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Ciclos biogeoquímicos

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La composición química de la atmósfera depende de procesos biogeoquímicos cíclicos, que afectan a los diferentes elementos y que, en ocasiones, se encuentran interconectados; estos ciclos son los que, de manera global, mantienen relativamente constante la composición de aquella.

Los principales ciclos son los siguientes:

1.- Ciclo del carbono.

Los reservorios de carbono son la corteza terrestre (rocas calcáreas y combustibles fósiles), los océanos (dióxido de carbono disuelto y caparazones de moluscos), la biosfera (humus y seres vivos) y la atmósfera (dióxido de carbono).

El ciclo es fundamentalmente gaseoso y orgánico, de tal manera que la movilización del carbono secuestrado en los diferentes tipos de rocas es muy lenta, al igual que el proceso inverso. Los organismos autótrofos sintetizan materia orgánica a partir del dióxido de carbono disuelto en aire o agua, en su mayor parte mediante el proceso fotosintético a partir de la luz solar. Se genera dióxido de carbono por la respiración de los seres vivos y descomposición de la materia orgánica, así como por los procesos de combustión que afectan tanto a diferentes combustibles fósiles como a la materia vegetal.

El hombre interviene en el ciclo mediante la utilización masiva de combustibles fósiles, la deforestación, el cambio de usos del suelo y la producción de cemento, que origina la descomposición de caliza. En estos procesos se emite dióxido de carbono, que forma parte del ciclo, pero también se emiten otros gases que intervienen en él, tales como metano -en procesos de combustión, descomposición de materia orgánica y determinados usos intensivos agrícolas (arroz) y ganaderos (rumiantes) - y monóxido de carbono -originado principalmente por combustión incompleta-.

2.- Ciclo del nitrógeno.

Las principales reservas de nitrógeno son la atmósfera (fundamentalmente nitrógeno molecular pero también algunos compuestos de nitrógeno), suelos y materia viva y océanos.

Se produce fijación del nitrógeno atmosférico tanto biológica (por bacterias, hongos y microorganismos del suelo) y su posterior entrada en la red trófica y físico-química, mediante descargas eléctricas o actividades antropogénicas, tales como combustiones a temperaturas elevadas y determinados procesos industriales. El nitrógeno vuelve a la atmósfera fundamentalmente por descomposición de la materia orgánica. Otros gases que intervienen minoritariamente en el ciclo son el amoniaco, el monóxido de nitrógeno y el dióxido de nitrógeno.

El hombre interviene en el ciclo mediante procesos de combustión en vehículos de transporte y en generación energética y en procesos industriales tales como la fabricación de abonos y de amoniaco.

3.- Ciclo del azufre.

Es un ciclo sedimentario en el que las principales reservas son el suelo y el agua y, en bastante menor medida, la atmósfera -sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre y aerosoles de sulfato formados a partir de este último-. Estos gases se originan tanto en erupciones volcánicas como en la descomposición anaeróbica de la materia orgánica, en el caso del sulfuro de hidrógeno. Ambos gases son fijados por diferentes microorganismos y, además, las plantas superiores absorben el dióxido de azufre.

En la atmósfera se produce ácido sulfúrico a partir del dióxido de azufre, con participación de radicales hidroxilo y peróxido y en parte se neutraliza con partículas de amoníaco y carbonato cálcico. Tanto las partículas de sulfúrico como sus sales son higroscópicas y actúan como núcleos de condensación, depositándose finalmente por el agua de lluvia o la nieve.

El hombre interviene en el ciclo a través de la utilización de combustibles con azufre, de manera que se emiten cantidades masivas de dióxido de azufre a la atmósfera, superiores a las emisiones naturales (se estimaron 58 millones de toneladas en 1999).

4.- Ciclo del oxígeno.

Es un ciclo gaseoso; la principal reserva es la atmósfera. Se origina en la fotosíntesis y es eliminado en la respiración, en procesos de combustión y en la descomposición aerobia de la materia orgánica. El oxígeno interviene en diferentes procesos de oxidación en la atmósfera y en la formación del ozono estratosférico.

El hombre interviene fundamentalmente sobre el ozono: en la troposfera incrementando su concentración y en la estratosfera disminuyéndola, en ambos casos a través de la emisión de diversos contaminantes.

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