Redigerer Fosforkretsløpet (avsnitt)

== Fosfor i økosystemene ==
[[Fil:Lawn Time-Lapse.gif|mini|Fosfor er grunnleggende for plantevekst, men også ofte en knapphetsfaktor.]]
Fosfor er et grunnstoff med symbol P. Fosfor, og forbindelser med fosfor og andre stoffer, blant annet fosfater, er viktig for alt liv på jorden. I gjennomsnitt utgjør fosfor  1000 [[andeler per million]] (ppm) av jordskorpen, der de viktigste fosfatmineralene er [[apatitt|hydroksidapatitt]] (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>OH) og fluoridapatitt (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F).<ref name="SNL_Fosfor">Kofstad, Per K. og Pedersen, Bjørn: {{snl|fosfor|Fosfor}} (2023)</ref>

Fosfor inngår som bestanddel i [[protein]]er og [[polymer]] av [[karbohydrat]]er. [[Ester|Fosfatester]] daner bindinger i [[Nukleotid|mononukleotider]] som danner lange kjeder av DNA og RNA. Det finnes i [[adenosintrifosfat]] (ATP), som er viktig for energiomsetningen ([[Stoffskifte|metabolisme]]) hos dyr. Foruten å inngå i [[biomolekyl]]er, finnes fosfor også i bein og emalje i tennene hos pattedyr. Tennenes styrke er har sammenheng med kalsiumfosfat i form av hydroksyapatitt.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}}<ref name="Looming_Crisis"/> Det finnes også i alle [[Biologisk membran|biologiske membraner]] i celler.<ref>{{Cite book|title=Essential Cell Biology | utgave = 3 |last=Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter|first=Bruce, Dennis, Karen, Alexander, Julian, Martin, Keith, Peter|publisher=Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, an informa business|year=2010|isbn=978-0815341291|location=New York|pages=370}}</ref> Enda en viktig oppgave er å fungere som buffermiddel for å opprettholde [[homeostase]]n (syrebalanse) hos pattedyr.<ref>{{Kilde bok|tittel=Biochemistry|etternavn=Voet|fornavn=D.|etternavn2=Voet|fornavn2=J.G. | side=607–608 }}</ref>

=== Økologisk funksjon ===
Fosfor er nokså sjelden i [[biosfære]]n, rangert etter masse er det ikke blant de ti mest utbredde grunnstoffene hverken på landjorden eller i vann. Allikevel er det sammen med [[nitrogen]] og [[kalium]] et av de tre makronæringsstoffene som alle planter trenger for god vekst. Fosfor finnes i en konsentrasjon på gjennomsnittlig 0,025&nbsp;% i landjordens levende fytomasse ([[biomasse]]) i skog, og hele landjordens del av biosfærens fytomasse inneholder ikke mer enn 500 millioner tonn fosfor. Men verken proteiner eller karbohydratpolymerer kan eksistere uten fosfor.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}} Mye av fosforet som finnes i jordsmonnet eksisterer i kjemiske former som ikke er direkte anvendbart som næring for planter.<ref name="Molles_Ecology">{{Kilde bok | forfatter= Molles, Manuel C. Jr.| tittel= Ecology: Concepts and Applications| redaktør= | utgave = 7 | artikkel= | utgivelsesår= 2016 | forlag= McGraw-Hill | isbn= 978-0-07-783728-0 | url= | side = 416–415 }}</ref>

Fosfor, så vel som andre stoffer som deltar i biogeokjemisk sykluser, holdes ofte på ett og samme sted i biosfæren for lange perioder (millioner av år). Slike ansamlinger kalles et ''reservoar''. Sedimenter på havbunnen er det klart største reservoaret for fosfor.<ref>{{Kilde www | forfatter= Gates, David M. , Thompson, Michael B. and Thompson, John N. | url= https://www.britannica.com/science/biosphere | tittel= Biosphere | besøksdato= 10. desember 2023| utgiver= Encyclopedia Britannica | arkiv_url= | dato = 3. november 2023 | format= }}</ref><ref>{{Kilde artikkel | forfattere = Craig R. Walton m. fl. | tittel = Evolution of the crustal phosphorus reservoir | publikasjon = SCIENCE ADVANCES | år = 5. mai 2023 | bind = 9 | hefte = 18 | sider =  | doi = 10.1126/sciadv.ade6923 | url = https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade6923 | format= | ISSN = }}</ref>

