En ecología y ciencias de la Tierra , un ciclo biogeoquímico es una vía por la cual una sustancia química se voltea o se mueve a través de los compartimentos biótico ( biosfera ) y abiótico ( litosfera , atmósfera e hidrosfera ) de la Tierra . Existen ciclos biogeoquímicos para los elementos químicos calcio , carbono , hidrógeno , mercurio , nitrógeno , oxígeno , fósforo , selenio ,hierro y azufre ; ciclos moleculares para agua y sílice ; ciclos macroscópicos como el ciclo de las rocas ; así como ciclos inducidos por humanos para compuestos sintéticos como el bifenilo policlorado (PCB). En algunos ciclos hay reservorios donde una sustancia permanece o es secuestrada por un largo período de tiempo.
Sistemas [ editar ]
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| Ciclos biogeoquímicos |
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Los sistemas ecológicos ( ecosistemas ) tienen muchos ciclos biogeoquímicos que operan como parte del sistema, por ejemplo, el ciclo del agua, el ciclo del carbono, el ciclo del nitrógeno, etc. Todos los elementos químicos que se encuentran en los organismos son parte de los ciclos biogeoquímicos. Además de ser parte de los organismos vivos, estos elementos químicos también pasan por factores abióticos de ecosistemas como el agua ( hidrosfera ), la tierra ( litosfera ) y / o el aire ( atmósfera ). [2]
Los factores vivos del planeta pueden denominarse colectivamente biosfera. Todos los nutrientes, como el carbono , el nitrógeno , el oxígeno , el fósforo y el azufre, que los organismos vivos utilizan en los ecosistemas son parte de un sistema cerrado ; por lo tanto, estos productos químicos se reciclan en lugar de perderse y reponerse constantemente, como en un sistema abierto. [2]
El flujo de energía en un ecosistema es un sistema abierto ; el sol constantemente le da energía al planeta en forma de luz, mientras que finalmente se usa y se pierde en forma de calor a través de los niveles tróficos de una red trófica. El carbono se utiliza para producir carbohidratos, grasas y proteínas, las principales fuentes de energía alimentaria . Estos compuestos se oxidan para liberar dióxido de carbono, que las plantas pueden capturar para producir compuestos orgánicos. La reacción química está impulsada por la energía luminosa del sol.
Se requiere luz solar para combinar carbono con hidrógeno y oxígeno en una fuente de energía, pero los ecosistemas en las profundidades del mar , donde no puede penetrar la luz solar, obtienen energía del azufre. El sulfuro de hidrógeno cerca de los respiraderos hidrotermales puede ser utilizado por organismos como el gusano tubular gigante . En el ciclo del azufre , el azufre se puede reciclar para siempre como fuente de energía. La energía se puede liberar a través de la oxidación y reducción de compuestos de azufre (por ejemplo, oxidando el azufre elemental a sulfito y luego a sulfato ).
Aunque la Tierra recibe constantemente energía del sol, su composición química es esencialmente fija, ya que los meteoritos agregan la materia adicional solo ocasionalmente. Debido a que esta composición química no se repone como energía, todos los procesos que dependen de estos productos químicos deben reciclarse. Estos ciclos incluyen tanto la biosfera viviente como la litosfera, atmósfera e hidrosfera no vivientes.
Embalses [ editar ]
A veces, los productos químicos se mantienen durante largos períodos de tiempo en un solo lugar. Este lugar se llama reservorio , que, por ejemplo, incluye cosas como depósitos de carbón que almacenan carbono durante un largo período de tiempo. [3] Cuando los productos químicos se almacenan por períodos breves de tiempo, se mantienen en grupos de intercambio . Ejemplos de grupos de intercambio incluyen plantas y animales. [3]
Las plantas y los animales utilizan el carbono para producir carbohidratos, grasas y proteínas, que luego pueden usarse para construir sus estructuras internas o para obtener energía. Las plantas y los animales utilizan temporalmente carbono en sus sistemas y luego lo liberan al aire o al medio circundante. Generalmente, los reservorios son factores abióticos mientras que los depósitos de intercambio son factores bióticos. El carbono se retiene durante un tiempo relativamente corto en plantas y animales en comparación con los depósitos de carbón. La cantidad de tiempo que una sustancia química se mantiene en un lugar se denomina tiempo de residencia . [3]
Ciclos importantes [ editar ]
A continuación se muestran los ciclos biogeoquímicos más conocidos e importantes:
Ciclo del carbono
Ciclo del nitrógeno
Ciclo de nutrientes
Ciclo de oxigeno
Ciclo del fósforo
Ciclo del azufre
Ciclo de la roca
El ciclo del agua
Hay muchos ciclos biogeoquímicos que se están estudiando actualmente por primera vez, ya que el cambio climático y los impactos humanos están cambiando drásticamente la velocidad, la intensidad y el equilibrio de estos ciclos relativamente desconocidos. Estos ciclos biogeoquímicos recientemente estudiados incluyen
- el ciclo del mercurio , [4] y
- el ciclo de los PCB provocado por el hombre. [5]
Los ciclos biogeoquímicos siempre involucran estados calientes de equilibrio: un equilibrio en el ciclo del elemento entre compartimentos. Sin embargo, el equilibrio general puede involucrar compartimentos distribuidos a escala global.
