Pengertian Daur Biogeokimia, Fungsi, Jenis, dan Contohnya

tirto.id - Daur biogeokimia adalah istilah yang merujuk kepada siklus alami di bumi yang menjadi sirkulasi berbagai unsur penting pendukung kehidupan. Terdapat beberapa macam daur biogeokimia yang mencakup 5 siklus alami di bumi.

Istilah biogeokimia berasal dari tiga kata, yakni bio yang berarti hidup, geo artinya tanah, dan kimia yang mengacu pada reaksi suatu unsur atau zat. Artinya, di siklus biogeokimia, terdapat proses biologis, geologis, sekaligus kimiawi.

Salah satu contoh daur biogeokimia adalah siklus air, proses yang menunjukkan sirkulasi air dari laut, menjadi awan dan hujan, sampai ke daratan, dan kemudian kembali lagi ke laut. Daur ini menunjukkan air di bumi bergerak mengikuti pola siklus yang teratur serta berkesinambungan.

Daur biogeokimia memastikan kelangsungan hidup di Bumi dengan menghasilkan materi penting yang berguna untuk banyak komponen. Jadi, apakah yang dimaksud dengan daur biogeokimia? Jika belum paham, simak penjelasan tentang daur biogekimia berikut ini!

Pengertian Daur Biogeokimia

Ada sejumlah rumusan pengertian daur biogeokimia. Secara umum, apa yang dimaksud dengan daur biogeokimia adalah proses alamiah yang terjadi ketika sejumlah elemen atau molekul kimia bergerak dalam sirkulasi melalui berbagai bagian di bumi, seperti atmosfer, perairan (hidrosfer), kerak bumi (litosfer), batuan, hingga organisme (makhluk hidup).

Bisa disimpulkan, daur biogeokimia adalah proses siklus yang dilalui oleh berbagai unsur kimia di bumi. Sirkulasi itu melalui lingkungan biotik (hidup) maupun abiotik (tidak hidup) dalam ekosistem.

Seturut penjelasan laman LibreTexts, sementara berbagai bentuk energi mengalir dalam ekosistem, sejumlah materi penting pendukung kehidupan di bumi justru didaur ulang. Di bumi, berbagai jenis daur biogeokimia menjadi siklus berkesinambungan secara alamiah sejak lama. Perubahan siklus biasanya terjadi karena faktor eksternal, termasuk aktivitas manusia.

Khan Academy menerangkan, daur biogeokimia menunjukkan bahwa sejumlah jenis atom di tubuh makhluk hidup bukan barang baru. Atom air dan oksigen dalam tubuh manusia, sebagai contoh, sejatinya telah lama berputar dalam sirkulasi panjang di berbagai bagian biosfer bumi, termasuk tubuh banyak makhluk hidup yang lain.

Jenis-Jenis Siklus Biogeokimia

Daur biogeokimia melibatkan berbagai proses kimiawi, seperti fotosintesis, respirasi atau pernapasan, penguraian, pelapukan, penguapan, hingga sedimentasi. Proses-proses yang terjadi dalam unsur biotik dan abiotik itu membantu siklus perpindahan berbagai unsur di berbagai ekosistem bumi.

Adapun unsur apa saja yang termasuk dalam daur biogeokimia adalah karbon (C), sulfur atau belerang (S), oksigen (O), nitrogen (N), air atau hidrogen (H), dan fosfor (P). Skema daur biogeokimia yang melibatkan unsur-unsur tadi secara umum terbagi menjadi 2 jenis, yaitu daur edafik dan daur atmosferik.

Daur edafik adalah siklus unsur kimia di bumi yang tidak melibatkan pembentukan gas di atmosfer. Sebaliknya, di dalam daur atmosferik, terdapat fase pembentukan gas di udara atau atmosfer.

Apa saja macam-macam daur biogeokimia? Berikut beberapa jenis daur biogeokimia dan penjelasannya:

1. Daur Biogeokimia Air

Daur biogeokimia air atau daur hidrologi (siklus air) merupakan pergerakan air dari bumi menuju atmosfer dan kembali lagi ke bumi yang terjadi secara terus menerus sehingga membentuk sirkulasi atau siklus. Siklus air melibatkan perpindahan air melalui laut, darat, dan atmosfer dalam proses penguapan, hujan, dan aliran permukaan.

3. Daur Biogeokimia Karbon dan Oksigen

Daur biogeokimia karbon terjadi ketika karbon di udara yang berbentuk CO₂ larut dalam air dan kemudian berubah menjadi karbohidrat melalui fotosintesis oleh tumbuhan dan fitoplankton. Fotosinstesis di tanaman menghasilkan oksigen yang kemudian dihirup oleh makhluk hidup lain, termasuk manusia. Proses respirasi (pernapasan) oleh makhluk hidup (hewan dan manusia) menghasilkan karbon (CO₂) yang kembali ke udara (atmosfer).

3. Daur Biogeokimia Nitrogen

Siklus nitrogen adalah proses alami ketika nitrogen berpindah dari atmosfer ke berbagai komponen lingkungan lainnya, termasuk tanah, air, dan organisme hidup. Nitrogen dapat ditemukan dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat, serta sebagai senyawa anorganik seperti amonia, nitrit, dan nitrat. Proses-proses dalam siklus nitrogen ini melibatkan beberapa tahapan.

4. Daur Biogeokimia Fosfor

Dalam ekosistem, daur fosfor memainkan peran penting dalam mengatur keseimbangan unsur fosfor di lingkungan. Fosfor berasal dari pelapukan batuan yang mengandung fosfor. Proses pelapukan ini melepaskan ion fosfat dan mineral lainnya.

