¿Qué es la biogeoquímica?

¿A qué se refiere la biogeoquímica? 

La biogeoquímica es una rama científica que se dedica a estudiar cómo los procesos químicos, físicos, geológicos y biológicos se combinan para definir la composición de la naturaleza tal como la conocemos. Es decir, analiza cómo los elementos químicos se mueven entre los sistemas vivos y los no vivos, conectando la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera. Este campo reúne saberes de la química, la geología y la biología para entender cómo los ciclos de la materia y la energía moldean los ecosistemas. 

Además, la biogeoquímica nos ayuda a ver con claridad la relación entre los procesos naturales y las acciones humanas, como sucede en la agricultura, la industria o el desarrollo de las ciudades. Por ejemplo, nos muestra cómo los residuos industriales pueden influir en la calidad del agua o de qué manera la quema de combustibles fósiles cambia la composición del aire que respiramos.  

Si te interesa profundizar en estos temas, puedes explorar el programa de Ecología en la Pontificia Universidad Javeriana, donde estos procesos se abordan de manera integral y con un enfoque en la sostenibilidad para Colombia. 

 

Importancia de la biogeoquímica en la naturaleza 

La biogeoquímica es esencial porque nos ayuda a comprender cómo elementos vitales como el carbono, el nitrógeno y el fósforo se reciclan y permanecen disponibles en el entorno. Estos ciclos son el corazón de los procesos vitales y garantizan la estabilidad de los ecosistemas. 

Entender la biogeoquímica es clave porque nos permite ver cómo la alteración de uno de estos ciclos puede desencadenar efectos en cadena que impactan la salud de todo el ecosistema. Por ejemplo, si hay menos nitrógeno disponible, el crecimiento de las plantas se limita y eso afecta a todos los seres que dependen de ellas. Por otro lado, la acumulación de compuestos como el dióxido de carbono puede llevar a problemas ambientales de escala  

Principales ciclos biogeoquímicos 

Ciclo del carbono y su influencia en el cambio climático 

El ciclo del carbono explica cómo este elemento se mueve entre la atmósfera, los seres vivos, el suelo y el agua. Las plantas, a través de la fotosíntesis, absorben dióxido de carbono (CO₂) y lo transforman en materia orgánica. Luego, animales y microorganismos lo devuelven al ambiente con la respiración y la descomposición. 

Ciclo del nitrógeno y su papel en la fertilidad del suelo 

El ciclo del nitrógeno es vital para la agricultura y la nutrición tanto de plantas como de animales. El nitrógeno que está en el aire es transformado por microorganismos en formas que las plantas pueden absorber, lo que mantiene la fertilidad del suelo y permite el crecimiento de cultivos y vegetación natural. Por eso, la investigación biogeoquímica resulta fundamental para recomendar prácticas agrícolas más sostenibles, como la rotación de cultivos o el uso de abonos verdes, que ayudan a que el ciclo del nitrógeno sea más eficiente. 

Ciclo del fósforo y su relación con la vida marina y terrestre 

El fósforo es indispensable para formar moléculas vitales como el ADN y el ATP. A diferencia del carbono o el nitrógeno, su ciclo es más lento porque no tiene una fase gaseosa relevante. El movimiento del fósforo se da principalmente por la erosión de rocas y la actividad biológica. Aquí, la biogeoquímica aporta herramientas para monitorear estos procesos y proponer soluciones, como reducir las fuentes de fósforo y restaurar zonas ribereñas. 

 

Factores que alteran los ciclos biogeoquímicos 

Diversos factores pueden modificar los ciclos biogeoquímicos naturales: 

• Agricultura intensiva 

• Uso de fertilizantes 

• Deforestación 

• Urbanización 

• Contaminación industrial 

En Colombia, estos factores han provocado cambios notables en la disponibilidad de nutrientes, la calidad de suelos y aguas, y la salud de los ecosistemas. 

El cambio climático, impulsado sobre todo por el aumento de gases de efecto invernadero, también tiene un impacto directo en estos ciclos. Por ejemplo, el aumento de la temperatura puede acelerar la descomposición de materia orgánica y la liberación de nutrientes en los suelos. 

Sumado a esto, fenómenos como el Niño y la variabilidad climática afectan la disponibilidad de agua y la dinámica de los nutrientes en los ecosistemas colombianos, haciendo que la gestión ambiental sea aún más desafiante. Además, la expansión urbana en ciudades como Bogotá ha aumentado la presión sobre humedales y zonas de recarga de acuíferos, alterando los ciclos naturales y generando nuevos retos para la planificación de la ciudad. 

Aplicaciones de la biogeoquímica en la actualidad 

Hoy en día, la biogeoquímica tiene aplicaciones directas en: 

• Gestión ambiental 

• Agricultura sostenible 

• Restauración de ecosistemas 

• Lucha contra el cambio climático 

Los estudios en este campo ayudan a crear estrategias para usar los recursos de manera eficiente, reducir contaminantes, recuperar suelos degradados y conservar ecosistemas. 

En el ámbito académico y profesional de nuestro país, la Pontificia Universidad Javeriana es un referente en formación e investigación en biogeoquímica y ciencias ambientales. Programas como la carrera de Ecología ofrecen una perspectiva integral sobre estos procesos y su impacto local, preparando a los futuros profesionales para enfrentar los retos ambientales de hoy y del futuro. 

Vale la pena mencionar que la colaboración entre la academia, el sector público y el privado permite aplicar el conocimiento biogeoquímico en proyectos de restauración de ecosistemas, monitoreo ambiental y educación comunitaria, lo que aporta a la sostenibilidad y resiliencia de los territorios.