3. Concepto de Ecosistema

Un ecosistema es una zona con un modelo de paisaje específico, como un desierto abrasador, un prado, un río, estanques, lagos o estuarios, etc. La composición del ecosistema depende de sus características geográficas como montañas, lagos, ríos, zonas costeras o islas. Las condiciones climáticas como la lluvia, la luz solar, la temperatura, etc. también condicionan los ecosistemas. Las características geográficas, climáticas y del suelo crean su componente no viviente (abiótico). Estas características forman las condiciones que sustentan a sus seres vivos (bióticos; plantas y animales de la comunidad) que viven en estas condiciones específicas. (Bornmann y Likens, 1967). Un ecosistema puede ser de diferente tamaño, tan grande como un bosque entero o tan pequeño como un árbol.

Los ecosistemas se dividen en general en ecosistemas terrestres y acuáticos. Estos crean las dos principales condiciones de hábitat para todos los organismos vivos. Los ecosistemas terrestres incluyen el desierto, las praderas, los bosques y los ecosistemas acuáticos incluyen estanques, ríos, arroyos, océanos y estuarios, etc. Los ecosistemas terrestres como los acuáticos son sistemas autorregulados y abiertos en los que las entradas y salidas con otros sistemas son libres (Bornmann y Likens, 1967). Así pues, los ecosistemas tienen un componente biótico y abiótico que es específico de una región y que le confiere sus propias características particulares. Sobre el terreno podemos observar fácilmente un conjunto de características de cada ecosistema, incluyendo el aspecto del ecosistema, su estructura, la composición de las partes bióticas (Elmqvist et al., 2010).

3.1. Estructura y Función de un Ecosistema

El término ecosistema se usó por primera vez por el ecologista británico Arthur Tansley en 1935. Un ecosistema es una unidad estructural y funcional de la biosfera que incluye seres vivos (plantas, animales, microbios) y no vivos (aire, agua, suelo) que interactúan como un sistema. Los seres vivos se refieren a las partes bióticas, la biocenosis, en conjunción con los componentes abióticos, el biotopo, que abarca la región física de la vida (Odum y Barret, 2005). Según E.P. Odum (2005) la comunidad biótica y su entorno funcionan juntos como una unidad ecológica llamada "ecosistema".

Puesto que sabemos que los ecosistemas están compuestos por muchos componentes abióticos y bióticos que interactúan entre sí, estas interacciones deben ser la clave de lo que pueden hacer los ecosistemas. La ecología funcional describe cómo funcionan los componentes en un ecosistema, incluyendo la forma en que las partes bióticas responden a los cambios ambientales y cómo la energía y la materia se mueven a través de los ecosistemas. Todos los ecosistemas naturales tienen una estructura y componentes principales y cada componente tiene un estatus definido que cumplir en el funcionamiento del sistema. Cada ecosistema funciona a través de varios mecanismos de transferencia de energía y ciclos biogeoquímicos. Tanto las partes vivas como las no vivas del sistema interactúan entre sí a través de varios aspectos funcionales para formar los ecosistemas naturales. Los aspectos funcionales de los ecosistemas incluyen el flujo de energía y el ciclo de materiales a través de los componentes estructurales del ecosistema (Şekercioğlu, 2010). Según Woodbury (1954), el ecosistema es un complejo en el que los animales, las plantas y el hábitat se consideran una unidad, la materia y la energía de uno que entra y sale de los otros.

3.1.1.Productores, Consumidores y Descomponedores

Desde el punto de vista de la nutrición, los componentes bióticos pueden clasificarse como autótrofos o heterótrofos según su fuente de alimentación. La vida en la tierra y en el agua es posible gracias a la existencia de los autótrofos, organismos fotosintéticos como las algas y las plantas. Estos organismos sólo requieren nutrientes inorgánicos y luz solar para producir nutrientes orgánicos para su propia energía y para todos los demás organismos. Se llaman productores, por lo tanto, forman la base del mundo viviente (Benerje et al., 2013; URL-1). Los organismos fotosintéticos poseen clorofila y realizan la fotosíntesis en los hábitats marinos y de agua dulce.

