Cycles du phosphore et du soufre

Les cycles du phosphore et du soufre transportent deux éléments essentiels et pertinents pour la pollution à travers les roches, les eaux, les sols et l'atmosphère, avec des chimies contrastées qui façonnent les écosystèmes.

Definition

Le cycle global du phosphore et du soufre à travers les réservoirs géologiques, aquatiques, terrestres et, pour le soufre, atmosphériques.

Scope

Ce sujet couvre le cycle sédimentaire du phosphore, entraîné par l'altération et l'enfouissement, le cycle du soufre actif en redox, englobant le sulfate, le sulfure et les espèces de soufre atmosphérique, ainsi que les rôles de ces deux éléments en tant que nutriments et agents de pollution et d'acidification.

Core questions

• Pourquoi le phosphore circule-t-il sans phase gazeuse majeure ?
• Comment la chimie redox structure-t-elle le cycle du soufre ?
• Comment ces éléments agissent-ils en tant que nutriments et polluants ?
• Comment les humains ont-ils modifié les cycles du phosphore et du soufre ?

Key theories

Cycle sédimentaire versus cycle piloté par les réactions redox

Le phosphore suit un cycle sédimentaire lent d'altération, d'absorption et d'enfouissement sans phase gazeuse significative, tandis que le soufre circule rapidement par des transformations redox et une composante atmosphérique active.

Mechanisms

Le phosphore est libéré par l'altération des roches, absorbé par les organismes et finalement enfoui dans les sédiments, limitant souvent la productivité. Le soufre circule par oxydation et réduction microbiennes entre le sulfate et le sulfure, par émissions volatiles de soufre réduit et par oxydation atmosphérique en sulfate qui retourne par dépôt.

Clinical relevance

Le phosphore est un nutriment limitant essentiel et un facteur d'eutrophisation, ainsi qu'une ressource d'engrais finie, tandis que la chimie du soufre est liée aux dépôts acides et au climat par le biais des aérosols de sulfate.

History

La reconnaissance du phosphore comme nutriment limitant commun et du rôle du cycle microbien du soufre dans les sédiments et l'atmosphère s'est développée au cours de la biogéochimie du XXe siècle, avec une attention ultérieure portée aux impacts des engrais et de la pollution.

Key figures

• William H. Schlesinger

Seminal works

• schlesinger2013
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Pourquoi le phosphore est-il considéré comme une ressource finie ?

Parce qu'il n'a pas de cycle gazeux et s'accumule dans les sédiments, les réserves de roche phosphatée facilement exploitables utilisées comme engrais sont limitées et ne se renouvellent pas rapidement.