Siklus biogeokimia adalah: Pengertian, jenis, peranan

Istilah siklus biogeokimia berasal dari gerakan siklus unsur-unsur yang membentuk organisme biologis (bio) dan lingkungan geologis (geo) dan melibatkan perubahan kimia.

Tetapi sementara aliran energi dalam ekosistem terbuka, karena ketika digunakan dalam tingkat trofik untuk pemeliharaan fungsi vital makhluk hidup, ia terdegradasi dan menghilang dalam bentuk panas, ia tidak mengikuti siklus dan mengalir hanya dalam satu arah. Aliran materi ditutup karena nutrisi didaur ulang. Energi matahari yang secara permanen mempengaruhi kerak bumi, memungkinkan untuk mempertahankan siklus nutrisi dan pemeliharaan ekosistem. Karenanya siklus biogeokimia ini diaktifkan secara langsung atau tidak langsung oleh energi yang berasal dari matahari.

Ini merujuk secara singkat pada studi pertukaran zat kimia antara bentuk biotik dan abiotik.

Siklus biogeokimia adalah pertukaran unsur-unsur kimia antara makhluk hidup dan lingkungan sekitarnya. Ada tiga jenis utama siklus biogeokimia yaitu, Siklus Hidrologi, siklus karbon, Siklus nitrogen, dan Siklus Fosfor.

Mari kita jelaskan siklus biogeokimia secara terperinci.

Pengertian siklus biogeokimia

Siklus biogeokimia

Siklus biogeokimia, juga dikenal sebagai siklus siklus materi, adalah rangkaian pertukaran unsur kimia antara makhluk hidup dan lingkungan sekitarnya, melalui serangkaian proses transportasi, produksi dan dekomposisi. Namanya berasal dari awalan Yunani bio, “hidup,” dan geo, “bumi.”

Dalam siklus biogeokimia baik bentuk kehidupan yang berbeda (tanaman, hewan, mikroskopis, dll), serta unsur-unsur alami anorganik (hujan, angin, dll.) terlibat. Mereka terdiri dari perpindahan materi secara terus menerus dari satu area ke area lain, sehingga memungkinkan daur ulang nutrisi yang tersedia di biosfer.

Yang kami maksud dengan “nutrisi” adalah semua unssur atau molekul yang kehadirannya dalam organisme makhluk hidup sangat diperlukan untuk kelangsungan keberadaannya dan reproduksi spesiesnya. Biasanya antara 31 dan 40 usnur kimia yang berbeda, tergantung pada spesies, dan diperlukan dalam proporsi yang berbeda. Nutrisi ini dapat terdiri dari dua jenis:

  • Nutrisi makro. Kehadirannya dalam tubuh dalam berbagai senyawa merupakan sekitar 95% dari massa semua organisme hidup, seperti karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, kalsium, dll.
  • Nutrisi mikro. Kehadirannya dalam tubuh makhluk hidup sangat diperlukan, tetapi minoritas, kadang-kadang hanya jejak mereka, seperti besi, tembaga, seng, klorin, yodium.

Siklus biogeokimia bervariasi sesuai dengan sifat-sifat unsur yang terlibat dan karenanya melibatkan bentuk kehidupan yang berbeda pula.

Jenis siklus biogeokimia

Ada tiga jenis siklus biogeokimia:

  • Hidrologi. Mereka di mana siklus air atau siklus hidrologi, berfungsi sebagai agen transportasi untuk elemen dari satu tempat ke tempat lain. Siklus air itu sendiri dapat dimasukkan dalam kategori ini, tentu saja. Air bersirkulasi antara laut, atmosfer, bumi dan organisme hidup, siklus ini juga mendistribusikan panas matahari ke permukaan planet
  • Berbentuk gas. Di mana atmosfer mengintervensi untuk mengangkut unsur-unsur kimia dari siklus, seperti siklus nitrogen. Nutrisi beredar terutama antara atmosfer dan organisme hidup. Dalam sebagian besar siklus ini elemen-elemen tersebut didaur ulang dengan cepat, seringkali berjam-jam atau berhari-hari. Jenis siklus ini mengacu pada fakta bahwa transformasi zat yang terlibat mengubah lokasi geografisnya dan ditetapkan dari bahan baku gas. Contoh dari siklus gas adalah KARBON, NITROGEN dan OKSIGEN.
  • Sedimen. Di mana pengangkutan unsur kimia diberikan oleh sedimentasi, yaitu, dengan akumulasi lambat dan pertukaran di kerak bumi, seperti siklus karbon. Nutrisi beredar terutama di kerak bumi (tanah, batu, sedimen, dll), hidrosfer dan organisme hidup. Unsur-unsur dalam siklus ini umumnya didaur ulang jauh lebih lambat daripada dalam siklus gas, selain itu elemen ditransformasikan secara kimia dan dengan kontribusi biologis di lokasi geografis yang sama. Unsur-unsur tersebut disimpan dalam batuan sedimen untuk periode waktu yang lama dengan frekuensi ribuan hingga jutaan tahun. Contoh dari jenis siklus ini adalah fosdor dan belerang.

Peranan siklus biogeokimia

Siklus biogeokimia penting karena planet kita adalah sistem tertutup, dari mana materi tidak keluar (dan sampai taraf tertentu tidak masuk), penting agar unsur-unsur kimia penting didaur ulang, jika tidak, mereka akan habis dan bersama mereka kemungkinan berkelanjutan kehidupan.