Como los ciclos biogeoquímicos describen los movimientos de sustancias en todo el mundo, el estudio de estos es intrínsecamente multidisciplinario. El ciclo del carbono puede estar relacionado con la investigación en ecología y ciencias atmosféricas . [6] La dinámica bioquímica también estaría relacionada con los campos de la geología y la pedología . [7]
Galería [ editar ]
La bomba de ballenas oceánicas que muestra cómo las ballenas ciclan los nutrientes a través de la columna de agua del océano.
Los cloroplastos realizan la fotosíntesis en células vegetales y otros organismos eucariotas .
El carbón es un reservorio de carbono.
Ver también [ editar ]
 | Wikiquote tiene citas relacionadas con: ciclo biogeoquímico |
- Ciclo de carbonato-silicato
- Ciclo de hidrógeno
- Ciclos biogeoquímicos marinos
- Reciclaje (ecológico)
Referencias [ editar ]
- ^ Avelar, S., van der Voort, TS y Eglinton, TI (2017) "Relevancia de las reservas de carbono de los sedimentos marinos para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero de las naciones marítimas". Balance y gestión del carbono , 12 (1): 10. doi : 10.1186 / s13021-017-0077-x . El material se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ a b "Ciclos biogeoquímicos" . El Consejo de Alfabetización Ambiental . Consultado el 20 de noviembre de 2017 .
- ^ a b c Baedke, Steve J .; Fichter, Lynn S. "Ciclos biogeoquímicos: ciclo del carbono" . Notas de clase suplementarias para Geol 398 . Universidad James Madison . Consultado el 20 de noviembre de 2017 .
- ^ "Ciclismo de mercurio en el medio ambiente" . Centro de Ciencias del Agua de Wisconsin . Encuesta geológica de los Estados Unidos. 10 de enero de 2013 . Consultado el 20 de noviembre de 2017 .
- ^ Contaminantes orgánicos que dejan rastros: fuentes, transporte y destino . Ifremer. págs. 22-23. ISBN 9782759200139.
- ^ McGuire, 1A. D.; Lukina, NV (2007). "Ciclos biogeoquímicos" (PDF) . En Groisman, P .; Bartalev, SA; Equipo de desarrollo del plan científico de NEESPI (eds.). Iniciativa de asociación de ciencias de la tierra del norte de Eurasia (NEESPI), descripción general del plan científico . Cambio planetario global. 56 . págs. 215-234 . Consultado el 20 de noviembre de 2017 .
- ^ "Centro de archivo activo distribuido para dinámica biogeoquímica" . daac.ornl.gov . Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Consultado el 20 de noviembre de 2017 .
Lectura adicional [ editar ]
- Schink, Bernhard; "Microbios: Maestros de los ciclos de elementos globales" págs. 33-58. "Metales, microbios y minerales: el lado biogeoquímico de la vida", pp xiv + 341. Walter de Gruyter, Berlín. DOI 10.1515 / 9783110589771-002
- Carnicero, Samuel S., ed. (1993). Ciclos biogeoquímicos globales . Londres: Academic Press. ISBN 9780080954707.
- Exley, C (15 de septiembre de 2003). "¿Un ciclo biogeoquímico del aluminio?". Revista de bioquímica inorgánica . 97 (1): 1–7. doi : 10.1016 / S0162-0134 (03) 00274-5 . PMID 14507454 .
- Jacobson, Michael C .; Charlson, Robert J .; Rodhe, Henning; Orianos, Gordon H. (2000). La ciencia del sistema terrestre desde los ciclos biogeoquímicos hasta el cambio global (2ª ed.). San Diego, California: Academic Press. ISBN 9780080530642.
- Palmeri, Luca; Barausse, Alberto; Jorgensen, Sven Erik (2013). "12. Ciclos biogeoquímicos". Manual de procesos ecológicos . Boca Ratón: Taylor y Francis. ISBN 9781466558489.
