Qué son los ciclos biogeoquímicos y cuáles sus tipos más importantes

Se conoce bajo el concepto de ciclos biogeoquímicos a la conexión y movimientos que se establecen entre la vida y la materia inerte, teniendo como objetivo el flujo de la energía a través de los distintos ecosistemas.

Estos circuitos energéticos se entremezclan con todos los seres vivientes, siendo activados directa o indirectamente por la energía que reciben del Sol.

Es el conjunto de los seres vivos de la Tierra lo que mantiene a la materia orgánica limitada. De forma que, para mantener la vida, se tiene que llevar a cabo un constante y eficaz trabajo de reciclaje natural sobre la materia existente, de otra manera, los nutrientes y, por tanto, la vida, desaparecería.

Por lo tanto, los ciclos biogeoquímicos, que llevan a cabo la parte más importante de este trabajo, son fundamentales para los ecosistemas, en particular, y el medio ambiente, en general.

Concepto de ciclo biogeoquímico

Durante un ciclo biogeoquímico se produce el movimiento de gran cantidad de nitrógeno, carbono, hidrógeno, oxígeno, sodio, calcio, fósforo, azufre y demás elementos que forman los componentes vivos y no vivos del ambiente. Un transporte que se lleva a cabo mediante los sistemas fluviales y la atmósfera.

Un ciclo biogeoquímico es, por tanto, una sucesión de acontecimientos que asegura el continuo reciclado. Se llevará a cabo a menor o mayor celeridad, dependiendo del mecanismo utilizado, de los elementos que son fundamentales para la vida, mediante la transformación del estado orgánico al inorgánico y viceversa.

Biogeoquímico es una palabra que proviene del griego, cuyo significado es: “bio” se refiere a vida, “geo” a tierra y química.

Importancia de los ciclos biogeoquímicos

La importancia de estos movimientos naturales se debe a sus muchos beneficios:

  • Hacen que la vida en el planeta Tierra sea posible.
  • Regulan la distribución de los nutrientes necesarios para la vida.
  • Regulan el clima del planeta.
  • Los elementos vitales, es decir, los nutrientes, son reutilizados por otros organismos una y otra vez. Sin esta reutilización, los seres vivos se extinguirían.
  • Posibilitan que circulen los elementos entre unos organismos vivos y otros.
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Algunos tipos de ciclos biogeoquímicos

Los tres tipos de ciclos biogeoquímicos interconectados son el sedimentario, el hidrológico o ciclo del agua y el gaseoso.

Gaseoso

Los nutrientes fundamentalmente circulan entre los organismos vivos y la atmósfera. Normalmente son rápidamente reciclados, siendo los principales ciclos los del oxígeno, del carbono y del nitrógeno.

Hidrológico o ciclo del agua

Se trata de la circulación del agua entre los ríos, mares, lagos, océanos y demás corrientes y masas de agua en la Tierra. Con participación mínima de reacciones químicas, el agua cambia de estado físico o solamente se traslada de un sitio a otro.

Sedimentario:

En este caso son los elementos como el azufre y el fósforo los que circulan entre la corteza terrestre, los organismos vivos y la hidrosfera. En este ciclo, el tiempo de reciclado es mucho más lento que en el gaseoso, puesto que se da por sedimentación, es decir, deposición de las capas separando las partículas sólidas según densidad, por la acción de la gravedad.

Pasemos a ver algunos de los ciclos biogeoquímicos de los elementos más importantes de forma más esquemática.

Esquema del ciclo del agua o hidrológico

Ciclo biogeoquímico del agua o hidrológico

En la Tierra, el agua está presente en tres estados: líquido, gaseoso y sólido (nieve o hielo).

Los ríos, océanos, las nubes y la lluvia son las vías de transporte y comunicación. Estas cambian continuamente, el agua que está en la superficie de la Tierra, se evapora, crea nubes, precipita el agua de las masas nubosas, el agua de la lluvia se filtra en la tierra, se crean las aguas subterráneas que afloran en ríos y lagos, que terminan desembocando de nuevo en el mar.

No obstante, a pesar de tanto movimiento, la cuantía total de agua no varía en el planeta. A toda esta circulación, se le denomina ciclo del agua o hidrológico y está dividido en dos partes: el externo y el interno.

