Ciclu mare de substanțe din natură datorita interactiunii energie solara cu energia profundă a Pământului și redistribuie materia între biosferă și orizonturile mai adânci ale Pământului.

Roci sedimentare formate prin intemperii rocilor magmatice din zonele mobile Scoarta terestra plonja înapoi în zonă temperaturi mari si presiune. Acolo se topesc și formează magma - sursa de noi roci magmatice. După ridicarea acestor roci la suprafața pământului și acțiunea proceselor de intemperii, ele sunt din nou transformate în noi roci sedimentare. Noul ciclu de circulație nu îl repetă tocmai pe cel vechi, ci introduce ceva nou, care în timp duce la schimbări foarte semnificative.

forta motrice circulaţie mare (geologică). sunteți exogen și endogen procese geologice.

Procese endogene(procesele de dinamică internă) apar sub influența energiei interne a Pământului, eliberată ca urmare a dezintegrare radioactivă, reacții chimice formare minerală, cristalizare stânciși altele (de exemplu, mișcări tectonice, cutremure, magmatism, metamorfism).

Procese exogene(procesele de dinamică externă) se desfășoară sub influența energiei externe a Soarelui. Exemple: alterarea rocilor și mineralelor, îndepărtarea produselor de distrugere din unele zone ale scoarței terestre și transferul lor în zone noi, depunerea și acumularea produselor de distrugere cu formarea de roci sedimentare. Pentru Ex.pr. relație activitatea geologică a atmosferei, hidrosferei, precum și a organismelor vii și a oamenilor.

Cele mai mari forme de relief (continente și tranșee oceanice) și forme mari (munti și câmpii) s-au format datorită proceselor endogene, iar formele de relief medii și mici ( văile râurilor, dealuri, râpe, dune etc.), suprapuse unor forme mai mari - datorită proceselor exogene. Astfel, endogene și procese exogene sunt opuse. Primul duce la educație forme mari relief, al doilea după netezirea lor.

Exemple de ciclu geologic. Rocile magmatice sunt transformate în roci sedimentare ca urmare a intemperiilor. În zonele mobile ale scoarței terestre, ele se scufundă în adâncurile Pământului. Acolo, sub influența temperaturilor și presiunilor ridicate, se topesc și formează magma, care, ridicându-se la suprafață și, solidificându-se, formează roci magmatice.

Un exemplu ciclu mare poate servi și ciclul apei dintre pământ și ocean prin atmosferă (Fig. 2.1).

Orez. 2.1. Schema general acceptată de hidrologică (climatică)

ciclul apei în natură

Umiditatea evaporată de la suprafața oceanelor (care consumă aproape jumătate din energia solară care vine la suprafața Pământului) este transferată pe uscat, unde cade sub formă de precipitații, care se întoarce din nou în ocean sub formă de suprafață și subteran. scurgerile. Ciclul apei are loc și după o schemă mai simplă: evaporarea umidității de la suprafața oceanului - condensarea vaporilor de apă - precipitații pe aceeași suprafață de apă a oceanului.

Ciclul apei în ansamblu joacă un rol major în modelare conditii naturale pe planeta noastră. Ținând cont de transpirația apei de către plante și de absorbția acesteia în ciclul biogeochimic, întreaga aprovizionare cu apă de pe Pământ se descompune și este restabilită în 2 milioane de ani.

Astfel, ciclul geologic al substanțelor se desfășoară fără participarea organismelor vii și redistribuie materia între biosferă și mai multe straturi adânci Pământ.

Pagina 1

Un ciclu geologic mare implică roci sedimentare adânci în scoarța terestră, pentru o lungă perioadă de timp oprind din sistem elementele conținute în ele. ciclu biologic. Pe parcursul istoria geologică rocile sedimentare transformate, din nou la suprafața Pământului, sunt distruse treptat de activitatea organismelor vii, a apei și a aerului și sunt din nou incluse în ciclul biosferic.

Un ciclu geologic mare are loc pe parcursul a sute de mii sau milioane de ani. Constă în următoarele: rocile sunt distruse, deteriorate și în cele din urmă spălate de scurgerile de apă în oceane. Aici se depun pe fund, formând roci sedimentare și se întorc doar parțial pe pământ cu organisme îndepărtate din apă de oameni sau alte animale.

