CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

El ciclo del agua implica cambios en el estado físico del agua, así como el movimiento de la misma a través de los ecosistemas y entre ellos.
La hidrósfera es grande y diversa. El agua está presente como un líquido en la supreficie terrestre y debajo del suelo, como hielo en los casquetes polares y glaciares, y como vapor de agua en la atmósfera.
Las moléculas de agua suelen entrar a la atmósfera como vapor a medida que salen de los cuerpos de agua durante la evaporación o de las hojas de las plantas durante la transpiración.
El vapor se puede transportar a través de la atmósfera. A medida que el vapor se enfría, el agua se condensa en gotitas que forman nubes y da como resultado la precipitación como lluvia o nieve.

El carbono es un elemento esencial en los cuerpos de los seres vivos. También es económicamente importante para los humanos modernos, en la forma de combustibles fósiles.
Los autótrofos (productores) retiran el dióxido de carbono del aire a través de la fotosíntesis y lo usan para producir compuestos orgánicos como la glucosa. Los heterótrofos (consumidores) como los seres humanos, consumen las moléculas orgánicas y así el carbono orgánico pasa a través de las cadenas y redes tróficas.
El carbono se libera de nuevo hacia la atmósfera cuando los autótrofos o heterótrofos experimentan la respiración celular, o cuando los organismos descomponedores degradan los cuerpos de los organismos muertos.
La actividad humana, como la quema de combustibles fósiles, también libera carbono hacia la atmósfera.
El carbono entra a la geósfera cuando la materia orgánica muerta queda enterrada y se transforma. Este proceso, que eventualmente crea los combustibles fósiles, puede llevar millones de años.

El nitrógeno es un nutriente importante para todos los seres vivos, ya que se encuentra en proteínas, ADN y ARN. El nitrógeno existe en la atmósfera en forma de gas. En la fijación del nitrógeno, las bacterias convierten el gas nitrógeno en amoniaco, una forma de nitrógeno que pueden usar las plantas. Cuando los animales comen plantas, adquieren compuestos nitrogenados utilizables. Algunas bacterias también obtienen energía a través de la desnitrificación, en la cual los nitratos se convierten en gas nitrógeno que luego es liberado a la atmósfera. El nitrógeno es un nutriente limitante común en la naturaleza (y la agricultura). Cuando la reserva de nitrógeno es baja, muchos procesos, como la producción primaria y la descomposición, se atrofian. Cuando los fertilizantes que contienen nitrógeno y fósforo llegan a los ríos y lagos, pueden provocar florecimientos de algas, proceso conocido como eutrofización.

El ciclo del fósforo es lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos como el del agua, el carbono y el nitrógeno. En la naturaleza, el fósforo se encuentra sobretodo en forma de iones fosfato. Los compuestos fosfatados se encuentran en las rocas sedimentarias y, a medida que estas se meteorizan se desgastan a lo largo del tiempo el fósforo que contienen se filtra lentamente hacia el suelo y las aguas superficiales. La ceniza volcánica, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes significativas de fosfatos, aunque el fósforo no tiene realmente una fase gaseosa como el carbono, el nitrógeno y el azufre. Las plantas pueden absorber los compuestos fosfatados del suelo y transferirlos a los animales que se las comen. Cuando las plantas y los animales excretan desechos o mueren, los fosfatos pueden ser absorbidos por los organismos detritívoros o regresar al suelo. Los compuestos fosfatados también pueden ser transportados en los escurrimientos hacia los ríos, lagos y océanos, donde son absorbidos por los organismos acuáticos.
Cuando los compuestos fosfatados de los cuerpos o desechos de los organismos marinos se hunden hasta el suelo oceánico, forman nuevas capas sedimentarias. Con el transcurso de largos periodos de tiempo, la roca sedimentaria fosfatada puede moverse del océano a la tierra mediante un proceso geológico llamado levantamiento. Sin embargo, este proceso es muy lento y el ion fosfato promedio tiene un tiempo de residencia oceánica —tiempo que pasa en el océano— de 20,000 a 100,000 años.