Otro gran grupo de organismos son los heterótrofos. Se llaman consumidores porque obtienen la energía que ha generado un productor. Hay cuatro tipos de consumidores. Los herbívoros son animales que comen plantas o algas. Los carnívoros se alimentan de herbívoros y a veces de otros carnívoros. Los omnívoros son animales que comen tanto plantas como animales. Los detrívoros son plantas y animales que se alimentan de detritus, que consisten en materiales orgánicos que regresan al suelo. Las bacterias y los hongos, incluyendo los hongos, son descomponedores. Obtienen los nutrientes descomponiendo la materia orgánica compleja que se encuentra en los tejidos de las plantas y los animales. Estas sustancias son absorbidas nuevamente por las plantas (Odum y Barret, 2005; URL-2)

3.1.2.Flujo de la Energía en el Ecosistema

Ningún ecosistema puede funcionar sin energía. En muchos ecosistemas, el sol es la primera y única fuente de energía. La energía fluye a través del ecosistema por medio de la fotosíntesis. Sabemos que, la luz solar es capturada primero por las plantas y las bacterias fotosintéticas y la almacenan en sus tejidos para fabricar alimentos a partir de materiales inorgánicos simples (Likens et al., 1987; Kooijman et al., 2010). A medida que los nutrientes orgánicos pasan de una parte del ecosistema a otra, como cuando un carnívoro se come a un herbívoro, sólo se transfiere una parte de la cantidad de energía original. En consecuencia, durante la liberación de energía celular, una porción importante de la energía almacenada en las moléculas orgánicas se pierde en forma de calor. El calor que se escapa de las plantas y los animales no puede ser recuperado y reutilizado por otros organismos vivos. Todos los heterótrofos dependen para su alimentación de los productores, ya sea directa o indirectamente. Así que hay un flujo unidireccional de energía del sol a los productores y luego a los consumidores. Las leyes de la termodinámica apoyan el concepto de que la energía fluye a través del ecosistema. La primera ley expresa que la energía no puede crearse ni destruirse (Bornman y Likens, 1967; Odum y Barret, 2005). Esto aclara por qué los ecosistemas dependen de un suministro constante de energía que utilizan los organismos fotosintéticos para sintetizar los nutrientes orgánicos. La segunda ley establece que la energía siempre se transforma de una forma más aprovechable a otra menos aprovechable como el calor (Odum y Barret, 2005). En condiciones naturales, la energía tiende a fluir de nivel superior al inferior.

Figura 1. Componentes bióticos. a. Productor - plantas verdes. b. Herbívoro - ciervo. C. Carnívoro - lobo. D. Descomponedor - hongos. (URL-3; URL-4; URL-5; URL-6)

3.1.3. Cadenas Alimenticias

En un ecosistema, la cadena sucesiva de relaciones de alimentación, o quién come a quién se llama cadena alimenticia. Determina cómo se mueve la energía de un organismo a otro dentro del sistema. Un nivel trófico es un nivel de energía (forma orgánica - nutriente) en una cadena alimenticia. Los flujos de energía en una cadena alimenticia, entre el 80 y el 90 por ciento de la energía transferida se pierde en forma de calor (segunda ley de la termodinámica). Se puede atribuir la brevedad de las cadenas alimenticias a la pérdida de energía entre los niveles tróficos. Generalmente, sólo alrededor del 10 % de la energía de un nivel trófico está disponible para el siguiente nivel trófico. Por lo tanto, esto también limita el número de niveles en la mayoría de las cadenas alimenticias terrestres (Barnes et al., 2018; Cebrian, 2015). Las cadenas alimenticias terrestres más largas son raras porque generalmente no tienen una base de productores lo suficientemente grande como para soportar muchos niveles de consumidores. Los organismos se clasifican en una cadena alimenticia según su posición en el nivel trófico. Las plantas verdes - productores - son la base de la cadena alimenticia para herbívoros y pertenecen al primer nivel trófico. (consumidores primarios) y los carnívoros que se alimentan de herbívoros están en el tercer nivel trófico, y así sucesivamente.

