TEMA 4. CIRCULACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA BIOSFERA

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1 TEMA 4. CIRCULACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA BIOSFERA GUIÓN DEL TEMA: 1.- Introducción. 2.- Relaciones tróficas. 3.- Ciclo de materia y flujo de energía. 4.- Parámetros tróficos. 5.- El problema ambiental de la bioacumulación 6.- Pirámides ecológicas. 7.- Factores limitantes de la producción primaria. 8.- Ciclos biogeoquímicos. Página 1

2 1.- Introducción. Conceptos importantes en Ecología: Biosfera: es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra. Ecosistema: sistema natural integrado por componentes vivos (bióticos) y no vivos (abióticos) que interactúan entre sí. Ecosistema o sistema ecológico: es cualquier área de la naturaleza en la que existan unos componentes bióticos (plantas, animales y microorganismos) que se relacionan entre sí; y otros componentes abióticos (humedad, temperatura, gases, nutrientes, salinidad y tipo de suelo) que interaccionan con los componentes bióticos, condicionando o limitando la existencia de los mismos. Comunidad o biocenosis: la parte biótica de un ecosistema, es decir, el conjunto de seres vivos que componen el ecosistema y que se relacionan entre ellos. Población: conjunto de individuos de la misma especie que viven en el mismo espacio y se relacionan entre sí. Especie: conjunto de individuos que se reproducen entre sí y que tienen descendencia fértil. Ecosfera: conjunto formado por todos los ecosistemas que constituyen la Tierra o el gran ecosistema planetario. Biomas: diferentes ecosistemas que hay en el Tierra. 2.- Redes tróficas. Representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Se representan mediante: Cadenas tróficas: unen mediante flechas los diferentes eslabones o niveles tróficos. Redes tróficas: representaciones reales de la transferencia de energía, ya que de cada nivel suelen partir ramificaciones (un mismo nivel puede servir de alimento a varios niveles tróficos). NIVELES TRÓFICOS A. PRODUCTORES Constituyen el primer eslabón o nivel trófico y son los autótrofos, sobre todo los que emplean la fotosíntesis (dependientes de la luz), aunque también hay quimiosintéticos (independientes de la luz). Incluye a las plantas terrestres y el fitoplancton (algas microscópicas y cianobacterias). Página 2

3 Utilizan la energía procedente del Sol y la transforman en energía química y calor. La materia inorgánica se transforma en orgánica, una parte se utiliza en la respiración (degradación de la energía) y otra se almacena como tal constituyendo los tejidos vegetales que serán alimento de los demás niveles. B. CONSUMIDORES Conjunto de organismos heterótrofos que utilizan materia orgánica a partir de los productores, tomada directa o indirectamente. Dentro de los consumidores se distinguen: Consumidores primarios o herbívoros. Consumidores secundarios o carnívoros. Carnívoros finales, se alimentan de los carnívoros. Considerando redes tróficas en lugar de cadenas lineales, distinguimos: Omnívoros: que se alimentan de más de un nivel tróficos. Carroñeros o necrófagos: que se alimentan de cadáveres. Saprófitos o detritívoros: que consumen todo tipo de detritos (restos orgánicos). C. DESCOMPONEDORES Constituyen un tipo especial de organismos detritívoros que se encargan de transformar la materia orgánica en sales minerales que la constituían, con lo que cierran el ciclo de la materia. Hay dos grupos: Transformadores: utilizan la materia orgánica muerta que no ingieren, realizan una digestión externa y posteriormente absorben los nutrientes. Son los hongos y un gran número de bacterias. Son organismos saprófitos. Mineralizadores: son descomponedores quimiosintéticos. Obtienen la energía oxidando moléculas inorgánicas reducidas procedentes del metabolismo de los otros organismos, que transforman en sales minerales asimilables por los productores. Son bacterias que cierran los ciclos de los bioelementos. 3.- Ciclos de materia y flujo de energía Los ecosistemas siguen unos principios de sostenibilidad natural: Reciclar al máximo la materia para obtener nutrientes. Mantener los nutrientes dentro de unos límites, es decir, que no escapen a otros lugares. Evitar la producción de desechos no utilizables. Utilizar la luz solar (renovable) como fuente de energía. Página 3

