I Cicli Biogeochimici Della

MateriaOmnia mutantur, nihil interit

(Ovidio, Metamorfosi)

I cicli della materia sono processi di circolazione degli elementi, trasferimenti, cioè, di sostanze inorganiche, sostenuti da

un regolare flusso di energia solare e realizzati in gran parte dagli organismi

viventi che si organizzano in catene alimentari.

Cosa Sono

Cosa Sono

Questi cicli sono detti biogeochimici in quanto coinvolgono sia componenti geologiche che biologiche di un ecosistema.

Componenti geologiche: sono date dall’atmosfera, dalla crosta terrestre (litosfera) e dall’insieme delle acque che

occupano circa i ¾ dell’intera superficie terrestre (idrosfera).

Componenti biologiche: includono invece produttori, consumatori e detritovori, i

principali livelli trofici delle catene alimentari

Durata dei Cicli

La biosfera, ovvero l’insieme delle tre componenti geologiche dei cicli della materia (atmosfera, litosfera e idrosfera), scambia gli

elementi e i composti chimici con tali componenti in un ciclo continuo, la cui durata dipende dal tipo di elemento.

Durata dei Cicli

Ad esempio, tutta l’acqua della terra viene decomposta dalle piante e ricostituita dalle

cellule animali e vegetali ogni 2 milioni di anni.

Durata dei Cicli

2 milioni di anni

H2O

idrosfera

litosfera

atmosfera

L’ossigeno che si genera nel processo entra nell’atmosfera dove compie un ciclo

completo in circa 2000 anni.

Durata dei Cicli

Durata dei Cicli

O2

2000 anni

2 milioni di anni

idrosfera

litosfera

atmosferaH2O

L’anidride carbonica, prodotto di scarto dei metabolismi della cellule animali e vegetali, entra nell’atmosfera ed è

nuovamente fissata dalle cellule delle piante dopo circa 300 anni

Durata dei Cicli

Durata Dei Cicli

CO2 O2

300 anni

2000 anni

2 milioni di anni

atmosfera

idrosfera

litosfera

H2O

Cicli Principali

H2O

CO2 SO4 - -

NH3

H2SC

O2

NO3-

RED

OX OX

RED

OX

RED

OX

RED

ciclo ossigeno

ciclo zolfo

ciclo azoto

ciclo carbonio

N organico

Eruzioni vulcaniche

N2 atmosferico

NO2-

NO2-

NH3 o NH4+

H2O nel suolo

H2O negli oceani

Perdita in sedimenti profondi

Plancton e quindi animali marini

Ciclo dell’Azoto

ammonificazione

NO3-

fissazione

nitrificazione

assimilazione

denitrificazione

CO2 negli oceani

Ciclo del Carbonio

CO2 carbonio nell’atmosfera

C organico

diventa HCO3 -

Alterazione rocce

Carbonati negli oceani

Decomposizione organismi morti

Fotosintesi alghe

fotosintesi

respirazione

Giacimenti di combustibile fossile (carbone, petrolio)

Eruzioni vulcaniche

Ciclo dello Zolfo

S organico

H2S

S

SO4- -

H2S in parte ossidato (ossidazione

spontanea) con O2 e in parte da microrganismi

chemilitotrofi e fotosintetici (OX)

Batteri chemilitotrofi e fotosintetici ossidano lo

zolfo in solfato (OX)

Processo, messo a punto da vegetali e

microrganismi, analogo

all’assimilazione dell’azoto

(conversione nitrato in N organico) (RED)

SO4- - accettatore di H nella

respirazione anaerobica

(RED)

Amminoacidi solforati demoliti

da batteri con liberazione di H2S (desulfurazione)

(no REDOX)

Ciclo dell’ Ossigeno

Il ciclo dell’ossigeno è complicato da schematizzare in quanto l’elemento è

presente in molti composti chimici, sotto forma di ossigeno molecolare o nei composti

organici e inorganici. A titolo d’esempio vediamo da vicino il ciclo

dell’acqua:

Ciclo dell’ Acqua

Oceani

laghi

Nebbia o

nubi

Catene montuose

Falde acquifere

Evaporazione

L’aria salendo si raffredda e

condensa formando

L’aria che contiene condensa

precipita sotto forma di

pioggia, neve o grandine

In parte si infiltra nel sottosuolo,

alimentandoInfiltrazione attraverso il suolo

Presentazione a cura diElisa Icovi 5B

a.s. 2006/2007