Contrairement au carbone, à l’eau et à l’azote, le phosphore n’est pas présent dans l’atmosphère en tant que gaz. Au lieu de cela, la plupart du phosphore dans l’écosystème existe sous forme de composés, tels que les ions phosphates (PO₄^3-), que l’on trouve dans le sol, l’eau, les sédiments et les roches. Le phosphore est souvent un nutriment limitant (c.-à-d. en pénurie). Par conséquent, le phosphore est ajouté à la plupart des engrais agricoles, ce qui peut causer des problèmes environnementaux liés au ruissellement dans les écosystèmes aquatiques.

Cycle biologique du phosphore

Le phosphore est présent dans de nombreuses structures biologiques importantes, telles que l’ADN, les membranes cellulaires, les os et les dents. Il n’est pas présent dans l’atmosphère sous forme gazeuse, mais se trouve dans les minéraux, les sédiments, les cendres volcaniques et les aérosols. Lorsque les roches et les sédiments s’érodent au fil du temps, ils libèrent du phosphate inorganique, qui atteint progressivement le sol et l’eau de surface. Les plantes absorbent et incorporent ces phosphates dans des molécules organiques. Les animaux obtiennent et incorporent des phosphates en consommant des plantes et d’autres animaux. Lorsque les plantes et les animaux meurent ou excrètent les déchets, les phosphates organiques retournent dans le sol et sont décomposés par des bactéries, au cours d’un processus appelé minéralisation du phosphate, en formes inorganiques qui peuvent à nouveau être utilisées par les plantes.

Cycle géochimique du phosphore

Le ruissellement naturel peut transporter les phosphates vers les rivières, les lacs et l’océan, où ils peuvent être ingérés par les organismes aquatiques. Lorsque des organismes aquatiques meurent ou excrètent des déchets, les composés contenant du phosphore peuvent s’enfoncer au fond de l’océan et éventuellement former des couches sédimentaires. Pendant des milliers d’années, la surrection géologique peut ramener des roches contenant du phosphore de l’océan à la terre.

Impacts humains sur le cycle du phosphore

Comme l’azote, le phosphore est souvent un facteur limitant dans la croissance des plantes dans les milieux naturels, ce qui a conduit à la pratique agricole d’ajouter du phosphore aux engrais afin d’augmenter le rendement des cultures. Toutefois, le ruissellement agricole provenant de cette pratique peut stimuler la croissance rapide des producteurs aquatiques, provoquant une variété de problèmes environnementaux.