principali cicli geobiochimici

 

Nei cicli biogeochimici sono coinvolti quasi una trentina di elementi o bioelementi presenti in quantità tali da rendere la composizione_percentuale_della_biosfera notevolmente diversa.

I cicli più importanti interessati nei principali fenomeni della biosfera sono il ciclo del carbonio, il ciclo dell'ossigeno, il ciclo del'azoto, il ciclo dello zolfo e il ciclo del fosforo.

Strettamente associato ai cicli di questi elementi è il ciclo dell'acqua.

Gli elementi entrano dai comparti di riserva alla biosfera in forme chimiche diverse.

Dall'atmosfera le piante assorbono il carbonio sotto forma di anidride carbonica e acquistano dall'idrosfera acqua, che contiene l'idrogeno necessario.

L'acqua, trattenuta nelle foglie, partecipa alla fotosintesi formando i carboidrati; questi vengono poi utilizzati e consumati da organismi viventi.

L'azoto entra nella biosfera attraverso il metabolismo di batteri azotofissatori e la gran parte viene trasformata in materiale organico dalle piante.

Il fosforo, sotto forma di fosfato, e lo zolfo, sotto forma di solfato, vengono assorbiti dalle piante e da queste inglobati in molecole organiche.

 

 

 

 

 


bioelementi

Per i bioelementi più importanti vengono indicati:

numero atomico,

simbolo,

nome,

peso atomico,

numero di elettroni esterni, che ne caratterizza il comportamento chimico.

 

Bioele23.bmp (114078 byte)

 

 

 

 

 

 


composizione percentuale della biosfera

La composizione_della_biosfera è decisamente diversa da quella della crosta terrestre o delle altre sfere, ed è significativa pertanto di una chimica speciale, la chimica dei composti del carbonio, detti "organici".

I materiali organici infatti costituiscono gran parte del peso secco di una cellula.

 

Le cellule, che caratterizzano tutti gli organismi viventi, sono costituite da ben il 70% di acqua.

Ma se esse vengono disidratate, i composti organici costituiscono ben il 95% del peso secco; il rimanente 5% è dovuto a varie sostanze minerali.

 

2torte23.bmp (74006 byte)

 

 

 

 

 

 

 


fotosintesi

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L'idrogeno proveniente dall'acqua si unisce al carbonio per formare i carboidrati, qui rappresentati sotto forma di uno zucchero, mentre l'ossigeno viene liberato nell'atmosfera.

 

 

Animali, batteri e funghi intervengono poi nel processo globale consumando sostanzialmente l'intera produzione di materia vegetale, mediante la respirazione: ossidano il carbonio dei carboidrati e producono di nuovo anidride carbonica che torna in ciclo.

 

 

 

 


Composizione delle sfere geobiochimiche

In tabella sono indicati in modo comparativo gli elementi principali, espressi in percentuale, presenti nelle quattro sfere, cioè:

nell'atmosfera

nella litosfera

nell'idrosfera

nella biosfera

Poiché le percentuali di alcuni sono bassissime e perciò non visibili nel grafico, è possibile analizzare la situazione di ognuna delle sfere facendo click sul nome della sfera che interessa.

 

SFERE2.bmp (182578 byte)

 

 

 

 

 

 


Composizione dell'atmosfera

 

E' evidente che il maggior costituente dell'atmosfera è l'azoto (quasi 80%), seguito dall'ossigeno (circa il 20%), quindi dall'Argon (con poco meno dell'1%).

Altri componenti sono presenti in percentuale molto più bassa.

Di questi sono sicuramente importanti l'anidride carbonica, CO2, essenziale per gli esseri viventi, presente tuttavia solo con 350 ppm (parti per milione) in peso, e inoltre il vapore acqueo.

 

Nella tabella sono indicati solo i valori corrispondenti agli elementi presenti con percentuali superiori a 0,01 %.

 

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Composizione della biosfera

 

La biosfera, che rappresenta tutti gli esseri viventi, è ovviamente costituita, per lo più, da materia organica ed acqua.

L'elemento più abbondante in percentuale è l'idrogeno con quasi il 50%, seguito da carbonio e ossigeno con quasi il 25%.

Sono presenti anche, seppure con percentuali bassissime, altri elementi essenziali per la vita, in particolare azoto e calcio.

 

 

Nella tabella sono indicati solo i valori corrispondenti agli elementi presenti con percentuali superiori a 0,02%.

 

Bio21.GIF (33050 byte)

 

 

 

 

 

 


Composizione dell'idrosfera

 

L'idrosfera è costituita quasi totalmente da acqua, perciò idrogeno e ossigeno, da soli, arrivano oltre al 99%.

Altri elementi importanti sono poi sodio e magnesio, sotto forma di cationi; cloro, sotto forma di anione cloruro; zolfo, in buona parte sotto forma di anione solfato.

Da notare che il carbonio, benché i carbonati siano molto importanti per gli organismi viventi, non compare in quanto in percentuale inferiore allo 0,02%.

 

Nella tabella sono indicati solo i valori corrispondenti agli elementi presenti con percentuali superiori a 0,02%.

 

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Composizione della litosfera

 

Nella litosfera, contrariamente alle altre sfere, è presente un numero notevole di elementi in quantità paragonabili, in particolare: l'ossigeno, costituente di molti anioni e ossidi metallici; il silicio e l'alluminio, costituenti di moltissime rocce; calcio, sodio, magnesio e ferro; l'idrogeno, presente in molti minerali che contengono acqua di cristallizzazione.

Da notare che il carbonio non compare, benché i carbonati siano una parte importante delle rocce (come per esempio i calcari e la dolomite).

 

Nella tabella sono indicati solo i valori corrispondenti agli elementi presenti con percentuali superiori a 1%.

 

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