Ciclos biogeoquímicos, la esencia del reciclaje natural

La materia está en continuo reciclaje en la naturaleza. Elementos químicos esenciales para los seres vivos como el carbono, el nitrógeno o el fósforo cambian de estado y ubicación y se mueven entre la atmósfera, el agua y el suelo, permitiendo así que estén disponibles para la actividad de plantas y animales que los necesitan para su crecimiento y actividad.

Se conoce como ciclos biogeoquímicos a estos procesos cíclicos de intercambio de elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente que los rodea, que se llevan a cabo mediante una serie de fenómenos de transporte, producción y descomposición. Entre ellos están  la fotosíntesis, la respiración, la degradación de materia orgánica, la evaporación y precipitación de agua y los procesos de erosión. Todos ellos permiten la transformación y la movilidad de elementos químicos por los diferentes ambientes del globo terráqueo.

Este dinamismo es algo especialmente característico de la Tierra, porque no todos los planetas se muestran tan vivos. Nuestro hogar tiene unos 4.500 millones de años de historia y, a diferencia de otros planetas inertes, cuenta con una atmósfera rica en gases y en continuo movimiento y tiene suelos y masas de agua donde los materiales esenciales se encuentran en formatos asimilables por los seres vivos.

A diferencia de la Tierra, muchos otros cuerpos celestes carecen de atmósfera gaseosa porque la perdieron a lo largo de su historia, y tampoco tienen muchos elementos químicos disponibles en forma libre, pues muchos de ellos se han precipitado en rocas y minerales y han quedado fijados en capas profundas del subsuelo. Los ciclos biogeoquímicos de la Tierra, alimentados por la propia actividad de los seres vivos, son una característica esencial de nuestro planeta.

¿Para qué sirven los ciclos biogeoquímicos?

Los ciclos biogeoquímicos favorecen el intercambio de materia y permiten que los elementos esenciales para la vida se reciclen y estén disponibles para los organismos vivos. Esto asegura que los elementos necesarios para el funcionamiento de los ecosistemas no se agoten y que haya un flujo constante de los mismos, potenciando el crecimiento y el desarrollo de los seres vivos.

Los ciclos biogeoquímicos evitan el agotamiento de los recursos naturales, ya que garantizan que los elementos sean reciclados y reutilizados. Por ejemplo, el ciclo del carbono asegura que el CO2 de la atmósfera sea absorbido por las plantas para la fotosíntesis, que luego lo integran y fijan en sus tejidos. De esta manera se mantiene un equilibrio en la presencia de este gas de efecto invernadero en la atmósfera.

En ese sentido, los ciclos biogeoquímicos posibilitan la vida en el planeta al generar las condiciones necesarias para la misma. La disponibilidad de nutrientes y elementos esenciales en los ecosistemas permite que los organismos crezcan, se reproduzcan y mantengan sus funciones vitales. Es la propia biodiversidad la que contribuye con su actividad a este reciclaje continuo. Hace 50 años, el científico James Lovelock acuñó la llamada hipótesis de Gaia, donde defendía que el planeta en su conjunto es un sistema dinámico que se autorregula y que gracias a la acción de los propios seres vivos se mantienen unas condiciones más o menos estables.

Pie de foto: Ilustración que representa el ciclo natural del agua en la Tierra

Los principales ciclos biogeoquímicos

Los ciclos biogeoquímicos son procesos vitales para mantener el equilibrio y la sostenibilidad de los ecosistemas. Su correcto funcionamiento garantiza la disponibilidad constante de elementos esenciales para la vida y previene el agotamiento de recursos naturales, siendo fundamentales para la supervivencia y el desarrollo de la vida en el planeta Tierra. Estos son algunos ejemplos de los principales ciclos biogeoquímicos:

Ciclo del carbono

El carbono se encuentra en la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO2), es absorbido por las plantas durante la fotosíntesis para formar materia orgánica, luego pasa a los herbívoros que se alimentan de estas plantas y se libera de nuevo a la atmósfera por la respiración y la descomposición de organismos.

En los últimos siglos, el ciclo del carbono se ha visto alterado por las emisiones humanas de CO2 fósil proveniente del petróleo y carbón, lo que ha hecho aumentar este gas en la atmósfera generando el calentamiento global.

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es esencial para la formación de proteínas y ácidos nucleicos. Se encuentra en la atmósfera en forma de gas nitrógeno (N2) y es fijado por bacterias en el suelo para que las plantas lo utilicen. Luego pasa a los consumidores, retorna al suelo por la descomposición de materia orgánica y vuelve a la atmósfera en forma gaseosa debido a la acción de los microorganismos.

Ciclo del fósforo

El fósforo es esencial para la formación de moléculas como el ADN, que todos los seres vivos necesitan.. Se encuentra en rocas y suelo, es absorbido por las plantas y pasa a los consumidores a través de la cadena alimentaria. Cuando los organismos mueren, el fósforo regresa al suelo por la descomposición y puede volver a las rocas por sedimentación.

Ciclo del agua

El agua es fundamental para todos los seres vivos. Se mueve a través de la evaporación, la condensación, la precipitación, la escorrentía y la infiltración. El ciclo del agua o ciclo hidrológico es el proceso de circulación del agua en el planeta Tierra. Constituye uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes, en el que el agua sufre transformaciones físicas por acción de factores como el frío y el calor y atraviesa los tres estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso.