Les cycles biogéochimiques Flashcards
Section I C
Vrai ou faux. L’eau a son propre cycle biogéochimique.
Faux. L’eau ne subit pas de modifications, donc n’en fait pas partie
Quel élément contient le cycle le plus important dans la nature sur le plan quantitatif?
Carbone
Quel est le plus grand réservoir de carbone ?
Sédiments et les roches de la croûte terrestre.
Le renouvellement du carbone est ________ (Très long/Très court)
Très long
Le cycle du carbone est ouvert à l’échelle _____________ (Biologique/Géologique)
Biologique.
Le cycle du carbone est fermé à l’échelle _______________ (Biologique/Géologique)
Géologique
Ou se retrouve le carbone organique ?
Principalement dans les microorganismes et les plantes (majorité dans plantes)
Grande quantité dans matériel organique mort
Qui sont les consommateurs primaires dans le cycle de carbone?
Les chimiohétérotrophes
De quoi se nourrissent les chimiohétérotrophes ?
Des organismes autotrophes.
Qui sont les producteurs dans le cycle du carbone ?
Les organismes autotrophes.
Les réactions de réduction sont représentés en quelle couleur icitte?
Rouge
Ou sont les transferts les plus dynamiques dans le cycle du carbone ? C’est quoi qui se transforme en quoi?
Au niveau du carbone atmosphérique (CH4 en CO2)
Qui sont responsables de photosynthèse oxygénique ?
Cyanobactéries et les algues (Plantes en microorganismes)
Qui sont responsables de la photosynthèse anoxoygénique ?
Les microorganismes chimiolitotrophes
Donner l’équation de la respiration
Quel est le but de la respiration ?
Regénérer le gaz carbonique
Photosynthèse ____ (> ou <) Respiration = ___________
- >
- Accumulation de matière organique
À quel niveau sont les transferts les plus dynamiques dans le cycle du carbone?
Au niveau du carbone atmosphérique
Quelle molécule du carbone atmosphérique est impliqué dans les transferts les plus dynamiques? En quoi se transforme-t-elle?
CH4 en CO2
Qui font la photosynthèse oxygénique ?
Cyanobactéries et les plantes (mais en gros, les microorganismes et les plantes)
Donner l’équation de la photosynthèse oxygénique.
CO2 + H2O + Énergie –> (CH2O) + O2
Qui font la photosynthèse anoxoygénique ?
Les microorganismes chimiolitotrophes.
Comment s’apelle le processus de regénération du gaz carbonique ?
La respiration.
Donner l’équation de la respiration.
(CH2O) + O2 –> CO2 + H2O + Chaleur
Par qui se fait la décomposition dans le cycle du carbone et en quoi consiste-t-elle?
Par les microorganismes.
Minéralisation du carbone (Transformer carbone organique en forme inorganique)
Qui sont les microorganismes qui font de la décomposition et transforme en méthane ?
Méthanogènes
Les méthanogènes font de la décomposition en milieu _______
Anoxique
Qui font de la décomposition et transforme la matière organique en CO2 ?
Les chimio-organotrophes.
Donner des exemples de mécanismes qu’utilisent les chimio-organotrophes pour la décomposition.
Fermentation
Respiration aérobie ou anaérobie.
Que font les méthanotrophes ? Dans quelle conditions ?
En milieu oxique, oxydent le CH4 en CO2.
Pourquoi on dit que la décomposition des métanotrophes présente un risque pour l’équilibre ?
Car l’équilibre est quand il y a autant de méthanotrophes que de méthanogènes. S’il y a la fonte du pergélisol qui contient beaucoup de méthanotrophes, libère une grande quantité de méthane, qui a un plus grand effet sur les GES que le CO2 par exemple
Ou se fait la dissolution du gaz carbonique?
Dans les océans
Quelles sont les trois formes dissoutes du gaz carbonique dans les océans?
Carbonate (9%)
Bicarbonate (90%)
CO2 (1%)
Quelle est la principale conséquence du fait que le CO2 interragit avec l’eau dans les océans?
Production de H+ grâce aux deux ions formés (carbonate et bicarbonate) donc ça diminue le pH des océans.
Qui fixent le CO2 dans les océans ? Ou?
Les phytoplanctons.
Zone photique
Quelle est la fonction de la pompe biologique marine ?
Petite partie du carbone organique pompée vers le plancher océanique. Récupéré pour sédimenter vers le système terrestre
Quel est le rôle des organismes calcifiés dans les océans ?