==== Reservoarer i systemer på landjorden ====
Fosfor forekommer mest i naturen som en del av ortofosfat-ioner (PO)<sub>4</sub>)<sup>3−</sup> (salt eller ester av [[fosforsyre]]), som består av ett fosforatom og fire oksygenatomer. På landjorden finnes fosfor først og fremst i bergarter og mineraler. Fosforrike avsetninger har generelt dannet seg i havet eller fra [[guano]] (avføring fra fugler og flaggermus). Ved [[forvitring]] av bergarter og mineraler frigjøres fosfor i løselig form og tas opp av planter, og blir omdannet til organiske forbindelser. Tilgjengeligheten av fosfor i et økosystem er begrenset av frigjøringshastigheten til grunnstoffet ved forvitring. Plantene konsumeres igjen av [[planteetere]] og fosforet blir enten innlemmet i muskelvevet eller utskilt via urin og avføring. Etter at dyr eller planter dør blir fosfor ført tilbake til jorden der en stor del av det omdannes til uoppløselige forbindelser.<ref name=UER>{{Cite journal|author1=Peltzer, D.A.|author2=Wardle, D.A.|author3=Allison, V.J.|author4=Baisden, W.T.|author5=Bardgett, R.D.|author6=Chadwick, O.A.|author7=Condron, L.M.|author8=Parfitt, R.L.|author9=Porder, S.|author10=Richardson, S.J.|author11=Turner, B.L.|display-authors=6|title=Understanding ecosystem retrogression |journal=Ecological Monographs|date= november 2010| volume=80| issue=4| pages=509–529 |doi=10.1890/09-1552.1}}</ref><ref name="Schlesinger_1991"/><ref>{{Cite journal|date=2002|title=The Global Phosphorus Cycle.|journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|volume=48|issue=1|pages=391–425|doi=10.2138/rmg.2002.48.10 | bibcode = 2002RvMG...48..391F }}</ref> En regner med at fosfor gjennomsnittlig gjenbrukes 46 ganger i lokale sykluser i jordsmonnet.<ref name="Looming_Crisis"/>

Jordsmonn lagrer omtrent 40 milliarder tonn fosfor, med ikke mer enn 15&nbsp;% av dette er bundet i organisk materiale. Fosfatene som grunnstoffet inngår i blir vanligvis raskt utilgjengelige ved reaksjoner med aluminium og kalsium, og går inn i uløselige former. Som et resultat av dette er bare en liten brøkdel av det fosforet som er tilstede i jordsmonnet tilgjengelig for planter som et oppløst oksoanion (PO<sub>3</sub><sup>–4</sup>). Fosfor er vanligvis det næringsstoffet som i økosystemer på landjorden begrenser vekst, og i tropisk jordsmonn er dette spesielt kritisk. Mangel tvinger planter til å absorbere grunnstoffet fra svært fortynnede løsninger og konsentrere det opptil 1000 ganger.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}}

Gjennomsnittlig masseforhold mellom karbon og fosfor i [[biomasse]] på landjorden er på 700:1, hvilket innebærer et årlig opptak av fosfor på omtrent 100 millioner tonn.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}} Avrenning fører fosforet tilbake til havet. Generelt vil jordsmonnet over tusenvis av år få mangel på fosfor som fører til tilbakegang for økosystemene.<ref name=UER/> 

I det førmoderne landbruket ble avføring fra dyr og mennesker brukt som gjødsel. Dermed ble fosfor og andre næringsstoffer ført tilbake til jorden i omtrent samme rate som de ble tatt ut. I det moderne landbruket er produksjon og forbruk av avlingene separert over store avstander, noe som gjør det vanskelig å få returnert næringsstoffene tilbake til jorden. Forenklet sakt blir næringsstoffene brukt én gang og deretter skyllet vekk. En annen årsak til tap av fosfor er erosjon fra landjorden på grunn av pløying og vending av jorden. Dette forstyrrer og eksponerer jorden, slik at mer fosfor forsvinner ved avrenning. I et uforstyrret landskap vil fosfor i sedimenter bli redistribuert ved flom i vassdragene til lavereliggende landområder, slik at økosystemene der kan nyttiggjøre seg det. Om et elveløp er demmet opp, vil sedimentene og fosforet i elven fanges opp eller holdes tilbake, hvoretter det tilslutt strømmer ut i havet.<ref name="Misra_Introduction_to_Geochemistry"/><ref name="Fighting_Peak_Phosphorus"/>

