Los Ciclos

Ciclos Bio-Geo-Químicos | Contenidos

El ciclo de los nutrientes inorgánicos pasa a través de varios organismos, además entran a la atmósfera, agua e inclusive a las rocas. Así, estos ciclos químicos pasan también por los biológicos y los geológicos, por lo cual se los denomina ciclos bio-geo-químicos.

Cada compuesto químico tiene su propio y único ciclo, pero todos los ciclos tienen características en común:

Reservorios: son aquellas partes del ciclo donde el compuesto químico se encuentra en grandes cantidades por largos períodos de tiempo.

Fondos de recambio: son aquellas partes del ciclo donde el compuesto químico es mantenido por cortos períodos. Este período de tiempo se denomina tiempo de residencia.

Los océanos son reservorios de agua, y las nubes son fondos de recambio. En el océano el agua permanece por cientos de años y en las nubes el tiempo de residencia no supera unos cuantos días.

La comunidad biótica incluye todos los organismos vivos. Esta comunidad puede servir como un fondo de recambio (a pesar de que algunos compuestos como el carbono, forman parte de los árboles de Sequoia por cientos de años, lo cual parece más un reservorio), y también sirven para mover elementos químicos de un estado del ciclo a otro. Por ejemplo, los árboles toman el agua del suelo y la evaporan a la atmósfera. La energía para la mayoría de las trasformaciones de los compuestos químicos es provista tanto por el sol como por el calor liberado por la tierra.

Ciclo del agua | Contenidos

En el ciclo del agua la energía es provista por el sol, el cual produce la evaporación ya sea de los océanos como de cualquier superficie de agua libre. El sol también provee la energía para los sistemas climáticos que permiten el movimiento del vapor de agua (nubes) de un lugar a otro (de otro modo siempre llovería solo sobre los océanos).

Las precipitaciones ocurren cuando el vapor de agua se condensa desde el estado gaseoso de la atmósfera y cae a la tierra.

La evaporación es el proceso inverso por el cual el líquido pasa a gaseoso.

Con la condensación del agua, la gravedad provoca la caída al suelo.

La gravedad continúa operando empujando al agua a través del suelo (infiltración) y sobre el mismo en el sentido de las pendientes del terrenos (escurrimiento).

En ambos casos, la gravedad provoca que el agua alcance nuevamente los océanos y depresiones. El agua congelada atrapada en regiones heladas de la tierra ya sea como nievo o hielo, constituye reservorios que pueden permanecer largos períodos de tiempo. Lagos, lagunas, esteros y pantanos son reservorios temporales. Los océanos tienen agua salada por la presencia de minerales, los cuales no pueden llevarse con el vapor de agua. Así, la lluvia y la nieve contienen agua relativamente limpia, con la excepción de los contaminantes que el agua arrastra de la atmósfera.

Los organismos juegan un rol muy importante en el ciclo del agua, la mayoría contienen importantes cantidades de agua (hasta un 90% en peso). Animales y plantas pierden agua de sus cuerpos por evaporación. En las plantas el agua tomada por las raíces se mueve hacia las hojas donde se pierde por transpiración. Tanto en plantas como en animales, la ruptura de los carbohidratos (azúcares) para producir energía (respiración) produce CO2 y agua como productos de desecho. La fotosíntesis invierte esta reacción, el agua y el CO2 se combinan para formar carbohidratos.

Ciclo del Carbono | Contenidos

Desde la perspectiva biológica, los eventos claves aquí son la fotosíntesis y respiración como reacciones complementarias. La respiración toma los carbohidratos y el oxígeno y los combina para producir CO2, agua y energía. La fotosíntesis toma el CO2, agua y produce carbohidratos y oxígeno. Estas reacciones son complementarias tanto en sus productos como en lo referente a la cantidad de energía utilizada.

La fotosíntesis toma la energía del sol y la acumula en las cadenas carbonadas de los carbohidratos; la respiración libera esta energía rompiendo dichas cadenas.

Plantas y animales respiran, pero sólo las plantas (y otros productores como las cianobacterias) pueden realizar fotosíntesis. El reservorio principal de CO2 está en los océanos y en las rocas. El CO2 se disuelve rápidamente en el agua. Una vez en el agua, precipita como roca sólida conocida como carbonato de calcio (calcita). El CO2 convertido en carbohidratos en las plantas tiene tres rutas posibles: puede liberarse a la atmósfera con la respiración, puede ser consumido por animales o es parte de la planta hasta que ésta muere.

Los animales obtienen todo el carbono de su alimento, así que todo el carbono en el sistema biológico proviene al final de los organismos autótrofos. En los animales, el carbono tiene las mismas tres rutas. Cuando las plantas y animales mueren pueden ocurrir dos hechos: la energía contenida en las moléculas es utilizada por los descomponedores (bacterias y hongos del suelo) y el carbono es liberado a la atmósfera en forma de CO2 o puede permanecer intacto y finalmente transformarse en combustibles minerales. Los combustibles fósiles al ser utilizados liberan a la atmósfera CO2.

El ser humano ha alterado enormemente este ciclo del carbono, ya que al quemar los combustibles fósiles se han liberado a la atmósfera excesivas cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera.

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