Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático

CICLO BIOGEOQUIMICO

Puntos más importantes

La energía fluye a través de un ecosistema y se disipa como calor, pero los elementos químicos se reciclan.

La manera como un elemento, o un compuesto como el agua, se mueve entre sus diversas lugares y formas vivas y no vivas en la biósfera se llama ciclo biogeoquímico.

Los ciclos biogeoquímicos importantes para los seres vivos son el del agua, el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Tipos de ciclos 

Los ciclos a los que estamos aludiendo pueden ser:

Se considera que los principales ciclos biogeoquímicos son siete:

ü  Ciclo del agua o hidrológico. Consiste en el traslado de agua de un lugar a otro, para lo que cambia de estado. Ello implica que el preciado elemento pase de estado líquido a gaseoso o sólido, en función de las condiciones del ambiente. En nuestro planeta, el agua se encuentra en estado líquido en mares, ríos o lagos; en estado sólido en las montañas y glaciares de los polos y en estado gaseoso en las nubes.

El agua: ¿por qué es importante?

El agua es extremadamente importante para los seres vivos. Más de la mitad de tu cuerpo es agua y, si analizáramos tus células, ¡encontraríamos que están compuestas por más del 70% de agua! Así que tú, como la mayoría de los animales terrestres, necesitas una fuente confiable de agua dulce para sobrevivir.

El 97.5% del agua de la Tierra es salada. Más del 99% del agua restante está en depósitos subterráneos o en forma de hielo. Así que menos del 1% del agua dulce se encuentra en lagos, ríos y otras formas superficiales disponibles.

ü  Ciclo del nitrógeno. Está referido a cada uno de los procesos biológicos (de los seres vivos) y abióticos (factores no vivos pero imprescindibles para la supervivencia de los que sí lo están, como la luz, el agua o las sales minerales) en los que se basa el suministro en los seres vivos de tan indispensable elemento.

·         El nitrógeno es un componente esencial de los cuerpos de los seres vivos. Los átomos de nitrógeno se encuentran en todas las proteínas y en el ADN.

·         El nitrógeno existe en la atmósfera como N2 gaseoso. Durante la fijación del nitrógeno, las bacterias convierten el N2 en amoníaco, una forma de nitrógeno que puede ser utilizada por las plantas. Cuando los animales comen plantas, adquieren compuestos nitrogenados que pueden utilizar.

·         El nitrógeno es un nutriente limitante común en la naturaleza y la agricultura. Un nutriente limitante es aquel que está disponible en una cantidad mínima y por lo tanto limita el crecimiento.

·         Cuando los fertilizantes que contienen nitrógeno y fósforo llegan a los ríos y lagos, pueden provocar florecimientos de algas, proceso conocido como eutrofización.

ü  Ciclo del carbono. Es el conjunto de transformaciones que suceden en torno a los compuestos que tienen entre sus componentes al mineral carbono. Un proceso natural y constante que se da entre las capas terrestres que albergan vida, es decir, la biosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.

El ciclo del carbono se estudia con más facilidad como dos ciclos más pequeños interconectados:

•  Uno que comprende el intercambio rápido de carbono entre los organismos vivos
• Y otro que se encarga del ciclo del carbono a través de los procesos geológicos a largo plazo

Aunque los veremos de manera separada, es importante tomar en cuenta que estos ciclos están enlazados entre sí. Por ejemplo, las reservas de CO2 atmosférico y oceánico que son utilizadas por los organismos vivos son las mismas que los procesos geológicos reciclan.

Como una breve descripción, el carbono existe en el aire mayoritariamente como dióxido de carbono CO2 gaseoso, el cual se disuelve en el agua y reacciona con las moléculas de esta para producir bicarbonato HCO3. La fotosíntesis que llevan a cabo las plantas terrestres, las bacterias y las algas, convierte el dióxido de carbono o el bicarbonato en moléculas orgánicas. Las moléculas orgánicas producidas por los organismos fotosintetizadores pasan a través de las cadenas alimenticias, y la respiración celular convierte nuevamente el carbono orgánico en dióxido de carbono gaseoso.

ü  Ciclo del azufre. Uno de los ciclos químicos más complejos de la naturaleza que tiene que ver con el hecho de que el azufre se puede encontrar en la misma en sus diversas formas, como por ejemplo el sulfato. Cuando el componte químico se combina con el oxígeno, este elemento experimenta diferentes grados de oxidación.

ü  Ciclo del oxígeno. Puesto en relación con una serie de procesos, acaecidos uno tras otro de manera inalterable, mediante los que este elemento circula por la naturaleza, en la biosfera terrestre. Este ciclo se manifiesta en dos tipos de procesos:

       Ciclos lentos o geológicos: forman parte del proceso geológico de la Tierra, como es el caso del ciclo hidrológico.

          

         Ciclos rápidos o biológicos: forman parte de los procesos biológicos de los seres vivos, como es el caso de la respiración o de la fotosíntesis.

Etapas del ciclo del oxígeno:

·     Atmosférica. Como algunos otros elementos, el oxígeno molecular se encuentra en la atmósfera como parte del aire y participa en un ciclo biogeoquímico, el cual se refiere a la circulación del mismo en el ambiente, de donde es tomado por los seres vivos para completar procesos naturales.