Extraire le carbone de l’eau pour former du carbonate de calcium (CaCO3) à partir de carbonate (CO3)2-
Lorsque les organismes calcifiés extraient le carbone de l’eau, la concentration en ____?______ ___________ (Augmente ou diminue).
CO2
Diminue
Dans quoi est contenu le CaCO3 ?
Exosquelettes
Corraux
Sédiments
Qu’est-ce qu’un puit de carbone ?
Réservoir naturel ou artificiel de carbone.
Absorbe du carbone
Qu’est-ce qu’une source de carbone ?
Inverse d’un puit, donc libère du carbone.
Exemple : Les feux de forêts, les combustions, le dégel du pergélisol…
Quels sont les trois processus de transformation dans le cycle de l’azote?
- Fixation de l’azote
- Nitrification
- Dénitrification
Quelle est la principale source d’azote sur terre ? (Sous quelle forme)
N2
Comment l’ammoniac est-il produit ? Comment on appelle ce processus?
Par décomposition des produits organiques azotés.
Ammonification
Sous quelle forme est l’ammoniac à pH neutre ?
NH4+
Pourquoi on dit que le NH4 est difficilement accessible dans les sols argileux ?
Car le NH4+ se lie aux particules chargées négativement dans ces sols, il devient alors difficilement accessible, car il devient insoluble.
Quelle est la forme dominante d’azote dans les sédiments anoxiques ?
NH4+
Comment le NH4+ est-il récupérée et à quel fin?
Par les microorganismes et les plantes pour générer des acides aminés (donc des formes assimilables pour eux)
Quelle est la principale voie biologique de formation de N2 ?
La dénitrification
Par quel processus il y a consommation de nitrates?
Dénitrification
Sous quelle forme est l’azote :
- Accepteur d’électron alternatif
- Facilement assimilé par les plantes
- Très solubles et rapidement lessivé
Nitrate (NO3-)
Par quel processus on produit des nitrates?
Nitrification
(Oxydation de NH3 en NO3-)
L’activité de nitrification augmente en présence de matières organiques. Pourquoi?
Car il y a plus de substrats pour la réaction, donc les bactéries nitrifiantes vont être plus actives.
Pourquoi on dit que la dénitrification cause un problème des les sols ?
Car le NO3- va venir éliminer l’azote fixé dans le sol (enlève du N2) et peu d’organismes sont capables de fixer ce N2
Pourquoi on dit que c’est utile d’avoir d ela dénitrification dans les eaux usées?
Car le nitrate libéré dans le milieu apporte des nutriments, donc il y a croissance excessive (mettons des algues). C’est cool de pouvoir éliminer ce nitrate là dans les eaux usées par dénitrification
Pourquoi, pour l’engraissement des sols, le nitrate ne semble pas une bonne solution ?
Car il y aura de la dénitrification. La dénitrification va libérer du N2 dans les sols, et cette forme d’azote n’est pas assimilable pour les plantes.
Quelle serait une bonne solution pour engraisser les sols avec des formes d’azote ?
On peut utiliser de l’ammoniac anhydre. On se rappelle que le nitratre (NO2-) est très soluble dans l’eau est rapidement lessivé. Pour empêcher qu’il se transforme en NO2-, on peut ajouter un additif chimique, qui est souvent la Nitrapyrine, pour empêcher la transformation du NH3 en NO2, donc il va rester assimilable par les plantes (NH3)
Quelles sont les deux avantages d’utiliser du NH3 anhydre couplé à de la Nitrapyrine pour engraisser les sols ?
- Augmente la productivité des champs
- Diminue la pollution de l’eau
Quels sont les trois niveaux d’oxydation significatifs du soufre dans la nature?
-2
0
+6
Ou se trouve l’essentiel du soufre ?
Dans les roches et sédiments sous forme de minéraux sulfatés ou sulfurés.
Ou est le réservoir le plus important de soufre pour la biosphère?
Sous quelle forme ?
Dans les océans
Sous forme de sulfate.
On dit que les bactéries jouent un rôle majeure dans le cycle du soufre. Qu’est-ce quelles font comme processus essentiellement?
Oxydation ou réduction
Que font les bactéries oxydantes dans le cycle du soufre ?
Produisent des sulfates (SO4)2-
Que font les bactéries sulfato-réductrices dans le cycle du soufre?
Utilisent le sulfate.
Qui est l’accepteur d’électron pour al respiration anaérobie dans el cycle du soufre ?
H2S
Sous quelle forme est le soufre en grande majorité ?
