Siklus fosfor

Sumber: Eduarda Servidio Claudino, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Apa siklus fosfor?

Dia Siklus fosfor Ini adalah penyimpanan dan sirkulasi elemen ini melalui hidrosfer, litosfer, organisme hidup dan atmosfer. Ini adalah siklus biogeokimia sedimen yang fase penyimpanannya terjadi terutama di lapisan laut.

Siklus dimulai dengan paparan batuan fosfat terhadap aksi erosif air, angin dan organisme hidup. Batuan saat dikenakan terfragmentasi dan menyeret partikel -partikel yang membawa fosfat, yang dimasukkan ke dalam tanah atau diseret ke dalam badan air.

Fosfor diserap sebagai fosfat oleh tanaman melalui akarnya, diintegrasikan ke dalam tubuhnya dan digunakan dalam metabolisme. Dengan demikian, ia beralih dari tahap geologis siklus ke fase biologis di mana ia bersirkulasi melalui makanan atau jaringan trofik.

Karakteristik siklus fosfor

Pertandingan

Ini adalah elemen kimia non -metalik yang diwakili dengan simbol p dan yang tidak murni sifatnya karena mengoksidasi dengan cepat. Ketika proses ini terjadi, ia melepaskan energi kalori dan menghasilkan cahaya, itulah sebabnya nama fosfor ("pembawa cahaya" dalam bahasa Yunani) diberikan.

Di alam itu dalam bentuk molekul fosfor anorganik atau sebagai bagian dari organisme hidup.

Siklus Anda

Siklus fosfor adalah siklus biogeokimia sedimen yang terkait erat dengan air, karbon, kalsium, besi dan siklus aluminium. Itu disebut sedimen karena sebagian besar cadangannya berada dalam sedimen laut dan di batuan fosfat dari kerak bumi.

Paparan

Batuan fosfat yang terbentuk di kedalaman bumi dibawa ke permukaan bumi oleh pergerakan lempeng tektonik. Ketika ini terjadi, mereka terpapar aksi agen fisik seperti hujan dan angin, serta biologis.

Batu fosfat. Sumber: David Stanley dari Nanaimo, Kanada/CC oleh (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/oleh/2.0)

Bentuk lain dari pelepasan fosfor penyimpanan bawah tanahnya adalah melalui aktivitas vulkanik, juga disebabkan oleh gerakan tektonik.

Erosi

Dengan terpapar batuan fosfat ke lingkungan eksternal di permukaan bumi, proses erosi terjadi. Dengan demikian, batuan retak dan terfragmentasi oleh perbedaan suhu, hujan, angin dan aksi makhluk hidup, dan fosfor menjadi bagian dari tanah atau pindah ke lokasi lain.

Mengangkut

Agen erosif utama adalah air, yang memindahkan fosfor ke titik -titik lain dari litosfer dan akhirnya ke lautan.

Penyerapan dan pembebasan biologis

Sebagian besar fosfor di tanah tidak larut dan karenanya tidak dapat digunakan oleh tanaman. Fosfor ini dipatuhi partikel tanah liat, besi dan aluminium hidroksida atau dalam bentuk kalsium, besi atau fosfat lainnya.

Dengan demikian, di hektar tanah mungkin ada antara 2 dan 10 ton fosfor, tetapi tanaman hanya dapat menggunakan 3 hingga 15 kg. Fosfor terlarut diserap melalui akar dan diteruskan ke tubuh tanaman di mana ia digunakan dalam berbagai proses metabolisme.

Dapat melayani Anda: 10 bioma Meksiko dan karakteristiknya

Fosfor diintegrasikan ke dalam struktur tanaman, membentuk protein, ATP, DNA dan molekul lainnya. Demikian pula, saat larut dalam air laut, diserap oleh fitoplankton di lautan.

Fosfor menjadi bagian dari rantai trofik ketika tanaman dan fitoplankton dikonsumsi oleh herbivora dan ini oleh karnivora. Selanjutnya, ia dibebaskan dari organisme hidup baik melalui kotoran mereka atau ketika mereka mati.

Sedimentasi dan akumulasi

Fosfor di lautan diendapkan di dasar laut menjadi bagian dari sedimen yang akan diendapkan dalam lapisan berturut -turut.

Litifikasi dan penyimpanan

Batuan terbentuk ketika sedimen di bagian terdalam kerak bumi mengalami tekanan dan suhu tinggi (litifikasi). Ini terjadi karena berat sedimen atas menyebabkan yang lebih rendah dipadatkan.

