Fosforcykel

Källa: Eduarda Servidio Claudino, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Vad är fosforcykeln?

han Fosforcykel Det är lagring och cirkulation av detta element genom hydrosfären, litosfären, de levande organismerna och atmosfären. Detta är en sedimentär biogeokemisk cykel vars lagringsfas huvudsakligen inträffar i den marina sängen.

Cykeln börjar med exponering av fosfaterade bergarter för erosiv verkan av vatten, vind och levande organismer. Berget när det bärs är fragmenterat och drar partiklarna som bär fosfater, som är införlivade i marken eller dras in i vattenkropparna.

Fosfor som absorberas som fosfater av växter genom sina rötter, är integrerad i kroppen och används i metabolism. Således går det från det geologiska stadiet av cykeln till den biologiska fasen där den cirkulerar genom mat eller trofiska nätverk.

Fosforcykelegenskaper

Matchen

Detta är ett icke -metalliskt kemiskt element som representeras med P -symbolen och som inte är ren i naturen eftersom det oxiderar snabbt. När denna process inträffar frigör den kalorinergi och producerar ljus, varför namnet på fosfor ("bärare av ljus" på grekiska) gavs.

I naturen är det i form av oorganiska fosformolekyler eller som en del av levande organismer.

Din cykel

Fosforcykeln är en sedimentär biogeokemisk cykel nära relaterad till vatten, kol, kalcium, järn och aluminiumcykel. Det kallas sedimentär eftersom de flesta av dess reserver är i marina sediment och i de fosfaterade klipporna på jordskorpan.

Exponering

De fosfaterade klipporna som bildas i jordens djup tas till jordens yta av rörelserna från de tektoniska plattorna. När detta inträffar utsätts de för verkan av fysiska medel som regn och vind samt biologisk.

Fosforberg. Källa: David Stanley från Nanaimo, Kanada/CC av (https: // Creativecommons.Org/licenser/av/2.0)

En annan form av fosforfrisättning av dess underjordiska lagring är genom vulkanisk aktivitet, också orsakad av tektoniska rörelser.

Erosion

Genom att bli utsatta fosfaterade klipporna för den yttre miljön på jordens yta, uppstår erosionsprocessen. Således är berget knäckt och fragmenterat av skillnaderna i temperatur, regn, vind och verkan av levande varelser, och fosfor blir en del av marken eller flyttar till andra platser.

Transport

Det huvudsakliga erosiva medlet är vatten, som flyttar fosfor till andra punkter i litosfären och slutligen till haven.

Biologisk absorption och befrielse

De flesta fosfor på marken är olöslig och kan därför inte användas av växter. Denna fosfor fästs vid lerpartiklar, järn och aluminiumhydroxider eller i form av kalcium, järn eller annat fosfat.

Således, i en jordhektar kan det finnas mellan 2 och 10 ton fosfor, men växter kan bara använda 3 till 15 kg. Löslig fosfor absorberas genom rötter och passerar till växtens kropp där den används i olika metaboliska processer.

Kan tjäna dig: de 10 biomarna i Mexiko och dess egenskaper

Fosfor är integrerad i strukturen hos växter och bildar proteiner, ATP, DNA och andra molekyler. På samma sätt, vid upplösning i marint vatten, absorberas det av fytoplankton i haven.

Fosfor blir en del av trofiska kedjor när växter och fytoplankton konsumeras av växtätare och dessa av köttätare. Därefter frigörs han från levande organismer antingen genom deras utsöndring eller när de dör.

Sedimentation och ackumulering

Fosfor i haven deponeras i havsbotten och blir en del av sedimentet som kommer att deponeras i på varandra följande lager.

Lithification och lagring

Stenarna bildas när sedimenten i de djupaste delarna av jordskorpan utsätts för höga tryck och temperaturer (litification). Detta inträffar eftersom vikten av de övre sedimenten får de nedre att komprimeras.