Fosfat anorganik tadi kemudian terdistribusi di tanah dan air. Tanaman mengambil fosfat anorganik dari tanah yang selanjutnya, tanaman dapat dikonsumsi oleh hewan. Proses ini disebut tahap asimilasi.

Begitu berada di tumbuhan, hewan, atau organisme lainnya, fosfat dimasukkan ke dalam molekul organik seperti DNA. Fosfor juga kembali ke laut melalui aliran sungai. Di laut, fosfor berperan dalam proses biokimia dan membentuk senyawa penting.

5. Daur Biogeokimia Sulfur (Siklus Belerang)

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Proses daur sulfur dimulai dengan reduksi sulfur oleh bakteri menjadi sulfida. Terkadang ia terdapat di dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida biasanya hasil penguraian bahan organik mati dan sering kali bersifat mematikan bagi makhluk hidup di perairan. lon sulfat lalu diserap oleh tumbuhan dan bisa diubah menjadi protein. Bakteri tertentu bisa mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali.

Bagaimana Fungsi Daur Biogeokimia terhadap Ekosistem?

Apakah fungsi dari adanya daur biogeokimia? Daur biogeokimia menjaga keseimbangan nutrisi dan elemen yang mendukung kehidupan di Bumi. Fungsi daur biogeokimia yang paling utama adalah untuk menopang kehidupan di Bumi, mengatur komposisi atmosfer, sekaligus menjaga keseimbangan ekologi di berbagai ekosistem.

Aktivitas manusia selama ini terbukti dapat mengganggu siklus dalam daur biogeokimia, sehingga menimbulkan masalah lingkungan. Di antara masalah itu ialah perubahan iklim, polusi, dan hilangnya keanekaragaman hayati.

Artinya keseimbangan ekosistem di bumi tergantung pada pengulangan siklus atau daur yang terjadi pada berbagai unsur kimia. Secara lebih detail, berikut penjelasan tentang sejumlah fungsi daur biogeokimia:

1. Pertukaran Unsur Kimia

Daur biogeokimia memastikan perpindahan unsur-unsur kimia seperti karbon, nitrogen, fosfor, hidrogen, dan belerang di antara komponen biotik (makhluk hidup) dan abiotik (tanah, perairan, dan atmosfer). Unsur-unsur ini diperlukan untuk kehidupan makhluk hidup dan proses-proses biologis di biosfer.

2. Meregulasi Iklim

Daur biogeokimia mempengaruhi iklim global melalui peran unsur-unsur seperti karbon dioksida (CO₂) dalam siklus karbon. Tanaman menyerap CO₂ selama fotosintesis dan mengurangi konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Ini membantu mengatur suhu bumi.

3. Mendukung Kehidupan Makhluk Hidup

Daur biogeokimia memastikan semua makhluk hidup di bumi, termasuk manusia, dapat memperoleh nutrisi, oksigen, dan lainnya untuk bertumbuh dan melanjutkan kehidupan.

Sebagai contoh, unsur seperti nitrogen dan fosfor penting untuk pertumbuhan tanaman. Dalam daur biogeokimia, unsur-unsur ini berpindah dari tanah ke tanaman, memastikan kesuburan tanah, dan produktivitas ekosistem. Tanaman menghasilkan oksigen yang bisa mendukung pernapasan hewan dan manusia. Berbagai jenis tanaman juga menjadi awal dari rantai makanan.

4. Menjaga Keseimbangan Lingkungan

Daur biogeokimia berperan dalam menguraikan bahan-bahan organik dan menghilangkan polutan dari lingkungan. Misalnya, bakteri tertentu mengubah amonia menjadi nitrat yang menjadi bagian dari dalam siklus nitrogen. Nitrat lantas dapat diserap oleh tanaman. Hal ini menunjukkan daur biogeokimia berperan dalam menjaga keseimbangan lingkungan di bumi.

Contoh Daur Biogeokimia

Contoh daur biogeokimia yang paling mudah ditemukan adalah siklus air yang melibatkan hujan, atau siklus karbon yang di dalamnya terdapat proses pernapasan. Jadi, saat hujan terjadi atau ketika kita bernapas, peristiwa itu merupakan bagian dari daur biogeokimia. Di bawah ini penjelasan contoh daur biogeokimia tersebut:

1. Contoh Siklus Air

Contoh siklus air adalah perpindahan air melalui proses penguapan, hujan, hingga aliran permukaan di daratan. Urutan tahapan siklus air adalah sebagai berikut:

• Air laut menguap jadi awan
• Awan bergerak ke daratan menjadi hujan
• Air hujan yang jatuh ke daratan mengalir ke sungai, danau, kanal, dan terserap ke tanah
• Saat di daratan air dikonsumsi makhluk hidup
• Sebagian air di daratan menguap menjadi awan dan menjadi hujan di laut
• Sebagian air di daratan lainnya mengalir kembali ke laut melalui sungai dan kanal.

2. Contoh Siklus Karbon

Contoh siklus karbon adalah dimulai ketika tanaman menyerap karbon dioksida (CO₂) di udara untuk keperluan fotosintesis. Urutan tahapan siklus karbon adalah sebagai berikut:

• Tanaman menyerap karbon dioksida dari udara untuk fotosintesis
• Tanaman melepaskan oksigen selama proses fotosintesis
• Oksigen lalu dihirup hewan dan manusia dalam proses pernapasan (respirasi)
• Dalam proses pernapasan, oksigen ditangkan dan karbon dioksida dilepaskan
• Karbon dioksida lantas kembali ke atmosfer.