Suuri aineiden kierto luonnossa vuorovaikutuksen takia aurinkoenergia Maan syvän energian kanssa ja jakaa aineen uudelleen biosfäärin ja maan syvempien horisonttien välillä.

Magmakivien rapautumisesta muodostuneet sedimenttikivet liikkuvilla vyöhykkeillä maankuorta sukeltaa takaisin vyöhykkeelle korkeita lämpötiloja ja paineita. Siellä ne sulavat ja muodostavat magmaa - uusien magmaisten kivien lähteen. Kun nämä kivet ovat nousseet maan pinnalle ja sääprosessit vaikuttavat, ne muuttuvat jälleen uusiksi sedimenttikiviksi. Uusi kiertokulku ei varsinaisesti toista vanhaa, vaan tuo jotain uutta, mikä ajan myötä johtaa erittäin merkittäviin muutoksiin.

liikkeellepaneva voima suuri (geologinen) kiertokulku ovat eksogeeninen ja endogeeninen geologiset prosessit.

Endogeeniset prosessit(sisäisen dynamiikan prosessit) tapahtuvat Maan sisäisen energian vaikutuksesta, joka vapautuu sen seurauksena radioaktiivinen hajoaminen, kemialliset reaktiot mineraalien muodostuminen, kiteytyminen kiviä ja muut (esim. tektoniset liikkeet, maanjäristykset, magmatismi, metamorfismi).

Eksogeeniset prosessit(ulkoisen dynamiikan prosessit) etenevät Auringon ulkoisen energian vaikutuksesta. Esimerkkejä: kivien ja mineraalien rapautuminen, tuhotuotteiden poistaminen joiltakin maankuoren alueilta ja niiden siirtyminen uusille alueille, tuhoutumistuotteiden laskeutuminen ja kerääntyminen sedimenttikivien muodostumisen yhteydessä. To Ex.pr. suhde ilmakehän, hydrosfäärin sekä elävien organismien ja ihmisten geologinen aktiivisuus.

Suurimmat maamuodot (mantereet ja valtameren juoksuhautoja) ja suuret muodot (vuoret ja tasangot) muodostuivat endogeenisten prosessien seurauksena sekä keskisuuret ja pienet maamuodot ( jokilaaksot, kukkulat, rotkot, dyynit jne.), jotka on asetettu suurempien muotojen päälle - eksogeenisten prosessien vuoksi. Siten endogeeniset ja eksogeeniset prosessit ovat vastakkaisia. Ensimmäinen johtaa koulutukseen suuria muotoja helpotus, toinen niiden tasoittamisen jälkeen.

Esimerkkejä geologisesta kierrosta. Magmaiset kivet muuttuvat sään vaikutuksesta sedimenttikiviksi. Maankuoren liikkuvilla vyöhykkeillä ne uppoavat maan syvyyksiin. Siellä ne sulavat korkeiden lämpötilojen ja paineiden vaikutuksesta ja muodostavat magmaa, joka pintaan noustaessaan ja kiinteytyessään muodostaa magmaisia ​​kiviä.

Esimerkki iso kierto Maan ja valtameren välinen vedenkierto ilmakehän läpi voi myös toimia (kuva 2.1).

Riisi. 2.1. Yleisesti hyväksytty hydrologinen (ilmastollinen) kaavio

veden kiertokulku luonnossa

Valtamerten pinnalta haihtunut kosteus (joka kuluttaa lähes puolet maan pinnalle tulevasta aurinkoenergiasta) siirtyy maahan, jossa se putoaa sateen muodossa, joka palaa taas mereen pinnan ja maan alla. valuma. Veden kierto tapahtuu myös yksinkertaisemman kaavion mukaan: kosteuden haihtuminen valtameren pinnalta - vesihöyryn tiivistyminen - saostuminen valtameren samalla vesipinnalla.

Veden kiertokulku kokonaisuudessaan on tärkeä rooli muotoilussa luonnolliset olosuhteet planeetallamme. Kun otetaan huomioon kasvien veden haihtuminen ja sen imeytyminen biogeokemiallisessa kierrossa, koko maapallon vesivarasto hajoaa ja palautuu 2 miljoonassa vuodessa.