4 A. El reciclado de la materia La materia orgánica es biodegradable, lo que significa que puede ser degradada y transformada en materia inorgánica por la acción de organismos concretos, los descomponedores. Gracias e ellos la materia orgánica que cae al suelo procedente de cada uno de los niveles tróficos se transforma en sales minerales. Así la materia se recicla, no se pierde. El ciclo de la materia tiende a ser cerrado, cíclico Utilizamos la palabra tiende, ya que con cierta frecuencia los nutrientes escapan de la biosfera por: Gasificación (atmósfera). Lixiviado (proceso de lavado y arrastre a otros lugares por el agua). Algunos restos orgánicos escapan al reciclado por los descomponedores y quedan enterrados en condiciones anaerobias transformándose en combustibles fósiles, que se almacenan en la litosfera. B. Flujo de la energía La energía solar que entra en la cadena trófica mediante la fotosíntesis es transformada en energía química contenida en la materia orgánica, forma en la que pasa de unos a otros eslabones mediante el alimento y sale en forma de calor. El flujo de energía es abierto, unidireccional Al contrario de lo que ocurre con la materia, la energía que pasa de unos a otros niveles no constituye un ciclo cerrado, sino que se trata de un flujo abierto de unos niveles a otros y su sentido de transferencia es unidireccional. Además dicho flujo va disminuyendo desde los productores hasta los últimos niveles con arreglo a la regla del 10%. La regla del 10% dice que, como regla general, la energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la acumulada en él Sin embargo, toda cadena trófica ha de cumplir la primera ley de la termodinámica, por lo que la energía no se pierde en ningún punto; lo que sucede es que su flujo va disminuyendo al degradarse parte de ella en la respiración y al desprenderse como calor, tras ser utilizada por cada uno de los niveles para el mantenimiento de las funciones vitales. La energía entrante en la cadena trófica = energía acumulada en cada nivel (en forma de materia orgánica) + la desprendida como calor. Página 4

5 Como resultado de esta disminución del flujo de energía, el número de eslabones de cada cadena trófica suele ser bastante reducido, generalmente 5 eslabones como máximo. Principios generales aplicables a los ecosistemas en relación al flujo de energía: El flujo de energía es unidireccional acíclico y abierto, lo que implica la necesidad de un aporte continuo de energía externa para mantener el ecosistema. Los niveles tróficos o componentes de un ecosistema disponen de mucha más energía de la que consumen, comenzando por los productores que sólo asimilan un 0,1% de la radiación solar incidente. A medida que ascendemos en el ecosistema, la cantidad de energía consumida en la actividad metabólica propia de cada nivel trófico a través de la respiración celular es cada vez mayor. Así en los consumidores secundarios supone un 60% de su producción bruta, debido a lo que gastan para buscar alimento. Se produce una disminución progresiva de la energía en cada nivel trófico debido, sobre todo, a las pérdidas en forma de calor durante la actividad metabólica, lo que limita el número de niveles tróficos de cada cadena entre 3 y 5 eslabones. Un porcentaje muy elevado de la energía disponible en cada nivel trófico no se utiliza sino que se acumula año tras año formando los sedimentos de los lagos, la hojarasca de los bosques, sirviendo como base energética de reserva para el sistema, a través de la actuación de los descomponedores. 4.- Parámetros tróficos. Parámetros tróficos: las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada nivel trófico como la del ecosistema completo. Biomasa (B) La biomasa es la cantidad en peso de materia orgánica viva (fitomasa vegetal o zoomasa animal) o muerta (necromasa) de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema. Se mide en Kg, g o mg, en unidades de energía, según la conversión 1 g = 4 o 5 kcal. Normalmente al calcularla hacemos referencia a su cantidad por unidad de área o de volumen, por ello es frecuente expresarla: g C/cm 2, Kg C/m 2, t C/ha. En la biomasa se almacenan grandes cantidades de energía química de alta calidad en los enlaces químicos que unen los compuestos orgánicos de los que está constituida. En forma de biomasa es como se transfiere la energía de unos niveles a otros a lo largo de una cadena trófica. Página 5

