógeno también viven libremente en el suelo.

2. Cómo entra en las plantas y los animales.

Los nitratos son absorbidos fácilmente del suelo por las plantas, que los convierten en aminoácidos y proteínas. Después los animales herbívoros, como las vacas y las ovejas, absorben estas proteínas cuando se comen a las plantas convirtiendo las proteínas vegetales en proteínas animales. Después los animales carnívoros toman estas proteínas cuando se comen a los herbívoros.Los animales omnívoros, como los seres humanos, toman el nitrógeno de las plantas y los animales.

3. Reciclaje del nitrógeno a través de la descomposición.

En la descomposición se compone la acción de hongosy bacterias formando compuestos de amonio.El amoníaco se fija entonces por bacterias"nitrificantes" que convierten el amoníaco en nitratosque son absorbidos nuevamente por las plantas. Elamoníaco también está presente en los desechosanimales.Los fertilizantes comerciales también contienen altasconcentraciones de nitrato de amonio, que esabsorbido fácilmente por las plantas antes y despuésde la acción de las bacterias nitrificantes.

4. Regresando el nitrógeno al aire.La etapa final del ciclo del nitrógeno es laconversión de los compuestos biológicos denitrógeno en gas de nitrógeno, el cual se devuelve ala atmósfera, esto se hace por bacterias llamadas"desnitrificantes".Como su nombre lo indica, este tipo de bacteriasdel suelo reduce la concentración de nitratosreduciéndolos de nuevo a nitrógeno diatómico. Elnitrógeno liberado vuelve a la atmósfera listo paraser reabsorbido.

CICLO DEL FÓSFORO

CICLO DEL FOSFÓRO

El fósforo es un componente esencial de los organismos.Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATPy de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan laenergía química; de los fosfolípidos que forman lasmembranas celulares; y de los huesos y dientes de losanimales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, enproporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animaleshasta el 1% de su masa puede ser fósforo.

El ciclo del fósforo se reduce a los siguientes procesos:

• El fósforo se encuentra en la naturaleza en forma decompuestos de calcio (apatita), fierro, manganeso yaluminio conocidos como fosfatos, que son poco solublesen el agua. En los buenos suelos agrícolas el fósforo estádisponible en forma de iones de fosfato (P2 O5).

• Las plantas absorben los iones de fosfato y los integran asu estructura en diversos compuestos. Sin fósforo lasplantas no logran desarrollarse adecuadamente.

• Los animales herbívoros toman los compuestos defósforo de las plantas y los absorben mediante el procesode la digestión, y los integran a su organismo, dondejuegan un rol decisivo en el metabolismo.

• Los carnívoros toman el fósforo de la materia viva queconsumen y lo integran a su estructura orgánica.

Es importante saber…

• Los seres vivos (plantas y animales) al morir restituyen loscompuestos de fósforo al suelo y al agua por el proceso dedescomposición. Los compuestos liberados son otra vezaprovechados por las plantas para reiniciar el ciclo.

• Los compuestos de fósforo pueden ser transportados por lossedimentos de los ríos y acumulados en los suelos aluviales, osea, aquellos que se originan por la acumulación de lossedimentos del agua, generalmente a lo largo de los ríos y enel fondo de los lagos.

• Los compuestos de fósforo pueden llegar a la atmósfera enforma de polvo, el cual al caer al suelo es depositado yreintegra esos compuestos al suelo.

• En la naturaleza la disponibilidad de fósforo se produce por ladescomposición de rocas, que contienen fosfatos, y mediantela erosión natural llegan a los suelos y a las aguas (ríos, lagosy mares). En las zonas de erupciones volcánicas, pasadas opresentes, los compuestos de fósforo son depositados por lascenizas. Por esta razón los suelos de origen volcánico sonricos en compuestos de fósforo.

CICLO DEL AGUA

Fases del ciclo del agua

1) Evaporación: el agua que se encuentra en la superficie (océanos,ríos, capa superior del suelo, plantas, etc.) se evapora. Altransformarse en vapor, su peso disminuye y logra subir hasta laatmósfera. Esta parte del proceso prácticamente no puede ser vista.

2) Condensación: el agua (vapor) que sube hasta la atmósfera secondensa, formando así las nubes, las cuales están formadas porcientos de miles de gotas.

3) Precipitación: las gotas se condensan y se unen para formar gotasmayores, las cuales caen hacia la superficie. Generalmente caen enforma de lluvia, aunque también puede caer nieve o granizo.

4) Infiltración: el agua que cae llega hasta el suelo y penetra en éla través de sus poros, pasando a ser subterránea. Una parte delagua caída es utilizada directamente por las plantas o a veces porlas personas.

5) Escorrentía: el agua se desliza a través de la superficie, perobajo el suelo. La forma de desplazamiento depende del tipo desuelo.

6) Circulación subterránea: el agua se sigue desplazando bajo latierra y es absorbida por las raíces de la vegetación o va a parar adistintas masas de aguas como mares o ríos, reiniciando el ciclo.

Se puede decir que el ciclo comienza en ríos y mares, dondeel agua se evapora y se eleva hasta las nubes. Allí, seproduce la lluvia, la cual hace el agua vuelva a la superficienuevamente.

Parte del agua atraviesa montañas hasta regresar a los ríos,mares y arroyos desde donde se evaporó, comenzando así unnuevo ciclo. Una parte de la misma también penetra hacia elsuelo terrestre, donde es absorbida por la vegetación o bientermina en una masa de agua mayor.