Siten aineiden geologinen kiertokulku etenee ilman elävien organismien osallistumista ja jakaa ainetta uudelleen biosfäärin ja muiden välillä. syviä kerroksia Maapallo.

Sivu 1

Laaja geologinen kiertokulku käsittää sedimenttikiviä syvälle maankuoreen, mikä pitkäksi ajaksi sammuttaa niiden sisältämät alkuaineet järjestelmästä. biologinen kierto. Aikana geologinen historia muuttuneet sedimenttikivet, jotka ovat jälleen Maan pinnalla, tuhoutuvat vähitellen elävien organismien, veden ja ilman, toiminnan vaikutuksesta ja kuuluvat jälleen biosfäärin kiertokulkuun.

Laaja geologinen kiertokulku tapahtuu satojen tuhansien tai miljoonien vuosien aikana. Se koostuu seuraavista: kivet tuhoutuvat, rapautuvat ja lopulta huuhtoutuvat pois valtameriin virtaavien vesien vaikutuksesta. Täällä ne kerrostuvat pohjalle muodostaen sedimenttikiviä ja palaavat vain osittain maahan ihmisten tai muiden eläinten vedestä poistamien organismien mukana.

Laajan geologisen kierron ytimessä on prosessi, jossa mineraaliyhdisteitä siirretään paikasta toiseen planeetan mittakaavassa ilman elävän aineen osallistumista.

Pienen kierron lisäksi on olemassa suuri, geologinen kierto. Jotkut aineet pääsevät maan syviin kerroksiin (merten pohjasedimenttien kautta tai muulla tavalla), joissa muodostumisen myötä tapahtuu hitaita muutoksia erilaisia ​​yhdisteitä, mineraali ja orgaaninen. Geologisen kierron prosesseja tuetaan pääasiassa sisäinen energia Maa, sen aktiivinen ydin. Sama energia edistää aineiden vapautumista maan pinnalle. Näin ollen suuri aineiden kierto sulkeutuu. Se kestää miljoonia vuosia.

Aineiden suuren geologisen kierron nopeudesta ja intensiteetistä on tällä hetkellä mahdotonta antaa tarkkoja tietoja, on vain likimääräisiä arvioita ja sitten vain eksogeenisen komponentin osalta. yleinen kierto, eli ottamatta huomioon aineen virtausta vaipasta maankuoreen.

Tämä hiili osallistuu laajaan geologiseen kiertokulkuun. Tämä hiili, pienen bioottisen kierron prosessissa, ylläpitää biosfäärin ja elämän kaasutasapainoa yleensä.

Joidenkin maailman jokien kiinteä valuma.

Biosfäärin ja teknosfäärin komponenttien osuus maapallon aineiden laajaan geologiseen kiertokulkuun on erittäin merkittävä: teknosfäärin komponenttien määrä lisääntyy jatkuvasti, mikä johtuu ihmisen tuotantotoiminnan laajenemisesta.

Koska päällä maanpinta pääasiallinen teknobio-geokemiallinen virtaus suunnataan suuren geologisen aineiden kierron puitteissa 70 % maasta valtamereen ja 30 % - suljettuihin valumattomiin syvennyksiin, mutta aina korkeammalta alemmalle tasolle. toiminta painovoimat Vastaavasti maankuoren materiaali erottuu myös korkealta matalalle, maalta valtamereen. Käänteiset virtaukset (ilmakehän kuljetus, ihmisen toiminta, tektoniset liikkeet, vulkanismi, organismien vaeltaminen) monimutkaistavat jossain määrin tätä yleistä aineen liikettä alaspäin, luoden paikallisia vaellussyklejä, mutta eivät muuta sitä yleisesti.

