Principales ciclos biogeoquímicos y su concatenación con las entradas y salidas de la energía en el ecosistema

Ciclo Hidrológico

El ciclo del agua inicia su recorrido en los mares y sube en forma de vapor a la atmósfera, de la atmósfera regresa a la tierra, y de ahí a los mares u océanos, lo que le permite su equilibrio. Ante esta situación, describiremos las fases que comprende este ciclo:

Evaporación: ocurre cuando los diferentes cuerpos de agua se calientan y da inicio con ello un proceso de evaporación, producto principalmente de la energía solar, quedando en condiciones de ser transportadas las moléculas de agua, como vapor de agua, a las capas superiores de la atmósfera y de ahí a muchos otros lugares por la acción del viento.

Transpiración: es elemental recordar que los vegetales ocupan grandes cantidades de agua para llevar a cabo sus funciones, y que luego regresan a la atmósfera una parte importante del líquido a través del proceso de transpiración, que regula la temperatura en los organismos, y en las plantas como transporte de nutrimentos. El agua almacenada en las plantas se difunde por medio de sus membranas y entra a la atmósfera como vapor de agua. 

Condensación: el vapor de agua se enfría, se condensa en gotas y forma las nubes.

Precipitación: las gotas de agua van aumentando de volumen, y el aire pierde la capacidad de retenerlas y se precipitan en forma de lluvia, nieve o granizo de nuevo hacia la superficie terrestre y océanos. La cantidad de lluvia que se distribuye en la tierra es irregular, como consecuencia de los distintos factores del clima y bióticos y abióticos de la biosfera.

Ciclo del carbono 

El elemento biogeoquímico constituyente conocido como carbono se encuentra distribuido de manera extensa en la atmósfera, y su forma principal es el bióxido de carbono gaseoso (CO²).

El bióxido de carbono es utilizado directamente por los vegetales a través del proceso de la fotosíntesis, cuyo producto son los carbohidratos, que pasan a los animales herbívoros cuando éstos consumen las plantas. Por medio de la respiración de los organismos, el bióxido de carbono regresa de nueva cuenta a la atmósfera. Debido a los crecientes procesos antropogénicos de oxidación y combustión, la producción de bióxido de carbono se disipa de manera inmediata por la circulación que se genera en el aire; entonces, el incremento de CO², se ve compensado en la producción de un aumento en su absorción por los vegetales y la formación de carbonatos en el océano.

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un elemento básico para la vida y está presente en determinadas reacciones químicas e intercambios entre la atmósfera, los suelos y los seres vivos. Éstos se efectúan en la naturaleza de forma cíclica. Intervienen fundamentalmente en este ciclo los organismos vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En este proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo y será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.

Los seres vivos no pueden utilizar de forma directa el nitrógeno gaseoso natural que se encuentra en la atmósfera.

El nitrógeno da lugar a una serie de transformaciones, por ejemplo en nitratos, y, al combinarse con otras sustancias, origina compuestos orgánicos nitrogenados útiles para las plantas y los animales. Las plantas obtienen sus nutrimentos y/o compuestos nitrogenados a partir del suelo y su absorción se da por medio de las raíces. Los animales obtienen nitrógeno a partir del consumo de tejidos vegetales en los que con anterioridad fue fijado. En cualquiera de los dos casos, el nitrógeno es empleado para elaborar las macromoléculas o proteínas.

Ciclo del fosforo

El fósforo es un nutriente esencial que se encuentra en forma disuelta en un 90% de los casos. Existe una pérdida de fósforo importante hacia los sedimentos; este detrimento se encuentra balanceado por su entrada por intemperismo de las rocas y su arrastre por los ríos hacia los ecosistemas acuáticos. Los compuestos de este elemento tienen relevancia en la fotosíntesis.

El fósforo presenta un alta tasa de renovación, lo que resulta en una disponibilidad significativa, el resto de los desechos metabólicos es retornado por medio de la acción bacteriana. 

Ciclo del azufre 

Las fuentes de los compuestos de azufre son las rocas y los suelos, se desplazan por la atmósfera a través de la precipitación y deposición. El balance geoquímico del azufre probablemente está mantenido por la deposición, a través de la acción bacteriana de minerales sulfatados en los sedimentos.

Los procesos geológicos ocurren en las rocas y suelos que contienen cantidades considerables de azufre libre o sulfuros, que al oxidarse por medio del agua forman ácido sulfúrico.