Su döngüsü, yeryüzündeki suyun sürekli olarak farklı hallerde (katı, sıvı, gaz) ve farklı ortamlarda (atmosfer, okyanuslar, kara) dolaşımını ifade eder. Bu döngü, yaşamın sürdürülebilirliği için hayati öneme sahiptir.
Güneş enerjisi, su yüzeylerinden (okyanuslar, göller, nehirler) suyun buharlaşmasına neden olur. Ayrıca bitkiler de terleme yoluyla suyu atmosfere salar.
Atmosfere yükselen su buharı, soğuk hava ile karşılaşınca yoğunlaşarak bulutları oluşturur. Yoğunlaşma, su buharının sıvı veya katı hale dönüşmesidir.
Bulutlardaki su damlacıkları veya buz kristalleri, ağırlıkları arttıkça yağış olarak yeryüzüne düşer. Yağışlar; yağmur, kar, dolu veya çiğ şeklinde olabilir.
Yağışlarla yeryüzüne düşen suyun bir kısmı yüzey akışı ile akarsulara ve göllere ulaşırken, bir kısmı da toprağa sızarak yer altı suyunu oluşturur. Yer altı suyu, kaynaklar ve kuyular aracılığıyla tekrar yüzeye çıkar veya doğrudan denizlere ulaşır.
Karbon döngüsü, karbonun atmosfer, okyanuslar, kara ve canlı organizmalar arasında sürekli olarak hareketini ifade eder. Karbon, tüm organik moleküllerin temel yapı taşıdır.
Bitkiler ve diğer fotosentetik organizmalar, atmosferdeki karbondioksiti (CO2) kullanarak güneş enerjisi yardımıyla organik bileşikler (şekerler) üretirler. Bu süreçte oksijen (O2) açığa çıkar.
Canlılar, organik bileşikleri parçalayarak enerji elde ederler. Bu süreçte karbondioksit (CO2) ve su (H2O) açığa çıkar.
Ölü organizmaların ve organik atıkların ayrıştırıcılar (bakteriler ve mantarlar) tarafından parçalanması sonucu karbon, toprağa ve atmosfere geri döner.
Fosil yakıtlar (kömür, petrol, doğal gaz) milyonlarca yıl önce oluşmuş organik kalıntılardır. Bu yakıtların yanması sonucu atmosfere büyük miktarda karbondioksit salınır.
Azot döngüsü, azotun atmosfer, toprak, su ve canlı organizmalar arasında sürekli olarak dolaşımını ifade eder. Azot, proteinler, nükleik asitler (DNA ve RNA) gibi önemli biyolojik moleküllerin yapısında bulunur.
Atmosferdeki azot gazı (N2), bitkiler tarafından doğrudan kullanılamaz. Azot fiksasyonu, azot gazının amonyak (NH3) veya nitrat (NO3-) gibi bitkilerin kullanabileceği formlara dönüştürülmesidir. Bu işlem, bazı bakteriler (özellikle baklagillerle ortak yaşayan rizobiyum bakterileri) ve yıldırım gibi doğal olaylar tarafından gerçekleştirilir.
Amonyak (NH3), nitrifikasyon bakterileri tarafından önce nitrite (NO2-), sonra da nitrata (NO3-) dönüştürülür. Nitrat, bitkiler tarafından kolayca alınabilir.
Bitkiler, topraktan nitrat (NO3-) alarak proteinler ve diğer azotlu organik bileşikler üretirler. Hayvanlar ise bitkileri yiyerek bu azotlu bileşikleri kendi vücutlarına alırlar.
Ölü organizmaların ve organik atıkların ayrıştırıcılar (bakteriler ve mantarlar) tarafından parçalanması sonucu amonyak (NH3) açığa çıkar.
Denitrifikasyon bakterileri, nitratı (NO3-) azot gazına (N2) dönüştürerek atmosfere geri salarlar. Bu süreç, azot döngüsünün tamamlanmasını sağlar.
