Toate substanțele de pe planeta noastră sunt în proces de circulație. Energia solară provoacă două cicluri de materie pe Pământ:

1) Mare (geologic sau abiotic);

2) Mici (biotice, biogene sau biologice).

Ciclurile materiei și fluxurile de energie cosmică creează stabilitatea biosferei. Ciclul materiei solide și al apei care are loc ca urmare a acțiunii factori abiotici (natura neînsuflețită), sunt numite mare ciclu geologic. Cu un ciclu geologic mare (curg de milioane de ani), rocile sunt distruse, deteriorate, substanțele se dizolvă și intră în Oceanul Mondial; au loc schimbări geotectonice, scufundarea continentelor, ridicarea fundului mării. Durata ciclului apei în ghețari este de 8.000 de ani, în râuri - 11 zile. Circulația mare este cea care furnizează organismelor vii nutrienți și determină în mare măsură condițiile existenței lor.

Ciclu geologic mareîn biosferă se caracterizează prin două puncte importante:

a) efectuate pe tot parcursul dezvoltarea geologică Pământ;

b) este un proces planetar modern care are un rol principal în dezvoltarea ulterioară a biosferei.

Pe stadiul prezent Ca urmare a dezvoltării omenirii, ca urmare a unei circulații mari, poluanții sunt transportați și pe distanțe lungi - oxizi de sulf și azot, praf, impurități radioactive. Teritoriile de latitudini temperate ale emisferei nordice au fost supuse celei mai mari poluări.

O circulație mică, biogenă sau biologică a substanțelor are loc în faze solide, lichide și gazoase, cu participarea organismelor vii. Ciclul biologic, spre deosebire de ciclul geologic, necesită mai puțină energie. Un ciclu mic face parte dintr-unul mare, are loc la nivelul biogeocenozelor (în interior ecosisteme) și constă în faptul că nutrienții din sol, apa, carbonul se acumulează în substanța plantelor și sunt cheltuiți pentru construirea corpului. Produse de degradare materie organică se descompun în componente minerale. Ciclul mic nu este închis, care este asociat cu intrarea de substanțe și energie în ecosistem din exterior și cu eliberarea unei părți a acestora în circulatie biosferica.

Mulți sunt implicați în ciclurile mari și mici. elemente chimiceși compușii acestora, dar cei mai importanți dintre ei sunt cei care determină stadiul actual de dezvoltare a biosferei, asociat cu activitate economică persoană. Acestea includ cicluri carbon, sulf și azot(oxizii lor sunt poluanți majori ai aerului), precum și fosfor (fosfații sunt principalul poluant al apelor continentale). Aproape toți poluanții acționează ca dăunători și sunt clasificați ca xenobiotice.

În prezent, ciclurile xenobioticelor - elemente toxice - sunt de mare importanță. mercur (contaminant alimentar) produse) și plumb (o componentă a benzinei). În plus, multe substanțe de origine antropică (DDT, pesticide, radionuclizi etc.) intră în ciclul mic din circulația mare, care dăunează biotei și sănătății umane.

Esența ciclului biologic este fluxul a două procese opuse, dar interdependente - creare materie organică şi distrugere substanță vie.

Spre deosebire de ciclul mare, cel mic are o durată diferită: există cicluri mici sezoniere, anuale, perene și seculare..

Ciclul de substanțe chimice din mediul anorganic prin vegetație și animale înapoi la mediu anorganic folosind energie solara reacții chimice numit ciclu biogeochimic .

Prezentul și viitorul planetei noastre depind de participarea organismelor vii la funcționarea biosferei. În ciclul substanțelor materie vie, sau biomasa, îndeplinește funcții biogeochimice: gaz, concentrație, redox și biochimic.

Ciclul biologic are loc cu participarea organismelor vii și constă în reproducerea materiei organice din anorganic și descompunerea acestui organic în anorganic prin alimente. lant trofic. Intensitatea proceselor de producție și distrugere în ciclul biologic depinde de cantitatea de căldură și umiditate. De exemplu, viteza mica descompunerea materiei organice în regiunile polare depinde de lipsa căldurii.

Un indicator important al intensității ciclului biologic este viteza de circulație a elementelor chimice. