Dapatkan informasi lengkap tentang Siklus Biogeokimia

Bioenergetika adalah studi tentang aliran energi ke dalam biosfer, penyerapan oleh produsen dan transformasi pada makhluk hidup. Fusi sekitar 4 juta ton hidrogen/detik di matahari adalah sumber energi di planet ini.

Hanya 47% radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi (53% dipantulkan atau diserap oleh awan, partikel debu, dll.) Energi ini mengontrol suhu atmosfer, suhu tanah, musim (sudut radiasi), zona iklim, arus udara, pembentukan air uap, dll. Energi pada akhirnya hilang.

Siklus Materi/Siklus Biogeokimia/Daur Ulang Material :

Mereka adalah pertukaran / sirkulasi nutrisi biogenetik antara komponen biosfer hidup dan tidak hidup.

Nutrisi Biogenetik/ Biogeokimia:

Mereka adalah elemen penting yang dibutuhkan oleh organisme untuk pembentukan tubuh dan metabolisme yang disediakan oleh bumi dan kembali ke bumi setelah kematian dan pembusukan.

Kolam Waduk :

Ini adalah reservoir nutrisi biogenetik dari mana yang terakhir secara perlahan dipindahkan ke kolam siklus, misalnya fosfat.

Kolam Bersepeda :

Kumpulan nutrien biogenetik yang dikosongkan dan diisi berulang kali melalui pertukaran antara komponen biotik dan abiotik biosfer.

Siklus Gas Materi :

Di sini bahan yang terlibat dalam sirkulasi antara komponen biotik dan abiotik biosfer adalah gas atau uap dan kolam reservoir adalah atmosfer atau hidrosfer, misalnya Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, dan Air.

Siklus Sedimen Materi :

Bahan-bahan yang terlibat dalam sirkulasi antara komponen biotik dan abiotik biosfer tidak berbentuk ­gas dan kolam reservoirnya adalah litosfer, misalnya Fosfor, Kalsium, Magnesium, Patung memiliki fase sedimen dan gas. Siklus gas lebih cepat dan lebih sempurna dibandingkan dengan siklus sedimen.

(A) Siklus Karbon :

Karbon muncul sebagai CO 2 di atmosfer (6 x 10 14 kg); bikarbonat, asam karbonat dalam hidrosfer (1,3 – 5,0 x 10 15 kg) dan dalam litosfer (1,8 x 10 21 kg) sebagai karbonat, grafit, kerang, kerangka, bahan bakar fosil (batubara, minyak bumi dan gas alam). Karbon dioksida terus ditambahkan ke atmosfer melalui dua jenis proses:

(a) Biologis :

Respirasi dan dekomposisi melepaskan CO 2 . Metana juga dihasilkan selama dekomposisi di sawah, rawa-rawa dan ruminansia. Di atmosfer, metana dioksidasi menjadi CO 2 .

(b) Non-biologis :

Pembakaran biomassa dan bahan bakar fosil melepaskan banyak C0 2 . Pembakaran bahan bakar fosil menambahkan 6 x 10 12 kg karbon (sebagai karbon dioksida) ke atmosfer. 73% darinya diproduksi oleh industrialisasi. Sumber lainnya adalah pelapukan batuan karbonat, mata air panas dan letusan gunung berapi. Fotosintesis mengikat sejumlah 7 x 10 13 kg karbon. Ini melepaskan oksigen (sekitar 9 x 10 13 kg). Satu hektar hutan yang baik menyerap 30.000 kg CO2 / 8000 kg karbon dan melepaskan 10.000 kg oksigen setiap tahunnya. Sejumlah kecil CO 2 dikeluarkan dari siklus siklus melalui fosilisasi, pembentukan dan sedimentasi karbonat, pengendapan oleh tumbuhan dan cangkang karbon, kerangka, dll.

(B) Siklus Oksigen:

Oksigen terjadi sebagai gas bebas (20,99%) di atmosfer, larut dalam air, sebagai komponen CO 2 , nitrogen oksida, air, sulfat, fosfat dan sejumlah bahan kimia lainnya di litosfer:

(i) Konsumsi Oksigen:

Oksigen dikonsumsi dalam respirasi, pembakaran dan oksidasi kimia.

