Pengertian Daur biogeokimia: jenis, manfaat, faktor

Daur biogeokimia adalah jalur yang diambil di lingkungan oleh unsur kimia yang penting bagi kehidupan. Istilah ini berasal dari fakta bahwa ada gerakan daur unsur-unsur yang membentuk organisme hidup (“bio”) dan lingkungan geologis (“geo”), di mana perubahan kimia terjadi.

Sepanjang daur, setiap elemen diserap dan didaur ulang oleh komponen biotik (makhluk hidup) dan abiotik (udara, air, tanah) dari biosfer, dan kadang-kadang dapat terakumulasi dalam periode waktu yang lama di tempat yang sama. Melalui daur biogeokimia, unsur-unsur kimia dan senyawa kimia dipindahkan antar organisme dan antara berbagai bagian planet ini. Contoh: daur air, nitrogen, oksigen, fosfor, kalsium, karbon dan sulfur.

Studi dan pemahaman tentang daur biogeokimia dapat membantu mengidentifikasi potensi dampak lingkungan yang disebabkan oleh masuknya zat-zat berbahaya di ekosistem yang berbeda.

Hubungan antara organisme hidup dan lingkungan fisik ditandai oleh pertukaran elemen yang konstan, dalam aktivitas siklik. Faktanya, fenomena ini hanyalah daur semata dalam kaitannya dengan aspek kimia, dalam arti bahwa senyawa kimia yang diubah sama dilarutkan pada akhir daur.

Dengan demikian, ada semacam pertukaran terus menerus antara lingkungan fisik, yang disebut abiotik (relatif terhadap bagian tak bernyawa dari lingkungan fisik) dan biotik (sekumpulan makhluk hidup), pertukaran ini sangat seimbang dalam kaitannya dengan pertukaran unsur-unsur di kedua indra, bahwa keduanya berarti tetap konstan.

Daur dibagi menjadi: Daur Nitrogen, Daur Air, Daur Oksigen, Daur Fosfor, Daur Kalsium, Daur Karbon, Daur Sulfur.

Pengertian

Daur biogeokimia adalah perputaran yang terdiri dari proses dimana organisme menghilangkan unsur-unsur kimia atau senyawa dari alam untuk digunakan oleh mereka, dan kemudian mengembalikannya ke lingkungan. Dengan demikian, masalah di lingkungan, meskipun mengalami penataan ulang, tetap agak konstan, karena terus-menerus didaur ulang. Di antara daur biogeokimia utama, kita dapat menyoroti daur air, oksigen, nitrogen, dan karbon.

Faktor yang diperlukan untuk daur biogeokimia terjadi

Agar daur biogeokimia terjadi, beberapa faktor sangat penting, mereka yaitu:

  • Reservoir dari unsur kimia (atmosfer, hidrosfer atau kerak bumi);
  • Keberadaan makhluk hidup;
  • Gerakan unsur kimia oleh lingkungan dan makhluk hidup ekosistem.

Kecepatan di mana suatu elemen bersirkulasi dalam lingkungan abiotik dan biotik tergantung pada beberapa faktor. Sifat elemen yang berpartisipasi dalam daur, misalnya, dapat menentukan apakah daur akan terjadi secara lambat atau cepat. Biasanya daur gas lebih cepat daripada daur sedimen.

Poin penting lainnya untuk kecepatan daur nutrisi adalah laju pertumbuhan makhluk hidup dan penguraiannya. Tingkat pertumbuhan suatu spesies secara langsung mempengaruhi rantai makanan dan, akibatnya, aliran elemen dalam rantai itu. Dekomposisi, jika terjadi perlahan, mempengaruhi pelepasan nutrisi ke lingkungan.

Manusia juga memainkan peran penting dalam daur biogeokimia. Melalui kegiatan tertentu, seperti pertanian, manusia mampu mengubah dinamika alami suatu ekosistem, memodifikasi jalur yang diikuti oleh elemen tertentu dalam daur. Selain itu, polusi, ekstraksi mineral, dan produksi energi dapat memengaruhi daur unsur-unsur tersebut.

