Biogeochemie is de wetenschap die de chemische processen bestudeert die plaatsvinden in de atmosfeer en de hydrosfeer, en meer specifiek de flux van elementen daartussen.
Biogeochemische cycli vertegenwoordigen de beweging van chemische elementen tussen levende wezens en de atmosfeer, lithosfeer en hydrosfeer van de planeet.
Een fundamenteel kenmerk van biogeochemische cycli is het feit dat biotische en abiotische componenten nauw verwant zijn.
Chemische elementen worden uit de omgeving verwijderd, gebruikt door organismen en teruggegeven aan de natuur. Het leven wordt voortdurend herschapen uit dezelfde atomen.
Wanneer een organisme sterft, wordt zijn organische stof afgebroken door wezens. ontbinders, vertegenwoordigd door schimmels en bacteriën. Dus de atomen waaruit dit organisme bestaat, keren terug naar de omgeving en kunnen opnieuw worden opgenomen door andere levende wezens om hun organische stoffen te produceren.
Zonder deze recycling zouden de atomen van sommige chemische elementen die essentieel zijn voor het leven, kunnen verdwijnen.
Om de biogeochemische cyclus te laten plaatsvinden, is het bestaan van een reservoir van het chemische element noodzakelijk. Dit reservoir kan de aardkorst of de atmosfeer zijn. Bovendien zijn levende wezens nodig die helpen bij de beweging van chemische elementen.
Classificatie van biogeochemische cycli
Biogeochemische cycli kunnen worden ingedeeld in twee basistypen, afhankelijk van de aard van hun abiotische reservoir:
gascyclus: Bezit de atmosfeer als reservoir. Voorbeeld: stikstofcyclus en zuurstofcyclus.
Sedimentaire cyclus: Ze hebben de aardkorst als reservoir. Voorbeeld: fosforcyclus en watercyclus.
De elementen die nodig zijn voor het leven nemen deel aan biogeochemische cycli. Dit zijn: water, koolstof, zuurstof, stikstof en fosfor.
waterfiets
Water is fundamenteel voor het leven en kan in de natuur in drie fysieke toestanden worden gevonden: vast, vloeibaar en gas. De meeste zijn te vinden in vloeibare vorm.
De watercyclus wordt in principe weergegeven door veranderingen in zijn fysieke toestand, door de verdamping en transpiratie.
De waterkringloop verloopt in het kort als volgt:
- Water dat aanwezig is in meren, rivieren en oceanen verdampt. En planten geven een deel van het water af dat ze opnemen door transpiratie.
- Waterdamp vindt de hoogste lagen van de atmosfeer. Bij afkoeling condenseert deze damp en vormt wolken, die neerslaan als regen.
- Zo bereikt vloeibaar water weer het aardoppervlak.
- Het water infiltreert vervolgens in de bodem en wordt opgenomen door de planten. Dieren kunnen direct of via voedsel worden ingenomen.
Leer meer over waterfiets.
koolstof cyclus
O koolstof het is het element waaruit organische moleculen bestaan.
DE fotosynthese en de ademen het zijn processen die de koolstofcyclus beheersen.
De koolstofcyclus bestaat uit de fixatie van dit element door autotrofe wezens, door middel van fotosynthese of chemosynthese.
Autotrofe wezens fixeren koolstof in de vorm van organische verbindingen. Zo zijn ze via de voedselketen beschikbaar voor producenten en bijgevolg voor consumenten en afvalverwerkers.
de CO2 keert terug naar de omgeving door ademhaling, ontbinding of verbranding van fossiele brandstoffen.
Leer meer over koolstof cyclus.
Zuurstofcyclus
De zuurstofcyclus bestaat uit de beweging van dit element tussen de drie belangrijkste reservoirs: de atmosfeer, de biosfeer en de lithosfeer. O zuurstof het wordt vrijgegeven en geconsumeerd door levende wezens in verschillende chemische vormen. Deze factoren maken de koolstofcyclus complexer.
Fotosynthese is primair verantwoordelijk voor de productie van zuurstof.
De atmosfeer is het belangrijkste zuurstofreservoir voor levende wezens, waar het kan worden gevonden in de vorm van O.2 en co2.
O O2 Het wordt gebruikt bij de aerobe ademhaling van planten en dieren, waarbij de combinatie van zuurstof- en waterstofatomen watermoleculen vormen.
de CO2 wordt gebruikt in het fotosyntheseproces en de zuurstofatomen worden onderdeel van de organische stof van planten.
Door cellulaire ademhaling en afbraak van organisch materiaal wordt zuurstof teruggevoerd naar de atmosfeer, als onderdeel van watermoleculen en koolstofdioxide.
Leer meer over Zuurstofcyclus.
Stikstofcyclus
Stikstof is het meest voorkomende chemische element in de atmosfeer van de aarde. Gevonden in de vorm van N2, vertegenwoordigt ongeveer 78% van het atmosferische luchtvolume.
De overgrote meerderheid van de levende wezens kan atmosferische stikstof echter niet assimileren. Hiervoor hebben ze stikstofbindende bacteriën nodig.