(ii) Pembebasan Oksigen:

Sumber utama pembebasan oksigen adalah fotosintesis. Disosiasi foto membebaskan oksigen dari air pada ketinggian yang lebih tinggi. Dekomposisi dan banyak reaksi kimia juga membebaskan oksigen.

(C) Siklus Nitrogen:

78,03% atmosfer terdiri dari nitrogen. Beberapa ditambahkan melalui letusan gunung berapi, erosi batuan sedimen dan gentrifikasi. Tumbuhan memperoleh nitrogen sebagai nitrat (kadang-kadang amonia) yang hanya tersedia di batuan tertentu. Nitrogen atmosfer (N 2 ) tidak digunakan. Pada suatu waktu hanya sejumlah kecil nitrogen yang dapat digunakan yang ada di tanah dan badan air.

Oleh karena itu, nitrogen adalah elemen penting. Selain jumlah pelarutan yang sangat kecil dari pelapukan batuan, senyawa nitrogen terbentuk melalui fiksasi nitrogen dari tiga jenis:

(i) Fiksasi Nitrogen Atmosfer:

Dengan bantuan petir (elektrokimia) dan radiasi energi tinggi (reaksi fotokimia), sejumlah kecil nitrogen bergabung dengan oksigen untuk membentuk nitrogen oksida yang tersapu air hujan. Fiksasi tahunan adalah 35 mg/m 2 /tahun.

(ii) Fiksasi Nitrogen Biologis:

Bakteri hidup bebas (misalnya Azotobacter, Clostridium) bakteri simbiotik (misalnya Rhizobium, Frankia), cyanobacteria yang hidup bebas (misalnya Aulosira, Tolypothrise, Nostoc, Anabaena) dan cyanobacteria simbiotik (misalnya spesies Anabaena) mengubah N 2 menjadi amonia yang bergabung dengan asam organik menjadi menghasilkan asam amino. Fiksasi tahunan adalah 140-700 mg/m 2 /tahun, 175 juta ton, 70% dari total suplai.

(iii) Fiksasi Nitrogen Industri:

Amonia diproduksi secara industri (N 2 + 3H 2 -» 2NH 3 ). Itu juga diubah menjadi urea. Nitrat/amoniak diserap oleh tumbuhan, diubah menjadi amoniak, asam amino, protein, nukleotida, dll. Hewan mendapatkan kebutuhan mereka akan nitrogen organik dari tumbuhan Ekskresi hewan, mayat tumbuhan dan hewan ditindaklanjuti oleh dekomposer atau ‘bakteri amonifikasi’ (misalnya Bacillus vulgarism, B. ramous) untuk membebaskan amonia. Ammonia diubah menjadi nitrit oleh bakteri nitrit (misalnya Nitrosamin, Micrococcus) yang kemudian dioksidasi menjadi nitrat oleh bakteri nitrat. Ada beberapa bakteri yang mereduksi nitrat dan mengubahnya menjadi nitrogen bebas. Mereka disebut ‘bakteri denitrifikasi’ (misalnya Thiobacillus denitrificans, Pseudomonas denitrificans).

(D) Siklus Fosfor :

Fosfor adalah elemen penting. Itu terjadi dalam asam nukleat, nukleotida termasuk ATP, tulang, gigi, fosfolipid dll. Itu diperoleh dari tanah sebagai fosfat. Fosfor organik bersirkulasi di alam dari tanaman ke hewan. Fosfat dilepaskan oleh dekomposer kembali ke tanah. Beberapa fosfat hilang melalui pencucian atau pengendapan. Fosfat diekstraksi dari tambang yang memiliki batuan fosfat atau logam fosfat. Guano (kotoran burung laut) dan tepung tulang digunakan untuk menyuburkan tanah. Fosfor beredar melalui hidrosfer dan litosfer. Komponen atmosfer tidak ada.

(E) Siklus Patung :

Patung adalah konstituen dari banyak protein, vitamin, enzim dan koenzim. Itu diperoleh oleh tanaman sebagai sulfat. Dari tumbuh-tumbuhan, pahatan organik bersirkulasi dalam rantai makanan dan dilepaskan ke lingkungan abiotik oleh dekomposer. Pengurai menghasilkan H 2 S dan pasokan dietil (penguraian anaerobik dari tanah yang tergenang air, kolam, danau, landas kontinen), S dan SO 2 . Baik H 2 S dan SO 2 masuk ke atmosfer dimana H 2 S dioksidasi menjadi SO 2 . Patung dioksida kembali ke tanah sebagai sulfit/tiosulfat dengan hujan ke tanah sebagai sulfit/tiosulfat dengan air hujan. Pembakaran bahan bakar fosil dan peleburan juga melepaskan SO2 ke atmosfer. Beberapa belerang diekstraksi dari tambang (seperti S, logam yang dipasok dan sulfat).

