Cicluri de materie și energie în natură - un blog Alexei

În natură, există un număr de cicluri de materie și energie. circulație mare de substanțe în natură (geologice) antrenate de energie solară de interacțiune cu adâncimea pământului și efectuează o redistribuire a substanțelor între biosferă și niveluri mai profunde ale pământului. roci sedimentare sunt scufundate într-o zonă de temperaturi și presiuni ridicate în zonele de mișcare ale crustei. În cazul în care acestea sunt topite și forma Magma - sursa de noi roci magmatice. După ridicarea rocilor de pe suprafața Pământului și acțiunea proceselor de transformare apare din nou în noile lor roci sedimentare la intemperii. circulație mare include ciclu de apă între și uscatului prin atmosfera. Umezeala se evaporă din suprafața oceanului, este transferată în țara în care cade ca ploaia, care, din nou, a revenit la ocean sub formă de suprafață și de canalizare subterane. ciclul apei are loc printr-un sistem mai simplu: evaporarea umezelii din suprafața oceanului - condensarea vaporilor de apă - precipitații pe suprafața oceanului. În ciclul apei de pe Pământ mai mult de 500 de mii de km3 de apă participă anual. Stocul întreg de apă pe Pământ este divizat și restaurat timp de 2 milioane de ani.

circulația mică de substanțe (biochimice) are loc numai în biosferă. Esența ei constă în formarea materiei vii din compuși anorganici în procesul de fotosinteză și de transformare a materiei organice prin descompunere din nou în compuși anorganici. Acest ciclu de viață al biosferei - principal și este produsul vieții în sine. Schimbarea, fiind născut și pe moarte, substanța vie susține viața pe planeta noastră, oferind ciclism biogeochimic al materiei. Principala sursă de circulație a energiei este lumina soarelui, ceea ce permite fotosinteza:

În ryadeekosistem, în special apă și energie perenosveschestva transportate prin intermediul lanțurilor alimentare. Un astfel de ciclu este numit de obicei biologic și presupune utilizarea repetată a substanțelor cu lanțul alimentar. Cu toate acestea, în întreaga biosferă o astfel de circulație este imposibilă, deoarece nu acționează ciclu biochimic reprezentând schimbul de macro- și urme și .veschestv anorganic simplu (H20) cu C02 substanța atmosferei, hidrosfera și litosfera. Circulațiilor substanțelor individuale sunt numite cicluri biogeochimice. Esența acestui ciclu este faptul că elementele chimice absorbite de către organism, apoi lăsați-l și du-te la mediul abiotic, și după un timp ajung într-un organism viu din nou. Aceste substanțe chimice sunt numite biophil. Ciclurile biogeochimice de substanțe ar trebui să facă distincția fondul de rezervă sau nu substanțe legate de organisme; fond de schimb, datorită schimbului direct de nutrienți între organisme și împrejurimile lor. Dacă luăm în considerare biosferă în ansamblul său, acesta poate fi izolat din circulație a fondului de rezervă gazos în atmosferă și hidrosferă (ocean) și ciclul sedimentară cu un fond de rezervă în crusta într-o circulație geologică.

cicluri biogeochimice și cicluri, în general, oferă următoarele funcții importante ale materiei vii în biosferă:

• gaz: gazele de bază atmosfera terestră, azot și oxigen, sunt de origine biogene și toate gazele subterane - un produs de descompunere a materiei organice moarte;

• concentrare: organisme se acumulează în corpurile lor, multe elemente chimice - carbon, potasiu, siliciu, fosfor, etc;.

• redox: organisme vii în ape, condiții de oxigen controlate și creează condiții pentru dizolvarea sau depunerea mai multor metale (V, Mn, Fe) și metaloid (S) cu valență variabilă;

• biochimice: reproducerea, creșterea și mișcarea în spațiu a materiei vii;

• Activitatea umană biogeochimica: implicarea în cantități tot mai mari de substanțe naturale pentru uz casnic și nevoile umane interne.

Singurul proces din lume, care nu se consumă, ci mai degrabă se conectează energia solară și o stochează chiar - este crearea materiei organice prin fotosinteză. Legarea și stocarea energiei solare și este principala funcția planetară a materiei vii pe Pământ.

Nutrientul cel mai esențial implicat în ciclurile biogeochimice și din care în esență constau din molecule proteice sunt carbon, azot, oxigen, fosfor și sulf. cicluri biogeochimice de carbon, azot și oxigen, cel mai perfect. Datorită rezervelor atmosferice mari acestea sunt capabile de auto-reglementare rapidă.