Partikel -partikel yang membentuk batu -batu disimpan bersama berkat kristalisasi oksida, silika dan zat lainnya, suatu proses yang dikenal sebagai semen. Dengan cara ini, apa yang disebut batuan sedimen terbentuk, di antaranya adalah fosfor yang mengandung hingga 20-30% fosfat.

Jika batuan sedimen mengalami proses suhu dan tekanan yang lebih tinggi dilarutkan dengan menjadi bagian dari batuan metamorf dan beku (18%). Ada juga fosfat di batu kapur hingga 0,18% dan bahkan di batuan batu pasir hingga 0,27%.

Waktu siklus

Kecepatan di mana molekul fosfor memenuhi siklus tergantung pada jenis reservoir yang dipertimbangkan. Misalnya, di perairan pantai, molekul fosfor dapat memobilisasi setiap 9 bulan dan dalam sedimen laut dalam dapat memakan waktu lebih dari 11 lebih dari 11.000 tahun.

Tahap siklus fosfor

Daur ulang fosfor terbesar terjadi antara organisme hidup dan air atau tanah tergantung pada jenis ekosistem. Hal yang sama melewati tiga tahap, yaitu:

1. Geologis

Cadangan fosfor terpenting pada tahap siklus ini ditemukan dalam sedimen dan tanah laut. Ini juga ada di batuan tanah fosfat dan kotoran burung laut (guano).

Dari sedimen laut, batuan fosfat terbentuk, yang merupakan batuan sedimen yang mengandung hingga 30% fosfat. Ketika mereka terkikis, fosfat menjadi bagian dari tanah.

Demikian pula, erosi tanah dan batu menyeret fosfat ke badan air dan akhirnya mencapai lautan di mana mereka diserap oleh organisme laut. Di sisi lain, proporsi tanah fosfat yang relatif rendah larut dalam air dan diserap oleh tanaman.

2. Hidrologis

Tahap hidrologi siklus fosfor mempertahankan pertukaran permanen dengan daratan dan dengan organisme yang menghuni dunia perairan. Jumlah fosfor terbesar ditemukan di perairan samudera dalam seperti fosfat terlarut.

Itu dapat melayani Anda: fenomena alam: jenis, sebab dan contoh

Fosfor hadir di perairan permukaan diserap oleh organisme hidup dan karenanya menjadi bagian dari tahap biologis.

Tiket

Diperkirakan sekitar 10 juta ton fosfor memasuki badan air setiap tahun. Ini memasuki tahap hidrologi yang diseret oleh arus air, terutama karena limpasan air hujan.

Dengan cara ini mencapai sungai dan dari sana ke danau dan lautan, selain persentase kecil dari bubuk atmosfer yang disimpan di lautan atau badan air lainnya.

Sirkulasi

Fosfor bersirkulasi di lautan terutama di lapisan bawah terdingin, namun di daerah operasi ia mencapai permukaan. Keadaan darurat adalah area di mana perairan dingin naik dengan menyeret fosfat dan nutrisi lainnya.

Di daerah -daerah ini ketersediaan fosfat berlimpah, yang mendukung pengembangan fitoplankton yang menarik sejumlah besar ikan yang memakannya.

Keberangkatan

Karena fosfor tidak membentuk senyawa volatil (gas) di laut, ia tidak dapat dipertukarkan secara langsung dengan atmosfer. Oleh karena itu, satu -satunya output dari tahap hidrologi adalah pembentukan batu atau penangkapan ikan (oleh burung laut atau aksi manusia).

Dalam kasus pertama, fosfor yang larut di laut atau dari kotoran atau mayat makhluk hidup, disimpan di dasar laut. Seiring waktu, sedimen ini ditutupi oleh lapisan lain dan dikonsolidasikan sebagai batuan fosfat yang kemudian akan terpapar ke permukaan bumi.

Untuk bagian mereka, burung laut. Sementara manusia mengekstraksi sejumlah besar fosfor lautan melalui penangkapan ikan, karena tulang ikan terdiri dari 35% dari elemen ini.

3. Biologis

Setelah fosfor memasuki rantai trofik atau rantai makanan, itu adalah bagian dari tahap biologis dari siklus fosfor. Ini dimulai ketika fosfat diserap oleh tanaman atau fitoplankton membentuk protein dan molekul vital lainnya.

