Siklus Biogeokimia (Kimia Lingkungan)

Siklus biogeokimia menelusuri bagaimana unsur bergerak dan bertransformasi di antara atmosfer, hidrosfer, litosfer, dan biosfer, menghubungkan kimia, biologi, dan geologi pada skala planet.

Definition

Studi tentang pergerakan siklus dan transformasi kimia unsur melalui kompartemen lingkungan Bumi dan organisme hidup, ditinjau dari perspektif kimia.

Scope

Area ini mencakup siklus global karbon, nitrogen, fosfor, belerang, dan unsur jejak, termasuk reservoir, fluks, dan transformasi kimia yang menghubungkannya. Dalam kimia lingkungan, penekanannya adalah pada reaksi kimia dan perubahan tingkat oksidasi yang mendorong siklus serta bagaimana aktivitas manusia telah mengganggunya.

Sub-topics

• Carbon Cycle
• Nitrogen Cycle
• Phosphorus and Sulfur Cycles
• Trace Element Cycling

Core questions

• Apa saja reservoir dan fluks utama dari setiap unsur?
• Transformasi kimia dan mikroba apa yang mendorong setiap siklus?
• Bagaimana siklus-siklus tersebut saling terkait satu sama lain dan dengan iklim?
• Bagaimana aktivitas manusia telah mengubah siklus unsur global?

Key theories

Model reservoir-fluks siklus unsur

Siklus global setiap unsur direpresentasikan sebagai reservoir yang dihubungkan oleh fluks; kuantifikasi ini dan gangguannya oleh aktivitas manusia memungkinkan penilaian ketidakseimbangan seperti penumpukan karbon dioksida atmosfer.

Kopling siklus biogeokimia

Siklus karbon, nitrogen, dan fosfor saling terkait melalui stoikiometri produksi biologis, sehingga mengganggu satu siklus akan menyebar ke siklus lainnya.

Mechanisms

Siklus diatur sebagai reservoir yang dihubungkan oleh fluks yang dimediasi oleh fotosintesis, respirasi, pelapukan, deposisi, dan masukan manusia. Reaksi redoks mikroba mengubah tingkat oksidasi, sementara stoikiometri biologis mengikat siklus-siklus tersebut bersama, membuat mereka merespons gangguan secara bersamaan.

Clinical relevance

Siklus biogeokimia mendasari perubahan iklim, eutrofikasi, dan masalah kualitas udara dan air, serta membingkai konsekuensi skala planet dari penggunaan bahan bakar fosil dan produksi pupuk.

History

Biogeokimia berawal dari konsep biosfer Vernadsky dan analisis siklus kuantitatif Hutchinson, berkembang menjadi ilmu perubahan global ketika gangguan manusia terhadap siklus karbon dan nitrogen menjadi terukur.

Key figures

• Vladimir Vernadsky
• G. Evelyn Hutchinson
• William H. Schlesinger

Seminal works

• schlesinger2013
• falkowski2000
• galloway2008

Frequently asked questions

Bagaimana ini berhubungan dengan siklus biogeokimia dalam ekologi?

Ini membahas siklus global yang sama tetapi menekankan reaksi kimia dan perubahan tingkat oksidasi, melengkapi pandangan ekologi ekosistem tentang kumpulan, fluks, dan organisme.