EL CICLO NATURAL DEL FÓSFORO, Resumen

ÁREA CIENCIAS: CICLO GASEOSO DEL ELEMENTO FÓSFORO

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Se conocen dos tipos principales de ciclos biogeoquímicos, porque implica la circulación de un compuesto de dos elementos, hidrógeno y oxígeno. En el tipo gaseoso, la principal área de almacenamiento de un elemento es la atmósfera terrestre, donde existe en forma de gas. El carbono y el nitrógeno tienen un ciclo gaseoso. En tales ciclos, la abundancia o la distribución de sus elementos presenta pocos cambios o ninguno.

La corteza terrestre es la principal área de almacenamiento de los elementos del segundo tipo de ciclo, el ciclo sedimentario. El fósforo y el azufre tienen ciclos sedimentarios. En estos ciclos puede variar la abundancia y la distribución de un elemento, por ejemplo, cuando grandes cantidades de fósforo se depositan en el fondo del océano y permanecen allí durante millones de años.

Gran parte de la investigación ecológica apunta ahora al logro de un mejor entendimiento de los ciclos biogeoquímicos. La vida no puede existir sin energía solar; tampoco puede existir sin el ciclaje de elementos provenientes de la tierra, el agua y el aire.

El CICLO DEL FÓSFORO es un ejemplo de un ciclo sedimentario cuya principal área de almacenamiento del elemento se encuentra en la corteza terrestre. Otros elementos que presentan ciclos muy similares son el calcio, el hierro, el potasio, el manganeso, el sodio y el azufre. Algunos de estos elementos sólo existen en cantidades microscópicas dentro de los organismos vivientes, pero sin embargo son vitales para el crecimiento y el desarrollo normales. Por ejemplo no se pueden elaborar proteínas sin fósforo y azufre.

Desde el punto de vista ecológico, el fósforo es uno de los minerales más importantes, pero es también uno de los que tienen mayores probabilidades de escasear. La falta de fósforo produce una disminución de la productividad de los vegetales y esto afecta, a su vez, a la vida animal. El fósforo proviene de las rocas fosfatadas que se desintegran y desgastan lentamente por la acción de las gotas de agua, los cristales de hielo, el viento, los rayos solares y las raíces de las plantas dejando en libertad el mineral que se convierte en una sal en solución, sea en el agua del suelo, sea en las extensiones de agua. Las plantas absorben el fósforo y otras sales minerales a través de sus raíces. De las plantas el fósforo pasa por varias cadenas alimentarias y vuelve generalmente al suelo o al agua a través de la acción de los desintegradores.

Esta parte del ciclo es la fase de las soluciones de sales; la otra parte podría denominarse fase de las rocas. Los ríos acarrean las sales de fósforo hacia los mares. Algunas se depositan en los bajíos y se incorporan a las rocas sedimentarias que se forman en el curso de millones de años. A la larga, las rocas pasan a formar parte de nuevas masas de tierra, produciendo nuevas reservas de sales de fósforo a medida que se desgastan lentamente. El fósforo y muchos otros minerales se depositan en las rocas y se liberan de ellas en un proceso que se repite continuamente.

Las corrientes marinas que ascienden desde las profundidades del océano llevan a la superficie cierta cantidad de fósforo, que es absorbido rápidamente por el fitoplancton y se desplaza a lo largo de las cadenas alimentarias oceánicas. Parte de este fósforo vuelve a la tierra a través de la pesca marina. Otra parte proviene del guano (deyecciones) de aves que se alimentan de peces, el cual es rico en fósforo y en nitrógeno. El guano es uno de los recursos naturales más importantes del Perú, gracias a las corrientes ascendentes próximas a la costa peruana que llevan el fósforo y otros nutrimentos hacia la superficie. Los nutrimentos son absorbidos por el fitoplancton, el cual sirve de alimento a diminutos crustáceos, que a su vez nutren a peces llamados anchoas, de los cuales se alimentan cuervos marinos denominados cormoranes. Estas aves anidan en grandes cantidades en las islas y sus deposiciones se recogen y se venden como ingrediente de fertilizantes.

La mayor parte del fósforo utilizado en los fertilizantes se extrae de rocas fosfatadas. Enormes cantidades de fósforo se hallan diseminadas sobre la tierra y muchas toneladas son llevadas por las aguas y se pierden en las profundidades del mar. Se calcula que cada año se pierden de este modo tres mil quinientos millones de toneladas de fósforo y el reciclaje natural proveniente de los mares no puede compensar esta pérdida. La reserva de rocas fosfatadas que se usan para la preparación de fertilizantes puede durar aún muchos años, pero no es ilimitada; llegará el día en que el hombre tendrá que encontrar un medio de recuperar el fósforo que se halla en las profundidades del océano.

Los seres humanos agregaron algunos materiales enteramente nuevos a los ciclos biogeoquímicos. Las plantas de energía nuclear y los ensayos de armas nucleares liberaron en la atmósfera elementos como el estroncio, el bario y el cesio. Algunos de estos elementos conservan su radiactividad durante miles de años. Entran en las cadenas alimentarias y llegan a formar parte de los animales y vegetales. A causa de su radiactividad pueden ser muy perjudiciales para los seres vivientes. Se desconocen aún los efectos de largo alcance de estos elementos radiactivos, pero son motivo de gran preocupación para los ecólogos y otros hombres de ciencia.