6 Producción (P) Cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. En g C/cm 2 día o Kcal/ha año. Se distingue: Producción primaria: es la energía fijada por los organismos autótrofos. Producción secundaria: la correspondiente al resto de los niveles tróficos. En ambas: Producción bruta (Pb) o cantidad de energía fijada por unidad de tiempo (día o año) por fotosíntesis o, en los consumidores, respecto al total ingerido. Producción neta (Pn) o energía almacenada en cada nivel por cada unidad de tiempo. Representa el aumento de biomasa y es igual a la producción menos la energía consumida en la respiración. Pn = Pb - R Esta regla explica la razón por la cual el número de eslabones es tan limitado (regla del 10%), aunque dicho porcentaje no se mantiene constante a lo largo de toda la cadena, sino que suele ir aumentando hacia los últimos eslabones. Productividad (p) Relación entre la producción neta (cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo) y la biomasa (materia orgánica total), es decir, entre el interés y el capital. p = Pn/ B Productividad = tasa de renovación Sirve para valorar la riqueza de un ecosistema o nivel trófico, ya que representa la velocidad con la que se renueva la biomasa de modo que también se llama tasa de renovación. Tiempo de renovación Periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. Se expresa mediante una relación inversa a la anterior. Se mide en días, años, etc. t = B / Pn Eficiencia Representa el rendimiento de un nivel trófico o de un sistema. Se calcula mediante el cociente entre salidas/entradas (output/input). Página 6

7 Se puede valorar de varias formas: Eficiencia de los productores: se calcula mediante la relación energía asimilada/energía incidente. Es menos al 2% (Pb). Pn/Pb mide la cantidad de energía incorporada a cada nivel respecto al total asimilado, constatando las pérdidas respiratorias que son de 10-40% en el fitoplancton y hasta del 50% en la vegetación terrestre. La rentabilidad de los consumidores, se valora según la relación Pn/alimento total ingerido; o como lo expresan los ganaderos, engorde/alimento ingerido. Eficiencia ecológica = Pn / Pn del nivel anterior 100 Muchas veces las personas, al explotar los sistemas naturales, no tienen en cuenta los costes ocultos. En el caso del ser humano, desde el punto de vista del aprovechamiento energético, es más eficiente una alimentación fundamentalmente herbívora (legumbres, frutas y verduras). Sin embargo, según recomienda la FAO, para una alimentación completa es necesario añadir a la dieta 60 g de proteína al día. Desde el punto de vista energético, teniendo en cuenta la regla del 10%, es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel, ya que se aprovecha más la energía y se podrá alimentar a mayor número de individuos. 5.- El problema ambiental de la bioacumulación. Se denomina bioacumulación el proceso de acumulación de sustancias tóxicas: metales pesados (cadmio, mercurio, etc.) o de compuestos orgánicos sintéticos, en organismos vivos, en concentraciones cada vez mayores y superiores a las registradas en el medio ambiente. Ocurre cuando las sustancias ingeridas no pueden ser descompuestas ni excretadas. Se mide mediante el factor de bioconcentración: la relación existente entre las concentraciones del organismo y el agua o aire circundante. La sustancia bioacumulada puede proceder del suelo del aire o del agua o de organismos vivos. Su introducción en los organismos puede ser por vía digestiva, respiratoria o cutánea. Página 7

