Biogeokimika

alt=|thumb|Karbonoaren zikloaren irudikapen sinplea.
**Biogeokimika** ekosistemetan zeharreko elementuen fluxua aztertzen duen zientziaren adarra da. Biosferan, litosferan, hidrosferan eta atmosferan elementuak egoera ezberdinetan topa ditzakegu eta Lurraren azpisistema batetik bestera aldatzeko prozesu ezberdinak jasaten dituzte. Beraz, elementu ezberdinen ziklo biogeokimikoak aztertzen ditu biogeokimikak. Hala ere, ziklo hauek uraren zikloari esker gertatzen dira, honek eragin handia baitu prozesu askotan. Aztergai diren ziklo nagusiak, hidrologikoa, karbonoarena, nitrogenoarena, sufrearena eta fosforoarena dira.

## Energia fluxua 
Biogeokimikan aritzeko energia fluxua ulertu beharra dago. Lurrera iristen den energia ia dena Eguzkitik dator. Uhinen %99 atmosferan edo Lurraren gainazalean islatzen dira edo bero moduan transmititzen dira eta gainontzekoaren %3 (hau da, energia totalaren %0,03) baina gutxiago organismo autotrofoek fotosintesi bidez argi energia energia kimiko bihurtzeko erabiltzen dute. Horrela ekoizleei esker (landare, alga eta bakterio batzuk) sartzen da energia biosferan.

Energia kimiko hori belarjaleetara, haragijaleetara eta deskonposatzaileetara igarotzen da azkenean bero moduan askatu arte. Hala ere, ez da energia guztia igarotzen maila trofiko bakoitzetik hurrengora (gutxi gora behera energiaren %10) eta horregatik daude espezie gutxiago maila trofikoak igotzerakoan. Energia guztiak azkenean bero forman bukatzen du, baina elementuak etengabe birziklatzen ditugu.

## Ziklo biogeokimikoak 
Ziklo biogeokimikoak bi multzotan banatu daitezke, gaseosoak (edo globalak) eta sedimentarioak. Biosferak elementua lortzeko iturri nagusiaren araberakoa da. Iturri nagusia atmosfera edo hidrosfera bada, zikloa globala izango da; aldiz, iturri nagusia litosfera bada, sedimentarioa. Aurrerago azaltzen den eran karbonoaren zikloa globala da, karbonoa, biosferan, atmosferako karbono dioxidoa finkatuz sartzen baita. Fosforoa berriz ez dugu atmosferan topatzen eta landareen fosfori iturri nagusia arrokak dira, beraz fosforoaren zikloa sedimentarioa da. Nitrogenoaren zikloa globala dela ikusiko dugu eta sufrearena bien arteko hibridoa.

## Karbonoaren zikloa 
Karbonoa materia organikoaren oinarria da, energiaren finkapenean garrantzitsua. Karbonoaren zikloa guztiz loturik dago energia fluxuarekin, biak elkarrekin mugitzen baitira, atmosferatik landaredira, landareditik belarjaleetara eta azken hauetatik haragijaleetara.thumb|Karbonoaren ziklo biogeokimikoa. Irudian agertzen diren zenbakiak karbonoaren masa neurtzen dute Gt-tan (Gigatona).

### Atmosferan eta biosferan 
Karbonoaren atmosferako egoera ugariena karbono dioxidoa (CO2) da, gasen %0,04 inguru, nahiz eta metanoa (CH4) eta karbono monoxidoa (CO) ere topa ditzakegun. Karbonoaren biosferarako sarrera fotosintesiari esker ematen da, karbono dioxidoa finkatuz biomolekula ororen sintesia ahalbidetuz. Fotosintesiaren erreakzio orokorra:

CO2 + H2O + \epsilon -> (CH2O) + O2 

Beste alde batetik, arnasketa edo hartziduraren bidez organismoek biomolekulak oxidatu eta berriro ere karbono dioxidoa askatzen dute atmosferara.

### Hidrosferan 
Atmosferako karbono dioxidoa uretan disolbatu daiteke bikarbonato (HCO3-) eta karbonato (CO3^2-) anioiak sortuz:

CO2 + H2O -> HCO3- + H+ -> CO3^2- + 2H+

Ozeanoetan, uraren sakonera handitu ahala, tenperatura jaisten da, karbono dioxidoaren disolbagarritasuna handituz, beraz sakonera handietan karbono kontzentrazio altuagoak topatzen dira. Ozeanoek, karbono dioxido osoaren %90 gordetzen dute. Hidrosferatik, bikarbonatoa atmosferara itzuli daiteke berriro, organismo fotosintetiko itsastarrek fotosintesi bidez biosferara bideratu dezakete edo litosferan barneratu daiteke sedimentazioz.