Partiklarna som bildar klipporna hålls tillsammans tack vare kristallisationen av oxider, kiseldioxid och andra ämnen, en process som kallas cementering. På detta sätt bildas de så kallade sedimentära bergarter, bland vilka är fosforiten som innehåller upp till 20-30% fosfater.

Om sedimentära bergarter utsätts för högre temperatur och tryckprocesser löses genom att vara en del av metamorfiska och stollande bergarter (18%). Det finns också fosfater i kalkstenberg upp till 0,18% och till och med i sandsten vaggar upp till 0,27%.

Cykeltid

Hastigheten med vilken en fosformolekyl uppfyller cykeln beror på vilken typ av reservoar som beaktas. I kustvatten kan till exempel en fosformolekyl mobilisera var 9: e månad och i djupa marina sediment kan det ta mer än 11 ​​mer än 11.000 år.

Fosforcykelsteg

Den största återvinningen av fosfor sker mellan levande organismer och vatten eller jord beroende på typ av ekosystem. Detsamma går igenom tre steg, som är:

1. Geologisk

De viktigaste fosforreserverna i detta skede av cykeln finns i marina sediment och jord. Det finns också i underjordens fosfatbergarter och i marinfågelutsläpp (Guano).

Från de marina sedimenten bildas de fosfaterade bergarter, som är sedimentära bergarter som innehåller upp till 30% fosfater. När de eroderar blir fosfater en del av marken.

På liknande sätt drar jorderosion och stenar fosfater till vattenkropparna och slutar nå havet där de absorberas av marina organismer. Å andra sidan upplöses en relativt låg andel av markfosfater i vatten och absorberas av växter.

2. Hydrologisk

Det hydrologiska stadiet i fosforcykeln upprätthåller ett permanent utbyte med fastlandet och med de organismer som bor i vattenvärlden. Den största mängden fosfor finns i djupa oceaniska vatten såsom upplöst fosfat.

Det kan tjäna dig: naturfenomen: typer, orsaker och exempel

Fosfor som finns i ytvatten absorberas av levande organismer och blir därför en del av det biologiska stadiet.

Biljetter

Det uppskattas att cirka 10 miljoner ton fosfor kommer in i vattendragen årligen. Den kommer in i det hydrologiska stadiet som dras av vattenströmmar, främst på grund av regnvattenavrinning.

På detta sätt når det floderna och därifrån till sjöarna och haven, utöver en liten procentandel från det atmosfäriska pulvret som deponeras i haven eller andra vattendrag.

Omlopp

Fosfor cirkulerar i haven, särskilt i de kallaste nedre skikten, men i kirurensområdena når den ytan. Nödsituationerna är områden där djupa kalla vatten stiger upp genom att dra fosfater och andra näringsämnen.

I dessa områden är tillgängligheten av fosfater rikligt, vilket gynnar utvecklingen av fytoplankton som lockar ett stort antal fiskar som livnär sig på detta.

Avgångar

Eftersom fosfor inte bildar flyktiga föreningar (gaser) i havet, kan den inte bytas direkt med atmosfären. Därför är de enda utgångarna från det hydrologiska stadiet bergbildning eller fiske (efter havsfåglar eller människans handling).

I det första fallet är fosforet upplöst i havet eller från utsöndring eller döda kroppar av levande varelser,. Med tiden täcks dessa sediment av andra lager och konsolideras som fosfaterade bergarter som sedan utsätts för jordens yta.

SEABIRD. Medan människan extraherar stora mängder havsfosfor genom fiske, eftersom fiskben består av 35% av detta element.

3. Biologisk

När fosforet kommer in i de trofiska kedjorna eller livsmedelskedjorna är det en del av det biologiska stadiet i fosforcykeln. Detta börjar när fosfater absorberas av växter eller fytoplankton bildar proteiner och andra vitala molekyler.

Därefter cirkulerar fosforet när växter och fytoplankton konsumeras av växtätare och dessa av köttätare. Flytta sedan genom utsöndringen och genom nedbrytningen av kropparna av döda organismer av bakterier och svampar.

