2. Siklus
Biogeokimia
Siklus Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus,
antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup. . Dalam suatu
ekosistem, materi pada setiap tingkat trofik tidak hilang. Materi berupa
unsur-unsur penyusun bahan organik tersebut didaur-ulang. Unsur-unsur
tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui udara, tanah, dan air.
Daur ulang materi tersebut melibatkan makhluk hidup dan batuan (geofisik)
sehingga disebut Daur Biogeokimia. Fungsi Daur Biogeokimia adalah
sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang
sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun
komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga.
3. Siklus Hidrologi
Siklus air, dikenal juga sebagai siklus hidrologi,
adalah proses alami yang mana air bergerak secara
terus-menerus. Sirkulasi air menggambarkan
pergerakan molekul air (H2O) dari atmosfer ke
bumi dan sebaliknya. Sirkulasi ini tidak pernah
berhenti, sehingga membentuk rangkaian
melingkar perjalanan molekul air yang disebut
siklus. Air berubah bentuk dari uap ke cairan dan
padat, berpindah antara atmosfer, daratan, dan
lautan melalui berbagai tahapan. Proses dan
tahapan tersebut akan berulang terus-menerus,
sehingga air yang ada di bumi terus berputar dan
tidak akan habis.
4. Evaporasi
01.
Evaporasi (penguapan)
sebagai sebuah proses
pertukaran molekul air
di permukaan menjadi
molekul uap air di
atmosfer.
Kondensasi
Kondensasi juga disebut
pengembunan, yang berarti
konversi uap air kembali menjadi
air. Kondensasi terjadi di
atmosfer. Semakin tinggi lapisan
atmosfer, semakin dingin suhu
atmosfer karena tekanan
udaranya rendah.
Presipitasi
02. 03.
Presipitasi sebagai sebuah proses turunnya
air dari atmosfer ke permukaan bumi.
Jumlah presipitasi yang turun ke bumi tidak
tetap bentuk dan jumlahnya. Bentuk
preseiptasi yang jatuh ke bumi dapat berupa
hujan (air), salju, kabut, embun, dan hujan
es., dan temperature Bervariasinya bentuk
dan jumlah presipitasi yang jatuh ke bumi
ini disebabkan oleh faktor – faktor
klimatologi di atmosfer, seperti tekanan
atmosfer, angin
Tahapan Siklus Air
5. 06
Transpirasi
Infiltrasi Aliran Permukaan
Proses tumbuhan menyerap air
melalui akar dan mengeluarkan
uap air melalui stomata pada daun
disebut transpirasi. Proses ini
membantu mempertahankan
keseimbangan siklus air.
04 05
Aliran permukaan proses
dimana air mengalir di
atas permukaan bumi.
Arus dapat mengalir ke
hulu melalui sungai,
melalui danau/telaga,
rawa, hilir sungai dan
muara dan berakhir di
laut.
Infiltrasi adalah
proses dimana air
hujan meresap ke
dalam tanah dan
membentuk
cadangan air
tanah.
6. Siklus Gas
1. Siklus Karbon
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia
dimana karbon dipertukarkan diantara biosfer,
geosfer, hidrosfer dan atmosfer bumi. Dalam
siklus ini terdapat empat reservoir karbon
utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran.
Bagian terbesar dari karbon yang berada di
atmosfer bumi adalah gas karbon dioksida
(CO2). Gas-gas lain yang mengandung karbon
di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon
atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial
atau buatan).
7. 2. Siklus
Nitrogen
Gas Nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80%
udara. Siklus nitrogen adalah transfer nitrogen dari
atmosfer ke dalam tanah. Tumbuhan memperoleh
nitrogen dari dalam tanah berupa ammonia (NH3), ion
Nitrit (NO2-) dan ion nitrat (NO3-). Nitrat yang
dihasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh
produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein.
Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, bakteri
pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3)
dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+).
Proses ini disebut amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas
dan Nitrococcus mengubah amoniak dan senyawa
amonium menjadi nitrat yang akan diserap oleh akar
tumbuhan.
