biogeokemialliset

Biogeokemialliset prosessit kuvaavat biologisten, kemiallisten ja fyysisten tekijöiden vuorovaikutuksesta syntyviä kiertoja, joiden kautta alkuaineet siirtyvät elävän biosfäärin, hydrosfäärin ja geosfäärin välillä. Näihin prosesseihin vaikuttavat sekä organismit että ympäristön fysikaaliset olosuhteet, kuten lämpötila, veden saatavuus ja hapenkulku.

Keskeisiä kiertokulkuja ovat hiilen, typen, fosforin ja rikin sekä veden kiertokulut. Esimerkiksi hiili kiertää ilmasta biomassaan ja takaisin: fotosynteesi sitoo hiiltä, kun taas respiraatio sekä maa- ja meriekosysteemit vapauttavat sen takaisin. Typen kierto etenee ilmakehästä eloperäiseen aineeseen ja edelleen mikrobiologisten reaktioiden kuten nitrifikaation ja denitrifikaation kautta. Fosfori ja rikki kulkevat mineraalien, biomassan ja sedimenttien välillä, usein rajoittuen kasvualustan saatavuuteen ja veden laadun vaihteluihin.

Monet prosessit ovat mikrobitoiminnan välittämiä, kuten nitrifikaatio, denitrifikaatio, ammonifikaatio ja mineralisaatio, sekä eräät redoxreaktiot, jotka muokkaavat aineiden hapenkäyttöä ja energian vapautumista. Näiden prosessien ymmärrys on olennaista ekosysteemien toiminnan ja ilmastonmuutoksen seurauksien kannalta.

Ihmistoiminta muuttaa biogeokemiallisia kiertokulkuja merkittävästi: fossiilisten polttoaineiden poltto, maatalous ja metsien muokkaus vaikuttavat hiili- ja typen kiertokuntiin, ravinne-, vesistö- ja happamoitumisprosesseihin sekä ekosysteemien tuottavuuteen. Biogeokemiallinen tutkimus näyttelee keskeistä roolia kestävän luonnonvarojen hallinnan ja ilmastonmuutoksen sopeutumisen kannalta.