Dalam pengertian itu, siklus biogeokimia adalah mekanisme berbeda yang dimiliki alam untuk mengedarkan materi beberapa makhluk hidup kepada makhluk lain, sehingga memungkinkan margin tertentu untuk selalu tersedia.

Tak satu pun dari nutrisi yang dibutuhkan makhluk hidup akan ada di dalamnya selamanya, dan akhirnya, itu harus dikembalikan ke lingkungan sehingga dapat digunakan kembali oleh orang lain.

Siklus nitrogen

Salah satu siklus biogeokimia utama, di mana mikroorganisme prokariotik (bakteri) dan tanaman mengikat nitrogen dalam tubuh mereka, salah satu gas utama di atmosfer. Sangat penting untuk berbagai senyawa tubuh hewan, termasuk manusia.

Siklus nitrogen tahapannya dapat diringkas sebagai berikut:

  • Bakteri tertentu memperbaiki gas nitrogen di tubuh mereka (N 2) di atmosfer, membentuk molekul organik yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti amonia (NH 3).
  • Tumbuhan memanfaatkan molekul nitrogen ini dan mengirimkannya melalui jaringannya ke hewan herbivora, dan ini melalui jaringannya ke hewan karnivora, dan ini ke pemangsa mereka, di sepanjang rantai trofik.
  • Akhirnya, makhluk hidup mengembalikan nitrogen ke tanah, baik melalui urin (kaya amonia), atau ketika mereka mati dan dipecah oleh bakteri, yang memperbaiki molekul kaya nitrogen, melepaskan nitrogen ke dalam gas lagi.

Siklus karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia yang paling penting dan paling kompleks karena semua kehidupan yang diketahui tersusun tanpa terkecuali senyawa yang berasal dari unsur itu. Selain itu, siklus ini melibatkan proses metabolisme utama tumbuhan dan hewan: fotosintesis dan respirasi.

Siklus karbon tahapannya dapat diringkas sebagai berikut:

  • Atmosfer terdiri dari volume karbon dioksida (CO 2) yang signifikan. Tumbuhan dan ganggang menangkapnya dan mengubahnya menjadi gula (glukosa) melalui fotosintesis, menggunakan energi matahari untuk ini. Dengan demikian mereka mendapatkan energi dan dapat tumbuh. Sebagai imbalannya, mereka melepaskan oksigen (O 2) ke atmosfer.
  • Selain mendapatkan oksigen selama proses pernapasan mereka, hewan mengakses karbon dari jaringan tanaman, pada gilirannya, untuk tumbuh dan bereproduksi. Tetapi, baik hewan maupun tumbuhan, ketika mereka mati mereka memberikan tanah karbon tubuh mereka, yang melalui proses sedimen (terutama di dasar lautan, di mana karbon juga larut di perairan) itu diubah menjadi berbagai fosil dan mineral.
  • Karbon dalam keadaan fosil atau mineralnya dapat bertahan jutaan tahun di bawah kerak bumi, mengalami transformasi yang membuang materi yang berbeda seperti batu bara mineral, minyak atau berlian. Hal ini akan muncul kembali berkat erosi, erupsi dan, terutama, tenaga kerja manusia: eksploitasi bahan bakar fosil, ekstraksi semen dan industri lain yang membuang ton CO 2 ke atmosfer dan baik lautan maupun tanah cair dan limbah padat lainnya kaya akan karbon.
  • Di sisi lain, hewan terus-menerus melepaskan CO 2 dengan bernapas. Selain itu, proses energi lain seperti fermentasi atau dekomposisi bahan organik menghasilkan CO 2 atau menghasilkan gas kaya karbon lainnya, seperti metana (CH 4) yang juga masuk ke atmosfer.

Siklus fosfor

Siklus fosfor adalah yang terakhir dan paling kompleks dari siklus biogeokimia utama, karena fosfor adalah unsur yang melimpah di kerak bumi, dalam bentuk mineral, tetapi makhluk hidup pada dasarnya membutuhkan, meskipun dalam jumlah sedang. Fosfor adalah bagian dari senyawa vital seperti DNA dan RNA, dan siklusnya dapat diringkas sebagai berikut:

Fosfor berasal dari mineral terestrial, yang oleh erosi (matahari, angin, air) dilepaskan dan diangkut ke berbagai ekosistem. Tindakan penambangan manusia dapat berkontribusi pada tahap ini juga, meskipun tidak harus dengan cara lingkungan yang positif.

Batuan yang kaya akan fosfor menyediakan nutrisi bagi tanaman, yang memperbaiki fosfor di jaringan mereka dan, sekali lagi, mentransmisikannya ke bentuk kehidupan hewan lainnya melalui rantai makanan. Pada gilirannya, hewan mengembalikan fosfor berlebih ke tanah melalui buang air besar dan penguraian tubuh mereka, menjaga fosfor dalam siklus dalam siklus di antara makhluk hidup.

Namun, fosfor juga mencapai laut, di mana ganggang memperbaiki dan mengirimkannya ke hewan, tetapi dalam hal ini unsur tersebut perlahan-lahan disimpan di dasar laut, di mana berbagai proses sedimen akan mengembalikannya ke bebatuan yang, kemudian, dalam proses geologi lambat dan panjang, mereka akan terkena dan akan memberikan fosfor ke biosfer lagi.