8 6.- Pirámides ecológicas. La cadena trófica se puede representar como una pirámide en la que cada nivel trófico se representa por un piso o barra. Las barras tienen altura constante y longitud proporcional al parámetro medido. Existen tres tipos: Pirámides de energía. Representa el contenido energético de cada nivel y siguen la regla del 10%. Expresan los valores e kilojulios/m 2 año o Kcal/m 2 año. Pirámides de biomasa. Elaboradas en función de la biomasa acumulada en cada nivel. La biomasa va decreciendo también en progresiones del 10%, de forma que suelen tener forma de pirámide aunque a veces, se forman pirámides invertidas. Expresa los valores en Kg. Pirámide de números. Se realizan mediante recuentos de los individuos de cada nivel trófico. También pueden ser invertidas. IMPORTANTE: Las pirámides de biomasa o de números pueden ser invertidas porque su crecimiento es muy rápido y permite mantener al siguiente nivel trófico. Las pirámides de energía nunca pueden ser invertidas porque representan la energía que hay en ese nivel para mantener al siguiente. 7.- Factores limitantes de la producción primaria. La producción primaria es la energía fijada por los productores, base de las cadenas tróficas. La ley de mínimo (Liebig) dice lo siguiente: el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria y que actúa como factor limitante. Es decir, si todos los factores (luz, temperatura, humedad) y elementos (P, N, Ca, K, etc) están en cantidades necesarias, excepto uno de ellos, este último que escasea se denomina factor (o elemento) limitante. Los principales factores limitantes son: Humedad. Temperatura. La falta de nutrientes. Ausencia de luz. Página 8

9 Distinguimos: Energía interna o cantidad de luz solar utilizada en la fotosíntesis (entre 0,06% y 009%) del total de la incidente. Energías externas, de apoyo o auxiliares, algunas también de procedencia solar, como las implicadas en el ciclo del agua, vientos, variaciones de temperatura, movimiento de los nutrientes, y otras aportadas por el ser humano para eliminar los factores limitantes (roturación, abonado, riego, invernaderos, productos fitosanitarios, etc) y generalmente procedentes del uso de combustibles fósiles. A. Temperatura y humedad. Actúa sobre todo en áreas continentales. Al aumentar los dos factores (Tª y humedad) aumenta la eficiencia fotosintética, hasta alcanzar un valor máximo de temperatura que hace decrecer bruscamente la producción primaria por desnaturalización de enzimas (RuBisCo). Esta enzima se ve condicionada también por las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono: Si la concentración es la normal en la atmósfera la RuBisCo funciona incorporando dióxido de carbono en la fotosíntesis y produciendo materia orgánica al tiempo que se desprende oxígeno. Si la concentración de oxígeno supera el 21% y la de dióxido de carbono desciende por debajo de 0,03% se ralentiza la fotosíntesis y se produce fotorrespiración, proceso inverso a la fotosíntesis y que ocurre a la vez y en presencia de luz. Con ello disminuye la eficiencia fotosintética bajando de un 30 a un 50% la producción de materia orgánica. En relación con este hecho se distinguen dos grupos de plantas: plantas C 3 y las plantas C 4. Plantas C 3 (trigo, cebada, arroz, soja, tomate, judías, algodón, etc). Aún en los mejores ambientes más favorables, pierden mucha agua a través de los estomas, lo que no supone un problema en los climas húmedos. Sin embrago, en condiciones de sequía cierran sus estomas para evitar la pérdida de agua lo que hace que se concentre más oxígeno producto de la fotosíntesis y disminuya el dióxido de carbono. En dichas condiciones da comienzo el proceso de fotorrespiración, por lo que se reduce su eficiencia fotosintética. Su máxima productividad es de t/ha año Plantas C 4 (maíz, caña de azúcar, sorgo, mijo, cactus, etc) Las plantas C 4 no realizan la fotorrespiración porque el CO 2 fijado se almacena en forma de un compuesto de 4 carbonos (oxalacetato). Este compuesto libera CO 2 mediante una reacción química en el interior de la hoja; de esta manera, siempre hay CO 2 suficiente. Página 9

