5 Jenis Daur Biogeokimia, Siklus Penting Penopang Kehidupan di Bumi

Bumi kita adalah sistem yang luar biasa dinamis. Segala sesuatu, mulai dari air yang kita minum, udara yang kita hirup, hingga materi penyusun tubuh kita, terus bergerak dan berpindah. Materi-materi esensial ini tidak hilang, melainkan di daur ulang melalui proses alami yang rumit namun vital, yang kita sebut sebagai Daur Biogeokimia.

Daur Biogeokimia adalah pergerakan atau siklus materi kimia melalui komponen biologis dan geologis di Bumi. Siklus ini memastikan bahwa elemen-elemen penting bagi kehidupan selalu tersedia dalam berbagai bentuk dan lokasi. Gangguan pada daur ini bisa berdampak besar pada keseimbangan ekosistem dan kelangsungan hidup di planet bumi.

Ada beberapa daur biogeokimia utama yang memainkan peran krusial. Mari kita kenali beberapa di antaranya

1. Daur Nitrogen

Nitrogen diperlukan oleh setiap organisme. Nitrogen merupakan salah satu unsur pembentuk asam amino. Asam amino merupakan persenyawaan pembentuk molekul protein. Nitrogen diperlukan tidak dalam bentuk unsur, melainkan dalam bentuk persenyawaan. Atmosfer bumi mengandung ±79% nitrogen. Petir menyebebkan nitrogen di atmosfer bersenyawa dengan oksigen membentuk nitrat (NO₃).

Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah untuk dijadikan protein. Urin, bangkai hewan, dan tumbuhan mati akan diuraikan oleh pengurai menjadi ammonium dan ammonia. Bakteri nitrit Nitrosomonas mengubah ammonium menjadi nitrit. Selanjutnya, bakteri nitrat Nitrobacter akan mengubah nitrit menjadi nitrat.

Peristiwa pengubahan ammonium menjadi nitrit dan nitrat disebut sebagai nitrifikasi. Nitrat akan diserap lagi oleh tumbuhan. Ada pula bakteri yang mampu mengubah nitrat atau nitrit menjadi nitrogen bebas di udara. Prosesnya disebut sebagai denitrifikasi.

Rhizobium yang bersimbiosis dengan kacang-kacangan (kelompok Leguminosae) membentuk bintil akar dan mampu mengikat nitrogen dari udara. Bakteri tersebut sangat menguntungkan petani, karena dapat menyediakan nitrogen bagi tumbuhan inangnya dan juga dapat menyuburkan tanah.

Baca Juga:

• • Mengenal Keanekaragaman Hayati atau Biodiversitas Pada Makhluk Hidup
  • Pemanasan Global dan Perubahan Iklim! Yuk, Belajar Bareng Hal Ini

2. Daur Karbon

Unsur C (karbon) diserap tumbuhan dalam bentuk CO2. tumbuhan tidak dapat menyerap unsur C dalam bentuk gula atau zat tepung. Sebaliknya, hewan hanya dapat memanfaatkan karbon dalam bentuk persenyawaan organik. Unsur C dan O selalu terlibat dalam proses respirasi dan fotosintesis, yaitu dalam bentok CO₂ dan O₂.

Daur karbon ini diawali oleh penyerapan CO₂ oleh tumbuhan, dan dijadikan senyawa organik, yaitu glukosa, melalui proses fotosintesis. Selanjutnya, glukosa disusun menjadi amilum, kemudian amilum diubah menjadi senyawa gula yang lain, lemak, protein, dan vitamin. Pada proses pernafasan tumbuhan, dihasilkan lagi CO₂ dan oksigen. Hewan mendapatkan karbon setelah memakan tumbuhan.

Kemudian, tubuh hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan menjadi karbon dioksida, air, dan mineral oleh pengurai. Karbon dioksida yang terbentuk dilepaskan ke udara. Dalam ekosistem normal, terjadi keseimbangan antara daur karbon dan oksigen. Oksigen diserap hewan dan tumbuhan untuk oksidasi dan hasilnya, yaitu karbon dioksida dilepaskan ke udara. Karbon dioksida ini digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis.

