Siklus biogeokimia adalah istilah untuk siklus-siklus yang sangat penting demi menjaga stabilitas lingkungan di planet bumi. Hal ini terjadi karena mereka menjaga sirkulasi bahan organik dan anorganik di bumi, agar tidak ada penimbunan dan stagnasi.
Pada artikel kali ini, kita akan mencoba membahas bersama apa itu siklus biogeokimia serta proses-proses atau siklus apa saja yang termasuk kedalam siklus biogeokimia, serta manfaatnya bagi bumi kita.
Pengertian Siklus Biogeokimia
Sesuai dengan namanya, siklus biogeokimia terdiri dari 3 kata yaitu bio (biologi), geo (geologis), dan kimia (kimiawi). 3 aspek ini memiliki keterkaitan yang sangat erat dalam daur biogeokimia.
Pada dasarnya, siklus biogeokimia adalah sebuah siklus dimana zat kimiawi bergerak melalui antara komponen biotik (biosfer) dan komponen abiotik (atmosfer, lithosfer, hidrosfer) dari planet bumi.
Seiring dengan pergerakan zat kimia tersebut antar komponen di bumi, bentuk zat kimia tersebut juga berubah ubah. Pengubahan bentuk zat ini sangat penting bagi kestabilan ekosistem-ekosistem di muka bumi.
Karena proses ini berjalan secara terus menerus tanpa henti, maka disebut sebagai sebuah siklus.
Namun, bukan berarti proses ini tidak dapat terganggu atau bahkan terhenti sama sekali ya! Banyak kasus dimana aktivitas manusia ataupun fenomena alam menghambat atau bahkan mempercepat daur biogeokimia.
Fungsi Siklus Biogeokimia
Sebagai suatu siklus yang mendaur ulang zat kimiawi di permukaan bumi, fungsi utama dari siklus biogeokimia adalah untuk menjaga kestabilan lingkungan dan menjaga kelangsungan hidup di bumi.
Hal ini terjadi karena semua makhluk hidup membutuhkan zat-zat kimia yang didaur ulang oleh daur biogeokimia.
Manfaat Siklus Biogeokimia
Kita sudah membahas apa itu pengertian dari daur biogeokimia, sekarang, kita akan mengulas mengenai manfaatnya. Ternyata, siklus ini memiliki banyak sekali manfaat.
Manfaat yang mungkin paling dirasakan oleh manusia adalah sebagai penjaga stabilitas ekosistem, regulator pergerakan zat, serta pendorong transformasi zat kimia di alam. Berikut ini adalah penjabaran lebih lanjut dari ketiga manfaat tersebut.
Menjaga Stabilitas Ekosistem Planet Bumi
Seperti yang kita ketahui, persebaran fauna serta flora yang ada di dunia amat bergantung pada kestabilan ekosistem dan bioma yang ada. Kestabilan ekosistem sendiri dipengaruhi oleh zat kimiawi yang masuk serta keluar dari ekosistem tersebut.
Sebuah ekosistem yang stabil tidak boleh memiliki terlalu banyak zat kimia tertentu, serta tidak boleh kekurangan zat kimawi lainnya. Disinilah muncul peran regulatif dari daur biogeokimia. Dengna adanya siklus ini, maka stabilitas zat kimia dalam ekosistem di bumi dapat terjaga dengan baik.
Oleh karena itu, kita dapat menarik kesimpulan bahwa siklus biogeokimia penting dalam menjaga kestabilan ekosistem. Sehingga, siklus ini harus kita jaga agar jangan sampai terganggu.
Meregulasi Pergerakan Zat Kimia antar Komponen Biotik dan Abiotik
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, daur biogeokimia berperan besar dalam menjaga stabilitas ekosistem. Stabilitas ini dapat terjaga karena siklus ini melakukan regulasi pergerakan zat kimia.
Dengan adanya regulasi yang tepat, maka suatu ekosistem tidak akan memiliki zat kimia yang terlalu banyak ataupun terlalu sedikit. Sehingga, hewan dan tumbuhan dapat tumbuh dengan baik di wilayah tersebut.
