EL CICLO DEL AGUAEl ciclo del agua es un ciclo terrestre (nuestro planeta es el único del Sistema

Solar en el que el agua existe en los tres estados: sólido, líquido, y gaseoso)

que consiste en el intercambio de agua entre las diferentes partes de la Tierra:

la atmósfera, la hidrosfera (todos los componentes líquidos de la Tierra: río,

mar ...) y el suelo (la litosfera). Gran parte del agua existente en la tierra, queda

bloqueada en las rocas, sólo alrededor del 5% del agua se puede mover, ese

cinco por ciento da lugar al ciclo del agua y permite la vida.

El Agua de los lagos, ríos, y especialmente de los océanos y de losmares,

calentada por el sol se evapora, es lo que se llama la evaporación. Algunos

tipos de vegetación (por ejemplo, la selva) también despiden agua a causa de

la evaporación y la transpiración de las plantas por las hojas. Esta agua luego

llega a la atmósfera en forma de vapor. El aire caliente y húmedo se eleva. Se

enfría a medida que se eleva las gotas de agua se unen para formar nubes, es

el efecto de la condensación. Esta agua contenida en las nubes cae en los

océanos y continentes cuando llueve y nieva (precipitaciones).

Cerca de los tres cuartos de las precipitación caen en los océanos y mares. En

este caso el ciclo del agua es muy corto. Cuando el agua cae sobre los

continentes, corre o se infiltra (infiltración o flujo de agua subterránea). Parte de

esta agua caída naturalmente se resta a la infiltración gracias a las plantas. El

agua infiltrada llega en un tiempo más o menos largo, a un curso de agua. El

agua vuelve así hasta los océanos, los lagos, y volverá a emprender otra vez el

mismo camino, por lo que es un ciclo que se inicia cada vez.

Sin embargo, parte del agua infiltrada es completamente atrapada por las

rocas: forma las aguas subterráneas y es accesible al hombre excavando un

pozo. Así se formaron durante la historia geológica de la Tierra, las capas

freáticas que contienen el agua fósil.

El agua está presente en tres estados durante el ciclo del agua:

Líquido: en el mar, lagos, ríos, la lluvia ...

Sólido: como el hielo

Gas: en la evaporación (vapor de agua) y la condensación

CICLO DEL CARBONO

El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico por el cual el carbono se

intercambia entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la

Tierra. Los conocimientos sobre esta circulación de carbono posibilitan apreciar

la intervención humana en el clima y sus efectos sobre el cambio climático.

El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el Universo, después

del hidrógeno, el helio y el oxígeno (O). Es el pilar de la vida que conocemos.

Existen básicamente dos formas de carbono: orgánica (presente en los

organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) y otra inorgánica,

presente en las rocas.

En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de la

atmósfera y de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo

biogeoquímico. Este ciclo puede ser dividido en dos: el ciclo lento o geológico y

el ciclo rápido o biológico.

Suele considerarse que este ciclo está constituido por cuatro reservorios

principales de carbono interconectados por rutas de intercambio. Los

reservorios son la atmósfera, la biosfera terrestre (que, por lo general, incluye

sistemas de agua dulce y material orgánico no vivo, como el carbono del

suelo), los océanos (que incluyen el carbono inorgánico disuelto, los

organismos marítimos y la materia no viva), y los sedimentos (que incluyen los

combustibles fósiles). Los movimientos anuales de carbono entre reservorios

ocurren debido a varios procesos químicos, físicos, geológicos y biológicos. El

océano contiene el fondo activo más grande de carbono cerca de la superficie

de la Tierra, pero la parte del océano profundo no se intercambia rápidamente

con la atmósfera.

El balance global es el equilibrio entre intercambios (ingresos y pérdidas) de

carbono entre los reservorios o entre una ruta del ciclo específica (por ejemplo,

atmósfera - biosfera). Un examen del balance de carbono de un fondo o

reservorio puede proporcionar información sobre si funcionan como una fuente

o un almacén para el dióxido de carbono.

Luego el Carbono es devuelto al ambiente:- Mediante el proceso de respiración: Durante la respiración, los animales

y las plantas consumen materia orgánica y devuelven el CO2 a la atmósfera

o al agua.

- Mediante los procesos de combustión: El carbono es incorporado a la

atmósfera mediante los procesos de combustión que se generan en los

incendios forestales, la actividad volcánica y el uso de petróleo, gas natural

o carbón, en actividades industriales, de transporte y domésticas.

- Mediante la descomposición: Los restos de los animales y vegetales son

descompuestos por las bacterias. En este proceso, se libera el CO2 a la

atmósfera o al agua, donde es utilizado nuevamente por las plantas.

EL CICLO DE NITROGENO

Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos

nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo.

Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de

N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de

los seres vivos (exceptuando algunas bacterias).

Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un

papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del

nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y

amonio) asimilables por las plantas. El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo

pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos

átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales

obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales.

