Pengertian Siklus Daur Biogeokimia, Fungsi, Macam-Macam Daur Biogeokimia Lengkap

Update artikel terbaru kali ini saya akan membahas tentang pengertian daur biogeokimia, skema daur biogeokimia, fungsi daur biogeokimia, macam-macam/jenis daur biogeokimia. Bagi kalian yang sedang mencari rangkuman materi tentang daur biogeokimia, berikut ini ulasan lengkap tentang pengertian daur biogeokimia sampai dengan macam-macam daur biogeokimia.

Pengertian Daur Biogeokimia

Biogeokimia adalah suatu pertukaran atau terjadinya perubahan yang berlangsung terus menerus antara komponen abiotik dengan komponen biotik. Siklus biogeokimia merupakan salah satu jalur penting peredaran materi- ,materi penting penyusun unsur kehidupan. Dinamakan biogeokimia kaena siklus ini melibatkan pada aspek biologi, goegrafi, dan juga kimiawi. Aliran materi ini mengalir baik dari komponen abiotik ke komponen biotik dan mengalir kembali dari komponen biotik ke komponen abiotik begitu seterusnya karena ini adalah sebuah siklus. Pengembalian unsur- unsur materi penting ini ke alam terjadi melalui proses biologi seperti pernapasan, penguapan, dan penguraian. Selain itu dari aspek goelogi maupun kimiawi terjadi secara alami dari unsur- unsur penyusun materi di lingkungan. 

Fungsi Daur Biogeokimia

Fungsi daur biogeokimia adalah 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

Di alam ini banyak terdapat unsur-unsur kimia, baik yang terdapat dalam tubuh organisme, di air, dalam tanah maupun di batuan serta mineral. Unsur-unsur tersebut terikat dalam bentuk senyawa kimia, baik senyawa organik maupun senyawa anorganik. Melalui serangkaian organisme dan lingkungan fisik, unsur-unsur tersebut mengalami daur/siklus. Daur yang melibatkan unsur-unsur senyawa kimia dan mengalami perpindahan melalui serangkaian organisme inilah yang disebut daur biogeokimia. Daur biogeokimia memiliki beberapa jenis, berikut ini jenis-jenis/macam-macam daur biogeokimia yang perlu kalian ketahui.

1. Daur Nitrogen (N)

skema daur nitrogen dan penjelasannya

Siklus daur nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.

Walaupun terdapat sangat banyak molekul nitrogen di dalam atmosfer, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif. Hanya beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen.

Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.

Vertebrata secara tidak langsung telah mengonsumsi nitrogen melalui asupan nutrisi dalam bentuk protein maupun asam nukleat. Di dalam tubuh, makromolekul ini dicerna menjadi bentuk yang lebih kecil yaitu asam amino dan komponen dari nukleotida, dan dipergunakan untuk sintesis protein dan asam nukleat yang baru, atau senyawa lainnya.

Sekitar setengah dari 20 jenis asam amino yang ditemukan pada protein merupakan asam amino esensial bagi vertebrata, artinya asam amino tersebut tidak dapat dihasilkan dari asupan nutrisi senyawa lain, sedang sisanya dapat disintesis dengan menggunakan beberapa bahan dasar nutrisi, termasuk senyawa intermediat dari siklus asam sitrat.

Asam amino esensial disintesis oleh organisme invertebrata, biasanya organisme yang mempunyai lintasan metabolisme yang panjang dan membutuhkan energi aktivasi lebih tinggi, yang telah punah dalam perjalanan evolusi makhluk vertebrata.

Nukleotida yang diperlukan dalam sintesis RNA maupun DNA dapat dihasilkan melalui lintasan metabolisme, sehingga istilah "nukleotida esensial" kurang tepat. Kandungan nitrogen pada purina dan pirimidina yang didapat dari asam amino glutamina, asam aspartat dan glisina, layaknya kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat dari glukosa.

Kelebihan asam amino yang tidak digunakan dalam proses metabolisme akan dioksidasi guna memperoleh energi. Biasanya kandungan atom karbon dan hidrogen lambat laun akan membentuk CO2 atau H2O, dan kandungan atom nitrogen akan mengalami berbagai proses hingga menjadi urea untuk kemudian diekskresi.

Setiap asam amino memiliki lintasan metabolismenya masing-masing, lengkap dengan perangkat enzimatiknya.

2. Daur Karbon (C)

gambar siklus karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui).

Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.

Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.

3. Daur Fosfor (P)

gambar siklus fosfor dan penjelasannya

Fosfor merupakan unsur penting pembentuk asam nukleat, protein, Adenosin Tri Pospat (ATP), dan senyawa organik lain. Fosfor (P) tidak pernah ditemukan dalam bentuk gas, tapi dalam bentuk fosfor dalam tanah, fosfor dalam air tawar dan laut. Oleh organisme produsen, fosfor diserap dan dimanfaatkan untuk sintesis senyawa organik (protein, asam nukleat, ATP). Senyawa organik yang mengandung fosfor ini akhirnya berpindah ke konsumen. Protein dalam tubuh organisme digunakan untuk metabolisme dan membangun bagian-bagian tubuh. Jika organismenya mati, senyawa organik yang mengandung fosfor mengalami perombakan oleh pengurai, akhirnya fosfor kembali lagi ke tanah, air tawar dan laut. Fosfor dalam tanah terbawa oleh air, diendapkan di danau atau lautan membentuk batuan yang mengandung fosfor. Batuan fosfor tererosi menghasilkan tanah, akhirnya fosfor kembali ke tanah.