La transferencia de energía con grandes pérdidas entre los niveles tróficos correlativos se representa a veces como una "Pirámide Ecológica". La transferencia de energía de un nivel trófico al siguiente genera una pirámide basada en el número de organismos individuales o la cantidad de materia viva y el peso seco total en cada nivel trófico. Las pirámides ecológicas se utilizan para comparar la biomasa y la transferencia de energía entre los niveles tróficos (Bornman y Likens, 1967).

Figura 2. El flujo de energía a través de un ecosistema. (URL-7)

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3.1.4. Ciclo de los Nutrientes en el Ecosistema

Las vías de transferencia de elementos entre los componentes vivos (bióticos) y no vivos (abióticos-geológicos) del ecosistema conocidas como " ciclos de los elementos" o " ciclos de los nutrientes". Es el ciclo de nutrientes que necesitan los organismos vivos, a través de diferentes segmentos de la biosfera (Kooijman, 2010). Implica el movimiento de los nutrientes en un ecosistema. Todas las funciones del ecosistema están relacionadas con el crecimiento y la reproducción de sus comunidades bióticas. Estos procesos vinculados pueden describirse como una variedad de ciclos. La sostenibilidad de los ecosistemas naturales depende de la energía del sol y de la capacidad de reciclar los nutrientes, lo que proporciona un suministro constante de los ingredientes esenciales para la vida.

Figura 3. Las cadenas alimenticias son una descripción de quién se come a quién. (URL-7)

Los nutrientes contienen más de 40 elementos considerados esenciales para diversos procesos vitales de los organismos vivos (Cebrián, 2015). Los nutrientes pueden clasificarse como macronutrientes que se requieren en grandes cantidades, por ejemplo, carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, etc. o micronutrientes que se requieren en pequeñas cantidades, por ejemplo, hierro, zinc, cobre, yodo, etc.

En los ecosistemas, los nutrientes fluyen desde el medio ambiente circundante a través de las cadenas tróficas, pero finalmente son liberados nuevamente en el medio ambiente. Las plantas absorben los nutrientes en forma iónica y los animales los obtienen en forma orgánica a través del consumo de organismos vivos o muertos. En general, los nutrientes son aprovechados por los microorganismos en cualquier forma mineral u orgánica. El intercambio de nutrientes entre los organismos vivos y su entorno es uno de los aspectos esenciales del ecosistema.

Un ciclo de nutrientes o biogeoquímico puede dividirse a grandes rasgos en dos tipos: a. sedimentario y b. gaseoso. Los ciclos del carbono y el nitrógeno son gaseosos, lo que significa que la reserva de este tipo de ciclo de nutrientes existe en la atmósfera. El ciclo del azufre y el fósforo es un ciclo sedimentario; los nutrientes son extraídos del suelo por las plantas, pasan a los heterótrofos y finalmente son devueltos al suelo por los descomponedores (Likens et al., 1981; URL-2)

Figura 4. Ciclo de los nutrientes entre estos elementos de los ecosistemas. (URL-9)

3.1.5. El Ciclo del Agua

El ciclo del agua describe la presencia y el movimiento del agua sobre, dentro y encima de la tierra. El agua siempre está en movimiento y siempre está cambiando de estado, de líquido a vapor a hielo y viceversa. Sólo una pequeña cantidad de agua de la Tierra puede ser usada por los organismos vivos. La evaporación, la precipitación y la condensación son los procesos básicos del ciclo del agua.

