DAUR BIOGEOKIMIA

💡 Konsep Dasar:

Daur biogeokimia adalah siklus atau perputaran unsur-unsur kimia penting (seperti karbon, nitrogen, air, dan fosfor) melalui komponen biotik (makhluk hidup) dan abiotik (tanah, air, udara) di biosfer. Daur ini sangat penting untuk menjaga keseimbangan ekosistem dan kehidupan di bumi.

💧 Daur Air

Siklus Hidrologi

🌬️ Siklus Karbon

CO₂ & Senyawa Organik

🌾 Siklus Nitrogen

N₂ & Senyawa Nitrogen

🦴 Siklus Fosfor

Fosfat & Batuan

A. Daur Air (Siklus Hidrologi)

Air merupakan komponen esensial yang sangat dibutuhkan oleh seluruh makhluk hidup di Bumi. Di alam, air mengalami pergerakan dan perubahan wujud secara berulang melalui suatu proses yang disebut daur air atau siklus hidrologi.

Diagram Siklus Hidrologi

Proses-proses dalam Siklus Hidrologi:

☀️ 1. Evaporasi (Penguapan)

Air di permukaan Bumi (laut, danau, sungai, tanah) menguap akibat pemanasan oleh sinar Matahari, berubah menjadi uap air yang naik ke atmosfer.

🌿 2. Transpirasi

Air dilepaskan ke atmosfer dari permukaan daun tumbuhan melalui proses transpirasi. Berkontribusi terhadap meningkatnya uap air di udara.

☁️ 3. Kondensasi

Uap air yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan, berubah menjadi titik-titik air yang membentuk awan.

🌧️ 4. Presipitasi

Ketika uap air dalam awan telah cukup jenuh dan berat, air kembali ke permukaan Bumi dalam bentuk hujan, salju, atau embun.

💧 5. Infiltrasi

Air yang jatuh ke permukaan Bumi meresap ke dalam tanah, menjadi air tanah yang dapat digunakan oleh tumbuhan.

🌊 6. Runoff (Aliran Permukaan)

Air yang tidak meresap akan mengalir ke sungai dan lautan, kemudian kembali memulai siklus dari awal.

B. Siklus Karbon

Karbon adalah unsur penting yang menyusun tubuh semua makhluk hidup. Di alam, karbon terus bergerak melalui berbagai proses yang disebut siklus karbon.

Diagram Siklus Karbon

Proses-proses dalam Siklus Karbon:

🌿 1. Fotosintesis

Tumbuhan hijau (produsen) menyerap CO₂ dari atmosfer dan mengubahnya menjadi glukosa dan senyawa organik lain untuk pertumbuhan dan energi.

🐛 2. Rantai Makanan

Karbon berpindah ke konsumen saat hewan memakan tumbuhan, dan berlanjut ke tingkat trofik berikutnya dalam rantai makanan.

💨 3. Respirasi

Ketika makhluk hidup bernapas, sebagian karbon kembali dilepaskan ke atmosfer dalam bentuk CO₂.

🍂 4. Dekomposisi

Karbon kembali ke lingkungan saat makhluk hidup mati dan mengalami dekomposisi oleh mikroorganisme, melepaskan karbon ke tanah dan atmosfer.

⛽ 5. Pembentukan Bahan Bakar Fosil

Dalam kondisi tertentu, sisa-sisa organisme yang tertimbun selama jutaan tahun dapat membentuk batu bara, minyak bumi, dan gas alam.

🏭 6. Aktivitas Manusia

Manusia mempercepat siklus karbon melalui pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan, menyebabkan peningkatan emisi CO₂ ke atmosfer.

🌊 Peran Laut dalam Siklus Karbon:

• Sebagian karbon diserap oleh laut melalui proses difusi, di mana karbon larut dalam air laut.
• Karbon dimanfaatkan oleh fitoplankton untuk fotosintesis.
• Di dalam laut, karbon dapat membentuk endapan batuan karbonat seperti batu kapur melalui proses geologis jangka panjang.

C. Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen adalah proses alami yang menggambarkan perputaran nitrogen di dalam ekosistem, khususnya di tanah. Untuk bisa digunakan makhluk hidup, nitrogen harus diubah terlebih dahulu melalui proses-proses dalam siklus nitrogen.

Diagram Siklus Nitrogen

Proses-proses dalam Siklus Nitrogen:

📥 1. Fiksasi Nitrogen (N₂ → NH₃/NH₄⁺)

Proses di mana nitrogen atmosfer (N₂) diubah menjadi senyawa yang dapat digunakan oleh tumbuhan.

🦠 Fiksasi Biologis

Bakteri tanah seperti Rhizobium mengubah N₂ menjadi amonia (NH₃). Amonia bereaksi dengan air tanah membentuk ion amonium (NH₄⁺), bentuk nitrogen yang dapat diserap langsung oleh akar tumbuhan.

⚡ Fiksasi Abiotik (Petir)

Energi petir mengubah N₂ dan O₂ menjadi nitrogen oksida (NO), yang kemudian membentuk nitrat (NO₃⁻). Nitrat larut dalam air hujan dan masuk ke dalam tanah.

🍂 2. Amonifikasi (Organik → NH₃/NH₄⁺)

Terjadi ketika sisa-sisa makhluk hidup (bangkai dan kotoran) diuraikan oleh mikroorganisme menjadi amonia, lalu menjadi amonium.