Även om mängden fosfor i det biologiska stadiet är relativt låg, spelar det en grundläggande roll. Således bildas cirka 80% av den totala fosforet i en levande varelse av hydroxyapatit (CA5 (PO4) 3 OH).

Detta mineral utgör cirka 70% av ryggradsben och tänderna emalj bildas också av en hög andel av denna fosfaterade malm.

Avgångar

Från detta skede följer fosfor sin cykel mot de hydrologiska och geologiska stadierna, genom organismernas död eller deras utsöndring. På samma sätt ingriper människan i fosforcykeln genom att extrahera den från jorden och havet för att använda den som ett industriellt råmaterial eller som gödningsmedel.

Kan tjäna dig: surt regn: hur det bildas, komposition, reaktioner och effekter

Guano

En viktig källa till fosfor från det biologiska stadiet är utsöndringen av havsfåglarna, kallad Guano, som innehåller cirka 4% fosfater.

Guano -ansamling. Källa: Alex Proimos från Sydney, Australien/CC av (https: // Creativecommons.Org/licenser/av/2.0)

Havsfåglar som matar på fisk bildar stora kustkolonier och deras utsöndring ackumuleras i enorma mängder i sina livsmiljöer. Dessa utsöndring är särskilt rika på fosfater och har använts av människan som gödselmedel.

Ändringar

Den grundläggande förändringen av fosforcykeln är dess acceleration på grund av mänsklig aktivitet. Fosfater är en av de viktigaste föroreningarna i avloppsvatten, vilket orsakar förändringar av fosforcykel genom att integrera extra mängder i ekosystem i ekosystem.

Eutrofilisering

Fosfater införlivas i avlopp på grund av användning av tvättmedel som innehåller trisodiskt fosfat. Dessa föreningar i kombination med vatten bildar fosfater som är assimilerbara av levande varelser.

Eutroforering. Källa: f. Lamiot (eget arbete)/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/2.5)

När stora mängder av dessa assimilerbara fosfater kommer in, ökar populationerna av alger och vattenväxter avsevärt. Denna ekologiska obalans slutar med att konsumera upplöst syre i vatten, vilket orsakar döden av fisk och andra organismer.

Vattenkvalitet

Överskott av fosfater i vatten påverkar dess kvalitet för mänsklig konsumtion, vilket minskar färska vattenkällor.

Fosforcykelns betydelse

Livets väsentliga

Fosfor är en central del av ATP (adenosin trifosfat), som är molekylen genom vilken energi lagras och överförs. Å andra sidan inkluderar DNA (deoxyribonukleinsyra), som är den molekyl som är ansvarig för överföring av genetisk information, en fosfatgrupp.

Diet och hälsa

Fosfor är ett väsentligt element för hälsa, med hänsyn till att det är det andra i överflöd i kroppen. Det är också en grundläggande beståndsdel av tänderna och benen, i en nära relation med vitaminerna i B -komplexet.

Dessutom spelar det en relevant roll i njurarnas funktion, muskler (inklusive hjärtat) och i nervsystemet (nervsignaler).

Råmaterial för industrin

I branschen används fosfater för olika ändamål, till exempel inom livsmedelsindustrin används de som anti -gutinanter och stabilisatorer. Fosfor är en grundläggande ingrediens i tillverkningen av matcher, fyrverkerier och ljuskyltar.

På liknande sätt används det i utarbetandet av metalllegeringar, industrioljor och när trisodiumfosfat används i tvättmedel.

Gödningsmedel

Fosfor är en viktig komponent hos gödselmedel och gödningsmedel som används i jordbruket, särskilt användbart för att inducera blomning i grödor. Gödselproduktion ansvarar för cirka 90% av fosfatbehovet.

Insekticider

Organiska fosfater är i form av fosforsyraestrar och i de flesta fall har de neurotoxisk effekt, så de används för att göra insekticider.