Veden kierto maan ja valtameren välillä ilmakehän läpi viittaa laajaan geologiseen kiertokulkuun. Vesi haihtuu valtamerten pinnalta ja joko kuljetetaan maahan, jossa se putoaa sateen muodossa, joka palaa taas mereen pinta- ja maanalaisena valumana, tai sateena valtameren pintaan. Yli 500 tuhatta km3 vettä osallistuu maan veden kiertoon vuosittain. Veden kiertokulku kokonaisuudessaan on tärkeä rooli planeettamme luonnonolosuhteiden muovaamisessa. Kun otetaan huomioon kasvien veden haihtuminen ja sen imeytyminen biogeokemiallisessa kierrossa, koko maapallon vesivarasto hajoaa ja palautuu 2 miljoonassa vuodessa.

Hänen muotoilunsa mukaan aineiden biologinen kiertokulku kehittyy luonnon laajan, geologisen ainekierron liikeradalla.

Aineen kuljetus pinta- ja pohjavesi- Tämä on tärkein tekijä maan eriyttämisessä maapallo geokemiallisesti, mutta ei ainoa, ja jos puhumme aineiden suuresta geologisesta kierrosta maan pinnalla kokonaisuutena, niin se on erittäin tärkeä rooli Virrat myös kuljettavat erityisesti merta ja ilmakehää.

Aineiden suuren geologisen kierron nopeudesta ja intensiteetistä on tällä hetkellä mahdotonta antaa tarkkoja tietoja, on vain likimääräisiä arvioita ja sitten vain yleisen kierron eksogeenisen komponentin, ts. ottamatta huomioon aineen virtausta vaipasta maankuoreen. Aineiden suuren geologisen kierron eksogeeninen komponentti on jatkuvasti jatkuva maanpinnan denudaatioprosessi.

Kaikki planeetan aineet ovat kiertoprosessissa. Aurinkoenergia aiheuttaa kaksi aineen kiertoa maan päällä: suuri (geologinen, biosfäärinen) ja pieni (biologinen).

Biosfäärin suurelle ainekierrolle on tunnusomaista kaksi tärkeitä kohtia: se suoritetaan koko ajan geologinen kehitys Maa ja on moderni planeettaprosessi, joka ottaa johtavan osan biosfäärin jatkokehityksessä.

Geologinen kierto liittyy kivien muodostumiseen ja tuhoutumiseen ja sitä myöhempään tuhotuotteiden liikkumiseen - klastiseen materiaaliin ja kemiallisia alkuaineita. Näissä prosesseissa on ollut ja on edelleen merkittävä rooli lämpöominaisuudet maa- ja vesipinnat: absorptio ja heijastus auringonsäteet, lämmönjohtavuus ja lämpökapasiteetti. Maan pinnan epävakaa hydroterminen järjestelmä yhdessä planeetan ilmakehän kiertojärjestelmän kanssa määritteli aineiden geologisen kierron, joka maapallon kehityksen alkuvaiheessa endogeenisten prosessien ohella liittyi mantereiden, valtamerten ja nykyajan muodostumiseen. geosfäärit. Biosfäärin muodostumisen myötä organismien elintärkeän toiminnan tuotteet sisällytettiin suureen kiertokulkuun. Geologinen kiertokulku antaa eläville organismeille ravinteita ja määrää suurelta osin niiden olemassaolon edellytykset.

Tärkeimmät kemialliset alkuaineet litosfäärit: happi, pii, alumiini, rauta, magnesium, natrium, kalium ja muut - osallistuvat suureen kiertoon, joka kulkee ylemmän vaipan syvistä osista litosfäärin pintaan. magmakivi, joka syntyi kiteytymisen aikana

Magma, joka on päässyt litosfäärin pinnalle maan syvyydestä, hajoaa ja rapistuu biosfäärissä. Sään aiheuttavat tuotteet siirtyvät liikkuvaan tilaan, kulkeutuvat vesien ja tuulen mukana matalille paikoille, putoavat jokiin, valtamereen ja muodostavat paksuja sedimenttikivikerroksia, jotka ajan myötä vajoavat syvyyteen alueilla, joilla on kohonnut lämpötila ja paine, läpikäyvät muodonmuutoksen, ts. "sulavat uudelleen". Tämän uudelleensulatuksen aikana ilmaantuu uusi metamorfinen kivi, joka tulee maankuoren ylähorisontteihin ja palaa aineiden kiertoon. (Kuva 32).

