27.11:
De zwavelcyclus
27.11:
De zwavelcyclus
Zwavel, een belangrijk element in de chemische samenstelling van eiwitten, wordt gerecycled door de atmosfeer en door aquatische en terrestrische omgevingen. Zwavel wordt in de atmosfeer aangetroffen als zwaveldioxide (SO 2 ) en komt vrij door rottende organismen, verweerde rotsen, geothermische openingen, vulkanen en verbrandende fossiele brandstoffen. Het wordt afgezet in het ecosysteem, circuleert door de biotische gemeenschap en wordt ofwel terug in de atmosfeer afgegeven als gas of afgezet in zeesediment voor langdurige opslag en wordt uiteindelijk teruggegeven aan de bodem en de atmosfeer.
De biogeochemische zwavelcyclus
Zwavel is essentieel voor biologische systemen en is een onderdeel van bepaalde aminozuren, zoals cysteïne, dat een belangrijke rol speelt bij de opbouw van eiwitten. Zwavel wordt naar terrestrische (dwz land) ecosystemen gedistribueerd door de neerslag van zwak zwavelzuur, directe neerslag uit de atmosfeer, verwering van zwavelhoudende rotsen en geothermische openingen.
Micro-organismen en planten halen het uit de grond en zetten het om in organische vormen die door consumenten in het ecosysteem kunnen worden gebruikt. Wanneer organismen afsterven, breken reducenten de organische zwavelverbindingen af in gassen, zoals waterstofsulfide, dat in de atmosfeer wordt geoxideerd om zwaveldioxide te vormen. Bovendien gebruiken sommige chemoautotrofen zwavel als biologische energiebron en recyclen ze zwavelmoleculen rechtstreeks via ecosystemen.
Zwavel wordt in zee ecosystemen geïntroduceerd door afvloeiing van land, directe neerslag uit de atmosfeer en geothermische openingen onder water. Een deel van deze zwavel circuleert door de voedselketen en komt als zeespray in de atmosfeer terecht. De rest wordt als sediment op de oceaanbodem afgezet, waar het voor langere tijd wordt opgeslagen. Na geologische tijd kan het sediment terug naar het land worden gebracht, waar zwavel door erosie vrijkomt.
Menselijke effecten op de zwavelcyclus
Het verbranden van fossiele brandstoffen, met name kolen, veroorzaakt een onnatuurlijke hoeveelheid waterstofsulfidegas in de atmosfeer, waardoor een hogere concentratie zwaveldioxide voorkomt wat zich manifesteert als zure regen. Zure regen brengt schade toe aan het milieu door de pH van meren en rivieren te verlagen, wat zowel de water- als de landfauna schaadt.
Suggested Reading
Wasmund, Kenneth, Marc Mußmann, and Alexander Loy. “The Life Sulfuric: Microbial Ecology of Sulfur Cycling in Marine Sediments.” Environmental Microbiology Reports 9, no. 4 (August 2017): 323–44. [Source]
Durham, Bryndan P., Shalabh Sharma, Haiwei Luo, Christa B. Smith, Shady A. Amin, Sara J. Bender, Stephen P. Dearth, et al. “Cryptic Carbon and Sulfur Cycling between Surface Ocean Plankton.” Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 2 (January 13, 2015): 453–57. [Source]