3. Daur Air

Air sangat penting bagi makhluk hidup karena air berfungsi sebagai pelarut kation dan anion, pengatur suhu tubuh, pengatur tekanan osmotik sel, dan bahan baku untuk fotosintesis. Di dalam terjadi daur air yang dapat diuraikan sebagai berikut. Air laut, danau, dan sungai yang terkena cahaya matahari akan menguap.

Tumbuhan dan hewan juga mengeluarkan uap air. Uap air akan membubung ke atmosfer dan berkumpul membentuk awan. Akibat tiupan angin, awan akan bergerak menuju ke permukaan daratan. Pengaruh suhu yang rendah mengakibatkan terjadinya kondensasi uap air menjadi titik-titik air hujan.

Air hujan yang turun di permukaan bumi sebagian meresap ke dalam tanah, sebagian dimanfaatkan tumbuhan dan hewan, sebagian yang lain mengalir di permukaan tanah menjadi sungai-sungai, dan sebagian lagi menguap menjadi uap air yang akan turun kembali bersama air hujan.

4. Daur Belerang (Sulfur)

Sulfur merupakan unsur penyusun protein. Tumbuhan mendapatkan belerang dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO₄^2-). Hewan dan manusia mendapatkan belerang dengan memakan tumbuhan. Jika tumbuhan dan hewan mati, jasad renik akan menguraikannya menjadi gas H₂S, atau menjadi SO₂ dan SO₄^2-. Secara alami, belerang terkandung di dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Beberapa gunung berapi, mengeluarkan belerang yang kemudian ditambang menjadi batangan belerang.

Selain itu, belerang di udara juga berasal dari sisa pembakaran minyak bumi dan batu bara, dalam bentuk SO₂. gas SO₂ banyak dihasilkan oleh asap kendaraan dan pabrik. Jika bereaksi dengan uap air hujan, gas tersebut berubah menjadi sulfat, yang jatuh di tanah, sungai, atau lautan. Selanjutnya, sulfat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan atau alga air.

Baca Juga:

• • 8 Teori Sains Tentang Alam Dalam Alquran, Sudah Sejak 14 Abad Lalu!
  • 5 Pertanyaan Tentang Laut dan Siklus Air

5. Daur Fosfor

Fosforus (P) merupakan bahan pembentuk tulang pada hewan. Tumbuhan dan hewan yang mati, feses, dan urinnya akan terurai menghasilkan fosfat organik. Oleh bakteri, fosfat organik akan diubah menjadi fosfat anorganik yang dapat diserap tumbuhan. Demikianlah daur fosforus. Di dalam air, juga terjadi daur fosforus.

Bagian tumbuhan yang jatuh ke dasar danau yang dalam atau lautan dalam akan membentuk endapan fosforus (batuan fosforus) yang tidak dapat dimanfaatkan kembali. Penimbunan fosforus dapat terjadi misalnya karena penumpukan kotoran burung atau kelelawar. Kotoran burung atau kelelawar ini dapat dijadikan pupuk guano yang mengandung fosforus tinggi.

Penting untuk diingat bahwa daur-daur di atas tidak bekerja secara terpisah. Mereka saling memengaruhi satu sama lain. Misalnya, daur air mengangkut materi dalam daur nutrisi lain, daur karbon memengaruhi iklim yang berdampak pada daur air, dan ketersediaan nitrogen serta fosfor seringkali membatasi laju fotosintesis dalam daur karbon.

Memahami daur biogeokimia sangat penting untuk menghargai kompleksitas sistem Bumi dan menyadari betapa rapuhnya keseimbangan tersebut terhadap campur tangan manusia. Menjaga kesehatan daur-daur ini berarti menjaga kesehatan planet kita untuk masa depan.

Baca Juga: Bagaimana Proses Turunnya Hujan? Dari Awan hingga Tetesan Air