🔄 3. Nitrifikasi (NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻)

Amonium diubah menjadi nitrit (NO₂⁻) oleh bakteri Nitrosomonas, lalu menjadi nitrat (NO₃⁻) oleh bakteri Nitrobacter. Nitrat adalah bentuk nitrogen yang paling mudah diserap tumbuhan.

🌱 4. Asimilasi (NO₃⁻/NH₄⁺ → Senyawa Organik)

Nitrat dan amonium diserap oleh tumbuhan untuk membentuk senyawa penting seperti protein. Ketika hewan memakan tumbuhan, nitrogen organik berpindah ke tubuh hewan.

💨 5. Denitrifikasi (NO₃⁻ → N₂)

Dalam kondisi tanah yang kekurangan oksigen, sebagian nitrat diubah kembali menjadi gas nitrogen (N₂) oleh bakteri denitrifikasi (Pseudomonas denitrificans), dan dilepaskan ke udara, sehingga siklus nitrogen kembali ke awal.

🔁 Alur Lengkap Siklus Nitrogen:

N₂ (Udara)

→

NH₃/NH₄⁺

→

NO₂⁻ → NO₃⁻

→

Protein (Tumbuhan)

→

Protein (Hewan)

→

N₂ (Kembali ke Udara)

Ringkasan

✨ Kesimpulan:

Daur biogeokimia adalah siklus perputaran unsur kimia melalui komponen biotik dan abiotik. Siklus hidrologi melibatkan evaporasi, transpirasi, kondensasi, presipitasi, infiltrasi, dan runoff. Siklus karbon melibatkan fotosintesis, respirasi, dekomposisi, dan pembakaran bahan bakar fosil. Siklus nitrogen melibatkan fiksasi, amonifikasi, nitrifikasi, asimilasi, dan denitrifikasi. Semua siklus ini saling terkait dan menjaga keseimbangan ekosistem serta kehidupan di bumi.

SOAL LATIHAN

Pilihlah satu jawaban berikut ini yang paling tepat!

Link : Lembar Jawab

Istilah “biogeokimia” dalam daur biogeokimia menunjukkan keterkaitan antara .... bumi, tumbuhan, dan cuaca kehidupan, bumi, dan reaksi kimia air, udara, dan tanah fotosintesis, respirasi, dan transpirasi

Fungsi utama daur biogeokimia dalam ekosistem adalah .... menjaga suhu lingkungan agar tetap stabil menyediakan energi bagi makhluk hidup menyediakan dan mendaur ulang unsur penting untuk kehidupan menghasilkan karbon dioksida dari tumbuhan

Komponen utama yang terlibat dalam daur biogeokimia meliputi .... makhluk hidup dan makanan tumbuhan, hewan, dan bakteri komponen biotik dan abiotik dalam ekosistem energi matahari dan panas bumi

Daur biogeokimia adalah .... proses perubahan energi menjadi zat kimia di dalam tubuh makhluk hidup perpindahan dan daur ulang unsur-unsur kimia melalui makhluk hidup dan lingkungan abiotik penguraian senyawa organik oleh mikroorganisme menjadi zat anorganik proses penyerapan zat hara oleh tumbuhan dari dalam tanah

Uap air di atmosfer berubah menjadi titik-titik air yang membentuk awan. Proses ini disebut .... evaporasi presipitasi kondensasi infiltrasi

Manakah dari pernyataan berikut yang benar mengenai hubungan antara suhu dan proses evaporasi? Semakin rendah suhu, semakin cepat evaporasi Evaporasi tidak dipengaruhi oleh suhu Suhu tinggi mempercepat proses evaporasi Evaporasi hanya terjadi saat suhu di bawah 0°C

Presipitasi dalam siklus air berarti .... penguapan air ke atmosfer peresapan air ke dalam tanah pengembunan uap air turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi

Unsur berikut ini yang mengalami daur biogeokimia melalui proses fotosintesis dan respirasi adalah .... nitrogen oksigen karbon fosfor

Berikut ini yang tidak termasuk daur biogeokimia adalah .... daur karbon daur nitrogen daur protein daur fosfor

Nitrogen di atmosfer diubah menjadi bentuk yang dapat diserap oleh tumbuhan melalui proses .... nitrifikasi amonifikasi fiksasi nitrogen denitrifikasi

Bakteri nitrifikasi berperan mengubah amonia (NH₃) menjadi .... nitrogen bebas nitrit dan nitrat protein gas CO₂

Bentuk nitrogen yang dapat langsung diserap akar tumbuhan adalah .... nitrogen bebas (N₂) ion amonium (NH₄⁺) dan nitrat (NO₃⁻) amonia (NH₃) nitrogen oksida (NO)

Proses yang melepaskan CO₂ ke atmosfer baik pada tumbuhan maupun hewan adalah .... fotosintesis respirasi absorpsi kemosintesis

Tumbuhan menyerap karbon dioksida dari udara melalui proses .... respirasi transpirasi fotosintesis fermentasi

Kegiatan manusia yang mempercepat peningkatan karbon dioksida di atmosfer adalah .... menanam pohon menyimpan air hujan pembakaran bahan bakar fosil penguapan air laut