biogeokemiallinen

Biogeokemiallinen tutkimus tarkastelee kemiallisten aineiden kiertoa ja muuntumista elävän biosysteemin, geologian ja ympäristön vuorovaikutuksissa. Se yhdistää geokemian, kemian, biologian ja ekologian ja keskittyy siihen, miten aineet liikkuvat ilmakehästä, meristä ja maaperästä eliöihin ja takaisin. Keskeisiä käsitteitä ovat kiertokulut ja varastot, joissa ravinteet ja hiili ovat saatavilla ja kiertävät ajan kuluessa.

Hiilen kierto muodostuu CO2:n sitoutumisesta fotosynteesin avulla ja vapautumisesta hengityksen sekä hajoamisen kautta, sekä varastoinnista maaperään ja meriin. Typen kierto sisältää biologisen typensidonnan, ammonifikaation, nitrifikaation ja denitrifikaation sekä orgaanisen typen mineralisaation; kasvit ottavat vastaan ammoniumia tai nitraattia. Fosforin kierto perustuu kivien mineraatioon ja maaperän fosfaatin saatavuuteen, sen uptakeiin kasveihin sekä veden mukana tapahtuvaan huuhtoutumiseen ja sedimentaatioon. Rikin kierto kiertää sulfaatteina ja orgaanisessa rikkissä mikrobiologisten reaktioiden sekä oksidoitumisen ja pelkistymisen kautta.

Biogeokemiallinen tutkimus on tärkeä ympäristönsuojelussa ja ilmastonmuutoksen kontekstissa, sillä ihmistoiminta muuttaa näiden kiertojen tempoa ja reittejä. Keinot kuten lannoitteiden käyttö, fossiilisten polttoaineiden poltto sekä metsien hävittäminen voivat lisätä rehevöitymistä, happamoitumista ja kasvihuonekaasupäästöjä. Tutkimus yhdistää kenttä- ja laboratoriotyön sekä matemaattiset mallit ja isotoppimittaukset, jotta kiertojen muutoksia voitaisiin ymmärtää ja ohjata kohti kestävämpää käyttöä.