În centrul unui ciclu geologic mare se află procesul de transfer de compuși minerali dintr-un loc în altul la scară planetară fără participarea materiei vii.

Pe lângă circulația mică, există o circulație mare, geologică. Unele substanțe pătrund în straturile adânci ale Pământului (prin sedimentele de fund ale mărilor sau în alt mod), unde se produc transformări lente odată cu formarea. diverse conexiuni, minerale și organice. Procesele de circulație geologică sunt susținute în principal energie interna Pământul, nucleul său activ. Aceeași energie contribuie la eliberarea de substanțe pe suprafața Pământului. Astfel, o circulație mare de substanțe se închide. Este nevoie de milioane de ani.

În ceea ce privește viteza și intensitatea marii circulații geologice a substanțelor, în prezent este imposibil să se furnizeze date exacte, există doar estimări aproximative, și atunci doar pentru componenta exogenă. ciclu general, adică fără a ţine cont de afluxul de materie din mantie în scoarţa terestră.

Acest carbon ia parte la un ciclu geologic mare. Acest carbon, în procesul unui mic ciclu biotic, menține echilibrul gazos al biosferei și al vieții în general.

Scurgere solidă a unor râuri ale lumii.

Contribuția componentelor biosferice și tehnosferice la ciclul geologic mare al substanțelor Pământului este foarte semnificativă: se constată o creștere constant progresivă a componentelor tehnosferice datorită extinderii sferei de activitate de producție umană.

Pentru că pe suprafața pământului fluxul tehnobio-geochimic principal este direcționat în cadrul unei mari circulații geologice a substanțelor pentru 70% din pământ în ocean și pentru 30% - în depresiuni închise fără scurgere, dar întotdeauna de la niveluri mai înalte la niveluri inferioare, ca urmare a acțiune forte gravitationaleÎn mod corespunzător, materialul scoarței terestre este și el diferențiat de la cote mari la cote joase, de la uscat la ocean. Fluxurile inverse (transportul atmosferic, activitatea umană, mișcările tectonice, vulcanismul, migrația organismelor) complică într-o oarecare măsură această mișcare generală descendentă a materiei, creând cicluri locale de migrație, dar nu o modifică în general.

Circulația apei între pământ și ocean prin atmosferă se referă la un ciclu geologic mare. Apa se evaporă de la suprafața oceanelor și fie este transferată pe uscat, unde cade sub formă de precipitații, care se întoarce din nou în ocean sub formă de scurgere de suprafață și subterană, fie cade sub formă de precipitații la suprafața oceanului. Peste 500 de mii de km3 de apă participă la ciclul apei de pe Pământ în fiecare an. Ciclul apei în ansamblu joacă un rol major în modelarea condițiilor naturale de pe planeta noastră. Ținând cont de transpirația apei de către plante și de absorbția acesteia în ciclul biogeochimic, întreaga aprovizionare cu apă de pe Pământ se descompune și este restabilită în 2 milioane de ani.

Conform formulării sale, ciclul biologic al substanțelor se dezvoltă pe o parte a traiectoriei unui mare ciclu geologic al substanțelor din natură.

Transportul materiei pe suprafata si panza freatica- acesta este principalul factor în ceea ce privește diferențierea terenurilor globul geochimic, dar nu singurul, iar dacă vorbim despre circulația geologică mare a substanțelor pe suprafața pământului în ansamblu, atunci este foarte rol esential fluxurile joacă, de asemenea, în special transportul oceanic și atmosferic.

În ceea ce privește viteza și intensitatea marii circulații geologice a substanțelor, în prezent este imposibil să se ofere date exacte, existând doar estimări aproximative, și atunci doar pentru componenta exogenă a ciclului general, adică. fără a ţine cont de afluxul de materie din mantie în scoarţa terestră. Componenta exogenă a marii circulații geologice a substanțelor este procesul constant de denudare a suprafeței terestre.

Toate substanțele de pe planetă sunt în proces de circulație. Energia solară provoacă două cicluri de materie pe Pământ: mare (geologic, biosferic)și mic (biologic).