==== Reservoarer i akvatiske systemer ====
[[File:Roggenplaat-Eastern-Scheldt-Zeeland-2020-Luka-Peternel.jpg|mini|Fosfatholdige materialer finnes i stort omfang i sedimenter som elver tar med seg. Her Roggenplaat ved [[Schelde]], [[Zeeland]], Nederland. {{byline|Luka Peternel}}]]

Det er fire store fosforlagre i økosystemer i [[ferskvann]]: oppløst uorganisk fosfor, oppløst organisk fosfor, partikulært uorganisk fosfor og partikulært organisk fosfor. For øvrig er oppløst materiale definert som stoffer som kan passere gjennom et filter med åpninger på 0,45&nbsp;µm. Oppløst uorganisk fosfor består hovedsakelig av ortofosfat (PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>, salt eller ester av fosforsyre) og polyfosfat, mens oppløst organisk fosfor består av DNA og fosforproteiner. Partikulært materiale er de stoffene som blir fanget opp av et filter med maskevide 0,45&nbsp;µm. Partikulært organisk fosfor består av både levende og døde organismer, mens partikulært uorganisk fosfor hovedsakelig består av [[hydroksylapatitt]], <sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>OH&nbsp;.<ref name="Wetzel-2001">{{Kilde bok|tittel=Limnology: Lake and river ecosystems |etternavn=Wetzel |fornavn=R.G. |utgiver=Academic Press|utgivelsessted=San Diego, CA | utgave = 3 | ISBN =9780127447605}}</ref> Uorganisk [[fosfor]] finnes i form av lett oppløselig ortofosfat. Partikulært organisk fosfor forekommer i [[Suspensjon (kjemi)|suspensjon]] i levende og død [[protoplasma]], og er uløselig. Oppløst organisk fosfor er avledet fra partikulært organisk fosfor ved utskillelse og dekomponering og er løselig.

De fosfatiske materialene i sedimenter består av organiske fosforforbindelser som er ført til havene av elver, samt dannet i havene ved fotosyntese og som overlever bakteriell nedbryting. Disse er fint [[Dispersjon|dispergert]] kalsiumfosfat i bunngjørme på grunne havområder, fosfat adsorbert i vannholdige jernoksider og inkorporert i CaCO<sub>3</sub> i kalkholdige skjell. Når sedimenter røres opp av oppstrømninger, går mye av fosforet tilbake til overflatevannet og går inn i fosforkretsløpet igjen,<ref name="Misra_Introduction_to_Geochemistry"/> slik at det resirkuleres noe slikt som 800 ganger i organismene.<ref name="Looming_Crisis"/> Som tilfellet er med nitrogen, så gjennomgår fosfor mange overføringer mellom dype områder og overflatevann før det til slutt blir permanent begravd i sedimenter. I løpet av geologiske tid blir det innkapslet i prosesser der [[Sedimentær bergart|sedimentære bergarter]] dannes.<ref name="Misra_Introduction_to_Geochemistry"/>

Knapphet på fosfor er vanlig i økosystemer i vann. Bare på grunt vann kan fosfater lett sirkulere mellom sedimenter og akvatisk [[biota]] (levende organismer). På dypt hav er fosfor nokså rikelig bare i områder med kraftig oppstrømning, og oppløst fosfor er ofte nesten ikke tilstede i overflatevann på åpne hav. Knapphet på næringsstoffet er en nøkkelfaktor som begrenser fotosyntesen i mange ferskvannsforekomster, og fosfortilførsler fra land kontrollerer den langsiktig primærproduksjonen i havet.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}}

Den marine plantemassen lagrer rundt 75 millioner tonn fosfor, men på grunn av rask omsetning opptas 1 milliarder tonn fosfor årlig fra overflatevann. Omsetningen av fosfor er dermed svært mye større en i fotosyntesen på landjorden.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}}