Durante el ciclo del agua, el agua dulce se destila a partir del agua salada por evaporación. En el proceso de evaporación, el agua cambia de líquido a un estado gaseoso o de vapor. A continuación, se produce la condensación. La condensación es el proceso en el que un gas en el aire se convierte en líquido. La condensación es responsable de la formación de nubes, las cuales al enfriarse caen en forma de lluvia sobre los océanos y la tierra (Bets, 2010). La precipitación es la conexión principal en el ciclo del agua que proporciona la entrega de agua atmosférica a la Tierra. Parte del agua procedente de la precipitación (por ejemplo, la lluvia, la nieve) penetra en el suelo y las rocas del subsuelo. La cantidad de agua que penetra depende de la cubierta terrestre o del tipo de suelo (Bets, 2010).

Figura 5. El ciclo del Agua (URL-10)

3.1.6. El ciclo del Carbono

El carbono es una de las principales sustancias que componen los tejidos vivos. La vida es un evento que depende de la existencia de grandes moléculas orgánicas. Las grandes moléculas también contienen carbono en su estructura. No puede haber vida sin carbono. La fuente natural del dióxido de carbono en la rocas son los volcanes. Sin embargo, a lo largo de millones de años, se ha establecido un equilibrio entre el nuevo carbono que ha entrado en juego y el carbono que ha sido desactivado como piedra caliza y combustible fósil. El dióxido de carbono de la atmósfera y el dióxido de carbono del agua están en equilibrio.

El movimiento del carbono entre los organismos vivos y el medio ambiente se llama el ciclo del carbono. El carbono es una parte indispensable de los carbohidratos, las grasas, las proteínas y otras biomoléculas necesarias para todos los seres vivos. En el ciclo ambiental del carbono, el dióxido de carbono tiene dos colectores: La atmósfera y el agua de superficie. El dióxido de carbono atmosférico (CO2) es tomado del aire por las plantas y otros organismos fotosintéticos. El dióxido de carbono (CO2) se convierte en nutrientes por la fotosíntesis que se utilizan a lo largo de la cadena alimenticia. Cuando los organismos respiran, el carbono vuelve a entrar en la atmósfera como dióxido de carbono (CO2). Todas las sustancias orgánicas que se producen no se convierten inmediatamente en dióxido de carbono como resultado de la respiración y la descomposición. La materia orgánica producida por las plantas ha permanecido sepultada sin descomponerse durante periodos geológicos, y el carbón y el lignito, y el petróleo procedente del plancton de los mares han permanecido ocultos en el subsuelo.

En los ecosistemas acuáticos, el CO2 atmosférico se disuelve en el agua para producir el ión bicarbonato (HCO3-), que puede ser aprovechado y fijado por las algas y las bacterias que son la base de la red alimentaria acuática.

Tanto las plantas como los animales devuelven el carbono fijado al suelo a través de los residuos que excretan. Cuando mueren, devuelven su carbono al medio ambiente. Estos procesos completan el ciclo del carbono. Generalmente, la descomposición de los organismos devuelve el dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera (Kooijman, 2010; Woodmansee, 1990).

Parte del carbono se encuentra en las profundidades de la tierra en forma de carbón, petróleo, gas natural, los materiales que llamamos "combustibles fósiles". El combustible fósil es producto de la descomposición total o parcial de los restos de animales vegetales como resultado de la exposición al calor y la presión en la corteza terrestre durante millones de años. Cuando estos combustibles se extraen y queman, liberan dióxido de carbono (CO2) y gas de monóxido de carbono en el aire.

Figura 6. El ciclo del Carbono (URL-10)

3.1.6.1. Calentamiento global

El hombre, que es el más activo en la ecósfera de entre todos los seres vivos, está en camino de cambiar los ciclos ecológicos así como muchos aspectos de la naturaleza. Por ejemplo: La extracción de combustibles fósiles de donde están almacenados y su uso, destruyendo la vegetación de la tierra, afecta significativamente al balance del carbono en la ecósfera. Desde la revolución industrial, el dióxido de carbono producido por los seres humanos que han utilizado combustibles fósiles intensivamente ya ha cambiado el equilibrio natural del ciclo del carbono en el ecosistema.

