Il ciclo del fosforo è un ciclo sedimentario in quanto il comparto di riserva è costituito quasi esclusivamente da rocce fosfatiche. Quando queste riemergono per cause geologiche, il fosforo entra in circolazione per azione erosiva atmosferica o per solubilizzazione dei fosfati.
Il fosforo scoperto da Hennig Brand intorno al 1669 è un elemento essenziale per tutte le forme di vita e si trova principalmente nelle formazioni rocciose e nei sedimenti oceanici. Costituisce, sotto forma di PO43- e HPO42- un nutriente essenziale per le piante e per gli animali. Fa parte del DNA e dell’RNA, delle molecole che forniscono energia come l’ATP, sotto forma di fosfolipide nella membrana cellulare ed è contenuto nelle ossa e nei denti.
Il fosforo entra nella biosfera quasi interamente dal terreno mediante assorbimento dalle radici delle piante; l’erosione delle rocce contenenti minerali del fosforo, principalmente l’apatite Ca5(PO4)3X dove X è F, OH o Cl produce una quantità relativamente bassa di fosforo; abitualmente il fosforo di cui le piante hanno bisogno viene tratto dalla decomposizione di molecole organiche, molte delle quali derivanti dall’organicazione del fosfato ad opera di funghi e batteri.
La carenza di fosforo costituisce in fattore limitante per la crescita delle piante motivo per il quale è contenuto nei fertilizzanti. Il fosforo, stante la scarsa solubilità dei suoi sali è scarsamente disponibile per la crescita delle piante presenti negli ecosistemi marini.
Il fosforo organicato passa nella catena alimentare dagli organismi autotrofi a quelli eterotrofi e ritorna nel ciclo.
Al contrario degli altri cicli biogeochimici, il ciclo del fosforo non presenta una fase gassosa in quanto il fosforo e i suoi derivati non sono gassosi alle normali condizioni di temperatura e pressione.
Schema del ciclo del fosforo
Il ciclo del fosforo, schematizzato in figura:
trae origine dalle rocce.
La pioggia provoca la solubilizzazione di una piccola quantità di sali in esse contenute che dilavano verso il mare o nel suolo. Le piante traggono i fosfati dal suolo: quando gli erbivori mangiano le piante e i carnivori mangiano gli erbivori o le piante stesse i fosfati sono assorbiti dall’organismo e ritornano nel suolo dopo la decomposizione delle piante o la morte degli organismi.
Le attività umane hanno tuttavia alterato il ciclo del fosforo che è utilizzato nei detergenti, nei fertilizzanti e costituisce un prodotto delle attività umane oltre che prodotto di rifiuto industriale. L’accumulo di fosforo nei fiumi, nei laghi e nel mare provoca il cosiddetto fenomeno dell’eutrofizzazione che determina la proliferazione di alghe e microrganismi. L’aumento del consumo globale di ossigeno ne abbassa il tasso rendendo l’ambiente inadatto alla sopravvivenza di altre specie tra cui i pesci.