Ciclul carbonului în natură

Cap.1 CIRCUITE BIOGEOCHIMICE, GENERALITATI

1.1CE ESTE UN CICLU BIOGEOCHIMIC

Fluxul de energie nu este doar un simplu transfer de la un individ la altul, de la un nivel trofic la urmatorul. Nici circuitul materiei nu reprezinta doar deplasarea în spatiu a elementelor chimice. Este vorba de procese complexe în care au loc nu doar circulatia materiei si energiei, dar si transformarea acestora.

Înainte de aparitia vietii pe Pamânt nu existau decât circuite geochimice.În cadrul acestor circuite elementele chimice se deplasau lent între cele trei compartimente abiotice : suprafata uscatului si sedimente, oceanul planetar si atmosfera. Astfel spre deosebire de caracterul unidirectional al fluxului de energie prin ecosisteme, elementele chimice antrenate în procesele metabolice au o miscare ciclica, fiind mereu reutilizate, trecând mereu din materia anorganica (materia nevie) în materie vie si invers.

Activitatea biochimica a sistemelor vii se manifesta, în linii mari, prin realizarea, în raport cu mediul , a doua functii esentiale: concentrarea (acumularea) si dispersarea selectiva a elementelor.

Acumularea biogeochimica realizata de organisme în diferite perioade geologice a avut ca efect formarea depozitelor sedimentare, terestre sau marine, a unor zacaminte minerale. Efectul acumularii biogeochimice actuale devine evident în cazul unor metale grele sau substante toxice, a caror concentrare de-a lunugul lanturilor trofice poate deveni periculoasa pentru consumatorii de ordin superior, inclusiv pentru om.

În sistemele vii , elementele chimice participa la realizarea structurilor , a reactiilor chimice si la ciclurile biogeochimice , în mod diferit în functie de proprietatile lor. Astfel carbonul are o viteza mai mare de circulatie decît azotul, fosforul si sulful, elemente care participa la formarea acizilor nucleici, proteinelor.

În organisme, au fost identificate circa 50 de elemente chimice, diferentiate prin participarea lor relativa la formarea substantelor organice. Categoria cea mai importanta o reprezinta macroelementele, care contribuie cu peste 99%, fapt pentru care sunt cunoscute sub denumirea de elemente biogene, fiind reprezentate de : carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor, sulf.Acestora li se adauga microelementele : sodiu, calciu, fier, aluminiu, magneziu, si ultramicroelementele : As,Mo, Se etc.(Botnariuc N.,)

Fiecare dintre elementele chimice se înglobeaza într-un ciclu biogeochimic specific.

1.2 CARACTERISTICILE UNUI CICLU BIOGEOCHIMIC

În circuitul fiecarui element putem deosebi doua compartimente ( componente) sau doua categorii de componente : unul sau mai multe rezervoare, de obicei de natura nebiologica, situate în atmosfera, hidrosfera sau litosfera si un compartiment de ciclare, cel biologic, care determina în mod activ procesul de reciclare al elementului dat. Transferul elementelor chimice dintr-un rezervor în altul se realizeaza de-a lungul unor cai de transport. Circuitele au sporit în complexitate o data cu aparitia biosferei. Aceasta este extrem de dinamica, preluarea, transformarea, stocarea si exportarea elementelor chimice si a compusilor realizându-se cu viteza mare. Organismele vii au calitatea de a acumula selectiv, de a transforma si dispersa în spatiu si timp elementele acumulate, procesele decurgând mult mai rapid comparativ cu cu cele geochimice. Circuitele care includ, pe lânga rezervoarele abiotice si componenta biotica, se numesc circuite biogeochimice ( se refera la circulatia elementelor chimice din apa, aer, sol în organismele vii si înapoi în mediu).(Cogalniceanu D.,2006)

Data fiind specificitatea însusirilor chimice ale fiecarui element, precum si specificitatea metabolica a populatiilor ce alcatuiesc biocenozele, fiecare element are un circuit caracteristic. Ne referim astfel la circuitele elementelor (carbon, azot, fosfor, calciu, etc) dar si la circuitele unor compusi chimici naturali cum este apa sau sintetici (de exemplu circuitului pesticidelor). Desi circuitele diferitelor elemente sunt cel mai adesea analizate si prezentate separat, adesea nu se desfasoara izolate unele fata de altele, ci sunt cuplate în adevarate catene biogeochimice.(Cogalniceanu D.,2006)