Klasifikasi daur biogeokimia

Daur biogeokimia dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama: gas dan sedimen. Daur gas adalah yang memiliki atmosfer sebagai reservoir utamanya. Selain itu, unsur-unsur masuk dan keluar biosfer dalam bentuk gasnya. Dalam daur sedimen, reservoir utama adalah kerak bumi.

1. Daur air

Air adalah salah satu elemen penting untuk kehidupan di planet ini. Ini hadir di alam dalam tiga kondisi fisik: padat, cair dan gas. Dalam daur air ia melewati dari fase cair, hadir di sungai dan laut, misalnya, ke keadaan uap melalui penguapan.

Pada lapisan atmosfer yang lebih tinggi, uap air mengembun dan kembali ke permukaan dalam bentuk cair, dalam proses yang disebut presipitasi. Namun, ketika uap air mendingin berlebihan, setelah kondensasi, uap itu mengeras dan kembali ke tanah dalam bentuk salju atau hujan es.

Daur air

Ketika air jatuh di lingkungan terestrial, itu menyusup ke tanah, berakhir di air tanah. Makhluk hidup menelan atau menyerap air dari lingkungan dan menggunakannya dalam berbagai reaksi yang terjadi pada organisme mereka. Air dapat dikembalikan ke lingkungan oleh makhluk hidup dalam proses respirasi, keringat dan ekskresi. Untuk memperdalam daur ini, akses: Daur air.

2. Daur karbon

Ini dapat dibagi menjadi biologis dan geologis, seperti yang akan kita lihat di bawah:

Daur karbon

Daur karbon biologis

Melalui fotosintesis, organisme autotrofik mengasimilasi senyawa karbonat, mengubahnya menjadi bahan organik dan mentransfernya ke organisme heterotrof melalui rantai makanan. Organisme yang melakukan kemosintesis juga menggunakan karbon untuk menghasilkan senyawa organik.

Karbon kembali ke lingkungan, dalam bentuk karbon dioksida (CO2), oleh makhluk hidup dalam proses respirasi dan dekomposisi. Manusia berkontribusi pada peningkatan CO2 di alam melalui tindakan seperti penggundulan hutan, pembakaran dan penggunaan bahan bakar fosil.

Daur karbon geologis

Melalui difusi, CO2 dipertukarkan antara hidrosfer dan atmosfer hingga tercapai keseimbangan antara kedua media. Kehadiran CO2 di atmosfer dapat larut dalam hujan dan menghasilkan zat asam, H2CO3, yang akan bertindak pada erosi batuan silikat, melepaskan ion Ca2 + dan HCO3- dalam medium.

Ion-ion ini digunakan di lautan oleh organisme untuk membangun cangkang mereka, yang, setelah kematian mereka, menumpuk di sedimen. Bahan ini dapat bermigrasi ke daerah tekanan dan suhu tinggi, di mana karbonat akan meleleh sebagian. Tindakan gunung berapi akan melepaskan CO2 kembali ke atmosfer. Pelajari lebih lanjut tentang daur ini dengan mengakses: Daur karbon.

3. Daur oksigen

Bentuk utama produksi oksigen adalah melalui proses fotosintesis, yang dilakukan oleh organisme autotrofik fotosintesis, seperti tanaman dan ganggang. Organisme ini mengasimilasi karbon dioksida (CO2) untuk produksi bahan organik dan melepaskannya ke lingkungan, sebagai salah satu produk akhir dari proses tersebut, gas oksigen (O2).