Ciclul de carbon, mai degrabă în mod clar lanțul de observat C02 trofice: producători, sechestrarea carbonului din atmosferă prin fotosinteza, consuments - absorbind corpurile de carbon cu producătorii și consumatorii de comenzi mai mici, descompunători - returnarea ciclului carbonului. Viteza completă de circuit este de aproximativ C02 300 de ani. În adâncurile oceanelor organismelor moarte de carbon se scufunda la partea de jos, trece în roci sedimentare și nu mai este implicată în ciclul biologic și geologic al substanțelor. Rezervorul principal de carbon fix sunt păduri biologic care conțin într-o cantitate de până la 500 de miliarde de tone, ceea ce reprezintă 2/3 din volumul său în atmosferă. Intervenția omului în ciclul carbonului conduce la o creștere a conținutului de CO în atmosferă.

Ciclul de oxigen -. 2 mii de ani, timp în care întreaga cantitate de oxigen în atmosferă trece prin materia vie. Furnizorul principal al oxigenului pe Pământ - plante verzi. Anual produc pe teren 109 de 53 x 02 m, iar oceanele, 414 m x 109 Root consumatori de oxigen -. Animale, organisme și plante din sol, se utilizează în procesul de respirație. Ciclul de proces al oxigenului în biosferă destul de complicată, deoarece oxigenul conținut în foarte mulți compuși chimici. Pentru utilizări industriale și menajere consumate anual 23% oxigen, care este eliberat în timpul fotosintezei. Este de așteptat ca în viitorul apropiat, oxigenul produs va arde în cuptoare și, prin urmare, este necesar să se creeze condiții pentru o creștere semnificativă a fotosinteza a plantelor de pe Pământ, și de a folosi alte măsuri radicale.

ciclism biogeochimic de azot acoperă, de asemenea toate domeniile biosferei. Absorbția de plante este limitată, deoarece acestea absorb numai azotul sub formă de compus cu hidrogen și oxigen. Trebuie avut în vedere faptul că, în atmosfera de rezerve de azot sunt practic inepuizabile. Decomposers (destructori) - bacteriile din sol se descompune treptat substanță proteiformă organisme moarte și a le converti în compuși de amoniu, nitrați și nitriți. O parte din nitratul intră în ciclul în apele subterane și le contamina. Pericolul constă și în faptul că azotul sub formă de nitrați și nitriți este absorbit de plante și pot fi transmise prin lanțuri alimentare (trofice). Azot în atmosferă din nou cu distins de gazele putrefacție.

cicluri biogeochimice fosforaiseryznachitelno mai puțin perfecte, ca cea mai mare parte a acestora este conținută în fondul de rezervă, și aproape ajunge la scoarța terestră. Circulația sulf și fosfor - ciclurile biogeochimice tipice sedimentare. Aceste cicluri sunt ușor perturbat de diverse influențe, și de multe ori partajate materialul iese din ciclu.

Sulful are, de asemenea, o rezervă de bază în sedimente și sol, dar spre deosebire de fondul de rezervă de fosfor și atmosferă. În schimb fond rolul principal aparține microorganismelor: una dintre ele - reducerea, altele - oxidanți. În marin ionul sulfat mediu are al doilea cel după conținutul de clor este principala formă accesibilă de sulf care este recuperat și autotrophs implicat în compoziția de aminoacizi. ciclu de sulf, deși este cerut de organismul uman în cantități mici, este esențială pentru procesul general de producție și extinderea acesteia. Cu toate acestea, ciclul de sulf, precum azotul, poate fi rupt prin intervenție umană. Motivul pentru care arde în primul rând de combustibili fosili, în special a cărbunelui. Dioxid de sulf (S02) dă procesele de fotosinteză și conduce la distrugerea vegetației.

cicluri biogeochimice sunt ușor de deranjat de om. De exemplu, extracția îngrășămintelor minerale se produce contaminarea apei și a poluării aerului. Odată ajuns în apă, compușii cu fosfor și azot foarte toxice care cauzează eutrofizare. Cu alte cuvinte, ciclul devine nu ciclic și aciclic. Protecția resurselor naturale sunt, inter alia, se urmărește transformarea proceselor biogeochimice aciclice ciclic.

Astfel, homeostazia generală depinde de stabilitatea ciclului biogeochimic biosferă materiei în natură. Dar fiind ecosistemul planetar, aceasta include toate nivelurile ecosistemelor lor, astfel încât prioritatea pentru homeostaziei sale au integritatea și durabilitatea ecosistemelor naturale.