Redigerer Fosforkretsløpet (avsnitt)

== Sirkulasjon av fosfor ==
Fosfater beveger seg raskt gjennom planter og dyr, derimot er prosessene som beveger dem gjennom jordsmonn eller hav svært langsomme. Fosforsyklusen er generelt en av de tregeste biogeokjemiske syklusene.<ref name="Schlesinger_1991"/><ref name="Oelkers_2008">{{cite journal |author1=Oelkers, E.H. |author2=Valsami-Jones, E. |author3=Roncal-Herrero, T. |title=Phosphate mineral reactivity: From global cycles to sustainable development |journal=Mineralogical Magazine |date=februar 2008 |volume=72 |issue=1 |pages=337–40 |doi=10.1180/minmag.2008.072.1.337 |bibcode=2008MinM...72..337O |s2cid=97795738 }}</ref> Tilgjengeligheten av fosfor i et økosystem er begrenset av frigjøringshastigheten til grunnstoffet ved forvitring.<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>

Som med de andre mineralsykluser, er den langsomme fosforsyklusen ikke dominert av levende organismer. Grunnstoffets overføring i biosfæren er sterkt begrenset, fordi det ikke dannes gassformige forbindelser med lang levetid, derfor er også det atmosfæriske reservoaret av fosfor ubetydelig. Det er ikke noen luftbåren overføring fra hav til land, og fosfor som inngår i partikler som synker ned i marine sedimenter blir tilgjengelig for livet på landjorden først etter at den tektoniske plateforskyvninger avgir fosfor fra bergarter.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}} Det antas at avgivelse av fosfor via erosjon av sedimentære bergarter har gjort minst ett omløp gjennom den globale fosforsyklusen i løpet av jordens eksistens.<ref name="Molles_Ecology"/>

=== Den globale fosforsyklusen ===
Fosfor avsettes fra berggrunnen, absorberes av planter og resirkuleres i økosystemene.<ref name="Molles_Ecology"/> Planter tar til seg fosfor fra jordsmonn og vann, og disse inngår i organiske forbindelser. [[Planteetere]] får i seg fosfor når de spiser bindevev fra andre organismer og slik passerer stoffet gjennom næringskjedene.<ref name=Withgott/><ref name="Misra_Introduction_to_Geochemistry">{{Kilde bok | forfatter= Misra, Kula C. | tittel= Introduction to Geochemistry: Principles and Applications | utgivelsesår= 2012 | forlag= Wiley-Blackwell | isbn= 978-1-4443-5095-1 | url= https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-introduction-geochemistry-principles-and-applications.pdf | side = 368}}</ref> Den globale fosforsyklusen består av fire hovedprosesser:
# Tektonisk heving og eksponering av bergarter som inneholder fosfor, som [[apatitt]] og som ved forvitring avgir fosfor til omgivelsene.<ref>{{Cite journal|last1=Buendía|first1=C.|last2=Kleidon|first2=A.|last3=Porporato|first3=A.|date=2010-06-25|title=The role of tectonic uplift, climate, and vegetation in the long-term terrestrial phosphorous cycle|journal=Biogeosciences|volume=7|issue=6|pages=2025–2038|doi=10.5194/bg-7-2025-2010|bibcode=2010BGeo....7.2025B|url=https://bg.copernicus.org/articles/7/2025/2010/}}</ref> 
# Fysisk erosjon, kjemisk og biologisk forvitring av bergarter som inneholder fosfor avgir oppløst og partikkelformet fosfor til jord,<ref>{{cite journal |last1=Adediran |first1=Gbotemi A. |last2=Tuyishime |first2=J.R. Marius |last3=Vantelon |first3=Delphine |last4=Klysubun |first4=Wantana |last5=Gustafsson |first5=Jon Petter |date=oktober 2020 |title=Phosphorus in 2D: Spatially resolved P speciation in two Swedish forest soils as influenced by apatite weathering and podzolization |journal=Geoderma |volume=376 |pages=114550 |doi=10.1016/j.geoderma.2020.114550 |bibcode=2020Geode.376k4550A |doi-access=free |language=en |issn=0016-7061}}</ref> innsjøer og elver i form av fosfationer (PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>) i vann.<ref name=Withgott>{{Kilde bok | forfatter= Withgott, Jay og Laposata, Matthew | tittel= Essential Environment: The Science Behind the Stories | redaktør= |  artikkel= | utgave = 5 | utgivelsesår= 2015 | forlag= Pearson Education | isbn= 978-0-321-98457-9 | url= | side = 42–43}}</ref>
# Transport via vassdrag og grunnvann til innsjøer og i siste rekke avrenning til havet.
# Sedimentering av partikkelformet fosfor, for eksempel fosfor bundet i organisk materiale, oksider og karbonatmineraler, som til slutt avsettes i marine sedimenter (denne prosessen kan også forekomme i innsjøer og elver).<ref name="Ruttenberg_2014">{{Kilde bok | tittel=Treatise on Geochemistry | forfatter=Ruttenberg, K.C. | dato=2014 | utgiver=Elsevier | isbn=978-0-08-098300-4 | kapittel=The global phosphorus cycle | doi=10.1016/b978-0-08-095975-7.00813-5 | side= 499–558}}</ref>

=== Fosforsirkulasjon på landjorden ===
[[Fil:Phosphorus_Cycle_copy.jpg|mini|upright=1.5|Sirkulasjon av fosfor på landjorden.]]