4. Daur Sulfur ( S )

gambar siklus sulfur dan penjelasannya

Daur belerang atau daur sulfur adalah salah satu bentuk daur biogeokimia. Pengertian dan definisi lain dari daur belerang/sulfur yaitu perubahan sulfur dari hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi. Sulfur di alam ditemukan dalam berbagai bentuk. Dalam tanah sulfur ditemukan dalam bentuk mineral, di udara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan di dalam tubuh organisme sebagai penyusun protein.

Siklus sulfur di mulai dari dalam tanah. yaitu ketika ion-ion sulfat di serap oleh akar dan dimetabolisme menjadi penyusun protein dalam tubuh tumbuhan. Ketika hewan dan manusia memakan tumbuhan, protein tersebut akan berpindah ke tubuh manusia. Dari dalam tubuh manusia senyawa sulfur mengalami metabolisme yang sisa-sisa hasil metabolisme tersebut diuraikan oleh bakteri dalam lambung berupa gas dan dikeluarkan melalui kentut. Salah satu zat yang terkandung dalam kentut adalah sulfur. Semakin besar kandungan sulfur dalam kentut maka kentut akan semakin bau.

Sulfur banyak terdapat di kerak bumi. Sulfur dapat diserap oleh tumbuhan dalam bentuk sulfat. Sulfur diperlukan dalam sintesis senyawa protein. Sulfat dalam tanah diserap oleh tumbuhan, selanjutnya digunakan untuk sintesis protein. Melalui rantai makanan sulfur berpindah ke konsumen. Jika organisme mati, senyawa sulfur dalam organisme akan terurai secara aerob membentuk sulfat kembali, dan bila penguraian berlangsung secara anaerob menghasilkan gas sulfur dan sulfida. Gas sulfur dan sulfida juga berasal dari hasil reduksi senyawa sulfat secara anaerob oleh bakteri pereduksi sulfur. Oleh bakteri sulfur, gas sulfur dan sulfida di udara dioksidasi menghasilkan sulfur, selanjutnya sulfur dioksidasi lagi membentuk sulfat dalam tanah.

5. Daur air

gambar siklus air dan penjelasannya

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.Air merupakan kebutuhan vital bagi semua makhluk hidup. Tak ada makhluk hidup yang mampu bertahan hidup tanpa adanya air. Air terdapat secara melimpah di laut, tetapi ketersediaannya relatif terbatas di daratan. Bagi tumbuhan, air merupakan salah satu faktor penting untuk fotosintesis, perkecambahan dan pertumbuhan, serta sarana transportasi zat. Bagi hewan dan manusia, air merupakan faktor penting dalam melaksanakan transportasi zat.

Daur air disebut juga daur hidrologi. Secara garis besar daur hidrologi dibedakan menjadi tiga macam, yaitu daur hidrologi pendek, daur hidrologi sedang, dan daur hidrologi panjang. Berikut ini penjelasannya:

a. Daur hidrologi pendek
Air laut menguap, uap air naik ke udara lalu bersatu
menjadi awan. Pada ketinggian tertentu awan mengalami
kondensasi dan presipitasi menjadi titik-titik air, kemudian
turun sebagai hujan. Pada daur hidrologi pendek ini
terbentuknya awan dan hujan terjadi di atas laut, jadi hujan
tidak mencapai daratan.

b. Daur hidrologi sedang
Air laut menguap, uap air naik ke udara dan terbawa
angin sampai di atas daratan membentuk awan. Pada
ketinggian tertentu awan mengalami kondensasi dan
presipitasi membentuk titik-titik air, lalu turun sebagai hujan
di daratan. Sebagian air meresap ke dalam tanah, sebagian
lain kembali ke laut melalui sungai.

c. Daur hidrologi panjang
Uap air yang berasal dari penguapan air laut, kolam,
danau, sungai maupun hasil transpirasi tumbuhan naik ke
udara, lalu bersatu menjadi awan. Awan terbawa oleh angin
ke arah daratan dan pada jarak tertentu terhalang oleh
pegunungan. Akhirnya awan mengalami kondensasi dan
presipitasi menjadi titik-titik air dan turun sebagai hujan di
atas pegunungan. Air hujan meresap ke tanah di pegunungan,
lalu diserap oleh tumbuhan di pegunungan, sebagian
muncul sebagai mata air. Melalui sungai air mengalir
kembali lagi ke laut.

Demikianlah pengertian daur biogeokimia beserta macam-macam daur biogeokimia. Semoga bermanfaat.