8. 3. Siklus Oksigen
Oksigen dilepaskan dari reaksi fotosintesis. Unsur
ini secara cepat bersenyawa membentuk oksida-
oksida, seperti dengan karbon dalam respirasi
aerobik atau dengan karbon dan hidrogen dalam
perubahan bahan bakar fosil seperti dengan metana.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Siklus oksigen disempurnakan atau diakhiri ketika
unsur oksigen masuk kembali ke atmosfer dalam
bentuk gas. Hanya satu cara yang signifikan dimana hal
tersebut terjadi yaitu melalui fotosintesis yang
dilakukan tumbuhan. Siklus hidrogen tidak dibuat
tersendiri karena dialam ini hidrogen paling bnayak
terlihat dalam bentuk senyawa air, H2O.
9. Sumber sulfur dalam ekosistem antara lain yaitu
sulfur yang berada di atmosfer secara alami bersal
dari letusan gunung berapi yang berupa hidrogen
sulfida. Sulfur sebagian besar tersimpan dalam
batuan bumi. Siklus belerang relatif kompleks
dimana melibatkan berbagai macam gas, mineral-
mineral yang sukar larut dan beberapa spesi lainnya
dalam larutan. Siklus ini berkaitan dengan siklus
oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen
membentuk gas belerang oksigen (SO2) sebagai
bahan pencemar air. Gas SO2 dikeluarkan dari
pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung
belerang. Efek uatama dari belerang dioksida dalam
atmosfer adalah kecendruangan untuk teroksidasi
menghasilkan asam sulfat. Asam ini dapat
menyebabkan terjadinya hujan asam
4. Siklus Belerang
10. 5. Siklus Fosfor
Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar
dalam mineral-mineral yang sedikit larut, seperti
hidroksiapilit dan garam kalsium. Di alam, fosfor
terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat
organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa
fosfat anorganik (pada air dan tanah).
Fosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan
sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat,
diserap oleh tanaman dan tergabung dalam asam
nukleat yang menyusun material genetik dalam
organisme. Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan
yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai)
menjadi fosfat anorganik.
11. Siklus Sedimen
Siklus batuan adalah sebuah proses
perputaran dimana material bumi
berubah dari satu bentuk ke bentuk
lainnya, akibat adanya interaksi antara
lempengan tektonik dan siklus
hidrologi. Secara singkat, proses siklus
batuan ini berasal dari magma yang
keluar dari bawah permukaan bumi,
kemudian menjadi dingin karena
terkena hujan dan sinar matahari,
sehingga menjadikannya sebuah batuan
beku. Batuan beku tersebut jika
dibiarkan di udara terbuka maka
kelamaan akan rusak dan hancur.
12. Magma Mengalami
Kristalisasi
Proses pembekuan
hingga membentuk
sebuah kristal atau
mineral.
Mengalami Pengangkatan
dan Pelapukan
Proses pelapukan pada batuan
dapat terjadi karena adanya
reaksi fisik dan kimia antara
batuan dengan interaksi udara,
air, maupun organisme tertentu.
Setelah batuan menjadi lapuk,
nantinya akan menjadi material
sedimen melalui sebuah proses
erosi.
Proses Erosi
Dalam proses ini, air berperan
paling banyak dalam siklus
batuan. Air yang mengalir,
misalnya dari sungai, dapat
mengangkut material-material
pelapukan batu menuju tempat
lain. Selain air mengalir, ada juga
angin dan gletser yang mampu
mengangkut material menuju
tempat lain alias berpindah.
13. Pengendapan dan
Pembentukan Batuan
Sedimen
Material-material dari pelapukan
batuan beku yang telah terangkut
atau berpindah ini, lama-kelamaan
akan mengendap di suatu tempat
dan bertambah menjadi semakin
banyak. Berhubung jumlah batuan
yang mengendap ini semakin
banyak, maka lama-kelamaan
batuan juga akan mengeras.
Batuan Sedimen Berubah
Menjadi Batuan Metamorf
Semakin dalam batuan sedimen
terkubur di bawah permukaan
bumi, maka akan semakin besar
kemungkinannya untuk terpapar
suhu dan tekanan dari kompresi
tektonik serta energi panas yang
berasal dari panas bumi.
Akibatnya, batuan akan berubah
hingga menjadi batuan metamorf
atau malihan.