Fungsi regulasi ini penting terutama ketika kita membahas negara yang memiliki biodiversitas tinggi dan lingkungan yang beragam. Contohnya adalah Indonesia yang memiliki flora dan fauna yang unik.
Selain memiliki keanekaragaman hayati yang tinggi, negara ini juga memiliki penduduk yang sangat banyak. Padahal, kita tahu bahwa penduduk yang banyak dan terpusat di suatu lokasi dapat menyebabkan degradasi lingkungan dan merusak siklus biogeokimia di lokasi tersebut.
Jika tidak terdapat daur biogeokimia yang baik, maka flora dan fauna tersebut akan cepat punah karena ekosistemnya menjadi tidak stabil. Oleh karena itu, aktivitas manusia yang dapat mengganggu siklus biogeokimia harus diregulasi dan diminimalisir.
Mendorong Transformasi Zat Kimia dari Suatu Bentuk ke Bentuk Lain
Kita sudah membahas fungsi daur biogeokimia sebagai regulator pergerakan zat kimiawi. Tetapi, seiring dengan bergeraknya zat tersebut, bentuknya pun berubah.
Perubahan bentuk ini bisa jadi dari padat menjadi gas, atau justru menjadi cair. Perubahan ini penting karena ada beberapa makhluk hidup yang hanya mampu memanfaatkan suatu zat kimia jika berada dalam bentuk tertentu.
Selain itu, bentuk suatu zat juga penting demi kestabilan lingkungan dan kehidupan manusia. Bayangkan ketika zat kimiawi H2O yang jatuh dari langit ketika terjadi hujan bukan dalam bentuk cair, tetapi padat. Mengerikan bukan, yang terjadi justru adalah hujan es yang mungkin menghancurkan kendaraan, bangunan, dan mengganggu habitat binatang liar.
Selain itu, coba bayangkan ketika tidak ada daur karbon yang mengubah karbon dioksida di udara dan lingkungan sekitar menjadi batu bara. Bisa jadi, kita sudah mengalami pemanasan global yang parah dari zaman dahulu.
Oleh karena itu, fungsi daur biogeokimia sebagai regulator pergerakan zat kimia di lingkungan sangatlah penting dan harus dijaga oleh manusia.
Proses yang Termasuk Kedalam Siklus Biogeokimia
Banyak sekali siklus-siklus sumber daya yang termasuk kedalam siklus biogeokimia. Namun, yang kerap dipelajari dan dianggap paling penting bagi kehidupan di bumi adalah siklus air, karbon, nitrogen, sulfur, oksigen, dan batuan.
Berikut ini adalah daftar semua jenis proses yang termasuk kedalam daur biogeokimia
- Siklus Air
- Siklus Karbon
- Siklus Nitrogen
- Siklus Oksigen
- Siklus Karbon
- Siklus Batuan
- Siklus Fosfor
- Siklus Kalsium
- Siklus Hidrogen
- Siklus Air Raksa (merkuri)
- Siklus Selenium
- Siklus Sulfur
- Siklus Silika
- Siklus Polychlorinated Biphenyl (PCB)
Sekarang, kita akan mencoba membahas secara lebih mendalam keenam proses yang dianggap paling penting dalam siklus biogeokimia.
Siklus Air
Siklus air mungkin adalah salah satu siklus biogeokimia yang paling terkenal. Siklus ini berupaya menjelaskan bagaimana air bergerak di planet bumi. Siklus ini juga berupaya menjelaskan bentuk apa saja yang diambil oleh air pada setiap tahap perjalanannya.
Berdasarkan ilustrasi diatas, kita dapat menarik kesimpulan bahwa setidaknya terdapat beberapa tahap penting dalam siklus air yaitu
- Penguapan
- Kondensasi
- Adveksi
- Presipitasi/Hujan
- Infiltrasi
- Runoff permukaan
Pada dasarnya, air akan menguap ke udara melalui proses evaporasi ataupun transpirasi. Kemudian air tersebut akan mendingin dan berubah menjadi titik-titik air dalam proses kondensasi. Proses ini akan menghasilkan awan-awan di langit.