Circulația mare a substanțelor în biosferă se caracterizează prin două Puncte importante: se realizează pe tot parcursul dezvoltarea geologică Pământul și este un proces planetar modern care are un rol principal în dezvoltarea ulterioară a biosferei.

Ciclul geologic este asociat cu formarea și distrugerea rocilor și mișcarea ulterioară a produselor de distrugere - material clastic și elemente chimice. Un rol semnificativ în aceste procese a jucat și continuă să joace proprietati termice suprafețe de pământ și apă: absorbție și reflexie razele de soare, conductivitate termică și capacitate termică. Regimul hidrotermal instabil al suprafeței Pământului, împreună cu sistemul de circulație atmosferică planetară, au determinat circulația geologică a substanțelor, care în stadiul inițial de dezvoltare a Pământului, împreună cu procesele endogene, a fost asociată cu formarea continentelor, oceanelor și a celor moderne. geosferelor. Odată cu formarea biosferei, produsele activității vitale a organismelor au fost incluse în marele ciclu. Ciclul geologic furnizează organismelor vii nutrienți și determină în mare măsură condițiile existenței lor.

Principalele elemente chimice litosfere: oxigen, siliciu, aluminiu, fier, magneziu, sodiu, potasiu și altele - participă la o circulație mare, trecând din părțile adânci ale mantalei superioare la suprafața litosferei. rocă magmatică, care au apărut în timpul cristalizării

magma, care a intrat pe suprafața litosferei din adâncurile Pământului, suferă descompunere, intemperii în biosferă. Produsele meteorologice trec într-o stare mobilă, sunt transportate de apă și vânt în locuri de relief joase, cad în râuri, ocean și formează straturi groase de roci sedimentare, care, în timp, se scufundă la adâncime în zone cu temperatură ridicatăși presiune, suferă metamorfoză, adică „retopire”. În timpul acestei retopiri, apare o nouă rocă metamorfică, care pătrunde în orizonturile superioare ale scoarței terestre și reintră în circulația substanțelor. (Fig. 32).

Orez. 32. Circulația geologică (mare) a substanțelor

Substanțe ușor mobile - gaze și ape naturale care alcătuiesc atmosfera și hidrosfera planetei. Materialul litosferei circulă mult mai lent. În general, fiecare circulație a oricărui element chimic face parte din circulația generală mare a substanțelor de pe Pământ și toate sunt strâns legate între ele. Materie vie biosfera în acest ciclu face o treabă grozavă de redistribuire a elementelor chimice care circulă continuu în biosferă, trecând de la Mediul externîn organisme și înapoi în mediu.

Circulație mică sau biologică a substanțelor- aceasta este

circulatia substantelor intre plante, animale, ciuperci, microorganisme si sol. Esența ciclului biologic este fluxul a două procese opuse, dar interdependente - crearea de substanțe organice și distrugerea lor. Primul stagiu apariția substanțelor organice se datorează fotosintezei plantelor verzi, adică formării materiei vii din dioxid de carbon, apă și compuși minerali simpli folosind energia solară. Plantele (producătorii) extrag molecule de sulf, fosfor, calciu, potasiu, magneziu, mangan, siliciu, aluminiu, zinc, cupru și alte elemente din sol într-o soluție. Animalele erbivore (consumatoare de ordinul întâi) absorb compușii acestor elemente deja sub formă de hrană origine vegetală. Prădătorii (consumatorii de ordinul doi) se hrănesc cu animale erbivore, consumând mai mult de compoziție complexă, inclusiv proteine, grăsimi, aminoacizi și alte substanțe. În procesul de distrugere de către microorganisme (descompunetori) a substanțelor organice a plantelor moarte și a resturilor de animale, în sol și mediu acvatic Compușii minerali simpli disponibili pentru asimilarea de către plante intră și începe următoarea rundă a ciclului biologic (Fig. 33).

Toate substanțele de pe planeta noastră sunt în proces de circulație. Energia solară provoacă două cicluri de materie pe Pământ, unul mare sau biosferic (care acoperă întreaga biosferă) și unul mic sau biologic (în cadrul ecosistemelor).

