Cicluri de nutriţie — sursa vieții pe planetă

Ciclul de nutriţie este mișcarea și schimbul de substanțe organice și anorganice, care produc materia vie. Ele sunt parte a unui ciclu biogeochimic mare care implică majoritatea nutrienților (cum ar fi carbon, azot, oxigen, fosfor, sulf, etc) și minoritatea (fier, cupru, sodiu, etc), elemente chimice importante folosite ca nutrient în ecosisteme de către organismele vii.

Ciclul de oxigen

Acest ciclu descrie mișcarea oxigenului în trei sfere principale: biosfera (cea mai mică din cele trei, durata medie de ședere a oxigenului în ea este de 50 ani), atmosfera (de o sută de ori depăşeşte masa de oxigen din biosferă, timpul mediu de aflare a oxigenului în ea este de 4500 ani) și litosfera (de 200 de ori depăşeşete masa de oxigen din atmosferă, timpul mediu fiind 500 milioane de ani). Astfel, 99,5% din oxigenul este stocat în litosferă, 0,5% în atmosferă și doar 0,005% în biosferă.
Creșterea oxigenului în atmosferă se datorează în principal soarelui, care influențează procesul de fotosinteză (55% este produs de plantele terestre și 45% fitoplanctonul oceanic). Procentul folosit de oxigen atmosferic este după cum urmează: 77% este consumat de respirația aerobă de către animale și bacterii, 17% de oxidarea microbiană, 4% datorită arderii combustibilului, iar 2% din cauza oxidării chimice.

Ciclul carbonului descrie mișcarea de carbon în sferele cheie: atmosferă, hidrosferă, litosferă și biosferă. Litosfera are cel mai mare stoc de carbon. Îl colectează din atmosferă, care s-a depozitat datorită elementelor moarte ce eliberează carbon sau ca urmare a încetinirii mișcărilor geologice, sau arderea rapidă a combustibilului.
Oceanele sunt al doilea cel mai mare rezervor de carbon (în principal datorită formelor anorganice) și joacă un rol vital în ciclul carbonului pe pământ.
Biosfera are un stoc de carbon mult mai mic, iar atmosfera este doar aproximativ o treime din cantitatea de carbon a biosferei. În biosferă, în principal, carbonul e absorbit de plante sub formă de dioxid de carbon. De asemenea, este eliberat din biosferă și nimereşte în atmosferă în cursul proceselor biologice.
Respiraţia aerobă a organismelor transformă carbonul organic în dioxid de carbon iar, respirația anaerobă îl transformă în gaz metan.
Carbonul în atmosfera pămîntului există în două forme de bază - dioxid de carbon și metan. Astfel, aceste gaze sunt parțial responsabile pentru efectul de seră.
Concentrația de dioxid de carbon în atmosferă este de aproximativ 392 părți per milion (în 2012), în timp ce aceasta a crescut cu 2,0 părți per milion în raport cu anul 1960. În ultimele două secole, activitățile umane au modificat drastic ciclul carbonului la nivel mondial, cel mai mare în atmosferă.

Ciclul de azot

Ciclul de azot este un proces prin care azotul se modifică, creând diferite forme chimice. Azotul este necesar pentru biosinteza plantelor, animalelor și alte forme de viață (de exemplu, nucleotide de ADN și ARN, aminoacizi pentru proteine). Procesele importante în ciclul de azot sunt fixarea, amonificarea, nitrificarea și denitrificarea.
La moartea plantei sau animalului în ele se găseşte azotul în formă organică. Bacteriile (în unele cazuri, fungi) care transformă azotul în amoniu (NH4). Acest proces este numit amonificare sau mineralizare.
Nitrificarea se realizează în două etape: oxidarea biologică a amoniacului (cu oxigen) în nitriți și oxidarea ulterioară de nitriți în nitraţi.
Denitrificarea este procesul de descompunere a nitraților înapoi în azot gaz inert (N).
Impactul uman asupra ciclului de azot este enorm. Pătrunderea azotului din industrie și întreprinderile agricole depăşeşte acum abundența naturală de azot, iar ciclul global de azot a fost schimbat în timpul secolului trecut, activitățile umane, cum ar fi arderea combustibililor, folosirea îngrășămintelor artificiale din azot și eliberarea azotului în apele reziduale.

Ciclul fosforului

Acest ciclu descrie mișcarea fosforului prin litosferă, hidrosferă și biosferă. Spre deosebire de multe alte cicluri biogeochimice în circulația atmosferei fosforul nu joacă un rol important, deoarece se găseşte doar sub formă de sare solidă (în roci și mineralele din sol).
Procesul de mișcare a fosforului are loc pe parcursul a unei lungi perioade de timp, ceea ce denotă că ciclul fosforului este unul dintre cele mai lente cicluri biogeochimice.
Intervenția umană în acest ciclu are loc ca urmare a utilizării excesive sau neglijente a îngrășămintelor fosfatice, astfel fosforul devine principalul poluant al apelor.

Ciclul de sulf

Ciclul de sulf este similar cu ciclul de azot prin aceia că datorită unui control specific exercitat de microbi, sulful este întotdeauna prezent în mediul înconjurător.
Forma cea mai oxidată de sulf sunt sulfații, care sunt uşor absorbiţi de plante, transformîndu-se într-o formă de sulf organic. Sulful este un element cheie în proteine, aminoacizi și vitaminele pentru animale și plante. După ce ultimele mor, bacteriile transformă sulful organic în sulfurat (H, S), iar apoi sulfat, care completează ciclul.

Sursa: zeleneet.com