Macam-macam Daur Biogeokimia Beserta Proses dan Gambar

tirto.id - Daur biogeokimia adalah pergerakan unsur-unsur kimia yang terjadi secara berulang melalui komponen biotik dan abiotik. Ada beberapa macam daur biogeokimia yang mencakup 5 siklus alami di bumi,

Istilah biogeokimia berasal dari kata "bio" yang berarti hidup, "geo" artinya lingkungan abiotik (tanah), dan "kimia" yang mengacu pada reaksi suatu unsur atau zat. Jadi, istilah biogekimia berkaitan dengan 3 aspek yang terjadi dalam siklus, yakni biologi, geologi, dan kimia.

Daur biogeokimia penting untuk menjaga kelangsungan hidup di Bumi. Sebab, materi yang dihasilkan di dalam daur biogeokimia berguna untuk semua komponen yang ada di bumi, termasuk makhluk hidup.

Fungsi daur biogeokimia adalah mengatur keseimbangan ekosistem. Artinya keseimbangan ekosistem di bumi tergantung pada pengulangan siklus atau daur yang terjadi pada unsur-unsur kimia tertentu.

5 Daur Biogeokimia dan Prosesnya

Macam-macam daur biogeokimia meliputi 5 siklus alami di bumi. Lima jenis daur biogeokimia tersebut adalah daur air, daur karbon, daur nitrogen, daur fosfor, dan daur sulfur.

Masing-masing dari 5 daur biogeokimia tersebut memiliki proses siklus yang berbeda. Fungsi daur-daur itu pun berlainan.

Bagaimana proses terjadinya daur biogeokimia? Berikut penjelasan proses yang terjadi dalam 5 macam daur biogeokimia:

1. Daur Biogeokimia Air

Daur air atau daur hidrologi merupakan pergerakan air dari bumi menuju atmosfer dan kembali lagi ke bumi yang terjadi secara terus menerus sehingga membentuk sirkulasi atau siklus. Proses siklus dalam daur air dibedakan menjadi tiga, yaitu siklus pendek, siklus sedang, dan siklus Panjang.

Siklus pendek daur air terjadi di laut dan dimulai dari tahap evaporasi (penguapan) air laut karena panas dari matahari. Air di laut akan menjadi uap dan membentuk awan. Ketika dalam keadaan jenuh, terjadi peristiwa kondensasi (pengembunan), saat uap air (awan) berubah menjadi bintik-bintik air. Selanjutnya bintik-bintik air tersebut akan turun dalam bentuk hujan. Proses ini dinamakan presipitasi.

Sementara itu, siklus sedang berlanjut jika tidak terjadi presipitasi atau turun hujan di laut. Pada tahap ini, terjadi proses penguapan lanjutan yang dilakukan oleh tumbuhan, yang disebut transpirasi. Siklus sedang diawali dengan penguapan air di laut atau daratan. Uap lantas menjadi awan yang terbawa angin ke wilayah daratan. Proses kondensasi lalu membuat awan turun sebagai hujan di daratan atau dataran rendah. Air kemudian mengalir kembali ke laut melalui aliran sungai ataupun kanal. Sebagian juga akan diserap oleh akar tumbuhan (infiltrasi).

Terakhir, siklus panjang air merupakan kelanjutan dari siklus sedang, terjadi ketika tidak ada presipitasi di laut maupun daratan. Tahapannya meliputi penguapan air laut, sublimasi uap air menjadi partikel es, perpindahan awan secara horizontal, turunnya hujan dalam bentuk butiran salju, pembentukan gletser, dan ketika gletser mencair, terjadi aliran air sungai yang bermuara ke laut.

Berikut ini gambar daur biogeokimia air (daur air / siklus air):

2. Daur Biogeokimia Karbon dan Oksigen

Tahapan daur karbon dimulai saat karbon di udara dalam bentuk CO2 yang larut dalam air selanjutnya berubah menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis oleh tumbuhan maupun fitoplankton.