Riisi. 32. Geologinen (suuri) aineiden kierto

Helposti liikkuvat aineet - kaasut ja luonnonvesiä jotka muodostavat planeetan ilmakehän ja hydrosfäärin. Litosfäärin materiaali kiertää paljon hitaammin. Yleensä minkä tahansa kemiallisen alkuaineen jokainen kierto on osa yleistä suurta aineiden kiertoa maan päällä, ja ne kaikki liittyvät läheisesti toisiinsa. Elävää ainetta biosfääri tässä syklissä tekee erinomaista työtä jakaakseen uudelleen kemiallisia alkuaineita, jotka kiertävät jatkuvasti biosfäärissä siirtyen ulkoinen ympäristö eliöihin ja takaisin ympäristöön.

Pieni tai biologinen aineiden kierto- Tämä

aineiden kierto kasvien, eläinten, sienten, mikro-organismien ja maaperän välillä. Biologisen kierron ydin on kahden vastakkaisen, mutta toisiinsa liittyvän prosessin virtaus - orgaanisten aineiden luominen ja niiden tuhoaminen. Ensimmäinen taso orgaanisten aineiden ilmaantuminen johtuu viherkasvien fotosynteesistä eli elävän aineen muodostumisesta hiilidioksidi, vesi ja yksinkertaiset mineraaliyhdisteet aurinkoenergialla. Kasvit (tuottajat) ottavat maaperästä liuoksessa rikin, fosforin, kalsiumin, kaliumin, magnesiumin, mangaanin, piin, alumiinin, sinkin, kuparin ja muiden alkuaineiden molekyylejä. Kasvissyöjäeläimet (ensimmäisen asteen kuluttajat) imevät näiden alkuaineiden yhdisteitä jo ravinnon muodossa kasviperäinen. Petoeläimet (toisen luokan kuluttajat) ruokkivat kasvinsyöjäeläimiä ja kuluttavat enemmän kuin monimutkainen koostumus, mukaan lukien proteiinit, rasvat, aminohapot ja muut aineet. Mikro-organismit (hajottajat) tuhoavat kuolleiden kasvien ja eläinjäännösten orgaanisia aineita maaperään ja vesiympäristö yksinkertaiset mineraaliyhdisteet, joita kasvit voivat assimiloida, tulevat sisään ja biologisen kierron seuraava kierros alkaa (Kuva 33).

Kaikki planeetallamme olevat aineet ovat kiertoprosessissa. Aurinkoenergia aiheuttaa kaksi ainekiertoa maapallolla, suuren eli biosfäärin (kattaa koko biosfäärin) ja pienen tai biologisen (ekosysteemien sisällä).

Aineiden biosfäärin kiertokulkua edelsi geologinen kierto, joka liittyi kivien muodostumiseen ja tuhoutumiseen ja sitä seuraavaan tuhoutuneiden tuotteiden - tuhomateriaalin ja kemiallisten alkuaineiden - liikkumiseen. Näissä prosesseissa merkittävä rooli oli ja on edelleen maan ja veden pinnan lämpöominaisuuksilla: absorptio auringonvalon heijastukseksi, lämmönjohtavuus lämpökapasiteetiksi. Vesi imee enemmän aurinkoenergiaa, ja maapinta samoilla leveysasteilla lämpenee enemmän. Maan pinnan epävakaa hydroterminen järjestelmä yhdessä planeetan ilmakehän kiertojärjestelmän kanssa määritteli aineiden geologisen kierron, joka maapallon kehityksen alkuvaiheessa endogeenisten prosessien ohella liittyi mantereiden, valtamerten ja nykyajan muodostumiseen. geosfäärit. Siirtyminen puhuu myös sen geologisesta ilmenemisestä. ilmamassat säätuotteet ja vesi - siihen liuenneet mineraaliyhdisteet. Biosfäärin muodostumisen myötä organismien elintärkeän toiminnan tuotteet sisällytettiin suureen kiertokulkuun. Geologinen kiertokulku on, lakkaamatta olemassaolostaan, saanut uusia piirteitä: se on aineen biosfäärin liikkeen alkuvaihe. Hän toimittaa eläville organismeille ravintoaineita ja määrittää suurelta osin niiden olemassaolon ehdot.