På landjorden blir (reaktivt) fosfor tilgjengelig for biologiske prosesser hovedsakelig i form av forvitring av fosforholdige bergarter. Det mest tallrike primære fosformineralet i jordskorpen er [[apatitt]], som oppløses av naturlige syrer skapt av mikrober i jorden og sopp. Også andre kjemiske [[Forvitring|forvitringsreaksjoner]] og [[erosjon]] gjør fosfor tilgjengelig.<ref>{{Kilde bok|tittel=Treatise on Estuarine and Coastal Science|etternavn=Slomp, C.P. |dato=2011 | utgiver = Elsevier | isbn=978-0-08-087885-0 | bind=5 | kapittel=Phosphorus cycling in the estuarine and coastal zones | doi=10.1016/b978-0-12-374711-2.00506-4 | side = 201–229 }}</ref> Det oppløste fosforet er [[Biotilgjengelighet|biotilgjengelig]] for organismer i jorden og planter, og returneres til jorden etter at disse dør.<ref name="Arai">{{cite journal |author1=Arai, Y. |author2=Sparks, D.L. |title=Phosphate reaction dynamics in soils and soil components: A multiscale approach |date=2007 |journal=Advances in Agronomy |volume=94 |pages=135–179 |publisher=Elsevier |doi=10.1016/s0065-2113(06)94003-6 |isbn=978-0-12-374107-3}}</ref> En del av fosforet går inn i svært tungløselige forbindelser i jordsmonnet.<ref>{{ Kilde bok | forfatter = Taksdal, Gudmund | utgivelsesår = 1988 | tittel = Økologi | isbn = 8252912230 | utgivelsessted = Oslo | forlag = Landbruksforlaget | url = http://urn.nb.no/URN:NBN:no-nb_digibok_2007091004056 | side = 37–39 }}</ref><ref name="Fimreite">{{ Kilde bok | forfatter = Fimreite, Norvald | utgivelsesår = 1997 | tittel = Innføring i økologi | isbn = 8252147852 | utgivelsessted = Bø i Telemark | forlag = Samlaget | url = http://urn.nb.no/URN:NBN:no-nb_digibok_2008073100080 | side = 45–46}}</ref> Fosforets retensjon (at det holdes tilbake) i jordmineraler, for eksempel ved adsorpsjon av jern- og aluminium-oksyhydroksider i sure jordarter og oppløsning ved nedbør på kalsitt i nøytral til kalkholdig jord, ansees som den viktigste prosessen for å kontrollere det terrestriske fosforets biotilgjengelighet i mineraljorden (jordarter dannet ved forvitring av fjellgrunnen).<ref name="Arai"/> Denne prosessen kan føre til lavt nivå av oppløste fosforkonsentrasjoner i jordløsningen. Ulike fysiologiske strategier brukes av planter og mikroorganismer for å oppta fosfor selv om konsentrasjonen er lav.<ref>{{cite journal |author1=Shen, J. |author2=Yuan, L. |author3=Zhang, J. |author4=Li, H. |author5=Bai, Z. |author6=Chen, X. |author7=Zhang, W. |author8=Zhang, F | date=juli 2011 |title=Phosphorus dynamics: From soil to plant |url=https://archive.org/details/sim_plant-physiology_2011-07_156_3/page/997 |journal=Plant Physiology |volume=156 |issue=3 |pages=997–1005 |pmid=21571668 |pmc=3135930 |doi=10.1104/pp.111.175232}}</ref>

Rask resirkulering av fosfor som frigjøres ved nedbrytning av biomasse er avgjørende i økosystemer både på landjorden og vil vanns. I begge tilfellene er det snakk om omløpshastigheter på dager eller rundt ett år. Som med opptak av karbon, nitrogen og svovel, er levende organismer essensielle i denne prosessen, ellers ville jordfosfater vært utilgjengelige. Dekomponering av død biomasse skjer ved [[Løselighet|solubilisering]] (oppløsning i vann) ved hjelp av fler bakteriearter. Dessuten ved frigjøring av fosfor fra [[Apatitt|jordapatitter]] med oksalsyre produsert av sopparten [[mykorrhiza]]. Disse prosessene som er kritisk i senere stadier av jordutviklingen, når primære mineraler har forvitret bort. Siden det verken er noen biotisk tilgjengeliggjøring av fosfor eller noen vesentlig tilførsel fra atmosfæren, reduseres fosforet i den raske jord-plante-syklusen. Dermed er næringsstoffet først og fremst tilgjengelig ved langsom forvitring av fosforholdige bergarter. Mangel på fosfor i økosystemer på landjorden er derfor vanlig.{{sfn|Smil|2002|p=147–148}}

