Flujo de energía
El TERCER PRINCIPIO BÁSICO DE LA NATURALEZA establece que la Tierra es un sistema abierto con respecto al flujo de energía.
El equilibrio energético de la tierra
La Tierra recibe la energía del Sol en forma de 10% radiación UV, 45% luz visible y 45% radiación infrarroja. Solo 1% es captado por los organismos fotosintéticos, transformándose en biomasa que alimenta las cadenas tróficas y actividades humanas. Finalmente, el 99% de la energía se devuelve al espacio, lo que mantiene a la Tierra como un sistema abierto en equilibrio energético.
Piramides ecológicas
En cada nivel trófico se pierde energía en forma de calor, por lo que en las pirámides ecológicas la energía, la biomasa y el número de individuos disminuyen al subir de nivel. La mayor parte de la biomasa está en la vegetación (85%), seguida de la fauna (10%) y los humanos (5%).
El flujo de energía en la biosfera se sostiene en la fotosíntesis, que transforma la energía solar en química, propagándola por las cadenas alimenticias y manteniendo el equilibrio energético del planeta.
Ciclos biogeoquímicos
El CUARTO PRINCIPIO BÁSICO DE LA NATURALEZA establece que la Tierra es un sistema cerrado con respecto al flujo de materia.
Flujo de materia
Los compuestos inorgánicos del aire y suelo son absorbidos por los productores, transformados en orgánicos mediante fotosíntesis, consumidos por animales y luego descompuestos en sustancias simples por los desintegradores, cerrando así el ciclo.
ImpORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
La importancia de los ciclos biogeoquímicos es que permiten renovar, purificar y conservar las sustancias que circulan en los ecosistemas, lo cual mantiene su productividad y sustentabilidad.
De acuerdo con Miller (1994) hay tres tipos de ciclos biogeoquímicos interconectados: gaseoso, sedimentario e hidrológico.
CICLOS GASEOSOS
En estos ciclos las sustancias circulan entre la atmósfera y los organismos vivos. Se caracterizan por una velocidad mayor de reciclado, generalmente de horas a días. Los principales ciclos gaseosos son los del oxígeno, del carbono y del nitrógeno.
CICLO DEL OXÍGENO
Su ciclo está ligado al ciclo del carbono, ya que en la fotosíntesis las plantas absorben CO₂ y H₂O para producir glucosa y liberar O₂, mientras que en la respiración los organismos consumen oxígeno y devuelven CO₂ y agua.
ciclo del carbono
Su ciclo involucra la litosfera, hidrosfera, atmósfera y biosfera. La fuente principal para los seres vivos es el CO₂ atmosférico (0.03%) y el disuelto en el agua, que los productores fotosintéticos transforman en compuestos orgánicos, devolviendo oxígeno a la atmósfera. A su vez, los organismos consumen esas moléculas y liberan CO₂ mediante la respiración.
ciclo del nitrogeno
El nitrógeno es vital para proteínas y ácidos nucleicos, pero la mayoría de los organismos no puede usarlo directamente. Algunas bacterias y algas lo fijan y lo convierten en nitratos (NO₃⁻) y amonio (NH₄⁺), que las plantas absorben y transmiten a los organismos por la cadena alimenticia.
Ciclos sedimentarios
En estos ciclos los nutrientes circulan entre la corteza terrestre, las rocas, los sedimentos y la hidrosfera, pero su reciclaje es muy lento, ya que los elementos pueden permanecer millones de años en las rocas y no cuentan con fase gaseosa. A este tipo de ciclos pertenecen el fósforo y el azufre.
Ciclo del fósforo
Su principal reservorio está en la corteza terrestre. Al entrar al suelo se vuelve insoluble, aunque puede liberarse por meteorización o erupciones volcánicas; también es arrastrado al mar, donde se deposita en rocas que tardan millones de años en reincorporarse.
ciclo del azufre
El azufre se almacena sobre todo en los océanos y en rocas como sulfatos y sulfuros. Su forma depende del pH y en ambientes anaeróbicos puede usarse en la fotosíntesis basada en azufre. Las actividades humanas aumentan sus emisiones, generando lluvia ácida
ciclo hidrológico
El agua mediante el ciclo hidrológico, impulsado por el Sol y la gravedad, pasa por evaporación, condensación, precipitación, escurrimiento e infiltración, renovándose en distintos tiempos según el reservorio: desde días en ríos hasta miles de años en océanos y glaciares.
REGLA DE SUSTENTABILIDAD
Establece que, para mantener la sustentabilidad de los recursos y la productividad de los ecosistemas, la velocidad de los procesos de reciclado, renovación, purificación, reemplazo y conservación debe ser siempre mayor que la velocidad de los procesos naturales y antropogénicos de consumo, extracción, contaminación, destrucción, degradación, fragmentación y abatimiento.
