I Cicli Biogeochimici
Della Materia
Omnia mutantur, nihil interit
(Ovidio, Metamorfosi)
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.
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
H2O
atmosfera
litosfera
idrosfera
2 milioni di anni
Durata dei Cicli
L’ossigeno che si genera nel processo entra
nell’atmosfera dove compie un ciclo
completo in circa 2000 anni.
Durata dei Cicli
O2
H2O
atmosfera
litosfera
idrosfera
2 milioni di anni
2000 anni
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
Durata Dei Cicli
CO2
O2
H2O
atmosfera
litosfera
idrosfera
2 milioni di anni
2000 anni
300 anni
Cicli Principali
O2
H2O
NH3
NO3-
ciclo ossigeno
ciclo azoto
H2S
C
CO2
SO4 - ciclo carbonio
ciclo zolfo
Ciclo dell’Azoto
Eruzioni vulcaniche
N organico
N2
atmosferico
assimilazione
Plancton
e quindi
animali
marini
H2O negli
oceani
ammonificazione
NO2-
NO3-
NH3 o NH4+
nitrificazione
NO2-
H2O nel suolo
Perdita in sedimenti
profondi
Ciclo del Carbonio
Eruzioni
vulcaniche
diventa HCO3 -
CO2 carbonio
nell’atmosfera
Carbonati negli oceani
Alterazione rocce
CO2 negli oceani
fotosintesi
respirazione
Giacimenti di
combustibile fossile
(carbone, petrolio)
C organico
Fotosintesi
alghe
Decomposizione
organismi morti
Ciclo dello Zolfo
H2S in parte ossidato
(ossidazione spontanea)
con O2 e in parte da
microrganismi
chemilitotrofi e
fotosintetici (OX)
S
SO4 accettatore
di H nella
respirazione
anaerobica
(RED)
--
H2S
Amminoacidi
solforati demoliti
da batteri con
liberazione di H2S
(desulfurazione)
(no REDOX)
S organico
Batteri
chemilitotrofi
e fotosintetici
ossidano lo
zolfo in
solfato (OX)
SO4- -
Processo, messo a
punto da vegetali e
microrganismi, analogo
all’assimilazione
dell’azoto (conversione
nitrato in N organico)
(RED)
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
Nebbia
o nubi
L’aria salendo si
raffredda e
condensa formando
Evaporazione
Oceani
L’aria che
contiene
condensa
precipita sotto
forma di pioggia,
neve o grandine
Catene montuose
laghi
In parte si infiltra nel
sottosuolo,
Infiltrazione attraverso il suolo
alimentando
Falde acquifere
Presentazione a cura di
Elisa Icovi 5B
a.s. 2006/2007
