Ciclos biogeoquímicos

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Presentación sobre los ciclos biogeoquímicos adaptada al temario de la asignatura Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de segundo de bachillerato

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Ciclos biogeoquímicos

  1. 1. Ciclos biogeoquímicos
  2. 2. ¿Qué son los ciclos biogeoquímicos? Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa.
  3. 3. Los elementos siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica . Zona biótica Gran cantidad del elemento Zona abiótica Menos cantidad Flujo lento Flujo rápido
  4. 4. CICLO BIOGEOQUÍMICO GLOBAL I
  5. 5. CICLO BIOGEOQUÍMICO GLOBAL II
  6. 6. LA ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS
  7. 7. 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 propias de los seres vivos, se degrada y disipa en forma de calor (respiración).
  8. 8. El flujo de materia es, en gran medida, cerrado ya que los nutrientes son reciclados cuando la materia orgánica del suelo es transformada en moléculas orgánicas o inorgánicas
  9. 9. Tipos de Ciclos Biogeoquímicos: sedimentarios gaseosos
  10. 10. <ul><li>Ejemplos de este tipo de ciclos son el FÓSFORO y el AZUFRE. </li></ul>Sedimentarios : <ul><li>Los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos. </li></ul><ul><li>Los elementos en estos ciclos son generalmente reciclados mucho más lentamente que en el ciclo gaseoso </li></ul><ul><li>El elemento se transforma de modo químico y con aportación biológica en un mismo lugar geográfico </li></ul><ul><li>Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con frecuencias de miles a millones de años. </li></ul>
  11. 11. <ul><li>Ejemplos de ciclos gaseosos son el NITRÓGENO, CARBONO, Y OXÍGENO </li></ul>Gaseosos <ul><li>Los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. </li></ul><ul><li>Los elementos son reciclados rápidamente </li></ul><ul><li>La transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. </li></ul>
  12. 12. <ul><li>Cada compuesto químico tiene su propio y único ciclo, pero todos los ciclos tienen características en común: </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Reservorios : son aquellas partes del ciclo donde el compuesto químico se encuentra en grandes cantidades por largos períodos de tiempo. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Fondos de recambio : son aquellas partes del ciclo donde el compuesto químico es mantenido por cortos períodos. Este período de tiempo se denomina tiempo de residencia . </li></ul></ul></ul></ul>
  13. 13. Ciclos sedimentarios azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo fósforo azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre azufre
  14. 14. Ciclo del azufre
  15. 17. Ciclo mundial del azufre. Los caminos del azufre son las líneas gruesas.Las líneas finas representan la energía disipada en las fuentes de calor. (H2S, sulfato de hidrógeno. M, microorganismos.)
  16. 18. Medio anaerobio Medio aerobio Compuestos del azufre sullfatos Á. Sulfhídrico sulfuro de dimetilo Óxidos azufre Reciclaje del azufre
  17. 19. CICLO DEL FÓSFORO P
  18. 21. <ul><li>Componente de los ácidos nucleicos, muchas sustancias de la fotosíntesis y de la respiración celular. </li></ul><ul><li>Integrante de los fosfolípidos. </li></ul><ul><li>Los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP. </li></ul><ul><li>Se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. </li></ul>Ciclo del Fósforo
  19. 22. Ciclo del Fósforo
  20. 23. <ul><ul><ul><ul><li>De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (PO 4 H 2 ) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. </li></ul></ul></ul></ul>
  21. 24. Conglomerado fosfático con presencia de restos fósiles fosfatizados y trazas fósiles en concreciones fosfáticas de 0,5 a 1 cm de diámetro y de 3 a 8 cm de largo, donde la mayor concentración de fosfato se localiza alrededor de la traza. El retrabajo mecánico de las partículas permitió la concentración de los elementos fosfáticos. La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.
  22. 25. Usos del fósforo Además de su empleo como fertilizantes, los fosfatos se utilizan en alimentos, bebidas, cerámicas, ablandadores de aguas, productos limpiadores, jabones, detergentes e insecticidas, entre muchos otros usos.
  23. 26. El P no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y de esta a tierra firme. Una vez en el mar sólo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo. Uno es mediante aves marinas que devuelven fósforo en forma de excremento, guano, el segundo mediante el levantamiento geológico de los depósitos sedimentarios a lo largo de miles de años. ¿Por qué el fósforo es uno de los principales factores limitantes de un ecosistema?
  24. 27. Ciclos gaseosos
  25. 28. Ciclo del nitrógeno timina adenina
  26. 29. Ciclo del nitrógeno
  27. 31. Fijación del Nitrógeno:
  28. 32. Descomposición:
  29. 33. Nitrificación nitrobacter nitrosomas
  30. 37. El nitrógeno en la atmósfera
  31. 38. El Ciclo del nitrógeno. Las flechas amarillas indican las fuentes humanas de nitrógeno para el ambiente. Las flechas rojas indican las transformaciones microbianas del nitrógeno. Las flechas azules indican las fuerzas físicas que actuan sobre el nitrógeno. Y las flechas verdes indican los procesos naturales y no microbianas que afectan la forma y el destino del nitrógeno
  32. 39. El nitrógeno en la geosfera <ul><li>En el suelo hay importantes cantidades naturales de sales relacionadas al nitrógeno, entre otros los nitratos y nitritos (inorgánicos) y la urea (orgánica); esta última, junto al nitrato de amonio se sintetiza en grandes cantidades para su utilización como abono. Todos estos productos son solubles en agua, y se lixivian con el regadío y la lluvia. </li></ul>
  33. 41. Cuantificación del ciclo
  34. 42. La mayor reserva de nitrógeno está en el aire, pero en forma inerte. De éste pasa a los ecosistemas, siendo fijado por microorganismos y por fijación fotoquímica y eléctrica. El nitrógeno luego vuelve a la atmósfera por el proceso de desnitrificación En resumen
  35. 43. Ciclo del carbono
  36. 44. Ciclo del carbono
  37. 50. Figura 1. Esquematización del ciclo global carbónico. Los montos (en negro) son gigatoneladas (1Gt = 1x109 Toneladas) de carbón. Los flujos (en morado) son Gt de carbón por año. La ilustración es cortesía de la Earth Science Enterprise de la Nasa Cuantificación del ciclo
  38. 51. El ciclo del carbono incluye la captación de dióxido de carbono por las plantas a través de la fotosíntesis, su ingestión por los animales y su liberación a la atmósfera a través de la respiración y de la descomposición de materiales orgánicos. Ciertas actividades humanas como la quema de combustibles fósiles contribuyen a la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera En resumen
  39. 52. Ciclo del oxígeno
  40. 53. Ciclo del oxígeno
  41. 56. Ciclos biogeoquímicos: N, P, S, C. De cada uno de ellos, es preciso saber: los principales depósitos los depósitos con mayor y menor tiempo de residencia los principales flujos naturales las principales formas mediante las que el hombre altera los flujos naturales
  42. 57. Preguntas prácticas: • ¿Qué compartimentos principales se consideran al trazar los ciclos biogeoquímicos? Indica algunos subcompartimentos principales que también se tengan en cuenta. • Señala qué dos factores contribuyen a la formación de compuestos con largo tiempo de residencia en el océano y en la atmósfera. • Señala algunas de las principales diferencias entre ciclos biogeoquímicos de P y C, o de CO2 y CH . 4 • Los pantanos, los arrozales, las termitas y las vacas son fuentes importantes de CH . 4 ¿Por qué?

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