Der Begriff biogeochemischer Kreislauf stammt aus der zyklischen Bewegung der Elemente, die biologische Organismen (Bio) und die geologische Umgebung (Geo) bilden, sowie aus einer dazwischen liegenden chemischen Veränderung.
Der biogeochemische Kreislauf besteht aus der Verbindung zwischen lebenden und nicht lebenden Elementen. Jeder lebende Organismus zersetzt sich nach seinem Tod und durch einen chemischen Prozess werden die aus dieser Zersetzung resultierenden Elemente in der Biosphäre abgelagert und recycelt, um später von einem anderen lebenden Organismus verwendet zu werden. Die wichtigsten biogeochemischen Kreisläufe sind Wasser, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel.
Biogeochemische Kreisläufe können Gaskreisläufe sein, bei denen Elemente in der Atmosphäre und im Wasser verteilt sind und dann von lebenden Organismen wiederverwendet werden. Dies können auch Sedimentzyklen sein, bei denen sich Elemente auf der Erdkruste oder auf dem Meeresboden ablagern und dort lange Zeit verbleiben, um später von Organismen recycelt zu werden. Oder es können gemischte Kreisläufe sein, bei denen die Prozesse von Gaskreisläufen und Sedimentkreisläufen kombiniert werden.
Auf diese Weise zirkuliert Materie in und aus Ökosystemen und ermöglicht die Bildung von Leben. Aus einem Elementarzustand heraus bildet Materie anorganische Elemente, die von lebenden Organismen wiederverwendet werden, um schließlich in den Elementarzustand zurückzukehren und den Zyklus erneut zu starten. Daher ist es wichtig, den natürlichen Prozess des biogeochemischen Kreislaufs nicht zu verändern.
Die Erde ist ein geschlossenes System, in das Materie nicht eindringt oder verlässt. Von Organismen verwendete Substanzen gehen nicht „verloren“, sondern können Orte erreichen, an denen sie für Organismen über einen langen Zeitraum unzugänglich sind. Das Material wird jedoch fast immer wiederverwendet und zirkuliert häufig mehrmals, sowohl innerhalb als auch außerhalb von Ökosystemen.
Es gibt drei Arten miteinander verbundener biogeochemischer Kreisläufe.
In Gaskreisläufen zirkulieren Nährstoffe hauptsächlich zwischen der Atmosphäre (Wasser) und lebenden Organismen. In den meisten dieser Zyklen werden Gegenstände schnell recycelt, oft innerhalb von Stunden oder Tagen. Die Hauptgaskreisläufe sind Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff.
In Nährstoffkreisläufen zirkulieren Nährstoffe hauptsächlich in der Erdkruste (Boden, Gesteine und Sedimente), der Hydrosphäre und lebenden Organismen. Die Elemente in diesen Kreisläufen werden im Allgemeinen viel langsamer als in atmosphärischen Kreisläufen recycelt, da die Elemente für lange Zeit, oft Tausende bis Millionen von Jahren, in Sedimentgesteinen zurückgehalten werden und keine gasförmige Phase aufweisen. Phosphor und Schwefel sind zwei der 36 Elemente, die auf diese Weise recycelt werden.
Im Wasserkreislauf; Wasser zirkuliert zwischen dem Ozean, Luft, Land und Lebewesen, dieser Zyklus verteilt auch Solarwärme auf der Oberfläche des Planeten.