Selanjutnya, fosfor beredar ketika tanaman dan fitoplankton dikonsumsi oleh herbivora dan ini oleh karnivora. Kemudian bergerak melalui kotoran dan dengan dekomposisi tubuh organisme mati oleh bakteri dan jamur.

Meskipun jumlah fosfor dalam tahap biologis relatif rendah, ia memainkan peran mendasar. Dengan demikian, sekitar 80% dari total fosfor tubuh makhluk hidup dibentuk oleh hidroksiapatit (CA5 (PO4) 3 OH).

Mineral ini merupakan sekitar 70% tulang vertebrata dan enamel gigi juga dibentuk oleh proporsi tinggi dari bijih fosfat ini.

Keberangkatan

Dari tahap ini, fosfor mengikuti siklusnya menuju tahap hidrologi dan geologis, melalui kematian organisme atau kotorannya. Demikian juga, manusia campur tangan dalam siklus fosfor dengan mengekstraksinya dari bumi dan laut untuk menggunakannya sebagai bahan baku industri atau sebagai pupuk.

Dapat melayani Anda: hujan asam: bagaimana itu terbentuk, komposisi, reaksi dan efek

Guano

Sumber penting fosfor dari tahap biologis adalah kotoran burung laut, yang disebut guano, yang mengandung sekitar 4% fosfat.

Akumulasi guano. Sumber: Alex Proimos dari Sydney, Australia/CC oleh (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/oleh/2.0)

Burung laut yang memakan ikan membentuk koloni pesisir besar dan kotorannya menumpuk dalam jumlah besar di habitatnya. Exceta ini sangat kaya akan fosfat dan telah digunakan oleh manusia sebagai pupuk.

Perubahan

Perubahan mendasar dari siklus fosfor adalah akselerasinya karena aktivitas manusia. Fosfat adalah salah satu kontaminan utama dalam air limbah, menyebabkan perubahan siklus fosfor dengan memasukkan jumlah tambahan ke dalam ekosistem dalam ekosistem.

Eutrofisisasi

Fosfat dimasukkan ke dalam limbah karena penggunaan deterjen yang menggabungkan trisodik fosfat. Senyawa ini bila dikombinasikan dengan air bentuk fosfat yang diasmilasi oleh makhluk hidup.

Eutrofikasi. Sumber: f. LAMIOT (karya sendiri)/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/2.5)

Ketika sejumlah besar fosfat yang dapat diasmilasi ini masuk, populasi ganggang dan tanaman air meningkat pesat. Ketidakseimbangan ekologis ini akhirnya mengonsumsi oksigen terlarut dalam air, menyebabkan kematian ikan dan organisme lainnya.

Kualitas air

Kelebihan fosfat dalam air mempengaruhi kualitasnya untuk konsumsi manusia, sehingga mengurangi sumber air segar.

Pentingnya siklus fosfor

Penting untuk hidup

Fosfor adalah bagian sentral dari ATP (adenosin triphosphate), yang merupakan molekul dimana energi disimpan dan ditransmisikan. Di sisi lain, DNA (asam deoksiribonukleat), yang merupakan molekul yang bertanggung jawab untuk transmisi informasi genetik, termasuk gugus fosfat.

Diet dan Kesehatan

Fosfor adalah elemen penting bagi kesehatan, dengan mempertimbangkan bahwa itu adalah yang kedua dalam kelimpahan dalam tubuh. Ini juga merupakan konstituen mendasar dari gigi dan tulang, dalam hubungan dekat dengan vitamin kompleks B.

Selain itu, ia memainkan peran yang relevan dalam fungsi ginjal, otot (termasuk jantung) dan dalam sistem saraf (sinyal saraf).

Bahan baku untuk industri

Dalam industri ini, fosfat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya dalam industri makanan mereka digunakan sebagai anti -gutinan dan penstabil. Fosfor adalah bahan mendasar dalam pembuatan korek api, kembang api dan tanda -tanda cahaya.

Demikian pula, digunakan dalam elaborasi paduan logam, minyak industri dan sebagai trisodium fosfat digunakan dalam deterjen.

Pupuk

Fosfor adalah komponen penting dalam pupuk dan pupuk yang digunakan dalam pertanian, terutama berguna untuk menginduksi berbunga pada tanaman. Produksi pupuk bertanggung jawab atas sekitar 90% dari permintaan fosfat.

Insektisida

Fosfat organik dalam bentuk ester asam fosfat dan dalam kebanyakan kasus mereka memiliki efek neurotoksik, sehingga mereka digunakan untuk membuat insektisida.