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miércoles, 19 de agosto de 2020

Cuestión de vida o muerte: El ciclo del oxígeno y el ciclo del carbono

A todos en la primaria nos enseñaron acerca del ciclo del agua, pero hay otros dos ciclos que son cuestión de vida o muerte, y son: el ciclo del oxígeno y el ciclo del carbono, sin ellos, las plantas no harían la fotosíntesis por lo tanto, no habría vida en la tierra. Leamos este pequeño, pero nutrido post


La atmósfera de la Tierra, esta ligada a los proceso de la vida a través de dos ciclos esenciales, el del oxígeno y el del carbono.

El oxígeno es un elemento fundamental de los sistemas energéticos de casi todas las plantas y animales. Éstos organismos vivos liberan energía al oxidar grandes moléculas orgánicas, obteniendo el oxígeno a través de la respiración. Este consumo de oxígeno se compensa por fotosíntesis, mediante la cual, las plantas verdes elaboran su rica sustancia energética para desarrollarse. Este proceso fundamental, sin el cual sería imposible la vida en la Tierra, es debido a la energía solar, y emplea, como materias primas, el hidrógeno del agua y el carbono del dióxido de carbono. El oxígeno es el subproducto más importante de la fotosíntesis. La mayor parte de los seres vivos han desarrollado complejas defensas contra lo que, para las delicadas sustancias orgánicas de sus células, es un corrosivo gas venenoso. Sólo en los "puntos calientes" de las profundidades del océano, en el cieno del fondo marino y en algunos otros medios altamente deficientes en oxígeno, existen bacterias anaeróbicas, es decir, bacterias que no dependen del oxígeno y que pueden sobrevivir sin protección.



Las hojas absorben energía solar mediante un proceso
fotoquímico dirigido por la clorofila verde
El carbono es el componente fundamental de todos los compuestos orgánicos. Es el elemento primario de la vida. Sin embargo, la cantidad de carbono es limitada, por lo que tiene que ser constantemente reciclado. El carbono de la biosfera -la delgada capa de vida de la Tierra- está en constante circulación entre la materia muerta y la viva. Las plantas verdes, las autotrófas -es decir, que se alimentan por si mismos y que producen en su interior su propio alimento-, fijan el carbono de la atmósfera. De esta manera, pasa a formar parte de su biomasa y de las heterótrofas: todos aquellos organismos, desde los hongos al hombre, no dotados de clorofila y que tienen que alimentarse consumiendo la materia orgánica sintetizada por las autótrofas.

Nuestro proceso de respiración, así como los agentes de descomposición que descomponen nuestros desechos y finalmente nuestros cuerpos, devuelven el carbono a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. El hecho mismo de que el carbono en el aire se encuentre en forma de dióxido de carbono significa que los ciclos del oxígeno y del carbono están íntimamente entrelazados.

Estos dos ciclos están relacionados a su vez con otros a una escala geológica mayor. Los rayos ultravioleta disocian el hidrogeno y el oxígeno del agua en la atmósfera exterior, y la oxidación de algunos minerales fija cierta cantidad de oxígeno. El ciclo del carbono es más cerrado, aunque se fija como carbonato cálcico en forma de caliza y creta. En esta parte del ciclo del carbono la duración se calcula en millones de años.

El ciclo del oxígeno

El aire contiene aproximadamente un 21% de oxígeno; esta concentración es el resultado de millones de años de fotosíntesis de las plantas verdes. El oxígeno que pudo haber existido en la atmósfera primigenia escapó hace mucho tiempo al espacio exterior. Los bosques y el plancton producen la mayor parte del contenido de oxígeno de la atmósfera. La deforestación y la contaminación de los océanos pueden, pues, tener consecuencias peligrosas al disminuir la producción del oxígeno que respiramos. A su vez, los procesos respiratorios de animales y plantas fijan el oxígeno, que es, posteriormente liberado como parte del dióxido de carbono.

Fases del ciclo del oxígeno

  • Fase atmosférica
Circulación del oxigeno en la atmosfera como parte del aire y es tomado por los seres vivos para un ciclo biogeoquímico.
  • Fase de fotosíntesis
Reacción química en la que los seres vivos que contienen clorofila utilizan el dióxido de carbono, el agua y la luz del sol para obtener energía y liberar el oxígeno al entorno.
  • Fase de Respiración
Intercambio de gases por parte de los seres vivos, donde la entrada de oxigeno al cuerpo y la expulsión de dióxido de carbono del mismo.
  • Fase de retorno
Por medio de la respiración o dióxido de carbono se logra el retorno del oxigeno a la atmosfera.


El ciclo del carbono

El dióxido de carbono es un componente usual en la atmósfera de los planetas y se halla presente, por ejemplo, alrededor de Venus y Marte. El contenido medio de CO2 de la atmósfera de la Tierra es de solo 0.033%. El contenido de oxígeno libre en el aire es mas de 600 veces mayor. El total de carbono que existe en la atmósfera es, en realidad, superior en un 50% a la cantidad fijada en los organismos vivos. En otras palabras, el carbono es escaso y tiene que reciclarse a mayor velocidad que el oxígeno. Hay enormes cantidades de dióxido de carbono disuelto en los océanos, aunque este carbono no está directamente disponible para el 90% (calculado por biomasa) de todos los organismos vivos terrestres. El ciclo del carbono es complejo, aunque consiste principalmente en la fijación del carbono en la fotosíntesis de las plantas verdes y en su liberación en la respiración.

Tipos o clases de ciclo de carbono

  • Ciclo corto (biológico): intercambio rápido de carbono entre los seres vivos con la atmosfera, océanos y suelo.
  • Ciclo largo (Geológico): intercambio entre el interior y superficie de la tierra por millones de años.

Fotosíntesis y respiración

La fotosíntesis absorbe el carbono de la atmósfera y la respiración de las plantas verdes lo libera. De esta manera, el contenido de dióxido de carbono de la atmósfera, queda determinado por la lucha entre estos dos procesos. Los procesos vitales de los animales no han influido en el resultado de forma apreciable, ya que mas del 90% de toda la biomasa viva es vida vegetal. Ahora, por primera vez, el hombre puede romper este equilibrio con la combustión del carbón y petróleo

El bosque respira las 24 hrs

La fotosíntesis tiene lugar durante el día, aumentando el nivel de oxígeno de la atmósfera y disminuyendo el de CO2, llegando al máximo cerca del amanecer, cuando puede estar un 20% por encima de la media.

¿Dónde esta el carbono?

Debe haber más de 50 mil millones de toneladas de carbono en la biosfera disponibles para los procesos vitales. Su distribución es aproximadamente la siguiente (todas las cifras están en miles de millones de toneladas

Atmósfera
700
Disuelto en los océanos
39000
Biomasa viva en tierra
600
Biomasa viva en mar
<5
Biomasa muerta
13000

Referencias

Atlas del  mundo Aguilar
Autor: Lars Bergquist
Año: 1992
ISBN: 84-03-60237-5

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