Ciclos del Carbono y Fósforo: Funcionamiento y Factores Clave

Existe un número máximo de eslabones en la transferencia de energía, según esta regla. Un eslabón adicional implicaría no tener suficiente energía para el mantenimiento y la reproducción. Normalmente, no hay más de cuatro o cinco niveles tróficos en cadenas o redes.

Ciclo del Carbono

El carbono es un elemento fundamental para la vida y se encuentra en constante movimiento a través de diferentes reservorios en la Tierra. Este ciclo biogeoquímico es crucial para regular la temperatura del planeta y mantener el equilibrio de los ecosistemas.

• Atmósfera: Es el almacén más importante de carbono en forma de CO2, resultado de la combustión de materia orgánica y la actividad metabólica de los organismos aerobios. Su circulación como gas suele ser rápida.
• Hidrosfera: Captura CO2 en la zona fótica (donde llega la luz solar). La acumulación de CO2, CH4 (metano) y H2 (hidrógeno) en la zona anaerobia (sin oxígeno) inhibe la actividad de los microorganismos anaerobios, deteniendo la descomposición. Los compuestos orgánicos se acumulan lentamente en el fango.
• Geosfera: La sobresaturación de calcio en forma de carbonato cálcico (CaCO3) en determinadas zonas de la hidrosfera. La mayoría de las calizas se forman en un ambiente geotectónico de plataforma continental a temperaturas cálidas. Los carbonatos se constituyen principalmente de calcita, aragonita y dolomita (dolomía). La base química de la sedimentación de carbonatos es la abundancia relativamente alta de los iones de calcio (Ca²⁺) y del bicarbonato (H₂CO₃) o de los iones de bicarbonato (HCO₃^-), en el agua, generalmente marina.

Reacción química de formación de carbonato cálcico:

Ca²⁺ + 2HCO₃^- --> CaCO₃ + H₂O + CO₂

Reacciones de disolución de un sedimento calcáreo:

H₂O + CO₂ --> H₂CO₃ (ácido carbónico)

CaCO₃ + H₂CO₃ --> Ca²⁺ + 2HCO₃^-

Factores que influyen en la disolución y precipitación de CaCO₃:

• Contenido en dióxido de carbono (CO₂): Una disminución en la cantidad de CO₂ favorece la precipitación de CaCO₃.
• pH: Un pH bajo (ácido) favorece la disolución de CaCO₃, mientras que un pH alto (básico) favorece su precipitación.
• Temperatura: Los gases son menos solubles en aguas cálidas. La disminución de CO₂ en aguas cálidas promueve la formación de calizas por precipitación.
• Presión: Un aumento de la presión favorece ligeramente la disolución de CaCO₃.

El lento proceso de formación de las rocas carbonatadas retira parte del carbono del ciclo principal. Este carbono regresa a la atmósfera, hidrosfera y biosfera a través de la disolución de las rocas o la expulsión volcánica.

• Biosfera: El carbono se mueve a través de la biosfera mediante la descomposición y la fotosíntesis, así como por los procesos de bioformación de carbonatos. Muchos seres vivos incorporan carbono para construir caparazones o esqueletos de carbonato cálcico, que al morir formarán más rocas carbonatadas.

El ser humano altera el ciclo del carbono, principalmente a través de la emisión de CO2 por el uso de combustibles fósiles.

Ciclo del Fósforo

El fósforo es un nutriente esencial para todos los seres vivos, ya que forma parte de moléculas clave como el ATP (fuente de energía celular), los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y los fosfolípidos (componentes de las membranas celulares).

• Atmósfera: No participa directamente en el ciclo del fósforo.
• Hidrosfera: Actúa como vehículo de arrastre y zona de depósito de fósforo.
• Geosfera: El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas, formadas a partir de esqueletos, caparazones resistentes a la meteorización y excrementos (como el guano). Estos almacenes representan pérdidas considerables de fósforo para los ecosistemas durante largos períodos.
• Biosfera: El fósforo es un nutriente limitante, lo que significa que su disponibilidad puede restringir el crecimiento de los organismos. Esto se debe a que la proporción de fósforo en los tejidos de los organismos es mucho mayor que la que se encuentra en el medio ambiente. Un exceso de fósforo en medios acuáticos causa eutrofización (crecimiento excesivo de algas y plantas acuáticas). Los organismos requieren fósforo en forma de fosfato inorgánico (PO₄^3-). Las bacterias fosfatizantes degradan los compuestos orgánicos liberando fosfatos inorgánicos.

Los seres humanos influyen en el ciclo del fósforo mediante la producción y el uso de fertilizantes químicos y el estiércol, que pueden aumentar significativamente la cantidad de fósforo que ingresa a los ecosistemas acuáticos.

Existe un número máximo de eslabones en la transferencia de energía, según esta regla. Un eslabón adicional implicaría no tener suficiente energía para el mantenimiento y la reproducción. Normalmente, no hay más de cuatro o cinco niveles tróficos en cadenas o redes.