ciclo del fosforo
Il ciclo del fosforo è tipicamente sedimentario: infatti il comparto di riserva è costituito, quasi
esclusivamente, dalle rocce fosfatiche; solo quando esse riemergono per eventi
geologici, il fosforo può entrare in circolazione per azione erosiva
atmosferica o per solubilizzazione dei fosfati insolubili.
I prodotti di erosione, contenenti fosfati solubili, passano dalla litosfera alla pedosfera, dove possono essere assorbiti e organicati dalle piante (assorbimento_del_fosforo).
Il fosforo a
differenza di elementi come carbonio, azoto, zolfo, viene incorporato nelle molecole organiche senza subire reazioni di riduzione.
Il fosforo organicato dalle piante entra poi nelle catene alimentari (flussi di energia e produttività).
I microrganismi del suolo che
degradano i detriti vegetali e animali liberano nuovamente fosforo inorganico, generalmente sotto
forma di fosfati; che vengono riutilizzati dalle piante.
Infatti, poiché il fosforo è generalmente scarso, partecipa a un processo di riciclizzazione.
Parte dei fosfati presenti nel terreno viene dilavata dalle piogge e portata al mare, dove viene utilizzata parzialmente da alghe e animali marini.
Parte del fosfato che arriva in mare viene restituita alla terra da organismi che si cibano di pesci (guano); un'altra parte invece si deposita nei sedimenti della zona litorale e del fondo del mare (fosforo_nei_sedimenti).
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Lo schema
rappresenta in sintesi le direzioni dei flussi di fosforo tra le tre sfere: biosfera, litosfera, idrosfera. L'atmosfera in effetti non entra
nel ciclo, dato che il fosforo è presente quasi esclusivamente in forma di
fosfato, non volatile. Si vede che gli scambi avvengono sempre mediante la litosfera, salvo il riciclo che avviene nell'ambito della biosfera (se si comprendono anche i resti organici). |
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Gli stati_di_ossidazione_del_fosforo sono diversi, ma il fosforo può venire assorbito dalle radici solo nel suo massimo stato di ossidazione, cioè 5.
A seconda del pH del mezzo, viene utilizzato:
a pH<7 come anione diidrogenofosfato H2PO4-
a pH>7 come anione monoidrogenofosfato HPO4--
Il guano è costituito da depositi di escrementi di uccelli marini e rappresenta una riserva di fosfato inorganico che dal mare ritorna alla terraferma, cioè in ciclo; i giganteschi depositi di guano sulle coste del Perù sono correntemente utilizzati dall'uomo per i concimi.
Questo trasferimento di fosforo mediato dagli uccelli sta continuando, ma con una velocità inferiore a quella del passato, perciò questa modalità di ritorno del fosforo alla terraferma è attualmente insufficiente per rimpiazzare il fosforo che dalla terraferma torna al mare.
Le acque dell'oceano sono stratificate a causa della diversa densità: quelle più dense, più fredde e a maggior contenuto di sali rimangono sul fondo, dove continuano ad arricchirsi di fosfati e di altre sostanze nutritive.
Le acque oceaniche profonde circolano lentamente, tanto che occorrono migliaia di anni per una circolazione completa.
Piccole quantità di fosfati sono incorporate in sedimenti marini come i fanghi rossi di mare profondo e le rocce carbonatiche.
La decomposizione delle sostanze organiche lascia nei sedimenti piccole sfere, (dette pisoliti) di apatiti, fluorofosfato di calcio. Le correnti ascendenti li depositano sulle piattaforme continentali da dove, in parte, ritornano alle terre emerse per fenomeni tettonici.
Le apatiti
hanno formula generale 3Ca3(PO4)2.CaX2
in cui X è uno degli anioni fluoruro F-, cloruro Cl-, ossidrile OH-.
Si parla così di fluoroapatiti, cloroapatiti, idrossiapatiti, in funzione della natura di X.
Possono presentarsi in diverse forme cristalline
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apatite prismatica |
apatite tabulare |
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