I Cicli Biogeochimici Della Materia

1. I Cicli Biogeochimici Della Materia Omnia mutantur, nihil interit (Ovidio, Metamorfosi)

2. Cosa Sono 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.

3. 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

4. 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.

5. 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.

6. Durata dei Cicli H2O atmosfera litosfera idrosfera 2 milioni di anni

7. Durata dei Cicli L’ossigeno che si genera nel processo entra nell’atmosfera dove compie un ciclo completo in circa 2000 anni.

8. Durata dei Cicli O2 H2O atmosfera litosfera idrosfera 2 milioni di anni 2000 anni

9. Durata dei Cicli 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

10. Durata Dei Cicli CO2 O2 H2O atmosfera litosfera idrosfera 2 milioni di anni 2000 anni 300 anni

11. Cicli Principali RED RED O2 NH3 H2O NO3- OX OX ciclo ossigeno ciclo azoto RED RED H2S C CO2 SO4 - - OX OX ciclo carbonio ciclo zolfo

12. Ciclo dell’Azoto Eruzionivulcaniche N organico fissazione ammonificazione N2 atmosferico denitrificazione NO2- NH3 o NH4+ assimilazione NO3- nitrificazione Plancton e quindi animali marini NO2- H2O nel suolo H2O negli oceani Perdita in sedimenti profondi

13. Ciclo del Carbonio Eruzioni vulcaniche diventa HCO3 - Carbonatinegli oceani Alterazione rocce CO2 carbonio nell’atmosfera CO2 negli oceani fotosintesi Fotosintesi alghe respirazione C organico Decomposizione organismi morti Giacimenti di combustibile fossile (carbone, petrolio)

14. Ciclo dello Zolfo 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) S SO4- - SO4- - accettatore di H nella respirazione anaerobica (RED) H2S Processo, messo a punto da vegetali e microrganismi, analogo all’assimilazione dell’azoto (conversione nitrato in N organico) (RED) Amminoacidi solforati demoliti da batteri con liberazione di H2S (desulfurazione) (no REDOX) S organico

15. 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:

16. Ciclo dell’ Acqua L’aria che contiene condensa precipita sotto forma di pioggia, neve o grandine Nebbia o nubi L’aria salendo si raffredda e condensa formando Catene montuose laghi Evaporazione In parte si infiltra nel sottosuolo, alimentando Oceani Infiltrazione attraverso il suolo Falde acquifere

17. Presentazione a cura di Elisa Icovi 5B a.s. 2006/2007