10 Aunque la concentración de CO 2 sea muy reducida, cuentan con un mecanismo de bombeo por el que son capaces de incorporarlo en grandes cantidades de la atmósfera, acumulándolo en el interior de las hojas, y evitando así la fotorrespiración. Tienen por ello una alta productividad. Su máxima productividad es de t/ha año. Las plantas C 4 que viven en los desiertos (como el cactus) presentan una serie de adaptaciones morfológicas para evitar las pérdidas de agua: el mecanismo CAM (metabolismo de las crasuláceas), que consiste en fijar el CO 2 durante la noche y cerrar los estomas por el día, momento en el que realizan la fotosíntesis a partir del CO 2 almacenado durante la noche. Ciclo de Calvin CO 2 CO 2 PEP (fosfoenolpiruvato) oxalacetato malato C 4 : fijación del CO2 y ciclo de Calvin separados en el espacio. CAM: fijación del CO2 y ciclo de Calvin separado en el tiempo. B. Falta de nutrientes. La presencia de nutrientes en un ecosistema está supeditado al reciclaje de los elementos en el mismo que, normalmente, depende de energías externas. Dióxido de carbono: nunca es un factor limitante y aumenta la eficiencia fotosintética, por lo que plantar vegetales que actúen de sumideros puede contribuir a disminuir el efecto invernadero. Fósforo: el principal factor limitante, por su lenta liberación desde los fondos oceánicos donde se almacena en mayor cantidad. Nitrógeno: en segundo lugar, cuando falta aparecen microorganismo fijadores de nitrógeno atmosférico. Se necesitan energías externas: los productores realizan la fotosíntesis y los descomponedores degradan la materia orgánica descomponiéndola en nutrientes utilizables de nuevo por los productores, cerrándose así el ciclo de la materia. Pero este reciclado puede verse dificultado por la distancia existente entre los productores y los descomponedores, por lo que se necesitan las energías externas para conseguirlo, (más energía cuanto mayor es la distancia). Hay zonas donde la productividad es mayor por la acción de las energías externas: Zonas de afloramiento: donde el agua profunda asciende y trae nutrientes que fertilizan el fitoplancton. La energía externa que lo permite es el viento. Página 10

11 Plataformas costeras: donde las olas movilizan los sedimentos y además disponen de los nutrientes aportados por los ríos. En los ecosistemas terrestres se requiere menos energías externas para el reciclado de nutrientes, ya que los lugares de producción y descomposición son mucho menores. C. La luz y la disposición de las unidades fotosintéticas. La luz es el factor limitante sobre todo en los ecosistemas acuáticos (en las profundidades). Al aumentar la luz incidente, si los demás factores son adecuados, aumenta la eficiencia fotosintética hasta llegar a un límite impuesto por dos motivos: La disposición de las unidades fotosintéticas en los cloroplastos, que hace que se den sombra unas a otras como las hojas de un árbol. La estructura de dichas unidades fotosintéticas en las que el número de moléculas captadoras de luz (moléculas pigmento) es muy superior al de las moléculas encargadas de transformarla en energía química (centro de reacción), en proporción de 300/1. De modo que a partir de una determinada intensidad los centro de reacción se saturan como lo hace una enzima con su sustrato. Por ello, la mayor eficiencia fotosintética se produce al amanecer o al atardecer, con intensidades bajas, disminuyendo en las horas principales de insolación. 8.- Ciclos biogeoquímicos. Los ciclos biogeoquímicos comprenden una serie de caminos realizados por la materia entre los subsistemas terrestres (escapan de la biosfera y pasan por la atmosfera, litosfera o hidrosfera). Tienden a ser cerrados, aunque los seres humanos al romper el reciclaje natural los han abierto, provocando pérdidas y aceleraciones en los mismos. El tiempo de permanencia de los elementos en los distintos medios es muy variable, denominándose almacén o reserva aquel lugar donde dicha permanencia es máxima. Ciclo del carbono. Este ciclo es de suma importancia para la regulación del clima, se encuentra dividido en dos fases: a) Ciclo biológico: la biosfera controla los intercambios de este elemento con la atmósfera. Mediante la fotosíntesis es retenido y mediante la respiración es devuelto. b) Ciclo biogeoquímico: controla las transferencias de CO 2 entre la biosfera y los demás subsistemas (litosfera, hidrosfera y atmósfera). En la atmósfera, el carbono está en forma de: CO 2, CO y CH 4. Atmósfera e hidrosfera intercambian CO 2 por difusión directa. En la litosfera está en 3 formas: rocas carbonatadas, rocas silicatadas y como combustibles fósiles. (Reserva de C) Página 11