En el ciclo interno, el agua de procedencia volcánica, creada mediante reacciones químicas en el interior de la tierra, sale por las fuentes hidrotermales y los volcanes, mezclándose con el agua externa.

El ciclo hidrológico externo empieza con la evaporación del agua que está en la superficie. Este vapor, a medida que va subiendo en altura, se va enfriando y cambia su estado a agua, proceso conocido como condensación. Las gotas de agua se van juntando, formando nubes y caen por su propio peso, siendo así la lluvia o precipitación. Si hace mucho frío, el agua caerá en forma de granizo o nieve.

Esquema del ciclo del carbono

Ciclo biogeoquímico del carbono

El carbono es uno de los elementos más copiosos que se encuentran en la Tierra, por lo que se hace necesaria su constante renovación para un uso sostenible.

El ciclo del carbono es muy importante porque constituye de forma inherente parte de toda la materia orgánica. El carbono es vital para la vida, y su ciclo muestra los intercambios entre el entorno y los organismos, como resultado de los procesos de fotosíntesis y de la respiración.

El carbono, en líneas generales, se recicla de manera rápida, aunque depende en gran medida de ecosistemas como las selvas tropicales. Cuantos más húmedos y cálidos, tanto la producción como la descomposición se realizarán en magnitudes más elevadas.

Por el contrario, en los ecosistemas secos y fríos, los procesos de producción y de descomposición son más lentos.

Esquema del ciclo del azufre

Ciclo biogeoquímico del azufre

El azufre es un componente químico que se encuentra formando parte de diferentes formas en la naturaleza. Este elemento es un nutriente de una enorme importancia en la naturaleza, sobre todo, para los animales y las plantas. Se localiza en el agua o en el suelo, formando sulfatos, o junto a otros elementos químicos.

El azufre se mezcla en los vegetales para llegar a los consumidores primarios. En forma de dióxido de azufre (SO2) puede llegar a la atmósfera y al agua, cuando se ha formado ácido sulfúrico (H2SO4), producido por la lluvia ácida.  SO42- es un sulfato que proviene del ácido sulfúrico.

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Esquema del ciclo del fósforo

Ciclo biogeoquímico del fósforo

El fósforo es un elemento importantísimo y muy escaso en comparación con otros elementos. Por ser un ciclo sedimentario, es más lento y circula principalmente en las aguas y el suelo. Se libera, fundamentalmente, por la erosión de las rocas y de la industria minera.

Esquema del ciclo del nitrógeno

Ciclo biogeoquímico del nitrógeno

Es un ciclo gaseoso que se realiza durante un corto período de tiempo. El nitrógeno es absorbido por las plantas, los animales, la tierra, el aire o el agua. Se trata de un elemento muy abundante en la atmósfera, siendo fundamental para todos los seres vivos, puesto que, gracias a él, se produce el ADN, las proteínas y los aminoácidos.

Para que el nitrógeno pueda ser aprovechado por los seres vivos, se tienen que dar una serie de pasos que contiene procesos químicos, biológicos y físicos.

Esquema del ciclo del oxígeno

Ciclo biogeoquímico del oxígeno

Según Wikipedia, el ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre. Cuando los humanos y los animales respiramos, tomamos del aire el oxígeno en estado gaseoso (O2) que generan las plantas y luego emitimos dióxido de carbono (CO2). Las plantas cogen este CO2 para usarlo en la fotosíntesis.

Algunas actividades humanas que han modificado los ciclos biogeoquímicos

La actividad humana está conduciendo a un desajuste total en los ciclos biogeoquímicos.

Estos son algunos ejemplos en los que la acción humana ha influido de manera negativa en estas transformaciones naturales:

  • La destrucción de la superficie forestal modifica el ciclo del agua, acarreando que las tierras fértiles se acaben convirtiendo en tierras improductivas.
  • La contaminación de los mares, lagos y ríos.
  • La agricultura extensiva y el uso de fertilizantes, modificando el ciclo del azufre y del nitrógeno, provocando la lluvia ácida.
  • La ganadería extensiva, con los problemas que generan los purines, entre otros.
  • La sobreexplotación de la industria pesquera, que acaba alterando la biomasa microbiana de los océanos, haciendo que se modifiquen los ciclos del oxígeno, nitrógeno, fósforo y carbono, que son los que se encargan de regularlo.
  • Calentamiento global producido por el uso de los combustibles fósiles y la actividad industrial.

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