Uno de los elementos radiactivos más importantes que al ser liberado se incorpora a los ciclos biogeoquímicos es el estroncio-90. Es un subproducto común de las explosiones atómicas y parte de los residuos atómicos provenientes de las plantas de energía nuclear. Este elemento pierde lentamente su radiactividad. En la naturaleza se comporta como el calcio y es absorbido rápidamente por las plantas a través de sus hojas y raíces. Cuando los seres humanos y otros vertebrados que ingieren junto con los alimentos se concentra en los huesos, del mismo modo que el calcio. En los huesos de los habitantes de América del Norte y de Europa se observa un pequeño, pero continuo, aumento de estroncio-90. Las concentraciones alcanzan su nivel máximo en los pueblos de k tundra, los esquimales y los japoneses.

Los ecólogos encontraron cantidades inusuales de otro elemento radiactivo, el cesio-137, en el cuerpo de algunos esquimales de Alaska y comprobaron que dichos esquimales comían mucha carne de caribú. Este animal se alimenta principalmente de líquenes que abundan en la tundra. Y los líquenes absorben el cesio-137 proveniente de alguna fuente lejana que se asienta fuera de la atmósfera. El cesio se concentra cada vez más a medida que se desplaza a lo largo de las cadenas alimentarias. Los ecólogos encontraron que en el caribú la concentración de cesio era tres veces mayor que en los líquenes. Los esquimales tenían una concentración de cesio dos veces mayor que el caribú.

El hombre pone en circulación en la naturaleza otras sustancias que se concentran cada vez más a medida que se mueven a lo largo de las cadenas alimentarias. Insecticidas como el DDT se desplazan a través de las cadenas alimentarias y los ciclos biogeoquímicos. Cuando se pulveriza (ya no se utiliza mas)  este persistente biocida (“exterminador biológico”), algunas de las partículas venenosas pueden ser llevadas a través de la atmósfera a centenares y miles de kilómetros de distancia. El DDT que se encuentra en la tierra también es arrastrado por la lluvia, como ocurre con los fertilizantes, y llega a formar parte de cadenas alimentarias existentes en el agua.

Hace varios años los ecólogos hallaron DDT en el cuerpo de pingüinos antárticos. El número de petreles de las islas Bermudas, una rara especie de ave marina, disminuya a causa del DDT. El petrel se alimenta en el mar y sólo visita las Bermudas para procrear. No obstante, se encontró DDT en huevos no incubados y en pichones muertos. La fuente más cercana del biocida era una zona agrícola de Estados Unidos, situada a mil kilómetros de distancia. Aparentemente, el DDT fue arrastrado por el agua de lluvia y llegó hasta los petreles a través de las cadenas alimentarias oceánicas.

El elemento mercurio es liberado a veces en el entorno como residuo de los incineradores, las fábricas de papel, las industrias químicas y la quema de combustible, y se desplaza después por el agua a través de las cadenas alimentarias. En 1970 se encontraron cantidades peligrosas de mercurio en los peces de muchos lagos norteamericanos.

Los ecólogos suelen poner pequeñas cantidades de materias radiactivas en la naturaleza con el fin de rastrearlas a lo largo de los ciclos y las cadenas alimentarias. Las liberaciones accidentales de sustancias como el estroncio-90, el DDT y el mercurio fueron gigantescos “experimentos de rastreo” similares, con resultados nocivos y potencialmente desastrosos.

El hombre continúa introduciendo en la naturaleza toda clase de nuevos compuestos químicos sin tener idea de cuánto duran las sustancias, adónde van o qué efectos tienen sobre los seres vivientes. Para empezar a responder a estos interrogantes, los ecólogos deben aprender mucho más acerca de los grandes ciclos del ecosistema mundial.

AMPLIACIÓN DEL TEMA...

El fósforo elemental se encuentra en estado natural en dos variedades: fósforo blanco, de aspecto vítreo, y fósforo rojo, que se presenta como un polvo de color rojizo. La diferencia entre sus moléculas se encuentra en su atomicidad: mientras el fósforo blanco presenta moléculas tetraatómicas (P4), el fósforo rojo tiene moléculas octoatómicas (P8). Las mayores reservas de fósforo se encuentran en el suelo y en las rocas sedimentarias, ya que en condiciones naturales el fósforo gaseoso no existe en cantidades significativas. De las rocas se libera en forma de fosfatos inorgánicos (P043-) y se disuelve en el agua o se recicla hacia la biosfera.

La cantidad de fósforo presente en los seres vivos es superior a la del medio ambiente (por ejemplo, dientes y esqueleto de los vertebrados). Los vegetales, por medio de las raíces, toman los fosfatos, y al igual que ocurre con el nitrógeno, los animales se abastecen de este elemento al alimentarse de plantas u otros animales.

El fósforo es un elemento limitativo para el desarrollo de todos los ecosistemas. Basta tener en cuenta los siguientes datos: en el agua de mar se encuentran trece mil átomos de carbono por cada átomo de fósforo; en los seres vivos hay un átomo de fósforo por cada cien átomos de carbono. Cabe reconocer que, al contrario de lo que sucede con el nitrógeno o el azufre, el ciclo del fósforo no está regulado por relaciones microbianas, y la casi totalidad deriva de la meteorización del fosfato cálcico mineral. (Fuente: QUÍMICA I Polimodal Alegría-Bosack-Dal Fávero-Franco-Jaul-Rossi)

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