CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Presentación del tema: "CICLOS BIOGEOQUIMICOS"— Transcripción de la presentación:

1 CICLOS BIOGEOQUIMICOS
ROGELIO LOPEZ MARTINEZ EDUARDO VIESCA QUIROZ

2 El término Ciclo Biogeoquímico deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e interviene un cambio químico. Pero mientras que el flujo de energía en el ecosistema es abierto, puesto que al ser utilizada en el seno de los niveles tróficos para el mantenimiento de las funciones vitales de los seres vivos se degrada y disipa en forma de calor, no sigue un ciclo y  fluye en una sola dirección. El flujo de materia es cerrado ya que los nutrientes se reciclan. La energía solar que permanentemente incide sobre la corteza terrestre, permite mantener el ciclo de dichos nutrientes y el mantenimiento del ecosistema. Por tanto estos ciclos biogeoquímicos son activados directa o indirectamente por la energía que proviene del sol. Se refiere en resumen al estudio del intercambio de sustancias químicas entre formas bióticas y abióticas.

3 Tipos de Ciclos Biogeoquímicos
1.- Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos son generalmente reciclados mucho más lentamente que en el ciclo gaseoso, además el elemento se transforma de modo químico y con aportación biológica en un mismo lugar geográfico. Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con frecuencias de miles a millones de años. Ejemplos de este tipo de ciclos son el Fósforo y el Azufre. 2.- Gaseoso: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días. Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y Oxígeno. 3.- El Ciclo HIDROLÓGICO: el agua circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos vivos, este ciclo además distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta.

4 CICLO DEL CARBONO El carbono es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, discurriendo en un ciclo de energía que fluye a través del ecosistema terrestre. Mediante la fotosíntesis, las plantas absorben el dióxido de carbono existente en el aire o el agua, y lo acumulan en los tejidos vegetales en forma de grasas, proteínas e hidratos de carbono. Posteriormente, los animales herbívoros se alimentan de estos vegetales, de los que obtienen energía, para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferir esa energía a los demás niveles (carnívoros que se alimentan de los herbívoros). Esa energía sigue varios caminos: por un lado es devuelto a la atmósfera como dióxido de carbono mediante la respiración; por otro lado se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos orgánicos, o combinarse con las aguas para producir carbonatos y bicarbonatos (suponen el 71% de los recursos de carbono de la Tierra). En su acumulación en las zonas húmedas genera turba, resultado de una descomposición incompleta, lo que da lugar a la formación de depósitos de combustibles fósiles como petróleo, carbón y gas natural.

5 La reacción que muestra este equilibrio es la siguiente:
Las formas principales en que aparece el carbono en el mar son: anhídrido carbónico, carbonatos y bicarbonatos. Las tres formas están en una relación de equilibrio, de tal manera que las cantidades de cada una de ellas que puedan encontrarse son interdependientes. La reacción que muestra este equilibrio es la siguiente: CO2 (disuelto) <=> H2CO3- (bicarbonatos) <=> CO3= (carbonatos)

6 1-Dióxido de carbono en la atmósfera, 2-Fábricas/centrales térmicas, 3-Depósito calizo, 4-Respiración de las raíces, 5-Descomposición, 6-Depósito de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural...), 7-Emisión del suelo y respiración de los organismos, 8-Respiración de los animales, 9-Respiración de las plantas, 10-Asimilación por las plantas, 11-Respiración de las algas y animales acuáticos,  12-Fotosíntesis de las algas, 13-Restos vegetales.

7 CICLO DEL NITROGENO Los organismos vivos no pueden utilizar directamente el nitrógeno que se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa, y que supone el 71% del total; para ello, debe ser transformado previamente en nitrógeno orgánico (nitratos o amoniaco). Esto se consigue, fundamentalmente, mediante la fijación biológica, aunque también las radiaciones cósmicas y la energía que producen los rayos en la atmósfera intervienen en este proceso en menor medida combinando nitrógeno y oxígeno que una vez transformado es enviado a la superficie terrestre por las precipitaciones. La reaccion quimica del ciclo del nitrogeno: NH3  NO2  NO3

8 FASES DEL CICLO DEL NITROGENO:
1) Amonización Los aminoácidos procedentes de animales y vegetales, que llevan el grupo amino NH2, son transformados por la accion bacteriana en NH3. Zobell indica que en ciertos casos el nitrógeno amoniacal puede ser absorbido directamente por diversos grupos de algas (diatomeas y algas unicelulares). 2) Nitrificación Es la transformación del amoníaco en nitrito y luego en nitrato. Esto ocurre debido a la intervencion de bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrosococcus). Este proceso se produce en zonas del litoral a escasa o media profundidad. Cuando es a media profundidad las bacterias suelen estar asociadas de modo simbiótico con fitoplancton. 3) Asimilación del Nitrógeno Se realiza por principalmente por el fitoplancton; es un fenómeno de tipo celular y esto conlleva la formación de aminoácidos que forman péptidos y dan lugar a proteinas (nitrógeno orgánico), siendo aquí donde comienza realmente la cadena biológica del nitrógeno bajo la forma de nitrógeno orgánico. El fitoplancton es consumido por el zooplancton entrando a formar parte de su biomasa.