·     Fotosíntesis. Durante esta etapa, el oxígeno es producto de la reacción química, mediante la cual, los seres vivos que contienen clorofila, utilizan el dióxido de carbono, el agua y la luz solar, para obtener energía y nutrientes, liberando oxígeno al medio ambiente.

·      Respiración. Se habla de respiración, cuando los seres vivos inspiran oxígeno y expulsan dióxido de carbono, mediante el proceso respiratorio. Es decir, que la etapa de la respiración en el ciclo del oxígeno, es un proceso necesario para la vida, ya que es el intercambio de gases que realizan los seres vivos y su interacción con el ambiente, el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo y la salida de dióxido de carbono del mismo.

ü  Ciclo del fósforo. El ciclo del fósforo es lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos como el del agua, el carbono y el nitrógeno.

En la naturaleza, el fósforo se encuentra sobre todo en forma de iones fosfato, PO4. Los compuestos fosfatados se encuentran en las rocas sedimentarias y, a medida que estas se meteorizan o desgastan a lo largo del tiempo, el fósforo que contienen se filtra lentamente hacia el suelo y las aguas superficiales. La ceniza volcánica, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes significativas de fosfatos, aunque el fósforo no tiene realmente una fase gaseosa como el carbono, el nitrógeno y el azufre.

Las plantas pueden absorber los compuestos fosfatados del suelo y transferirlos a los animales que se las comen. Cuando las plantas y los animales excretan desechos o mueren, los fosfatos pueden ser absorbidos por los organismos detritívoros o regresar al suelo. Los compuestos fosfatados también pueden ser transportados en los escurrimientos hacia los ríos, lagos y océanos, donde son absorbidos por los organismos acuáticos.

Cuando los compuestos fosfatados de los cuerpos o desechos de los organismos marinos se hunden hasta el suelo oceánico, forman nuevas capas sedimentarias. Con el transcurso de largos periodos de tiempo, la roca sedimentaria fosfatada puede moverse del océano a la tierra mediante un proceso geológico llamado levantamiento. Sin embargo, este proceso es muy lento y el ion fosfato promedio tiene un tiempo de residencia oceánica —tiempo que pasa en el océano— de 20 000 a 100 000 años.

ü  Ciclo del calcio. Constituye el recorrido, de forma circular, que el calcio hace entre los seres vivos y el entorno en el que se desenvuelven. Este elemento se recicla constantemente y se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) e incluso formando parte de otras moléculas. En determinados seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno (como ocurre en los huesos de los vertebrados) o externo (como ocurre en los huesos de los moluscos).

ü  Ciclo del azufre

¿En que consiste?

- Descrito de forma simple, el ciclo del azufre comienza en la litosfera: la corteza superficial del planeta Tierra. Los sulfatos son sales o ésteres que están presentes en el suelo. Los sulfatos también están disueltos en las aguas.

- Las plantas absorben los sulfatos del suelo a través de sus raíces y los incorporan a su sustancia vegetal. Ellas reducen los sulfatos a sulfuros.

- Una vez en la estructura vegetal, el azufre puede pasar a través de los seres vivos en las cadenas alimentarias de la naturaleza.

- Los animales herbívoros se alimentan de las plantas e incorporan el azufre en su cuerpo.

- Los carnívoros se alimentan de los herbívoros, así que la carne de estos, que ya contiene azufre, pasa a su propio cuerpo para contribuir a su funcionamiento.

BIBLIOGRAFIA

https://medium.com/@evelynchan/-511672ffe3ea
https://www.significados.com/ciclos-biogeoquimicos/
http://www.biologia.edu.ar/ecologia/CICLOS%20BIOGEOQUIM.htm

https://www.lenntech.es/ciclos-biogeoquimicos.htm

COMENTARIO

Los ciclos biogeoquimicos son sumamente importantes para el desarrollo y continuacion de vida en el planeta.Por ejemplo el agua, que contiene hidrógeno y oxígeno, es esencial para los seres vivos.

Hay otros elementos esenciales que mantienen en funcionamiento a nuestros cuerpos y son parte de los ciclos biogeoquímicos:

El carbono se encuentra en todas las macromoléculas orgánicas y es también un componente fundamental de los combustibles.

El nitrógeno es necesario para nuestro ADN, ARNA y nuestras proteínas, y es fundamental para la agricultura humana. 

El fósforo es un componente clave para el ADN, ARNA y es uno de los ingredientes principales, junto con el nitrógeno, en los fertilizantes artificiales que se usan en la agricultura.

El azufre es fundamental en la estructura de las proteínas y se libera a la atmósfera al quemar combustibles fósiles.

Estos ciclos no suceden de forma aislada, y el ciclo del agua es un promotor particularmente importante de los demás ciclos biogeoquímicos. 

Aunque cada elemento o compuesto tiene su propia ruta, todos estos nutrientes químicos esenciales circulan a través de la biósfera, y se mueven entre el mundo biótico (vivo) y el abiótico (sin vida), y de un ser vivo a otro.