Gaz soufré majeur est le H2S
Comment est produit le H2S ?
Par la réduction bactérienne des sulfates
Nommer la réaction de la réduction bactérienne des sulfates.
((SO4)2-) + (8H+) –> (H2S) + (2H2O) + (2OH-)
Nommer une autre façon de produire du H2S autres que par la réduction bactérienne.
Par les sources chaudes et les volcans
Qui est responsable de la forte production de sulfure dans les égouts, boues, déchets?
Bactéries sulfato-réductrices
Que nécessitent les bactéries sulfato-réductrices afin de faire le cycle du soufre?
Une grande quantité de matière organique (donneur d’électron)
Si le pH est au-dessus de 7, quelle est la forme dominante du soufre?
Ion sulfure. (HS-)
Avec quoi se combine l’ion sulfure et ainsi forme des formes toxiques de soufre?
Avec du Fer.
Que font les bactéries sulfo-oxydante en conditions aérobies?
Catalyse l’oxydation des sulfures.
Vrai ou faux. S’il y a de la lumière, les bactéries sulfo-oxydantes peuvent, en anaérobie, oxyder le HS- aussi.
Vrai
Quelle est la forme chimiquement stable du soufre ?
Le soufre élémentaire (S0)
Par qui est oxydé le soufre élémentaire ?
Les bactéries sulfo-oxydantes
Nommer deux organismes capable d’oxyder le soufre élémentaire.
Thiobacillus
Acidithiobacillus.
Que génère le soufre élémentaire oxydé?
Du (SO4)2- et beaucoup de H+, ce qui fait diminuer le pH
Que génère le soufre élémentaire réduit ?
Des sulfures
Quel est el composé organique soufré le plus abondant ?
Le DMS (Diméthylsulfure)
À quel endroit est surtout produit le DMS?
En milieu marin
Par quelles actions peuvent être transformés les DMS ?
Par action photochimique ou biologique
Vrai ou faux. Tous les organismes ont besoin de phosphore.
Vrai
Pourquoi on dit que le phosphore est un élément qui, souvent, limite la croissance dans les sols ?
Car le phosphore est en faible quantité dans la croûte terrestre
Le cycle du phosphore est très __________(long/court).
Long
Le cycle du phosphore est ouvert au niveau ___________ (Biologique/géologique)
Biologique
Vrai ou faux. Il n’existe pas de composantes atmosphériques pour le phosphore.
Vrai
De quel endroit provient le nouveau phosphore introduit dans le cycle?
De la désagrégation des roches
Quelles sont les trois formes de phosphore dans le sol?
Inorganique
Organique
Minéral
Sous quelle forme est le phosphore inorganique essentiellement ?
En phosphate (PO4 3-)
Quelle forme de phosphore est assimilable par les plantes ?
Le phosphore inorganique, dont le phosphate
Le phosphore inorganique s’associe avec quoi ?
Cations de Fer, Aluminium et calcium
À quel pH le phosphore inorganique peut être disponible aux microorganismes ?
Entre un pH de 6 et 7
À quels endroits est présent le phosphore organique?
Biomasse (vivante)
Déchets animaux
Fèces
La matière en décomposition
Sous quelle forme est le phosphore qui équivaut à entre 29-65% de tout le phosphore dans le sol?
Le phosphore organique
Quels sont les troix niveaux d’implication des microorganismes dans le cycle du phosphore ?
Solubilisation (Phosphore minéral –> Inorganique)
Minéralisation (Organique –> inorganique)
Immobilisation (Inorganique –> minéral
Nommez trois exemples d’effets anthropiques sur les cycles
Industrialisation
Augmentation du dioxyde de carbone et autres GES dans l’atmophère
Épuisement des sources de phosphate
Comment est fabriquée la matière organique dans la nature ?
Photosynthèse et chimiosynthèse
Nommez un autre gaz carboné ayant 25X plus d’effets sur le réchauffement planétaire.
Méthane
Comment se nomme le processus correspondant à cette réaction : NO3- –> N2
Dénitrification
Qu’est-ce que la fixation de l’azote et pourquoi est-ce important ?
Réduction enzymatique de N2 en NH3
En quoi la Nitrapyrine est-elle bénéfique à l’agriculture ?
Empêcher la nitrification, car en étant soluble elle va être nitrifié, ce qui n’est pas une forme assimilable pour les organismes dans les sols
Pourquoi l’oxydation des sulfures produit-elle une chute de pH
Forte production de protons
Quel composé organique soufré est le plus abondant dans la nature ?
Le DMS