Biosfäärin laajalle aineiden kierrolle on ominaista kaksi tärkeää seikkaa:

Sitä suoritetaan koko maapallon geologisen kehityksen ajan;

Se on moderni planeettaprosessi, joka ottaa johtavan osan edelleen kehittäminen biosfääri (Radkevich, 1983).

Käytössä nykyinen vaihe Ihmiskunnan kehityksen myötä suuren kierron seurauksena myös epäpuhtaudet, kuten rikin ja typen oksidit, pöly ja radioaktiiviset epäpuhtaudet kulkeutuvat pitkiä matkoja. Pohjoisen pallonpuoliskon lauhkeiden leveysasteiden alue altistui suurimmalle saastumiselle.

Pieni tai biologinen aineiden kierto avautuu suuren, geologisen, koko biosfäärin kattavan taustalla. Sitä esiintyy ekosysteemeissä, mutta se ei ole suljettu, mikä liittyy aineen ja energian pääsyyn ekosysteemiin ulkopuolelta ja osan niistä vapautumiseen biosfäärin kiertokulkuun. Tästä syystä joskus he eivät puhu biologisesta kierrosta, vaan energian vaihdosta ekosysteemeissä ja yksittäisissä organismeissa.

Kasveja, eläimiä ja maapeite maalla muodostavat kompleksin maailman järjestelmä, joka muodostaa biomassaa, sitoo ja jakaa uudelleen aurinkoenergiaa, ilmakehän hiiltä, ​​kosteutta, happea, vetyä, typpeä, fosforia, rikkiä, kalsiumia ja muita organismien elämään osallistuvia alkuaineita. Vesiympäristön kasvit, eläimet ja mikro-organismit muodostavat toisen planeettajärjestelmä, joka suorittaa saman tehtävän sitoa aurinkoenergiaa ja aineiden biologista kiertoa.

Biologisen syklin ydin on kahden vastakkaisen, mutta toisiinsa liittyvän prosessin virtaus - luominen eloperäinen aine ja sen tuhoaminen. Orgaanisen aineen alkuperän alkuvaihe johtuu viherkasvien fotosynteesistä, ts. tämän aineen muodostuminen hiilidioksidista, vedestä ja mineraaliyhdisteistä käyttämällä auringon säteilyenergiaa. Kasvit uuttavat maaperästä rikkiä, fosforia, kalsiumia, kaliumia, magnesiumia, mangaania, piitä, alumiinia, kuparia, sinkkiä ja muita alkuaineita liuenneessa muodossa. Kasvissyöjäeläimet imevät jo näiden alkuaineiden yhdisteitä kasviperäisen ruoan muodossa. Petoeläimet syövät kasveja syöviä eläimiä, kuluttavat monimutkaisemman koostumuksen ruokaa, mukaan lukien proteiineja, rasvoja, aminohappoja jne. Kuolleiden kasvien ja eläinjäännösten orgaanisen aineksen tuhoamiseen mikro-organismien toimesta, yksinkertaiset kivennäisyhdisteet, joita kasvit voivat assimiloida maaperän ja vesiympäristön, ja seuraava kierros alkaa biologinen kierto.

Toisin kuin suurella syklillä, pienellä on erilainen kesto: kausittaiset, vuosittaiset, monivuotiset ja maalliset pienet syklit erotetaan toisistaan. Aineiden biologista kiertokulkua tutkittaessa päähuomio kiinnitetään vuosirytmiin, jonka määrää kasvillisuuden vuotuinen kehitysdynamiikka.