12 Paso del CO 2 de la atmósfera a la litosfera. - Controla la transferencia de CO 2 entre la atmósfera, los océanos y la tierra. - Proceso geológico lento. - El CO 2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico, que ataca los carbonatos y silicatos liberando iones (bicarbonato y calcio) y sílice disuelta. - Estos iones de bicarbonatos e iones de Ca al llegar al mar, los animales los transforman en carbonatos incorporándolos a los caparazones, esqueletos. Estos iones acabaran en los sedimentos tras la muerte de los animales. Uno de los carbonos del ion bicarbonato se transformó en CO 2 en este proceso y se liberó a la atmósfera. - En las rocas silicatadas, de las dos moléculas de CO 2 que se utilizaron para disolver la roca, solo una de ellas se devolverá a la atmósfera, tras la formación del carbonato nuevamente. Esto supone una pérdida neta de CO 2, por lo que actúa como sumidero de CO 2. Retorno de CO 2 a la atmósfera. - Parte de las rocas carbonatadas a cierta profundidad se funden con lo que el CO 2 vuelve a la atmosfera durante las erupciones volcánicas. Sumideros fósiles. - Parte de la materia orgánica quedará enterrada y en condiciones anaerobias fermentará produciendo combustibles fósiles como almacén de carbono que volverá a la atmósfera en la combustión como CO 2. Notas: - El aumento del CH 4 en la atmósfera es debido a la quema de los bosques, a los suelos inundados (cultivos de arroz), a la ganadería intensiva y a los escapes producidos en los yacimientos petrolíferos y en los vertederos de basura. - El ciclo del O 2 transcurre en paralelo y en sentido contrario al ciclo del carbono. Ciclo del fósforo. - La mayor parte del fósforo está inmovilizado en sedimentos oceánicos. (Reserva) - Su liberación es entre y 100 millones de años, lo que lo convierte en factor limitante de la producción primaria y en recurso no renovable, del que se calcula quedan reservas para 100 años. - Compuestos en los que interviene: Litosfera: rocas fosfatadas y cenizas volcánicas que liberan iones fosfato acumulados en lagos y océanos. Biosfera: fosfolípidos, nucleótidos, esqueletos. 0,2% en materia vegetal y 1% en animales. Ciclo del nitrógeno. El tiempo de permanencia en la biosfera es: años en ecosistemas terrestres y 1 a 2 años en ecosistemas acuáticos. La mayor cantidad de nitrógeno está en la atmósfera como N2 en un 78% (Reserva). Página 12