Kemudian, awan tersebut akan terdorong oleh angin dalam proses adveksi. Ketika awan sudah terlalu berat, umumnya diindikasikan oleh warna hitam, maka awan tersebut akan mengeluarkan hujan.
Ketika air hujan sampai ke permukaan bumi, air tersebut akan mengalami infiltrasi ke dalam tanah, atau menjadi runoff permukaan. Setelah beberapa saat, air tersebut akan kembali menguap atau bermuara di lautan.
Siklus air berperan besar dalam menjaga stabilitas lingkungan disekitar kita. Kalian tidak bisa membayangkan hidup tanpa minum air, lautan, atau hujan bukan?
Siklus Karbon
Siklus karbon adalah sebuah proses pergerakan dan transformasi bentuk dari zat kimia karbon di permukaan bumi. Disini, karbon bergerak antara pedosfer, biosfer, hydrosfer, dan atmosfer di planet bumi.
Karbon adalah salah satu zat kimia dasar yang dibutuhkan oleh semua makhluk hidup. Selain itu, karbon juga dibutuhkan oleh lingkungan untuk menjaga stabilitasnya serta menjalankan fungsi-fungsi tertentu.
Oleh karena itu, siklus karbon sangat penting untuk menjaga kualitas lingkungan disekitar kita dan juga menopang kehidupan manusia.
Secara umum, terdapat 5 komponen utama dari siklus karbon yang ada di planet bumi
- Atmosfer
- Biosfer
- Lautan
- Sedimen (gas alam, minyak bumi, batu bara, dan akifer)
- Interior bumi (mantel dan kerak)
Kelima komponen ini berperan besar dalam menjaga stabilitas kandungan karbon di planet bumi. Ketika ada salah satu komponen yang tidak berjalan dengan baik, maka ada risiko terjadinya kelebihan karbon di salah satu komponen lainnya.
Jika terdapat terlalu banyak karbon di udara, maka mungkin saja terjadi pemanasan planet bumi yang dikenal sebagai pemanasan global. Hal ini terjadi karena jumlah gas rumah kaca menjadi sangat banyak.
Sebaliknya, jika terlalu banyak karbon di lautan dan sedimen, maka bisa saja terjadi pendinginan planet bumi. Hal ini terjadi karena tidak ada gas rumah kaca yang menahan panas agar tetap berada di planet bumi.
Siklus Nitrogen
Siklus nitrogen adalah sebuah proses perpindahan serta pengubahan zat kimiawi nitrogen pada permukaan bumi. Disini, nitrogen bergerak di antara pedosfer, biosfer, dan atmosfer.
Nitrogen adalah zat kimiawi yang paling banyak ditemukan di atmosfer bumi. Namun, nitrogen dalam bentuk ini (N2) tidak dapat langsung digunakan oleh makhluk hidup.
Oleh karena itu, dibutuhkan proses-proses tertentu seperti fiksasi, ammonifikasi, dan nitrifikasi untuk mengubahnya menjadi zat kimia yang dapat digunakan oleh flora dan fauna.
Siklus Batuan
Siklus batuan adalah sebuah siklus yang menjelaskan bagaimana batu-batu dapat terbentuk serta berubah bentuk dan jenisnya. Disini, dijelaskan bahwa semua batuan yang ada di permukaan bumi berasal dari magma.
Setelah magma tersebut keluar ke permukaan bumi, maka akan terbentuk batuan beku. Kemudian, batu beku tersebut akan terpapar tenaga eksogen sehingga menjadi lapuk. Hasil erosi dan pelapukan ini kemudian akan ditransportasi dan menjadi sedimen di tempat lain.