Circulația biosferică a materiei a fost precedată de una geologică, asociată cu formarea și distrugerea rocilor și mișcarea ulterioară a produselor de distrugere - material detritic și elemente chimice. Un rol semnificativ în aceste procese l-au jucat și continuă să fie jucat de proprietățile termice ale suprafeței pământului și ale apei: absorbția în reflectarea luminii solare, conductivitatea termică în capacitatea termică. Apa absoarbe mai multă energie solară, iar suprafața pământului de la aceleași latitudini se încălzește mai mult. Regimul hidrotermal instabil al suprafeței Pământului, împreună cu sistemul de circulație atmosferică planetară, au determinat circulația geologică a substanțelor, care în stadiul inițial de dezvoltare a Pământului, împreună cu procesele endogene, a fost asociată cu formarea continentelor, oceanelor și a celor moderne. geosferelor. Transferul vorbește și despre manifestarea sa geologică. masele de aer produse de intemperii și apă - compuși minerali dizolvați în ea. Odată cu formarea biosferei, produsele activității vitale a organismelor au fost incluse în marele ciclu. Ciclul geologic, fără a-și înceta existența, a căpătat trăsături noi: este stadiul inițial al mișcării biosferice a materiei. El este cel care furnizează organismelor vii nutrienți și determină în mare măsură condițiile existenței lor.

Circulația mare a substanțelor în biosferă se caracterizează prin două puncte importante:

Se desfășoară pe parcursul întregii dezvoltări geologice a Pământului;

Este un proces planetar modern în care are un rol principal dezvoltare ulterioară biosferă (Radkevich, 1983).

Pe stadiul prezent dezvoltarea omenirii, ca urmare a unei circulații mari, poluanții precum oxizii de sulf și azot, praful și impuritățile radioactive sunt de asemenea transportați pe distanțe lungi. Teritoriul latitudinilor temperate din emisfera nordică a fost supus celei mai mari poluări.

O circulație mică sau biologică a substanțelor se desfășoară pe fundalul uneia mari, geologice, care acoperă biosfera în întregime. Are loc în ecosisteme, dar nu este închisă, ceea ce este asociat cu intrarea materiei și energiei în ecosistem din exterior și cu eliberarea unei părți a acestora în ciclul biosferic. Din acest motiv, uneori se vorbește nu despre ciclul biologic, ci despre schimbul de energie în ecosisteme și organismele individuale.

Plante, animale și acoperire a solului pe uscat formează un complex sistem mondial, care formează biomasă, leagă și redistribuie energia solară, carbonul atmosferic, umiditatea, oxigenul, hidrogenul, azotul, fosforul, sulful, calciul și alte elemente implicate în viața organismelor. Plantele, animalele și microorganismele mediului acvatic formează un altul sistem planetar, care îndeplinește aceeași funcție de legare a energiei solare și a ciclului biologic al substanțelor.

Esența ciclului biologic este curgerea a două procese opuse, dar interdependente - creația materie organicăși distrugerea ei. Stadiul inițial al originii materiei organice se datorează fotosintezei plantelor verzi, adică. formarea acestei substanțe din dioxid de carbon, apă și compuși minerali folosind energia radiantă a soarelui. Plantele extrag sulf, fosfor, calciu, potasiu, magneziu, mangan, siliciu, aluminiu, cupru, zinc și alte elemente din sol în formă dizolvată. Animalele erbivore absorb deja compușii acestor elemente sub formă de alimente de origine vegetală. Prădătorii se hrănesc cu animale erbivore, consumă alimente cu o compoziție mai complexă, inclusiv proteine, grăsimi, aminoacizi etc. În procesul de distrugere a materiei organice a plantelor moarte și a resturilor animale de către microorganisme, intră compuși minerali simpli disponibili pentru asimilarea de către plante. solul și mediul acvatic, iar următoarea rundă începe ciclul biologic.

Spre deosebire de ciclul mare, cel mic are o durată diferită: se disting cicluri mici sezoniere, anuale, perene și seculare. La studierea ciclului biologic al substanțelor, atenția principală este acordată ritmului anual, determinat de dinamica anuală a dezvoltării stratului de vegetație.