Innsjøer motar fosfor fra vassdrag og luft. I neste omgang vil innsjøer tappe fosfor via avløpet og ved at noe legger seg i bunngjørmen. Når det oppstår oksygnfattig bunnvann blir de øverste millimetrene av bunnsedimentene [[Reduksjon|kjemisk redusert]] og forsfor frigjøres. Spesielt om våren vil sirkulasjon av vann (vårfullsirkulasjon) føre til at omrøring av vannmassene og det fosforrike vannet kommer opp til overflaten. På våren gir dette en gjøtselseffekt og er årsak til rik algevekst.<ref name="Fimreite"/>

=== Fosforsirkulasjon i havet ===
[[File:A_simplified_illustration_of_the_nitrogen_and_phosphorus_cycles_in_a_wetland.jpg|mini|upright=1.5|Sirkulasjon av fosfor i vann.]]

Fosfor i jordsmonnet vil generelt transporteres til elver og innsjøer og kan deretter enten begraves i sedimenter eller transporteres til havet. Atmosfærisk fosforavsetning er en annen viktig fosforkilde i havet.<ref name="Paytan_2007">{{Cite journal|author1=Paytan, A.|author2=McLaughlin, K.|title=The oceanic phosphorus cycle|journal=Chemical Reviews| volume=107 | issue=2 |pages=563–576| date=februar 2007 |pmid=17256993|doi=10.1021/cr0503613}}</ref> I overflatevann vil oppløst uorganisk fosfor, hovedsakelig ortofosfat (PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>), bli opptatt av planteplankton og omdannet til organiske fosforforbindelser.<ref name="Ruttenberg_2014"/><ref name="Paytan_2007" /> Celler i planteplankton frigjør cellulært oppløst uorganisk og organisk fosfor til omgivelsene. Noen av de organiske fosforforbindelsene kan hydrolyseres av enzymer syntetisert av bakterier og planteplankton, og deretter opptas. Mesteparten av fosforet remineraliseres i vannsøylen. Omtrent 1 % av det fosforet som føres til dyphavet via fallende partikler, blir borte fra havreservoaret og deponeres i sedimenter på havbunnen.<ref name="Paytan_2007" /> En serie [[Diagenese|diagenetiske prosesser]] beriker fosforkonsentrasjoner av sedimentporevann, noe som resulterer i en betydelig strøm av fosfor til overliggende bunnvann. Disse prosessene består av:
# Mikrobiell respirasjon av organisk materiale i sedimenter.
# Mikrobiell reduksjon og oppløsning av jern og mangan (oxyhydr)oksider med påfølgende frigjøring av fosfor, som forbinder fosforsyklusen til [[jernsyklusen]],<ref>{{Cite journal|last1=Burgin|first1=Amy J.|last2=Yang|first2=Wendy H.|last3=Hamilton|first3=Stephen K.|last4=Silver|first4=Whendee L.|date=2011|title=Beyond carbon and nitrogen: how the microbial energy economy couples elemental cycles in diverse ecosystems|journal=Frontiers in Ecology and the Environment|volume=9|issue=1|pages=44–52|doi=10.1890/090227}}</ref>
# Abiotisk reduksjon av jern (oksyhydrogenoksider) ved [[hydrogensulfid]] og frigjøring av jern som inngår i forbindelser med fosfor.<ref name="Ruttenberg_2014"/>
# Fosfat assosiert med [[kalsiumkarbonat]] og omdannelse av jernoksidbundet fosfor til vivianitt, noe som spiller en nøkkelrolle i fosfordeponering i marine sedimenter.<ref>{{Cite journal|author1=Kraal, P.|author2=Dijkstra, N.|author3=Behrends, T.|author4=Slomp, C.P.|date=mai 2017|title=Phosphorus burial in sediments of the sulfidic deep Black Sea: Key roles for adsorption by calcium carbonate and apatite authigenesis|journal=Geochimica et Cosmochimica Acta|volume=204|pages=140–158|doi=10.1016/j.gca.2017.01.042|bibcode=2017GeCoA.204..140K}}</ref><ref>{{Cite journal|author1=Defforey, D.|author2=Paytan, A.|date=2018|title=Phosphorus cycling in marine sediments: Advances and challenges|journal=Chemical Geology | volume=477 | pages=1–11 |doi=10.1016/j.chemgeo.2017.12.002|bibcode=2018ChGeo.477....1D}}</ref> 
Disse prosessene ligner på fosforsirkulasjon i innsjøer og elver.