9 4) Desasimilación del Nitrógeno
Proceso inverso al anterior que se produce por acción catabólica de los organismos. Los prótidos son degradados a aminoácidos y estos sufren la transformación en NO3 en NO2 y NH3. 5) Reducción de nitratos y desnitrificación Lo realizan bacterias desnitrificantes y reductoras del nitrógeno y por medio de ellas el NO3 pasa a NO2 y a N3, hasta la liberación total del nitrógeno; a nivel marino esto ocurre en zonas de anoxia y las bacterias utilizan para ellas mismas el nitrógeno. 6) Fijación del nitrógeno Esta fase que tiene particular importancia en el medio terrestre no parece ser tan crítica en el medio marino. Parece ser que el nitrógeno procedente de la costa o de la atmósfera lo reciclan bacterias fijadoras que viven en simbiosis con algas.

10 1-Nitrógeno atmosférico, 2-Entrada en la cadena alimentaria, 3-Descomposición de la materias animales (amonificación), 4-Devolución a la atmósfera por desnitrificación, 5-Ingreso en el medio acuático por lixiviación, 6-Humus, 7-Nitrificación. 8-Fijación del nitrógeno en las raíces por las bacterias simbióticas, 9-Absorción del nitrógeno producido por la actividad eléctrica de la atmósfera, 10-Descomposición de las materias vegetales (amonificación).

11 CICLO DEL AGUA El proceso del ciclo hidrológico comienza con la energía que se recibe del Sol. Los continentes y océanos pierden agua por evaporación, pasando ese vapor de agua a la atmósfera y condensándose en forma de nubes. La saturación del vapor del agua en las nubes conduce a las precipitaciones, las cuales se manifiestan en forma de lluvia, nieve o granizo, que alcanzan de nuevo los continentes y por tanto los ríos y océanos. Del total de agua de las precipitaciones, un parte circula por la superficie, otra se evapora, y una tercera se infiltra en la tierra para formar el caudal basal, es decir, las aguas subterráneas que alimentan los caudales de los ríos cuando cesan las precipitaciones.

12 Además de los ríos, también aportan al ciclo los lagos, aguas costeras, e incluso algunas erupciones volcánicas. Las aguas que tienen su destino en las corrientes subterráneas procedentes de la lluvia, se infiltran por gravedad a través de los huecos hasta una profundidad límite, en la cual los poros rocosos están tan anegados o saturados que el agua no puede penetrar más. En el subsuelo se forman entonces dos zonas: una profunda (saturada) y otra llamada de aireación o vadosa (no saturada). En la zona de aireación se producen fenómenos de transpiración, por una lado debido a las raíces de las plantas, y por otro a causa del ascenso del agua por capilaridad desde la zona saturada hacia la superficie.

13 FASES DEL CICLO DEL AGUA
1) Precipitación Transporte a través de la atmósfera de las nubes hacia el interior con un movimiento circular, como resultado de la gravedad, y perdida de su agua cae en la  tierra. Este fenómeno se llama lluvia o precipitación. 2) Infiltración El agua de lluvia se infiltra en la tierra y se hunde en la zona saturada, donde se convierte en agua subterránea. El agua subterránea se mueve lentamente desde lugares con alta presión y elevación hacia los lugares con una baja presión y elevación. Se mueve desde el área de infiltración a través de un acuífero y hacia  un área de descarga, que puede ser un mar o un océano. 3) Transpiración Las plantas y otras formas de vegetación toman el agua del suelo y la excretan otra vez como vapor de agua. Cerca del 10% de la precipitación que cae en la tierra se vaporiza otra vez a través de la transpiración de las plantas, el resto se evapora de los mares y de los océanos.

14 4) Salida superficial El agua de lluvia que no se infiltra en el suelo alcanzará directamente el agua superficial, como salida a los ríos y a los lagos. Después será transportada de nuevo a los mares y a los océanos. Esta agua es llamada agua de salida superficial. 5) Evaporación debido a la influencia de la luz del sol el agua en los océanos y los lagos se calentará. Como resultado de esto se evaporará y será transportada de nuevo a la atmósfera. Allí formará las nubes que con el tiempo causarán la precipitación devolviendo el agua otra vez a la tierra. La evaporación de los océanos es la clase más importante de evaporación. 6) Condensación En contacto con la atmósfera el vapor de agua se transformará de nuevo a líquido, de modo que sea visible en el aire. Estas acumulaciones de agua en el aire son lo que llamamos las nubes.

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