13 Compuestos con nitrógeno en la atmósfera. - N 2 forma inerte, inaccesible para los seres vivos. - NH 3 : procede de las emanaciones volcánicas o de la putrefacción de los organismos vivos. - NO, N 2 O y NO 2, denominados comúnmente óxidos de nitrógeno (NOx), que se forman espontáneamente a partir del N 2 durante las tormentas eléctricas (fijación atmosférica) o que son enviados a la atmósfera en las erupciones volcánicas. - Los NOx reaccionan con el agua formando ácido nítrico, que cae con la lluvia al suelo, donde reacciona con los cationes formando los nitratos (NO 3 - ) que las plantas asimilan. - El nitrógeno constituye un elemento limitante de la producción primaria tras el P, pero hay microorganismos que lo captan directamente de la atmósfera. La captación de nitrógeno así se llama fijación biológica, de gran importancia económica, ya que estos microorganismos (bacterias y hongos) transforman, la forma inerte del N 2 en otra aprovechable por las plantas. - Bacterias: de vida libre como Azotobacter (suelo) o las cianobacterias (agua); simbióticas como Rhizobium (raíces de las leguminosas). - Hongos: actinomiceto Frankia, que forma nódulos radiculares en algunos árboles. Otros procesos de nitrificación: además de la fijación biológica. - Bacterias nitrificantes: bacterias descomponedoras capaces de transformar el NH3 procedente de los procesos de putrefacción en nitritos y finalmente en nitratos. Nitrosomonas Nitrobacter NH 3 NO 2 - NO Bacterias desnitrificantes: empobrecen el suelo en nitrógeno, ya que transforman los nitratos y nitritos en N 2 atmosférico. Estas bacterias actúan en el suelo cuando se produce un encharcamiento, pisoteo excesivo, es decir, cuando se encuentra en condiciones anaerobias. - - NO 3 NO 2 NH 3 N 2 Algunas intervenciones humanas en el ciclo del nitrógeno. - Procesos de combustión a altas temperaturas: el O 2 y N 2 que hay en los motores forman NO 2 que se libera a la atmósfera, y allí con el vapor de agua formará ácido nítrico que vuelve al suelo con la lluvia acida, que eleva la cantidad de nitratos en el suelo. - Fijación industrial: proceso similar a la fijación atmosférica o a las combustiones a altas Tª. - El abono excesivo de los cultivos que provoca la liberación de N 2 O hacia la atmósfera, lo que provoca un aumento del efecto invernadero. Además produce una excesiva fertilización del suelo, lo que a la larga provoca un grave deterioro de la composición química del suelo. Además de provocar la contaminación de las aguas, que arrastran los nitratos sobrantes, provocando la eutrofización y disminución de la calidad del agua. - El nitrato es uno de los contaminantes más frecuentes de las aguas subterráneas en las zonas rurales debido al abonado excesivo, a las fugas de las fosas sépticas y a los lixiviados procedentes de los estercoleros. - Página 13

14 Ciclo del azufre. - Mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfatos (SO 4-2 ) con transferencia muy lenta entre hidrosfera y litosfera. - En la litosfera forma los yesos, abundantes en los suelos y fácilmente lavados hacia los medios acuáticos. - En la biosfera forma parte de ciertos aminoácidos como cisteína, metionina. Las bacterias, hongos y plantas toman sulfatos (SO 4-2 ) los transforman en sulfito (SO 3 ), en sulfuros (H 2 S) y de aquí los incorporan en sus reacciones de biosíntesis para transferirlos a otros niveles tróficos. Con la muerte los sulfuros (H 2 S) se liberan a la atmósfera. - En la hidrosfera en anaerobiosis, por bacterias sulfatorreductoras, en zonas profundas, los sulfatos se combinan con hierro (pirita) o con arcillas, pudiendo volver a la superficie en erupciones volcánicas o por combustión. En superficie, con oxígeno, el sulfhídrico (H 2 S) se combina con oxígeno para formar sulfatos mediante reacciones de fotosíntesis o quimiosíntesis dependiendo de si es en presencia de luz o no. - De la hidrosfera a la atmósfera corre a cargo de las algas DMS (dimetilsulfurosas) que transforman el dimetilsulfuro en sulfatos o SOx, que al combinarse con el agua formará ácido sulfúrico y lluvia ácida. Estos SOx son también liberados por combustión. Página 14