Ciclos Biogeoquímicos

Los subsistemas del planeta Tierra (atmósfera, hidrosfera, geosfera) intercambian materia y energía. Un ciclo biogeoquímico es el conjunto de procesos que puede experimentar un determinado elemento químico cuando pasa de un subsistema terrestre a otro. Los más importantes son: el ciclo del agua, del oxígeno, del carbono, del nitrógeno, del azufre y del fósforo.

Ciclo del Oxígeno

El O₂ es un elemento muy abundante en los seres vivos. Forma parte del H₂O y de la mayoría de las moléculas orgánicas. Para los organismos aerobios, el O₂ es imprescindible para la respiración celular y obtener energía como resultado.

Contribución del Ser Humano al Ciclo del Oxígeno:

• Eliminación de la cubierta vegetal: menos fotosíntesis y menos O₂ que va a la atmósfera y menos retirada de CO₂.
• Incendios forestales: además de lo anterior, la combustión de la madera gasta O₂ y produce CO₂.
• Combustión de combustibles fósiles: gasta O₂, produce CO₂ y SOx y NOx
• Destrucción de la capa de ozono
• Calentamiento global: los mares calientes tienen menos disolución de O₂ y el CO₂ va a la atmósfera.

Ciclo del Carbono

El C forma parte de todas las moléculas orgánicas formando diversas estructuras químicas y puede estar unido a H, O, N, etc. Además, puede oxidarse y reducirse fácilmente.

Contribución del Ser Humano al Ciclo del Carbono:

• Eliminación de la cubierta vegetal: se reduce la fotosíntesis y aumenta el CO₂ de la atmósfera.
• Incendios forestales: menos fotosíntesis, menos retirada de CO₂ y expulsión de CO₂ al quemar madera.
• Combustión de combustibles fósiles: en el transporte, centrales térmicas… se produce CO₂
• Actividades industriales: emiten CO₂
• Calentamiento global: mares más calientes tienen menos disolución de CO₂, el cual va a la atmósfera.

Ciclo del Nitrógeno

En los seres vivos, el N está presente en las proteínas, en el ADN y en diversos elementos constituyentes de los tejidos celulares. La mayor parte de los procesos del ciclo del N ocurren en la biosfera y en ellos intervienen principalmente bacterias.

Contribución del Ser Humano al Ciclo del N:

• Uso de abonos: llevan nitrógeno en forma de amonio, nitrato o nitrógeno orgánico. Se incorpora a la biosfera, pero el que sobra se queda en la corteza e hidrosfera.
• Cultivos leguminosos: establecen micorrizas con bacterias fijadoras de nitrógeno, por lo que su cultivo favorece un abonado natural.
• Vertido de aguas residuales: aumentan el nitrógeno en la atmósfera.
• Quema de bosques y combustibles fósiles: aumentan los NOx en la atmósfera.
• Ciertas actividades industriales aumentan los NOx en la atmósfera.
• La concentración de la ganadería: aporta elevadas cantidades de amonio al suelo y a las aguas.
• La lluvia ácida: caída de HNO₃ a la corteza, la hidrosfera y la biosfera.

Ciclo del Azufre

El azufre en los seres vivos forma parte de algunos aminoácidos e interviene en la estructura de las proteínas (puente disulfuro), además forma parte de la enzima Acetil CoA que interviene en el metabolismo celular.

Contribución del Ser Humano al Ciclo del S:

• Minería de carbón: contamina las aguas más cercanas a la mina.
• Combustión de combustibles fósiles, principalmente el carbón rico en S.
• Lluvia ácida: mueve S desde la atmósfera a la hidrosfera y la corteza.

Ciclo del Fósforo

En los seres vivos desempeña funciones muy importantes: tamponado del pH del medio interno; componente del esqueleto; forma parte del ATP, que interviene en la transferencia de energía; forma los ácidos nucleicos; forma los fosfolípidos de las membranas celulares. El fósforo no se encuentra en la atmósfera, ya que no forma compuestos gaseosos y es poco soluble en agua, por lo que es muy escaso en la hidrosfera.

Contribución del Ser Humano al Ciclo del Fósforo:

• Extracción de fosfatos de la corteza para producir abonos, se incorporan a la biosfera y la hidrosfera. En este último caso se puede producir eutrofización, ya que el factor limitante del crecimiento de los productores está en exceso.

Sucesión Ecológica

Es el proceso en el cual los seres vivos y el ecosistema al que pertenecen evolucionan, es decir, comprende los cambios que se producen en el ecosistema desde su origen hasta su madurez. Los cambios que ocurren en la sucesión ecológica son:

• Aumento de la biodiversidad: a medida que pasa el tiempo, el número de especies en la comunidad va aumentando y unas especies sustituyen a otras. Normalmente las especies generalistas van siendo sustituidas por las especialistas.
• Incremento de la complejidad de los ecosistemas: al aumentar la biodiversidad lo hace también la longitud de las cadenas tróficas y las relaciones de depredación, por lo que las redes tróficas se hacen cada vez más complejas.
• Desarrollo del suelo: el suelo aumenta su espesor porque al instalarse la vegetación aumentan los procesos de meteorización. Se potencia el proceso de edafización (formación del suelo).
• Evolución de los parámetros tróficos:
  • La biomasa del ecosistema aumenta: la vegetación aumenta su biomasa hasta el máximo que imponen los factores limitantes. Esto se produce mediante el establecimiento progresivo de especies de mayor masa: las hierbas son sustituidas por arbustos y estos por árboles. La necromasa también crece y, por tanto, los descomponedores aumentan mucho y su tasa de respiración también.
  • La producción neta disminuye: la producción primaria al principio de la sucesión es alta y va disminuyendo conforme se alcanza la madurez, porque la respiración aumenta y se equilibra con la producción bruta.
  • Los valores de productividad disminuyen: al aumentar progresivamente la biomasa, la relación entre producción y biomasa se hace cada vez menor.
  • El tiempo de renovación aumenta: al aumentar la biomasa y disminuir la producción neta, el ecosistema tarda más en renovar su biomasa.

Etiquetas: ciclos biogeoquímicos, ecología, impacto humano, Medio ambiente