Lalu, karbohidrat yang dihasilkan akan digunakan oleh konsumen untuk mendapatkan energi. Konsumen berperan dalam melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 ke udara.

Dalam daur karbon, bakteri juga berperan sebagai dekomposer. Namun proses penguraian oleh bakteri berjalan lambat sehingga terjadi penumpukan karbon sebagai bahan batu bara dan minyak bumi.

Proses siklus karbon juga dibarengi dengan daur biogeokimia oksigen. Proses daur oksigen bermula dari aktivitas fotosintesis yang terjadi ketika tumbuhan, ganggang, cyanobacteria (ganggang biru) menyerap CO2 dari udara atau air. Karbon dioksida ini menjadi bahan fotosintesis bersama nutrisi dari tanah dan air. Proses fotosintesis akhirnya menghasilkan oksigen yang dilepas oleh tumbuhan atau ganggang ke udara.

Berikutnya, oksigen diserap oleh makhluk hidup seperti hewan dan manusia pada saat bernapas untuk membantu proses pembakaran yang menghasikan energi. Proses bernama respirasi ini menghasilkan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh makhluk hidup dalam aktivitas bernapas. Karbon dioksida lantas kembali ke udara dan siklus berulang lagi.

Berikut ini gambar daur biogeokimia karbon (daur karbon / siklus karbon):

3. Daur Biogeokimia Nitrogen

Nitrogen di alam terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik semacam amonia, nitrit, dan nitrat.

Proses-proses dalam siklus nitrogen antara lain adalah fiksasi nitrogen, nitrifikasi, asimilasi, amonifikasi, dan denitrifikasi.

Berikut ini tahapan daur nitrogen:

• Atmosfer mengandung 80% nitrogen bebas (N2) tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3).
• Beberapa bakteri pada bintil akar Leguminosa dan beberapa ganggang dapat memfiksasi N2 dari udara.
• Halilintar juga menghasilkan bentuk senyawa N2 dan O. Senyawa tersebut terbawa air hujan berupa nitrat dan nitrit.
• Mikroorganisme mengurai bangkai dan kotoran menjadi ammonium.
• Bakteri denitrifikasi dalam tanah mengurai nitrat menjadi N2 bebas ke udara.

Berikut ini gambar daur biogeokimia nitrogen (daur nitrogen / siklus nitrogen):

4. Daur Biogeokimia Fosfor

Fosfor berfungsi untuk bahan bakar bagi makhluk hidup dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Di alam, fosfor mempunyai 2 bentuk senyawa, yaitu senyawa fosfat organik dan anorganik.

Daur fosfor dimulai dari pelapukan batuan yang mengandung fosfor, kemudian fosfat akan berpindah ke tanah melalui faktor cuaca, hujan, dan erosi.

Fosfat dalam tanah dimanfaatkan oleh tumbuhan, jamur, dan mikroorganisme sekitarnya, serta diserap oleh hewan herbivora dan manusia ketika mengonsumsi tanaman.

Fosfor kembali ke alam melalui proses penguraian atau dekomposisi, mineralisasi, dan masuk ke laut. Proses daur fosfor dilanjutkan oleh bakteri dalam tanah yang memecah bahan organik menjadi bentuk fosfat yang dapat diserap oleh tanaman.

Berikut ini gambar daur biogeokimia fosfor (daur fosfor / siklus fosfor):

5. Daur Biogeokimia Belerang (Sulfur)

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Proses daur sulfur dimulai dengan reduksi sulfur oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.

Hidrogen sulfida biasanya merupakan hasil penguraian bahan organik yang mati dan sering kali bersifat mematikan bagi makhluk hidup di perairan. lon sulfat kemudian diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein.

Beberapa jenis bakteri bisa mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali. Lalu, besi (Fe) dalam sedimen bereaksi dengan sulfida membentuk ferro sulfida (FeS) yang mengendap.

Berikut ini gambar daur biogeokimia sulfur (daur sulfur / siklus sulfur):