16.4A: Fuentes y sumideros de elementos esenciales

Los ciclos biogeoquímicos son vías por las que los elementos esenciales fluyen desde los compartimentos abiótico y biótico de la Tierra.

Objetivos de aprendizaje

• Identificar fuentes y sumideros de elementos esenciales

Puntos Clave

• Los ciclos biogeoquímicos son vías por las cuales los nutrientes fluyen entre los compartimentos abiótico y abiótico de la Tierra. La porción abiótica de la Tierra incluye la litosfera (el componente geológico de la Tierra) y la hidrosfera (el agua de la Tierra).
• Los ecosistemas dependen de ciclos biogeoquímicos. Muchos de los nutrientes de los que dependen los seres vivos, como el carbono, el nitrógeno y el fósforo, están en constante circulación.
• Los elementos esenciales a menudo se almacenan en embalses, donde pueden sacarse de circulación durante años. Por ejemplo, el carbón es un reservorio de carbono.
• Los humanos pueden afectar los ciclos biogeoquímicos. Los humanos extraen carbono y nitrógeno de la geosfera y los utilizan como energía y fertilizantes. Esto ha incrementado la cantidad de estos elementos en circulación, lo que tiene efectos perjudiciales en los ecosistemas.

Términos Clave

• Embalse: Los embalses son lugares donde los elementos esenciales son secuestrados por largos periodos de tiempo.
• Ciclo biogeoquímico: Una vía por la cual un elemento químico o molécula se mueve a través de los compartimentos biótico (biosfera) y abiótico (litosfera, atmósfera e hidrofisis) del planeta.

Las sustancias más importantes en la Tierra, como el oxígeno, el nitrógeno y el agua, experimentan un recambio o ciclado a través de los compartimentos biótico (vivo) y abiótico (geológico, atmosférico e hidrológico) de la Tierra. Los flujos de nutrientes de los componentes vivos a los no vivos de la Tierra se denominan ciclos biogeoquímicos.

Los ciclos de nutrientes y la biosfera

Los ecosistemas dependen de ciclos biogeoquímicos. El ciclo del nitrógeno, el ciclo del fósforo, el ciclo del azufre y el ciclo del carbono implican la asimilación de estos nutrientes en seres vivos. Estos elementos se transfieren entre los seres vivos a través de las redes alimentarias, hasta que los organismos finalmente mueren y los liberan de nuevo a la geosfera.

Figura: El ciclo del carbono: El elemento carbono se mueve de la biosfera a la geosfera y a la hidrosfera. Este flujo de compartimentos abióticos a bióticos de la Tierra es típico de los ciclos biogeoquímicos.

Embalses de Elementos Esenciales

Los químicos a veces se secuestran durante largos períodos de tiempo y se sacan de circulación. Las ubicaciones donde los elementos se almacenan durante largos periodos de tiempo se denominan embalses. El carbón es un reservorio de carbono, y los depósitos de carbón pueden albergar carbono durante miles de años. La atmósfera se considera un reservorio de nitrógeno.

Humanos y Ciclos Biogeoquímicos

Aunque la Tierra recibe energía del Sol, la composición química del planeta es más o menos fija. La materia es agregada ocasionalmente por los meteoritos, pero los suministros de elementos esenciales generalmente no cambian. Sin embargo, la actividad humana puede cambiar la proporción de nutrientes que se encuentran en los reservorios y en circulación. Por ejemplo, el carbón es un resevoir de carbono, pero el uso humano de los combustibles fósiles ha liberado carbono a la atmósfera, incrementando la cantidad de carbono en circulación. Asimismo, el fósforo y el nitrógeno se extraen de reservorios geológicos y se utilizan en fósforo, y los excesos de estos elementos han provocado el crecimiento excesivo de materia vegetal y la alteración de muchos ecosistemas.