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Contenu principal

Révision des cycles biogéochimiques

Termes clés

TermeSignification
Cycle biogéochimiqueLa façon dont un élément ou un composé se déplace entre une forme vivante ou non vivante et différents endroits
NutrimentsÉléments dont un organisme a besoin pour vivre
HydrosphèreL'ensemble des endroits où l'on trouve de l'eau sur Terre
GéosphèreL'ensemble de la roche située sur et sous la surface de la Terre
Nutriment limitantUn nutriment qui est limité en quantité et qui limite la croissance

Les cycles biogéochimiques

La matière circule à travers les niveaux trophiques et les éléments sont recyclés au sein des écosystèmes grâce aux cycles biogéochimiques.
Au fur et à mesure que les nutriments traversent les écosystèmes, les composés qui les forment sont généralement transformés.

Le cycle de l'eau

Le cycle de l'eau est complexe et implique des changements d'état dans l'eau, ainsi que le mouvement physique de l'eau à travers et entre les écosystèmes.
L'hydrosphère est large et diversifiée. L'eau est présente sous forme liquide à la surface de la Terre et sous le sol, sous forme de glace dans les calottes glaciaires et les glaciers et sous forme de vapeur d'eau dans l'atmosphère.
Le cycle de l'eau. Image de NOAA National Weather Service, CC BY 2.0.
Les molécules d’eau pénètrent généralement dans l’atmosphère sous forme de vapeur. Elles s'échappent des masses d'eau grâce à l'évaporation et quittent les feuilles des plantes grâce à la transpiration.
La vapeur peut être transportée dans l'atmosphère. Quand elle refroidit, l'eau se condense en gouttelettes, lesquelles forment des nuages et entraînent des précipitations, comme la pluie ou la neige.

Le cycle du carbone

Le carbone est un élément essentiel des corps des organismes vivants. C'est aussi un élément important sur le plan économique à l'époque actuelle, puisque les humains utilisent le carbone présent dans les combustibles fossiles.
Le cycle du carbone. Image de OpenStax, CC BY 4.0.
Les autotrophes (producteurs) extraient le carbone de l’atmosphère grâce à la photosynthèse et l’utilisent pour fabriquer des composés organiques, tels que le glucose. Les hétérotrophes (consommateurs), comme les humains, consomment les molécules organiques. Ainsi, le carbone organique traverse les chaines et les réseaux alimentaires.
Le carbone est libéré dans l'atmosphère par les autotrophes ou les hétérotrophes grâce à la respiration cellulaire, ou lorsque les décomposeurs décomposent les corps des organismes morts.
Les activités humaines, telles que la combustion d'énergies fossiles, peuvent également libérer du carbone dans l’atmosphère.
Le carbone pénètre dans la géosphère lorsque la matière organique morte est enterrée et transformée. Ce processus, qui en fin de compte crée des énergies fossiles, peut prendre des millions d'années.

Le cycle de l'azote

L'azote est un nutriment important pour tous les organismes vivants puisqu'on le trouve dans les protéines, l'ADN et l'ARN.
Le cycle de l'azote. Image de OpenStax, CC BY 4.0.
L'azote existe dans l'atmosphère sous forme de gaz. Lors de la fixation de l'azote, les bactéries transforment l'azote gazeux en ammoniaque, une forme d'azote utilisable par les plantes. En consommant les plantes, les animaux obtiennent des composés d'azote utilisables. Certaines bactéries récupèrent également de l'énergie grâce à la dénitrification, durant laquelle les nitrates sont convertis en azote gazeux, puis libérés dans l'atmosphère.
L'azote est un nutriment limitant fréquent dans la nature (et l'agriculture). Lorsque les réserves d'azote disponible sont faibles, de nombreux processus, tels que la production primaire et la décomposition, sont retardés.

Erreurs courantes et idées reçues

  • Tous les nutriments ne traversent pas les cycles de la même façon. On pense souvent que les cycles biogéochimiques sont linéaires et que chaque atome ou molécule passe progressivement par chaque étape du cycle. Mais ce n'est pas le cas. Le même atome ou la même molécule peut rester stocké longtemps dans une même phase, circulant en permanence entre deux mêmes étapes, ou au contraire passer par chaque étape du cycle.
  • Les énergies fossiles sont considérées comme des ressources non renouvelables. Bien que le processus qui crée des énergies fossiles se déroule naturellement et de manière continue, celles-ci sont considérées comme des ressources non renouvelables parce qu'elles sont utilisées beaucoup plus rapidement qu'elles ne peuvent être produites par les processus géologiques.

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