Daur biogeokimia
Daur Biogeokimia adalah daur ulang air dan komponen-komponen kimia (unsur kimia) yang melibatkan peran serta dari makhluk hidup termasuk manusia dan bebatuan/geofisik. Daur Biogeokimia memiliki peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Yang termasuk daur biogeokimia antara lain :
- Daur Fosfor
- Daur Air
- Daur Belerang/Sulfur
- Daur Karbon dan Oksigen
- Daur Nitrogen
Pengertian
Biogeokimia ialah suatu pertukaran atau terjadinya perubahan yang berlangsung terus menerus antara komponen abiotik dengan komponen biotik.
Fungsi
Fungsi dari daur biogeokimia yaitu untuk menjaga kelangsungan hidup di bumi, sebab materi hasil dari daur biogeokimia ini dapat digunakan oleh semua komponen yang ada di bumi baik biotik maupun abiotik.
Macam-Macam Daur Biogeokimia
Daur Fosfor
Fosfor merupakan salah satu jenis elemen yang penting dalam kehidupan, sebab semua makhluk hidup membutuhkan fosfor yang berbentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), yang berguna untuk sumber energi metabolisme pada sel. Fosfor berbentuk ion yaitu ion fosfat atau (PO43-), ion ini terdapat dalam bebatuan. Akibat dari terjadinya erosi dan pelapukan kemungkinan fosfat akan terbawa ke arah sungai bahkan sampai ke laut dan membentuk sedimen. Sedimen yang mengandung fosfat bisa naik ke atas permukaan disebabkan terjadinya geseran gerak dasar bumi. Tumbuhan mengambil fosfat yang masih berbentuk larutan yang berada di dalam tanah.
Sumber fosfor yang terdapat di bumi yaitu dari bebatuan, tanaman, tanah dan bahan organik. Daur fosfor yang berberupa hasil pelapukan bebatuan dinamakan input, sedangkan outputnya yaitu berupa fiksasi mineral dab pelindikan yang dapat dihasilkan oleh output fosfor.
Fosfor dibagi menjadi dua senyawa yaitu fosfat organik antara lain tumbuhan dan hewan, dan senyawa fosfat anorganik yaitu air dan tanah.
Daur Air
Daur air ialah sirkulasi yang tidak pernah berhenti dari air yang di bumi di mana air mampu berpindah-pindah dari daratan, lalu ke udara lalu kedaratan lagi, dan air pun mampu tersimpan didasar permukan dengan 3 fase yaitu cair yang berbentuk air, padat yang berbentuk es, dan gas yang berbentuk udara.
Uap air terdapat di atmosfir, uap air berasal dari air laut dan air daratan yang menguap karena akibat terkenanya panas yang berasal dari matahari. Namun pada umumnya uap air yang ada diatmosfir hanya terdapat di uapan air laut, sebab luas laut mencapai ¾ luas permukaan bumi. Terkondensasinya uap air di atmosfir akan mengubah menjadi awan, yang akhirnya awan-awan tersebut akan berubah menjadi hujan, air hujan yang telah turun dimuka bumi akan masuk kedalam tanah, dan pada akhirnya air tanah ini akan terbentuk menjadi air tanah air tanah permukaan.
Air yang ada di dalam tanah akan diserap oleh tumbuhan memalui pembuluh yang ada dalam tubuh, lalu transpirasi uap air akan dilepaskan oleh tanaman atau tumbuhan ke atas atmosfir. Transpirasi penguapan dalam ekosistem darat bisa mencapai 90 % yang dilakukan oleh tumbuhan.
Air tanah yang ada dipermukaan bumi mengalir ke arah sungai, lalu bermuara ke laut dan ke danau. Daur ulang yang terjadi ini disebet dengan siklus panjang namun siklus ini berawal dari terjadinya proses evapotranspirasi dan transpirasi pada air yang dikuti oleh presipitasi atau proses terjadinya air yang turun ke muka bumi disebut sikus pendek.
Sama seperti proses fotosintesis pada siklus karbon, matahari juga berperan penting dalam siklus hidrologi. Matahari merupakan sumber energi yang mendorong siklus air, memanaskan air dalam samudera dan laut. Akibat pemanasan ini, air menguap sebagai uap air ke udara. 90 % air yang menguap berasal dari lautan. Es dan salju juga dapat menyublim dan langsung menjadi uap air. Selain itu semua, juga terjadi evapotranspirasi air terjadi dari tanaman dan menguap dari tanah yang menambah jumlah air yang memasuki atmosfer.
Setelah air tadi menjadi uap air, Arus udara naik mengambil uap air agar bergerak naik sampai ke atmosfir. Semakin tinggi suatu tempat, suhu udaranya akan semakin rendah. Nantinya suhu dingin di atmosfer menyebabkan uap air mengembun menjadi awan. Untuk kasus tertentu, uap air berkondensasi di permukaan bumi dan membentuk kabut.
