Ciclo del carbono

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Ciclo del Carbono

Aunque el carbono es un elemento muy raro en el mundo no viviente de la tierra, representa alrededor del 18% de la materia viva. La capacidad de los átomos de carbono de unirse unos con otros proporciona la base para la diversidad molecular y el tamaño molecular, sin los cuales la vida tal como la conocemos no podría existir.

Fuera de la materia orgánica, elcarbono se encuentra en forma de bióxido de carbono (CO2) y en las rocas carbonatadas (calizas, coral). Los organismos autótrofos -especialmente las plantas verdes- toman el bióxido de carbono y lo reducen a compuestos orgánicos: carbohidratos, proteínas, lípidos y otros. Los productores terrestres obtienen el bióxido de carbono de la atmósfera y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en elagua (en forma de bicarbonato, HCO3-). Las redes alimentarias dependen del carbono, no solamente en lo que se refiere a su estructura sino también a su energía.

En cada nivel trófico de una red alimentaria, el carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración. Las plantas, los herbívoros y los carnívoros respiran y al hacerlo liberan bióxido de carbono. La mayor partede la materia orgánica en cada nivel trófico superior sino que pasa hacia el nivel trófico "final", los organismos de descomposición. Esto sucede a medida que mueren las plantas y los animales o sus partes (por ejemplo, las hojas). Las bacterias y los hongos desempeñan el papel vital de liberar el carbono de los cadáveres o de los fragmentos que ya no podrán utilizarse como alimento para otrosniveles tróficos. Mediante el metabolismo de los animales y de las plantas se libera el bióxido de carbono y el ciclo del carbono puede volver a comenzar.

Ciclo del carbono (ecología)

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Ciclo del Nitrógeno

Nitrógeno: Nº atómico 7; P.A. 14.0067 g mol –1; Punto de ebullición: –195.8°C

a. Papel biológico

Componente esencial de proteínas, ácidos nucleicos y otros elementos delos tejidos celulares.

b. Depósitos –

El 79% de la atmósfera es N2 gaseoso. El triple enlace N = N es relativamente difícil romper, para ello se requieren condiciones especiales. Esta dificultad hace que la mayoría de los ecosistemas contengan cantidades escasas de N. El N2 es soluble en agua y circula a través del aire, el agua y los tejidos vivos.

c. Fijación del nitrógeno

Abiótica:relámpagos (T y P muy altas). 107 toneladas /año-1 ~ 5-8% del total de la fijación anual de nitrógeno. (la acción de los agentes atmosféricos sobre las rocas es una fuente insignificante).

Biótica: microbios (bacterias procarióticas), generalmente azobacter libres o rhizobium que viven totaliza aproximadamente 1,75 x 108 toneladas / año-1.

Método industrial: el proceso Haber-Bosch (1909) –a P y T relativamente altas, se emplea hierro como catalizador para convertir N2 en amoníaco (procesándolo generalmente aún más para obtener urea y nitrato amónico (NH4NO3) – sigue siendo el método más barato de fijación industrial de N. (5x107 tons /año-1).

Efecto secundario de la combustión: La presión y la temperatura altas oxidan el N2
Desde la década de 1940 la cantidad de N absorbibleha pasado a ser más del doble.

en simbiosis con ciertas plantas, como las leguminosas. El nitrógeno fijado por medios biológicos convirtiéndolo en Nox (2x107 tons / año-1).

La fijación antroprogénica de N supone actualmente un volumen igual al de la fijación biológica.

ESQUEMA DEL CICLO DEL NITRÓGENO

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d. Ciclo del nitrógeno

Nitrificación mediante quimioautótrofos
Lasbacterias del género Nitrosomonas oxidan el NH3 y lo convierten en NO2
-
Las del género Nitrobacter oxidan los nitritos hsta convertirlos en NO3
-
Desnitrificación
Respiración anaeróbica de NO3- ; se elimina el nitrógeno del gas por la acción
de distintas especies de Psuedomonas, Alcaligenes y Bacilos
Fuentes de las cargas de N antropogénico: Fertilizantes, cultivos de leguminosas,
deposición...
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