Los ciclos biogeoquímicos

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Un ciclo se refiere al intercambio de nutrientes de un ser vivo con el ambiente o de éste con los organismos. Por ejemplo, el agua que para beber pudo haber sido parte de una nube o resultado de la transpiración de algún ser vivo. Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos por diferentes caminos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.

En los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos: la biótica y la abiótica.

· La parte biótica: Comprende la inclusión de sustancias inorgánicas en el organismo y la subsiguiente descomposición y remineralización. El intercambio de elementos es rápido, pero la cantidad de sustancias inorgánicas no es mayor. El organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir y descomponerse éstos son devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados.

· La parte abiótica: El medio contiene gran cantidad de sustancias inorgánicas, que se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (fósforo y nitrógeno, por ejemplo). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales sedimentarios (fósforo, hierro, azufre, magnesio, y elementos menores).

Ciclo del Oxígeno: El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Esta sustancia abastece las necesidades de todos los organismos terrestres respiradores y cuando se disuelve en el agua, las necesidades de los organismos acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como receptor final de los electrones extraídos de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis en la cual la energía de la luz es utilizada como catalizador para la pérdida de electrones de los átomos de oxígeno que se encuentran en las moléculas de agua. Estos electrones reducen los a átomos de carbono del dióxido de carbono para formar carbohidratos. Al final se produce oxígeno molecular y así el ciclo se completa.

Ciclo del agua: El agua se mueve constantemente entre la hidrósfera, la atmósfera, la tierra sólida y la biósfera. Se conoce como ciclo hidrológico al movimiento constante del agua sobre la superficie de la Tierra, e involucra sus tres estados: sólido (hielo), líquido, y gaseoso vapor). El Ciclo Hidrológico es un Sistema Mundial, impulsado por la energía del sol, a través de la atmósfera.

El ciclo hidrológico está en equilibrio: en los continentes hay más evaporación que precipitación, y en los océanos ocurre lo inverso.El agua se evapora en la atmósfera, desde el océano, y en mucha menor medida desde los continentes. Éste vapor de agua es transportado por los vientos, a menudo a grandes distancias, hasta que las condiciones atmosféricas de un lugar determinado permiten que ésta humedad se condense en forma de nubes, para eventualmente precipitar, ya sea en forma de lluvia, de nieve, o formas intermedias como el agua nieve. El agua que vuelve a precipitar sobre el océano completa su ciclo, pero la que cae en el continente continúa dentro de éste.

Al precipitar el agua sobre la tierra, pueden pasar dos fenómenos: el agua puede ser absorbida (infiltración), o bien fluir sobre la tierra (escorrentía).  Ésta última se produce cuando la velocidad de precipitación es superior a la velocidad de infiltración, y representa un importante agente erosivo, pudiendo además acumularse en grandes cantidades y formar ríos, lagos, etc.

El agua se evapora desde los océanos hacia la atmósfera, precipita sobre la superficie terrestre, y fluye a través de los ríos y bajo la tierra, de regreso al mar. Gran parte del agua que precipita sobre la tierra se evaporará, otra será absorbida por las plantas, para luego regresar a la atmósfera a través de la evapotranspiración. Cuando precipita en áreas muy frías, es decir, a latitudes o altitudes elevadas, el agua pasa  a formar parte de un campo de nieve o un glaciar.

El hielo almacenado en los glaciares eventualmente se fundirá, permitiendo que el agua que contiene se evapore y regrese al mar, para recomenzar desde allí el ciclo.

Ciclo del fósforo: Los reservorios más activos se encuentran en suelo y aguas en forma de fosfato. Los componentes del fitoplancton y los vegetales acuáticos aprovechan los fosfatos, incorporando el fósforo a las cadenas tróficas. Los microorganismos participan en el ciclo del fósforo por transferencia de formas inorgánicas a orgánicas o bien solubilizando el fosfato insoluble.

Ciclo del Carbono: Cuando las plantas y los animales mueren, se pudren por la acción de los hongos y bacterias, que convierten las macromoléculas de carbono en dioxido de carbono, el cual regresa a la atmósfera, de donde lo toman las plantas, y también de este modo se inicia el ciclo.

En base a la cantidad de CO2, que hay en la atmósfera y al tiempo que tardan las plantas en transformarlo en oxígeno y carbohidratos, se ha calculado que son necesarios alrededor de 300 años para que se lleve a cabo un ciclo completo.

Ciclo del Nitrógeno: El nitrógeno forma parte de ácidos nucleicos o proteínas. Su reservorio principal es la atmósfera (N2 gaseoso, muy estable químicamente). También se encuentra en el humus orgánico y en las rocas sedimentarias.. Las reservas más activas de este elemento son los compuestos inorgánicos, como amonio, nitritos y nitratos, que son solubles en agua. Las actividades biológicas fundamentales en el ciclo del nitrógeno comprenden la fijación de nitrógeno, la amonificación, la nitrificación y la desnitrificación y la asimilación.

Imágenes de los ciclos: https://imgur.com/a/tUauyEB