Arus udara (angin) membawa uap air bergerak di seluruh dunia. Banyak proses meteorologi terjadi pada bagian ini. Partikel awan bertabrakan, tumbuh, dan air jatuh dari langit sebagai presipitasi. Beberapa presipitasi jatuh sebagai salju atau hail, sleet, dan dapat terakumulasi sebagai es dan gletser, yang dapat menyimpan air beku untuk ribuan tahun. Snowpack (salju padat) dapat mencair dan meleleh, dan air mencair mengalir di atas tanah sebagai snowmelt (salju yang mencair). Sebagian besar air jatuh ke permukaan dan kembali ke laut atau ke tanah sebagai hujan, di mana air mengalir di atas tanah sebagai limpasan permukaan.
Daur Sulfur
Sulfur hanya ada dalam sulfur anorganik, sulfur akan direduksi menjdi sulfida oleh bakteri yang berbentuk sulfur dioksida atau berbentuk hidrogen sulfida. Hidrogen Sulfida mampu memusnahkan mahluk hidup yang berada di perairan yang akhirnya akan menghasilkan bahan organik yang telah mati akibat pengurai. Tumbuhan pun dapat menyerap sulfur yang berbentuk sulfat (SO42-).
Bakteri yang terlibat dalam proses daur belerang atau sulfur yaitu desulfibrio dan desulfomaculum berperan untuk mereduksi sulfat menjadi sulfida yang berbentuk (H2S) atau hidrogen sulfida, sulfida bermanfaat untuk bakteri Fatoautotrof anaerob seperti halnya Chromatium yang melepaskan ppsulfur]] serta oksigen.
Proses Terjadinya Sulfur
Sulfur terjadi akibat dari proses terjadinya pembakaran bahan bakar fosil batu bara atau terjadi akibat adanya aktivitas gunung berapi, lalu asapnya itu akan naik ke atmosfer, atau udara sulfur oksida itu akan berada di awan yang menjadi hidrolidid air membentuk H2SO4, awan akan mengalami kondensasi yang akhirnya menurunkan hujan yang dikenal dengan hujan asam.
Air hujan itu akan masuk kedalam tanah yang akan diubah menjadi Sulfat yang sangat peting untuk tumbuhan. Sulfat hanya terdapat dalam bentuk anorganik (SO42-), sulfat ini yang mampu berpindah dari bumi atau alam ketubuh tanaman/ tumbuhan melalui penyerapan sulphate oleh akar.
Sulfur akan direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan berbentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.
Daur Karbon Oksigen Dan Nitrogen
Terjadinya proses timbal balik antara daur ulang respirasi dan fotosintesis yang bertanggung jawab atas terjadinya perubahan dan pergerakan utama karbon. Menurunya fotosintesis dapat mempengaruhi naik atau turunnya suatu gas CO2 dan O2 yang ada diatmosir secara musiman. Silkus karbon sangat dipengaruhi oleh oksigen dan fotosintesis. Daur karbon berada di empat tempat yaitu geosfer atau di dalam bumi, hidrosfer atau diair, atsmosfer atau diudara, dan biosfer atau di dalam makhluk hidup.
Pencemaran udara pada zaman era globalisasi ini berdampak pada peningkatan CO2 yang masuk ke Atmosfer.
Daur Nitrogen
Senyawa organik seperti protein, urea atau asam nukleat atau senyawa anorganik seperti nitrat, nitrit dan amonia merupakan senyawa yang terdapat di nitrogen. Di bawah ini tahap-tahapan terjadinya daur nitrogen yaitu
- Tahap pertama yaitu daur nitrogen ialah proses transfer nitrogen dari atmosif kedalam tanah. Selain masuknya nitrogen kedalam tanah akibat dari air hujan, nitrogen juga dapat masuk melalui proses fiksasi nitrogen, proses ini dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang akan bersimbiosis dengan bakteri Azotobacter, Clostridium, dan polong-polongan. Ganggang hijau juga memiliki kemampuan yang sama seperti memfiksasi nitrogen.
- Tahap kedua di mana nitrat diperoleh dari hasil fiksasi biologis yang digunakan oleh produsen atau tnaman yang akan mengubahnya menjadi protein. Jika ada hewan atau tanaman yang mati makan pengurai akan mengubahnya menjadi NH3 (gas amoniak) dan akan mengubah menjadi NH4+ (garam ammonim yang terlarut oleg air), proses yang terjadi ini dinamakan dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas bisa mengubah senyawa ammonium dan amoneak menjadi Nitrat yang diproses oleh Nitrosomonas. Denitrifikasi merupakan proses di mana oksigen yang terdapat dalam tanah terbasa, makan nitrat akan cepat ditransformaasikan menjadi oksida nitrogen atau gas nitrogen.
Lihat pula
Referensi
- (Indonesia) Biogeokimia dan Fungsinya
- (Indonesia) Daur Biogeokimia
- (Indonesia) Tentang Daur Sulfur