Setelah terjadinya sedimentasi, maka serpihan-serpihan sedimen tersebut akan berubah menjadi batuan sedimen. Ketika batuan sedimen mengalami penimbunan dan terpapar panas yang tinggi, batuan tersebut bisa berubah menjadi batu metamorf.
Ketika batuan metamorf mengalami pelelehan karena terpapar panas yang sangat tinggi, maka batu tersebut akan berubah kembali menjadi magma. Pada tahap ini, siklus batuan sudah dimulai dari awal lagi, yaitu dari magma.
Siklus Sulfur
Siklus sulfur mencoba menggambarkan pergerakan serta perubahan bentuk zat kimia sulfur antara batuan, perairan, serta flora dan fauna yang ada di permukaan bumi.
Daur biogeokimia ini sangat penting bagi proses-proses geologi karena akan mempengaruhi komposisi mineral pada batuan. Selain itu, siklus ini juga sangat penting bagi makhluk hidup karena dibutuhkan dalam proses pertumbuhan.
Secara umum, siklus sulfur terbagi menjadi beberapa proses yang antara lain adalah
- Mineralisasi dari sulfur organik menjadi sulfur inorganik seperti hidrogen sulfida (H2S), sulfur elemental (S), hingga mineral sulfida
- Oksidasi hidrogen sulfida, sulfida, dan sulfur elemental menjadi sulfat (SO42−)
- Reduksi sulfat menjadi sulfida
- Diserap dan digunakannya sulfida kedalam material-material organik di lingkungan sekitar
Sulfur merupakan zat kimia yang sangat penting bagi lingkungan sekitar dan juga untuk kehidupan manusia. Oleh karena itu, siklus sulfur ini harus dijaga dengan sebaik mungkin agar tidak terganggu.
Siklus Oksigen
Siklus oksigen adalah salah satu siklus biogeokimia yang paling penting pada lingkungan disekitar kita. Hal ini terjadi karena oksigen dibutuhkan oleh semua makhluk hidup dan proses abiotik lainnya.
Selain itu, oksigen juga dapat ditemukan di semua benda dan elemen disekitar kita. Oleh karena itu, ketika siklus ini tidak berjalan dengan baik, maka semua yang kita ketahui dari lingkungan disekitar kita bisa saja berubah secara drastis.
Secara umum, mayoritas (95%) oksigen disimpan di kerak dan mantel bumi, terutama pada mineral silikat dan oksida. Selain itu, ada pula oksigen di atmosfer dan lautan di permukaan bumi.
Proses yang menghasilkan oksigen antara lain adalah fotosintesis dan fotolisis yang terjadi di alam bebas. Sedangkan, proses yang mengubah dan menguraikan oksigen adalah respirasi (pernafasan) dan penguraian serta pembusukan material organik.
Siklus Fosfor
Siklus fosfor adalah sebuah siklus yang mencoba menjelaskan mengenai pergerakan serta transformasi sulfur pada litosfer, hidrosfer, dan biosfer. Berbeda dengan siklus lainnya, atmosfer tidak terlalu banyak berperan dalam siklus ini.
Secara umum, terdapat 2 jenis siklus fosfor yang banyak diulas oleh para ilmuwan, yaitu siklus fosfor daratan dan siklus fosfor lautan. Kedua ini memiliki fungsi dan proses-proses yang berbeda-beda pula.
Seperti yang kita ketahui, fosfor sangat penting sebagai salah satu elemen penunjang kehidupan. Hampir semua makhluk hidup memerlukan fosfor untuk tumbuh dan berkembang.
Namun, daur fosfor saat ini banyak terganggu oleh aktivitas manusia, terutama penambangan fosfor. Fosfor yang ditambang ini akan dikonversi sebagai bahan baku pupuk kimiawi atau yang kerap kita kenal sebagai pupuk NPK.
Hal ini dapat menyebabkan eutrofikasi dan ketidakstabilan ekosistem lainnya. Oleh karena itu, manusia harus senantiasa mencoba untuk menjaga stabilitas siklus fosfor yang terbentuk di alam.