### Litosferan 
Arroka sedimentarioak dira karbonoaren biltegi nagusia.

Karbonatozko arroka hauek magma bihurtu daitezke astenosferara heldu ezkero eta karbonoa atmosferara kanporatu daiteke karbono dioxido moduan sumendien erupzio bidez. Karbonoak litosfera uzteko beste bide bat, arroka berriro ere uretan disolbatzea da (disoluzio asegabeetan).

Lurzoruan metatzen joan ziren antzinako landare eta animaliak ere presio eta tenperatura handiengatik petrolio, ikatz edo gas natural bilakatu daitezke litosferako karbono iturriak sortuz; hortaz, nitrogenorik gabe guk ezagutzen dugun bizia ez litzateke posible izango. Nitrogenoak, erredox egoera ugari izan ditzake, -3 (adibidez amonioak, NH3) eta +5 (adibidez nitratoak, NO3-) artean, oxigeno gabezian jarduten duten nitrogenasa entzimen bidez. Ekosistema lurtarrean *Azotobacter* eta *Rhizobium* bakterioak dira nagusi eta itsas ekosistean zianobakterioak.

Beste alde batetik, sumendi, deskarga elektriko edo prozesu industrialen bidez (biologikoak ez diren bideak) nitrogenoa nitratoan (NO3-) finkatu daiteke. Arroka hauek nagusiki apatitoz osaturik daude; fosforo guztiaren %95 godetzen du, baina apatito guztia ez dago fosfatoz osaturik. Hainbat ioik fosfato taldea (PO4^3-) ordezkatu dezakete; karbonatoek (CO3^2-) edo sulfatoek (SO4^2-) besteak beste. Arroketako fosfatoa uretan disolbatu daiteke ioi ezberdinak eratuz.

Gizakion jardueraren eraginez, batzuetan ibai batzuk fosfato gehiegi daramazkite eta eutrofizazio azeleratua eragiten dute. Nitrogenoaren zikloan bezala, sufrearen zikloko aldaketa asko mikrobioen metabolismoaren ondorio dira. Sufrearen iturri nagusiak litosferako pirita minerala, kaltzio sulfatoa eta magnesio sulfatoa dira eta bertatik sulfato ioiak lortzen dira (SO4^2^-):

(Ca/Mg)SO4 -> (Ca/Mg)^2+ + SO4^2- (prozesu kimikoa)

2FeS2 + 2H2O + 7O2 -> 2FeSO4 + 2H2SO4 (prozesu kimikoa)

Baina ez da prozesu kimiko hauetatik soilik lortzen; *Thiobacillus thiooxidans* sufrearen bakterio oxidatzaileak ere piritaren oxidazioan parte hartzen du: 

4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 -> 2Fe2(SO4)3 + 2 H2O (*T. thiooxidans*)

Fe2(SO4)3 + FeS2 -> 3FeSO4 + 2S^0 (prozesu kimikoa)

2S^0 + 3O2 + 2H2O -> 2H2SO4 (*T. thiooxidans*)

### Prozesu biologikoak 
Sulfato ioiak, asimilazio bidez, biosferan landareen bidez sar daitezke. Prozesu ezberdinen bidez sufrea erreduzitu eta sufre organikoa; hau da, sufrea duten konposatu organikoak lortzen dira (zisteina eta metionina aminoazidoak, A koentzima, hainbat bitamina edo ferredoxina esaterako). Sufre organikoa kate trofikoan zehar garraiatzen da eta azkenik detritua lortzen da (materia organiko hila). Egoera aerobikoan bakterio eta onddo batzuen bidez (*Aspergillus*, *Neuospora*) detritu horiek mineralizatu eta berriro ere sulfatoa lortzen da. Bakterio hauek kimioautotrofoak dira eta sufrearen oxidazioan lortutako energiarekin karbono dioxidoa erreduzitzen dute. Iturri hidrotermaletan ugariak dira. Azaleko uretan berriz sufrearen bakterio berdeek eta sufrearen bakterio purpurek fotosintesi anaerobiko bidez erreduzitzen dute karbono dioxidoa. Sufrearen bakterio berdeek hidrogeno sulfuroa sufre elementala arte oxidatzen dute eta sufrearen bakterio purpurek sulfatora arte oxidatu dezakete.

CO2 + 2H2S -> CH2O + 2S + H2O (sufrearen bakterio berde eta purpurek)

S -> SO4^2^- (sufrearen bakterio purpurek)

### Sedimentazioa 
Ur anoxikoetan burdin katioi dibalenteak hidrogeno sulfuroarekin erreakzionatu eta sortzen den burdin sulfuroa sedimentatu egiten da. Burdina izaten da metal ohikoena.

Fe^2+ + H2S -> 2H+ + FeS v

Kaltzio eta magnesio katioiak eta sulfato anioiak, ura lurrunduz disoluzioak asetzerakoan prezipitatu egiten dira eta ebaporitak sortzen dira.

(Ca/Mg)^2+ + SO4^2^- -> (Ca/Mg)SO4 v

## Erreferentziak 
## Kanpo estekak