Oksigen yang dilepaskan ke atmosfer akan digunakan oleh beberapa organisme dalam proses respirasi sel. Salah satu produk akhir dari respirasi seluler adalah karbon dioksida, yang akan dilepaskan ke lingkungan. Dengan demikian, kita dapat mengamati bagaimana daur oksigen dan karbon saling berhubungan. Penting untuk digarisbawahi bahwa oksigen yang dihasilkan juga akan berpartisipasi dalam pembentukan lapisan ozon. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang daur ini, baca: Daur oksigen.

4. Daur nitrogen

Nitrogen hadir dalam molekul asam amino, konstituen protein, sehingga menjadi elemen penting bagi makhluk hidup, dan merupakan sekitar 78% dari atmosfer. Daur nitrogen dapat dibagi menjadi tiga tahap:

  • Fiksasi: Proses fiksasi berhubungan dengan penghilangan nitrogen dari atmosfer (N2) dan transformasinya menjadi amonia (NH3), yang dapat diasimilasi oleh makhluk hidup. Proses ini dapat dilakukan oleh cyanobacteria, di lingkungan akuatik; oleh bakteri yang hidup di tanah, seperti genus Azotobacter; dan oleh bakteri dari genus Rhizobium, yang hidup dalam nodul yang ada di akar tanaman polongan. Fiksasi nitrogen di atmosfer juga dapat terjadi melalui pelepasan listrik, namun proses ini terjadi pada skala yang lebih kecil.
  • Nitrifikasi: Amonia yang diproduksi sebelumnya, serta yang dikeluarkan oleh proses ekskresi dan dekomposisi hewan, dikonversi, di dalam tanah, menjadi nitrit (NO-2) dan nitrat (NO-3), zat yang lebih mudah diserap dan diasimilasi oleh tanaman. Proses ini dilakukan oleh bakteri yang disebut nitrifier, dari genus Nitrosomonas dan Nitrobacter.
  • Denitrifikasi: Pada tahap ini, bakteri, yang disebut denitrifiers, mengeluarkan nitrogen dari senyawa nitrogen, seperti nitrit dan nitrat, dan mengembalikannya ke atmosfer dalam bentuk gas.

Siklus nitrogen

Manfaat daur biogeokimia

Daur biogeokimia, dengan mendorong daur unsur-unsur, memastikan bahwa mereka digunakan dan, kemudian, tersedia lagi. Ini adalah faktor yang sangat penting, karena beberapa elemen sangat penting bagi makhluk hidup, dan penggunaannya yang konstan, tanpa penggantian, dapat menyebabkan kepunahan spesies.

Sirkulasi elemen sangat penting untuk memastikan bahwa suatu ekosistem berfungsi dengan baik. Jika, misalnya, jumlah oksigen yang tersedia di lingkungan air berkurang, semua makhluk hidup di ekosistem itu akan terpengaruh. Menilai daur biogeokimia, dalam hal ini, bisa menjadi penting untuk memprediksi dampak lingkungan.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan daur biogeokimia

Kecepatan di mana suatu elemen bersirkulasi dalam lingkungan abiotik dan biotik tergantung pada beberapa faktor. Sifat elemen yang berpartisipasi dalam daur, misalnya, dapat menentukan apakah daur akan terjadi secara lambat atau cepat. Biasanya daur gas lebih cepat daripada daur sedimen.

Poin penting lainnya untuk kecepatan daur nutrisi adalah laju pertumbuhan makhluk hidup dan penguraiannya. Tingkat pertumbuhan suatu spesies secara langsung mempengaruhi rantai makanan dan, akibatnya, aliran elemen dalam rantai itu. Dekomposisi, jika terjadi perlahan, mempengaruhi pelepasan nutrisi ke lingkungan.

Manusia juga memainkan peran penting dalam daur biogeokimia. Melalui kegiatan tertentu, seperti pertanian, manusia mampu mengubah dinamika alami suatu ekosistem, memodifikasi jalur yang diikuti oleh elemen tertentu dalam daur. Selain itu, polusi, ekstraksi mineral, dan produksi energi dapat mempengaruhi daur unsur-unsur tersebut.

Related Posts