Dinámica de los Ecosistemas: Sistemas de Información Geográfica y Ciclos Biogeoquímicos (Carbono y Nitrógeno)
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Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un programa de ordenador que contiene un conjunto de datos espaciales de la misma porción de un territorio, organizados de forma geográfica.
Funcionalidad de los SIG
Los SIG están destinados a almacenar, representar gráficamente, manipular y gestionar información sobre el territorio. Esta información se guarda en formato digital y puede visualizarse mediante el ordenador. Dado que debe ser actualizada y estar disponible para su uso constante, el SIG se considera un sistema telemático.
Ejemplos de Aplicaciones SIG
- Google Earth
- GMES (Global Monitoring for Environment and Security)
- SIG planificador agrícola
- Programa CORINE
- SIG de uso del territorio
El Ciclo del Carbono: Dinámica y Reservorios
El ciclo del carbono se encuentra dividido en dos fases principales:
- Ciclo Biológico: En el que la biosfera controla los intercambios de este elemento con la atmósfera. Mediante la fotosíntesis, el carbono es retenido, y por la respiración, es devuelto.
- Ciclo Biogeoquímico: Controla las transferencias de CO₂ entre la biosfera y los demás subsistemas terrestres.
Compuestos de Carbono en la Atmósfera
El carbono se encuentra en la atmósfera formando tres tipos de compuestos: CO₂ (dióxido de carbono), CO (monóxido de carbono) y CH₄ (metano). La atmósfera y la hidrosfera intercambian CO₂ por difusión directa.
En la litosfera, lo podemos encontrar formando rocas carbonatadas, silicatos cálcicos o en forma de combustibles fósiles.
Transferencia de CO₂ de la Atmósfera a la Litosfera
El CO₂ atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico. Al llegar al mar, los animales transforman el bicarbonato y los iones de calcio en carbonato para incorporarlo a sus tejidos endurecidos.
En las rocas carbonatadas, uno de los bicarbonatos formará parte del esqueleto cálcico de organismos marinos, y el otro se transformará en CO₂ que escapará hacia la atmósfera.
Retorno del CO₂ a la Atmósfera
El enterramiento de algunas rocas acaba causando una fusión parcial de dichas rocas. El CO₂ escapa hacia la atmósfera durante las erupciones volcánicas.
Formación de Combustibles Fósiles (Sumideros)
Algunas veces, la materia orgánica queda sepultada fuera del contacto con el oxígeno (O₂), por lo que sufre un proceso de fermentación que la transformará en carbón y petróleo. Estos depósitos actúan como sumideros fósiles.
El Ciclo del Nitrógeno: Fijación, Nitrificación y Desnitrificación
El nitrógeno (N₂) es el componente mayoritario en la atmósfera, además de otros componentes nitrogenados como son:
- Amoníaco (NH₃)
- Óxido nítrico (NO)
- Óxido nitroso (N₂O)
- Dióxido de nitrógeno (NO₂)
Estos últimos son denominados colectivamente Óxidos de Nitrógeno (NOₓ).
Fijación del Nitrógeno
Los NOₓ se forman espontáneamente a partir del N₂ durante las tormentas eléctricas (fijación atmosférica) o son emitidos hacia la atmósfera por las erupciones volcánicas.
Los NOₓ atmosféricos reaccionan con el agua formando ácido nítrico, que cae con la lluvia. Al llegar al suelo, reaccionan con los cationes existentes en él, formando los nitratos que las plantas asimilan. La captación de nitrógeno por este método recibe el nombre de fijación biológica.
Procesos de Nitrificación y Desnitrificación
Otros procesos de nitrificación son llevados a cabo por las bacterias nitrificantes, que son descomponedores capaces de transformar el NH₃ resultante de los procesos de putrefacción de los organismos vivos en nitratos asimilables por las plantas.
También existen bacterias desnitrificantes que empobrecen el suelo en nitrógeno, devolviéndolo a la atmósfera.
Impacto Antrópico en el Ciclo del Nitrógeno
Algunas intervenciones humanas son hoy muy preocupantes:
- Los procesos de combustión a altas temperaturas.
- La fijación industrial del nitrógeno para convertirlo en amoníaco y fertilizantes.
- El abonado excesivo de los cultivos.