En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba

formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta

eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos

acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de

ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la

tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados

por algunas bacterias.

Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en

nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces

de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan

interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones

anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los

compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del

ecosistema a la atmósfera.

LA INFLUENCIA HUMANA EN EL CICLO DEL NITRÓGENOLos humanos influyen en el ciclo del nitrógeno y pueden sobrecargarlo. Esto

puede ser observado en los cultivos intensivos (que obligan a añadir

fertilizantes nitrogenados para fertilizar las tierras) y la tala de árboles, que

hacen descender el contenido de nitrógeno de los suelos

El contrapunto a esta carestía de nitrógeno por exceso de cultivo, se encuentra

en las tierras que han sido demasiado fertilizadas; la lixiviación del nitrógeno de

estas tierras añaden un extra indeseable a los ecosistemas acuáticos cuando

es arrastrado por las aguas fluviales. Este exceso de nitrógeno se agrava con

la emisión a la atmósfera del dióxido de nitrógeno de las centrales térmicas y

los automóviles; una vez descompuesto en la atmósfera es capaz de

reaccionar con otros productos contaminantes, generando el conocido smog

fotoquímico, que puede observarse sobre el cielo de muchas grandes ciudades

con problemas de contaminación ambiental.

CICLO DE OXIGENOEl ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la

circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.

Al respirar los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxígeno que

las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico. Las plantas, a su vez,

toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para

utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Las plantas son las únicas capaces de

convertir el dióxido de carbono (CO2) en oxigeno. Plantas, animales y seres

humanos intercambian oxígeno y gas carbónico todo el tiempo, los vuelven a

usar y los reciclan. A esto se le llama el ‘ciclo del oxígeno’.

El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua

interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se

reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de

carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de

agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar.

El CO2 atmosférico es utilizado en el proceso de fotosíntesis. Los carbonos y

los oxigenados presentes en el gas carbono pasan a formar parte de la materia

orgánica del vegetal y tanto la respiración como la descomposición de esa

materia orgánica restituirán el oxígeno a la atmósfera en forma de agua y gas

carbono. El agua utilizada por las plantas en la fotosíntesis es rota y sus

átomos de oxigeno son liberados para la atmósfera en la forma de O2.

Las tres principales fuentes no vivas de átomos de oxigeno para los seres

vivos son por tanto, gas, oxígeno (O2), gas carbono (CO2) y agua (H2O). Esos

tres tipos de moléculas están constantemente intercambiando átomos de

oxigeno entre si, durante los procesos metabólicos de la biosfera.

La biosfera comprende las porciones de tierra, mar y aguas continentales

habitadas por los seres vivos. No coincide con la atmósfera, la litósfera o la

hidrosfera aisladamente pues abarca a las tres.

El oxígeno puede ser encontrado en la atmósfera bajo varias formas. Sea en la

forma de oxigeno molecular (O2) o en composición con otros elementos (CO2,

NO2, SO2, etc.) el hecho es que el oxigeno es el elemento mas abundante en

la corteza terrestre y en los océanos (99,5% del oxigeno está contenido allí) y

el segundo más abundante en la atmósfera (0,49% del oxígeno existente está

en la atmósfera, los otros 0.01% están contenidos en los seres vivos).

El ciclo de transformaciones del oxígeno por estos reservorios (atmósfera,

océano y corteza terrestre) constituye el llamado ciclo del oxígeno que es

mantenido por procesos biológicos, físicos, geológicos e hidrológicos.

La principal forma de producción del oxígeno es la fotosíntesis realizada por

todas las plantas clorofilazas y algunas algas. La fotosíntesis es un proceso por

el cual las plantas transforman agua y gas carbono en la presencia de luz y la

clorofila en compuestos orgánicos bastante más energéticos que el oxígeno.

CICLO DE FOSFOROEl fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los

ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43-

y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las

membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en

pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%,

aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.

Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por

meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda

disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado

por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del

mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar

de nuevo las sales de fósforo.

Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por

organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando

estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven

parte del fósforo en las heces (guano) a tierra.

Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en

los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se

ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto

alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes

pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y

otras.

Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes

depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos

de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de

eutrofización.

EL CICLO DEL FÓSFORO SE REDUCE A LOS SIGUIENTES PROCESOS:

El fósforo se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos de calcio

(apatita), fierro, manganeso y aluminio conocidos como fosfatos, que son

poco solubles en el agua. En los buenos suelos agrícolas el fósforo está

disponible en forma de iones de fosfato (P2 O5).

Las plantas absorben los iones de fosfato y los integran a su estructura en

diversos compuestos. Sin fósforo las plantas no logran desarrollarse

adecuadamente.

Los animales herbívoros toman los compuestos de fósforo de las plantas y

los absorben mediante el proceso de la digestión, y los integran a su

organismo, donde juegan un rol decisivo en el metabolismo.

Los carnívoros toman el fósforo de la materia viva que consumen y lo

integran a su estructura orgánica.