Batuan Metamorf atau Malihan
Berubah Kembali Menjadi
Magma
Berhubung batuan ini
memiliki siklus atau
perputaran layaknya air
hujan, maka batuan
metamorf atau malihan ini
juga akan kembali lagi
menjadi magma. dari
magma itu nantinya akan
mengalami proses
selanjutnya
14. Faktor yang mempengaruhi siklus
biogeokimia
Aktivitas Biologis: Aktivitas organisme hidup, seperti respirasi, fotosintesis, dekomposisi,
dan aktivitas lainnya, memainkan peran penting dalam siklus biogeokimia. Proses-proses ini
mengubah bentuk dan distribusi unsur-unsur dalam lingkungan.
Kondisi Lingkungan Fisik: Faktor-faktor seperti suhu, kelembaban, cahaya matahari, dan
ketersediaan air mempengaruhi laju reaksi kimia dan proses biologis yang terlibat dalam
siklus biogeokimia.
Ketersediaan Nutrien: Ketersediaan unsur-unsur tertentu dalam ekosistem mempengaruhi
siklus biogeokimia. Misalnya, ketersediaan nitrogen, fosfor, dan karbon dapat memengaruhi
pertumbuhan tanaman dan aktivitas mikroba yang penting dalam siklus tersebut.
Kerentanan Lingkungan: Kerentanan ekosistem terhadap perubahan lingkungan seperti
polusi, perubahan iklim, dan gangguan manusia juga mempengaruhi siklus biogeokimia.
Misalnya, polutan seperti logam berat atau bahan kimia beracun dapat mengganggu siklus
tersebut.
15. Interaksi Antar Spesies: Interaksi antar spesies, seperti simbiosis
antara tanaman dan bakteri pengikat nitrogen, dapat mempengaruhi
pergerakan unsur-unsur dalam ekosistem dan siklus biogeokimia yang
terkait.
Siklus Air dan Pergerakan Lapisan Tanah: Siklus air dan pergerakan
lapisan tanah juga mempengaruhi siklus biogeokimia dengan
mengangkut unsur-unsur melalui ekosistem, termasuk transportasi
nutrien oleh aliran air dan pergerakan tanah oleh erosi.
Aktivitas Manusia: Aktivitas manusia seperti pertanian intensif,
penggunaan pupuk, deforestasi, dan penggunaan bahan bakar fosil
juga memiliki dampak besar pada siklus biogeokimia. Ini bisa
mempercepat atau mengubah arah siklus alami yang ada.
16. Pentingnya siklus biogeokimia
Ketersediaan Nutrien: Siklus biogeokimia adalah cara utama di mana unsur-unsur
esensial seperti karbon, nitrogen, fosfor, dan oksigen bergerak antara organisme hidup
dan lingkungan fisiknya. Ketersediaan nutrien ini penting untuk pertumbuhan dan
perkembangan organisme hidup, termasuk tanaman, hewan, dan mikroorganisme.
Stabilitas Lingkungan: Siklus biogeokimia membantu mempertahankan stabilitas
lingkungan dengan mengatur keseimbangan unsur-unsur kimia dalam ekosistem.
Ketika siklus ini terganggu, misalnya karena aktivitas manusia seperti polusi atau
deforestasi, dapat menyebabkan ketidakseimbangan dalam ekosistem dan mengganggu
stabilitas lingkungan.
Kualitas Air dan Udara: Siklus biogeokimia berperan penting dalam menjaga kualitas
air dan udara. Misalnya, siklus karbon mengatur kadar CO2 dalam atmosfer, sedangkan
siklus nitrogen mengatur kualitas air dengan mengontrol ketersediaan nitrogen dalam
air tanah dan permukaan.
17. Daur Ulang Nutrien: Siklus biogeokimia memungkinkan daur ulang
nutrien yang efisien dalam ekosistem. Proses seperti dekomposisi
organik mengubah bahan-bahan organik menjadi nutrien yang dapat
diserap oleh tanaman dan digunakan kembali dalam siklus
kehidupan.
Keseimbangan Iklim: Siklus biogeokimia juga memiliki peran
dalam mengatur iklim global. Misalnya, siklus karbon mengatur
kadar CO2 dalam atmosfer, yang merupakan gas rumah kaca yang
penting dalam menentukan suhu global dan iklim bumi.
Pertanian dan Kesejahteraan Manusia: Siklus biogeokimia
mendukung pertanian dan kesejahteraan manusia secara
keseluruhan. Nutrien yang tersedia dalam tanah yang dihasilkan oleh
siklus biogeokimia mendukung pertumbuhan tanaman dan produksi
pangan yang mencukupi untuk populasi manusia.