En los últimos 100 años, los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera han aumentado alrededor de un 30%. El aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera es el resultado del deterioro del ciclo del carbono, atribuido principalmente a la quema de combustibles fósiles y a varias actividades humanas. Esto ha aumentado el efecto invernadero de la atmósfera terrestre y ha hecho que la tierra se caliente más. Este hecho se conoce como "Calentamiento Global" (Kooijman, 2010). El cambio climático exige una profunda reducción de las emisiones, así como el uso de alternativas a los combustibles fósiles en todo el mundo.

Figura 7. Cómo actúa el efecto invernadero (URL-11)

3.1.7. Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno, el elemento más abundante en la atmósfera, es esencial para la vida. Aparte de las proteínas que son la base de los organismos vivos, se encuentra en la estructura de los ácidos nucleicos, varias hormonas y vitaminas al servicio de la herencia.

El gas nitrógeno (N2) constituye el 78% de la atmósfera, pero no puede ser absorbido directamente por las plantas sin sufrir una transformación. Este nitrógeno se mueve a través de las partes bióticas y abióticas del ecosistema. Se mueve principalmente a través de procesos biológicos. Este proceso se llama "Ciclo del Nitrógeno" (Stein y Klotz, 2016).

La base del ciclo del nitrógeno es la transformación del nitrógeno libre en el aire en sales inorgánicas y luego en moléculas orgánicas con contenido de nitrógeno en los seres vivos; también forma la conversión de las moléculas orgánicas en sales inorgánicas al descomponerse por medio de la descomposición biológica. En suelos con menos sales de nitrato, la producción vegetal será mucho menor. En términos de sociedades humanas, la deficiencia de nitrógeno en el medio ambiente significa deficiencia de proteínas, es decir, problemas de nutrición y hambre. Por esta razón, es de gran importancia convertir el gas nitrógeno del aire en una forma química que las plantas puedan utilizar tanto de forma natural como artificial.

Figura 8. Estadios del ciclo del nitrógeno. ( Stein and Klotz, 2016)

Existen cuatro procesos fundamentales de transformación química que intervienen en el ciclo del nitrógeno: fijación del nitrógeno, amonificación, nitrificación y desnitrificación (Markov, 2012).

a. Fijación del Nitrogeno: La fijación del nitrógeno se produce cuando determinadas bacterias convierten el gas nitrógeno (N2) en amonio (NH3) que pueden utilizar las plantas. Este proceso convierte el gas nitrógeno (N2) de forma que las plantas puedan absorberlo a través de sus sistemas de raíces. Algunas bacterias (Rhizobium) tienen una relación simbiótica con ciertas plantas leguminosas, otras bacterias viven libremente en el suelo o en el agua como las Cianobacterias o Azotobacterias.

b. Amonificación (Asimilación del amoniaco): En este proceso, las bacterias descomponedoras convierten los compuestos de residuos ricos en nitrógeno en otros más simples.

c. Nitrificacion: El proceso de nitrificación consiste en la oxidación de amoniaco bajo condicionesestrictamente aeróbicas. Sería el proceso de los nitratos durante el ciclo del nitrógeno. El nitrato es una valiosa fuente de nitrógeno para las plantas. La nitrificación ocurre en dos etapas: el ión amonio es primero convertido por bacteria del género Nitrosomonas en nitrito (NH4+ + O2 → NO2 + H2O + H+) y luego NO2- es convertido en NO3- (nitrato), frecuentemente con la intervención de bacterias el género Nitrobacter. Las plantas absorben NH4 y NO3- del suelo y utilizan estos iones para producir proteínas y ácidos nucleicos.

d. Desnitrificación: La conversión del nitrato en gas nitrógeno como N2O, NO y N2 liberados a la atmósfera, la llamamos "desnitrificación". La desnitrificación afecta negativamente a la agricultura ya que causa la pérdida de nitrógeno de los suelos.