Er zijn vier soorten bacteriën die deelnemen aan de stikstofcyclus:
- Bacteriën repareren: stikstof uit de lucht opnemen en omzetten in ammoniak.
- Nitrificerende bacteriën: chemosynthetische bacteriën die ammoniak oxideren en omzetten in nitriet en vervolgens in nitraat, een door planten opneembare vorm. Zo kunnen de dieren door het voeren van stikstof stikstof verkrijgen.
- Ontbindende bacteriën: bacteriën die optreden wanneer organisch materiaal uiteenvalt en ammoniak in het milieu afgeeft.
- denitrificerende bacteriën: bacteriën die anaëroob stikstofverbindingen, zoals nitraten en ammoniak, afbreken en stikstofgas afgeven aan de atmosfeer.
Leer meer over Stikstofcyclus.
Fosforcyclus
Fosfor is het genetische materiaal waaruit RNA- en DNA-moleculen bestaan. Het kan ook worden gevonden in botten en tanden.
In de natuur wordt het alleen in rotsen gevonden, in zijn vaste vorm. Wanneer gesteenten degraderen, komen fosforatomen beschikbaar in bodem en water.
Planten kunnen fosfor verkrijgen wanneer ze het oplossen in water en aarde.
Dieren krijgen fosfor via water en voedsel.
Fosfor wordt teruggegeven aan het milieu door ontbindende organismen als gevolg van de afbraak van organisch materiaal in planten en dieren. Van daaruit kan het worden gerecycled tussen planten of door regenwater naar meren en zeeën worden gebracht en in de rotsen worden verwerkt.
Oefeningen - Test je kennis
(PUC-RS-2001) - De naties van de wereld hebben de mogelijkheid besproken dat rijke en vervuilende landen belastingen betalen aan ontwikkelingslanden die bossen onderhouden en/of planten. Dit zou een manier zijn om de bijdrage van vervuilende landen aan het "broeikaseffect" (het fenomeen dat verantwoordelijk is voor de opwarming van de aarde) omdat planten, wanneer ze groeien, het belangrijkste element dat hiervoor verantwoordelijk is, uit de atmosfeer verwijderen atmosphere Het is gemaakt. Het element waarnaar de tekst hierboven verwijst, maakt deel uit van de cyclus:
a) van stikstof
b) koolstof
c) van fosfor
d) water
e) ozon
b) koolstof
(UFRGS/2009) - Levende wezens wisselen voortdurend materie uit met de omgeving via processen die bekend staan als biogeochemische cycli.
Gebaseerd op biogeochemische cycli, vink aan met: V (waar of F (vals) de volgende beweringen.
( ) De atmosfeer is het belangrijkste reservoir van koolstof, stikstof, fosfor en zuurstof.
( ) In de watercyclus is de verdamping lager in de oceanen, terwijl de neerslag lager is op het landoppervlak.
( ) Atmosferische stikstof (N2) wordt door bladabsorptie in organische moleculen opgenomen.
( ) Alle organische moleculen van levende wezens hebben koolstofatomen in hun samenstelling, en hun terugkeer naar de cyclus kan plaatsvinden door middel van ontbindingsprocessen.
De juiste volgorde voor het invullen van de haakjes, van boven naar beneden, is:
a) V - F - V - V
b) F - F - F - V
c) V - V - F - F
d) F - V - F - V
e) V - F - V - F
b) F - F - F - V
(UDESC/2009) - Analyseer met betrekking tot biogeochemische cycli de volgende uitspraken:
IK. In de koolstofcyclus: koolstofketens vormen organische moleculen via autotrofe wezens fotosynthese, waarbij koolstofdioxide door producenten wordt geabsorbeerd, gefixeerd en omgezet in organisch materiaal. Koolstof keert terug naar het milieu via koolstofdioxide via ademhaling.
II. In de zuurstofcyclus: zuurstofgas wordt geproduceerd tijdens de constructie van organische moleculen door ademhaling en verbruikt wanneer deze moleculen worden geoxideerd in fotosynthese.
III. In de waterkringloop: zonne-energie speelt een belangrijke rol, omdat het vloeibaar water laat verdampen. De waterdamp, in de hogere en koudere lagen, condenseert en vormt wolken die later neerslaan in de vorm van regen, en het water van deze regen keert terug naar de grond en vormt rivieren, meren, oceanen of zelfs infiltreert in de grond en vormt de platen watertafels.
IV. In de stikstofkringloop: een van de stappen is stikstofbinding, waarbij sommige bacteriën stikstof gebruiken en laat het reageren met zuurstof om nitriet te produceren, dat zal worden omgezet in ammoniak in het proces van: nitrificatie.
Vink het juiste alternatief aan.
a) Alleen beweringen II en IV zijn waar.
b) Alleen beweringen I en II zijn waar.
c) Alleen beweringen I, III en IV zijn waar.
d) Alleen beweringen II, III en IV zijn waar.
e) Alleen beweringen I en III zijn waar.
e) Alleen beweringen I en III zijn waar.
