SIKLUS BIOGEOCHEMICAL

MUHAMMAD FAHRI**

Konsep siklus biogeochemical menyediakan kerangka dasar untuk merancang ini. Ini merupakan suatu konsep yang mengenali teori pengaruh energi berbagai proses kompleks yang menggerakkan, mengubah bentuk dan menyimpan bahan-kimia didalam geosphere, atmospir, hydrosphere, dan biosphere. Istilah siklus biogeochemical menyatakan interaksi di antara yang bahan-bahan organik tersebut (bio-) dan bahan-bahan inorganik (geo-) didunia, dan memusat perhatian pada ilmu kimia (bahan kimia-), dan pergerakan (siklus) dari unsur-unsur dan kandungan bahan-bahan kimia.

Dalam bentuk yang sangat sederhana, siklus biogeochemical menguraikan bergeraknya unsur-unsur tersebut melalui berbagai media dan perubahan kembali unsur-unsur tersebut kepada bentuk aslinya. Penerapan konsep siklus biogeochemical menyediakan suatu kerangka untuk mengidentifikasi dan mengevaluasi keadaan dan sumber dari unsur-unsur kimia tersebut dalam suatu sistem pendekatan.

Pemisahan siklus biogeochemical dapat diketahui untuk masing-masing unsur kimia, seperti siklus nitrogen (N), fosfor (P), dan karbon (C). Melalui perubahan secara kimia, unsur-unsur berkombinasi untuk membentuk campuran, dan siklus biogeochemical dari tiap unsur harus pula mempertimbangkan hubungannya dengan siklus biogeochemical dari unsur-unsur yang lain.

Unsur-unsur dan campuran juga ada yang berupa gas, padat, dan bentuk cair dan dapat berubah-ubah dari bentuk yang satu ke bentu lain. Dalam mempelajari siklus biogeochemical, sangat penting untuk memahami suatu unit umum jumlah unsur masing-masing dalam semua tahapannya dan semua kandungan bahan kimiawinya. Ini mempertimbangkan penetapan suatu "sistem penghitungan" untuk masing-masing unsur dan untuk pertimbangan koservasi massa tersebut. Prinsip konservasi massa menganut asumsi bahwa unsur-unsur bukan diciptakan maupun dihancurkan oleh sistem tersebut. Asumsi ini mempertimbangkan pelaksanaan studi kesetimbangan massa. Studi kesetimbangan massa mengikuti semua tahap bentuk kimia dan fisik dari suatu unsur, penghitungan untuk penyimpanan, pengangkutan, dan perubahan bentuk unsur.

Unsur-unsur dan campuran disimpan pada reservoir utama yaitu atmospir, hydrosphere, geosphere, dan biosphere. Reservoir tersebut saling behubungan, misalnya keluaran dari satu reservoir dapat menjadi masukan pada reservoir yang lain. Bergeraknya unsur-unsur dan campuran didalam masing-masing reservoir dan antar reservoir disebut fluxes (perubahan terus menerus). Interaksi antara atmospir, permukaan perairan, air bawah tanah, tanah, tumbuhan, pohon, dan sedimen harus mempertimbangkan siklus biogeochemical. Air (H2O) adalah suatu medium penting untuk mengangkut dan merubah bahan-kimia dan siklus hydrologis adalah suatu faktor penting dalam siklus biogeochemical.

Lapisan dari Siklus Biogeochemical

Unsur-unsur kimia dapat ditemukan empat lapisan berbeda: atmospir, biosphere, geosphere, dan hydrosphere. Atmospir berisi sebagian besar gas dan aerosol dan mencakup luas dari permukaan bumi sampai ujung ruang angkasa. Geosphere sebagian besar meliputi tanah, sedimen, dan bebatuan yang tersusun dari bagian padat dari bumi. Hydrosphere sebagian besar meliputi semua cairan dan bentuk air beku dan mengalir di atas dan melalui geosphere itu sendiri. Biosphere terdiri dari dari semua organisme. Jelasnya, kenyataan yang ada jauh lebih kompleks dibanding dari ini, misalnya empat lapisan tersebut tidak sama satu sama lain secara eksklusif, tetapi tumpang-tindih satu sama lainnya. Sebagai contoh, permukaan tanah berisi udara dan pertukaran gas dengan atmospir, sehingga menyebabkan geosphere dan atmospir saling tumpang-tindih. Sedimen, tanah, dan aquifers mengandung air, sehingga geosphere dan hydrosphere saling tumpang-tindih. Debu dari geosphere an air dari hydrosphere terjadi pada atmospir. Organisme berada didalam badan air, tanah, aquifers, dan atmospir, sehingga biosphere tumpang-tindih dengan tiga lapisan lainnya.

Mayoritas kebanyakan unsur-unsur didalam geosphere berada dalam bentuk yang padat, didalam atmospir bentuknya berupa gas, dan didalam hydrosphere berbentuk cairan atau terlarut. Semua bentuk tiga bahan itu ditemukan di biosphere dalam jumlah yang signifikan. Reaksi kimia membuat siklus dari semua unsur-unsur terjadi dalam semua empat lapisan.

Ada empat unsur-unsur yang paling melimpah yang menyusun organisme yaitu karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), dan Ntrogen (N). Sebagian besar berasal dari atmospir (C,O,N) dan hydrosphere (H, O). Mineral bahan nutrien penting lain sebagian besar berasal dari geosphere. Sebab unsur dari lapisan lain diproses oleh biosphere, biosphere secara signifikan mempengaruhi komposisi kimia dan alami atmospir, hydrosphere, dan geosphere.

Gas yang paling melimpah didalam atmospir adalah Nitrogen (N2), Oksigen (O2), dan argon (Ar). Udara kering berisi 75.5% N2, 23.1% O2, dan 1.3% Ar secara massa (78.3%, 21.0%, dan 0.9% secara volume). Udara juga berisi uap air (0 sampai 4% secara volume), dan karbondioksida (CO2, ~ 365 bagian per sejuta secra volume).

Semua unsur-unsur dapat ditemukan pada geosphere dalam beberapa jumlah. Lapisan yang tipis di bumi itu disebut tanah dengan berat didiami oleh semua jenis mikroba, tumbuh-tumbuhan, dan fauna.

Danau, Sungai, dan samudra adalah komponen yang jelas nyata dan yang utama dari hydrosphere. Sejumlah cairan air yang besar juga ada didalam geosphere sebagai air tanah. Hydrosphere bertindak sebagai suatu bahan pelarut, suatu agen perusak phisik iklim, dan mekanisme pengangkutan untuk banyak mineral terlarut dan unsur-unsur berupa gas, seperti material partikel penting bagi kehidupan material dari tiga lapisan lainnya. Air juga bertindak sebagai medium untuk reaksi biokimia selular penting bagi berbagai fungsi kehidupan.

Unsur-unsur kimia ditransfer didalam dan diantara empat lapisan tersebut. Massa total unsur-unsur dalam semua lapisan dikonservasi. Perubahan secara kimia dapat merubah bentuk bahan kimia.

Nitrogen adalah satu contoh yang spesifik dari unsur-unsur kimia ini dan menjadi fokus pembahasan dalam uraian makalah ini.

Nb : dari berbagai sumber bacaan.