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Les cycles naturels: eau, CO2, azote, phosphore, oxygène, hydrogène

Lorsque j'ai commencé à planter des arbres pour compenser mes émissions de CO2, je ne pensais qu'à deux choses : séquestrer du CO2 et dépolluer un terrain usé par l'agriculture intensive. Mon prochain défi est de comprendre s'il peut m'aider à contribuer aux autres cycles naturels.

Pour cela, je vais utiliser cette page afin de lister tous les cycles naturels (source: Wikipedia)

Cycle de l'eau

Le cycle de l'eau (ou cycle hydrologique) est un phénomène naturel qui représente le parcours entre les grands réservoirs d'eau liquide, solide ou de vapeur d'eau sur Terre : les océans, l'atmosphère, les lacs, les cours d'eau, les nappes d'eaux souterraines et les glaciers. Le « moteur » de ce cycle est l'énergie solaire qui, en favorisant l'évaporation de l'eau, entraîne tous les autres échanges.

Cycle de l'azote

Le cycle de l'azote est l'ensemble des phases de transformation de l'azote. C'est le cycle que le nature a trouvé pour que la vie s'équilibre. Ce sont des bactéries qui transforment les sels comme l'ammonium et les nitrites pour que les plantes puissent les assimiler. Le cycle passe par plusieurs étapes : production de déchets > production d'ammonium > production de nitrite > production de nitrate (puis consommation des nitrates par les plantes)

Cycle du phosphore

Le phosphore est un constituant indispensable de la matière organique, même si son importance pondérale est relativement faible par rapport à l'azote ou au potassium. Son rôle est lié au stockage et transfert d'énergie (ATP), et à la formation de nombreux composés structurels (acides nucléiques, nucléotides, phospholipides, coenzymes,…).

Le phosphate est un élément limitant de nombreux écosystèmes terrestres, faute de réservoir atmosphérique; car sa disponibilité est directement liée à l’altération superficielle des roches. Le cycle du phosphore est unique parmi les cycles biogéochimiques majeurs, car il ne possède pas de composante gazeuse ; il n’affecte pratiquement pas l'atmosphère.

De plus, l’effet limitant du phosphore est perturbé par des apports anthropiques, ce qui peut causer des problèmes environnementaux d’eutrophisation. Les humains ont provoqué des changements majeurs au cycle mondial du phosphore, par l'exploitation industrielle de minéraux phosphorés, et l'utilisation d'engrais phosphorés, ainsi que par l'expédition de nourriture des fermes vers les villes, où elle est perdue sous forme d'effluent.

Il se distingue aussi des autres cycles par le fait que le transfert du phosphore d’un réservoir à un autre n’est quasiment pas contrôlé par des réactions microbiennes, comme c’est le cas dans d’autres cycles biogéochimiques, car les bactéries « phosphorisantes » sont rares1,2. Le phosphore circule néanmoins dans les différents compartiments lithosphériques, en milieu aquatique et terrestre et dans les réseaux trophiques.

Cycle de l'oxygène

Le cycle de l'oxygène est un cycle biogéochimique qui permet d'expliquer les transformations de l'oxygène dans la biosphère terrestre entre ses différents degrés d'oxydation, en ions, oxides et molécules à travers diverses réactions rédox, dans et entre les réservoirs de la planète Terre.

 

Cycle de l'hydrogène

Le Cycle de l'hydrogène est le cycle biogéochimique du l'hydrogène. L'élément hydrogène est un des composants de l'eau. Il participe activement au cycle du carbone, de l'azote, du soufre et de l'oxygène.

La fermentation anaérobie des substances organiques en dioxyde de carbone et en méthane implique différentes réactions biochimiques, processus et espèces de micro-organismes.

L'un de ces nombreux processus est appelé "transfert d'hydrogène interespèces". Ce processus a été décrit comme une symbiose entre certaines archées méthanogènes et des bactéries anaérobies non méthanogènes. Dans cette symbiose, les bactéries anaérobies non méthanogènes décomposent les substances organiques et produisent, entre autres produits, de l'hydrogène moléculaire (H2). Cet hydrogène est pris par les bactéries méthanogènes qui le convertissent en méthane (processus de méthanisation).

Cycle du sélénium

Le cycle du sélénium est le cycle biogéochimique du sélénium. Dans le cycle, il y a des organismes qui réduisent la forme la plus oxydée de l'élément et différents organismes complètent le cycle en oxydant l'élément réduit à l'état initial.

Cycle du souffre

Le cycle du soufre est le cycle biogéochimique des différentes formes du soufre. Le soufre est un élément essentiel à la vie qui, comme le carbone, le phosphore, l'oxygène, l'azote ou encore l'eau, possède son propre cycle de vie.

 

Cycle du carbone

Le cycle du carbone est le cycle biogéochimique (ensemble des échanges d'un élément chimique) du carbone sur une planète. Celui de la Terre est rendu plus complexe par l'existence d'importantes masses d'eau océaniques, et surtout par le fait que la vie (et donc les composés carbonés qui en sont le substrat) y tient une place importante. Il est caractérisé par l'importance relative des stocks emmagasinés dans les quatre grands réservoirs naturels de carbone de la planète (atmosphère, biosphère, hydrosphère et lithosphère), par les échanges entre ces réservoirs, et le renouvellement dynamique (appelé turnover) général du carbone du sol (pédosphère) qui inclut généralement la minéralisation (conversion du carbone organique en CO2) et la transformation d'un réservoir de carbone à un autre (matière organique du sol (en) fraîche et matière organique humifiée).