Varias mediciones muestran que el ciclo del nitrógeno es un ciclo bastante regular y equilibrado en la naturaleza. Las principales pérdidas de este ciclo son: la acumulación de nitratos transportados a los mares por las aguas subterráneas y los ríos en los sedimentos del fondo se produce cuando salen del ciclo. Sin embargo, se piensa que los gases de nitrógeno añadidos como consecuencia de las erupciones volcánicas son en cantidades que compensan esta pérdida.

La humanidad afecta al ciclo del nitrógeno así como a todos los ciclos. El efecto más importante de los humanos en el ciclo del nitrógeno es mediante la captación del nitrógeno del aire para la producción de fertilizantes a manos del hombre. La conversión de nitrógeno en fertilizante a través de la industria ha alcanzado niveles significativos hoy en día. Con el fin de alimentar a la creciente población, el uso de fertilizantes inorgánicos en el mundo aumenta cada año. Los fertilizantes nitrogenados representan más de la mitad de todo el consumo de fertilizantes. La extracción artificial de nitrógeno es un proceso que requiere mucha energía. Esta energía es proporcionada por los combustibles fósiles. En consecuencia, otro efecto ambiental de la extracción de nitrógeno como fertilizante es el uso de combustibles fósiles.

Aparte de los fertilizantes utilizados en la agricultura, las aguas residuales, los residuos de diversas industrias químicas nitrogenadas aumentan la cantidad de nitratos y otros productos químicos nitrogenados en lagos, ríos y aguas costeras marinas. Esto, junto con los fosfatos, contribuye a la eutrofización. Otro efecto de los humanos en el ciclo del nitrógeno es debido a los óxidos nítricos (NO) de los combustibles fósiles utilizados en la industria y los vehículos. Los óxidos nítricos son los principales gases que contribuyen a la contaminación del aire en las grandes ciudades.

Figura 9. El ciclo del Nitrógeno (URL 10)

3.1.8. Ciclo del Fósforo

El fósforo es una de las sustancias básicas necesarias para los seres vivos así como el nitrógeno. Los ácidos nucleicos en las células, ATP, que proporciona la transferencia de energía, en la estructura de la membrana celular; también se encuentra en los dientes y huesos. Las rocas de fosfato de la corteza terrestre son el principal reservorio de fósforo en la naturaleza y el otro más grande es el agua. La base del ciclo del fósforo es el transporte de fósforo de la tierra al mar y de los mares a la tierra.

El ciclo del fósforo es el ciclo biogeoquímico en el que el fósforo se transporta y transforma químicamente a través de la litosfera, la hidrosfera y la biosfera. El ciclo del fósforo es un proceso lento que implica pasos de transformación del fósforo (P): Intemperización y precipitación, mineralización e inmovilización y adsorción y desorción (Eckert y Nishri, 2014; Flippelli, 2009).

Parte del fósforo de las rocas de fosfato de la corteza terrestre se disuelve en el agua por erosión. Este fosfato inorgánico es absorbido por las plantas principalmente en forma de ortofosfato disuelto en el agua. Se transmite a los animales herbívoros y carnívoros a través de la alimentación. Los fosfatos orgánicos de los residuos de plantas, animales muertos y excrementos se convierten en inorgánicos mediante microorganismos descomponedores. Así, puede ser usado por las plantas de nuevo. La parte de fósforo en las reservas vivas es bastante pequeña en comparación con las reservas en rocas y agua.

La mayoría del fósforo permanece en los sedimentos oceánicos y se mueve hacia la tierra debido a un levantamiento geológico. En la tierra, el fósforo se libera de las rocas por la erosión y después los iones de fosfato se depositan en el suelo, donde las plantas pueden absorber el fósforo y crecer. Además de las plantas, los animales comen plantas y beben agua e incorporan parte del fosfato en su cuerpo. Sin embargo, cuando las plantas y los animales mueren y la descomposición de los desechos animales da lugar al retorno de los iones de fosfato a los productores a través del agua o el suelo.