(F) Siklus Hidrologi/Air :

97% air terjadi di lautan. Hanya 3% adalah air tawar. (2,1% dari total) ditemukan sebagai es/salju, 22,4% (0,67%) sebagai air tanah sedangkan sisanya terdapat di danau, sungai, dll. air menguap dari lautan, kolam, danau, tanah, tumbuhan (sebagai transpirasi) dan hewan (seperti keringat dan nafas), uap air mengembun dan membentuk awan yang mengendap menghasilkan hujan dan salju. 90% penguapan laut kembali menjadi hujan sementara 10% ekstra jatuh di permukaan tanah.

Ini membentuk danau, sungai, dan air tanah. Sungai terus mengalirkan air ke lautan. Air tanah dipompa dan ditarik oleh tanaman. Setiap saat atmosfir mengandung 0,13 x 10 20 G (1G = 10 20 g) uap air. Curah hujan tahunan sekitar 4,46 x 10 20 G. Hal ini membutuhkan penambahan uap air yang konstan dan kondensasinya. Siklus hidrologi memiliki dua komponen, global dan lokal.

Komponen lokal disebut siklus pendek. Ini melibatkan penguapan air dari suatu daerah, kondensasinya tinggi di atmosfer dan presipitasi di area yang sama. Hujan lokal juga terjadi di beberapa hutan. Komponen global adalah siklus panjang yang melibatkan sirkulasi uap air di atmosfer, pergerakan awan; curah hujan, pergerakan air dari satu daerah ke daerah lain. Siklus hidrologi atau air digerakkan oleh energi matahari.

(a) Evapotranspirasi :

Penguapan adalah konversi air cair menjadi gas pada penyerapan energi. Itu terjadi dari lautan dan daratan. Transpirasi adalah pelepasan uap air dari tumbuh-tumbuhan. Sekitar 83% dari total penguapan terjadi dari lautan. Hanya 17% penguapan yang terjadi di daratan. Ini mencakup penguapan dan transpirasi.

(b) Kondensasi :

Uap air yang masuk ke atmosfer mengembun di atas partikel-partikel kecil yang tersuspensi di dalamnya. Partikel di atas laut adalah partikel dimetil sulfat yang terbentuk dari reaksi dimetil sulfida (dilepaskan oleh ganggang) dengan oksigen. Partikel berfungsi sebagai inti. Uap air yang terkondensasi berubah menjadi wujud cair dengan ukuran yang sangat kecil (kurang dari 40 (im), sehingga membentuk massa udara lembab yang hangat.

(c) Curah hujan :

Massa udara hangat yang lembab dapat naik ke wilayah dingin atmosfer, pindah ke wilayah udara dingin atau melewati pegunungan tinggi. Uap air yang terkondensasi menyatu dan mengalami presipitasi. 76% dari total presipitasi terjadi di lautan sementara 24% jatuh di daratan (sekitar 43% lebih banyak daripada penguapan).

(d) Infiltrasi dan Run-off :

Bagian dari presipitasi yang jatuh di tanah tenggelam ke dalam tanah. Ini disebut infiltrasi. Yang terakhir membentuk air tanah dengan baik sekaligus melembabkan tanah. Air yang tersisa mengalir di atas permukaan. Itu tertutup run-off. Yang terakhir membentuk danau dan sungai. Curah hujan di daerah dingin terjadi sebagai salju. Itu meleleh dan mengalami infiltrasi dan limpasan.

(e) Air Tanah :

Ini adalah air yang terletak di dalam bumi di atas strata yang kedap air. Air tanah dapat keluar sebagai mata air atau rembesan permukaan. Sebagian air diambil oleh manusia untuk pertanian, industri dan konsumsi rumah tangga. Air tanah juga masuk ke danau, sungai, dan lautan.

Related Posts