Las condiciones climáticas tales como la lluvia y la erosión ayudan a arrastrar algunos fosfatos presentes en las rocas a los ecosistemas acuáticos, donde quedan atrapados en los sedimentos. El fósforo que se encuentra en los sedimentos oceánicos no está disponible para las plantas en tierra firme (Eckert y Nishri, 2014). Los sedimentos marinos poco profundos vuelven a la tierra con la formación de montañas como resultado de los movimientos geológicos de la corteza terrestre producidos a lo largo de millones de años. Así, se recicla el fósforo.

El efecto de los humanos en el ciclo natural del fósforo ha sido acelerar aún más el flujo de fósforo de la tierra al mar, que ya de por sí era rápido. Desde principios del siglo XX, las rocas de fosfato han sido ampliamente utilizadas como fertilizantes. Estos fertilizantes de fosfato añadidos al suelo, al igual que los fertilizantes nitrogenados, no permanecen en el suelo durante mucho tiempo. Una parte importante de ellos fluye hacia los mares a través de las aguas subterráneas y superficiales. Constantemente se procesan nuevos depósitos de fosfato para compensar la pérdida del mismo en el suelo.

Figura 10. Ciclo del Fósforo (URL-12)

3.1.9. Ciclo del Azufre

El azufre es también una de las sustancias químicas necesarias para la vida. Se encuentra en la estructura de algunos aminoácidos presentes en todos los seres vivos. Como se encuentra en cantidades abundantes en la litosfera, generalmente no se considera una de las sustancias más limitadas. Por lo tanto, su importancia es sobre todo en términos de contaminación del aire (Kooijman et al., 2010). Las principales fuentes naturales de azufre son los compuestos sulfurosos como el gas de sulfuro de hidrógeno de los volcanes y pantanos. Estos compuestos suben a la superficie de la litosfera como resultado de la erosión geológica; con la formación de rocas sedimentarias de los mares, retornan a la roca.

El azufre de los compuestos sulfurosos que suben a la superficie de este globo de piedra reacciona con el oxígeno del aire y toma la forma de dióxido de azufre (SO2), trióxido de azufre (SO3) y finalmente ácido sulfúrico (H2SO4) cuando entra en contacto con el vapor de agua. El azufre en el aire generalmente regresa al suelo en forma de ácido sulfúrico mediante las lluvias y entra en el ciclo. En los sistemas sin oxígeno, el azufre se intercambia entre dos grupos de bacterias en diferentes formas químicas (Benerje et al., 2013. Las bacterias del azufre utilizan el oxígeno de las sustancias sulfatadas para convertirlas en sulfuro de hidrógeno. Algunas bacterias también utilizan el gas H2S como fuente de energía. Estas bacterias se denominan "bacterias quimiosintéticas".

La industrialización ha tenido un gran impacto en el balance de azufre en los últimos dos siglos. El uso de combustibles fósiles y la minería han incrementado enormemente la cantidad de H2SO4 en la atmósfera. Por lo tanto, el azufre se ha convertido en una de las principales sustancias que causan la contaminación del aire.

3.1.9.1. El problema de la lluvia ácida

El agua de lluvia es normalmente ligeramente ácida. La razón de ello son los ácidos formados por la reacción del CO2 que se produce naturalmente y de pequeñas cantidades de óxidos de azufre y nitrógeno con el agua. En las regiones donde una gran cantidad de dióxido de azufre se aporta al medio ambiente, la tasa de acidez del agua de lluvia también aumenta. Una de las principales razones del aumento de la lluvia ácida como problema internacional es la práctica generalizada de la construcción de chimeneas altas para purificar el aire de las ciudades de SO2 en la década de 1960. Estas chimeneas, algunas de las cuales tienen hasta 300 metros de longitud, protegían los asentamientos del SO2, pero esta vez, el SO2 liberado en la atmósfera se convirtió en ácido y cayó como lluvia en grandes áreas.

Figura 11. Ciclo del Azufre (URL-13)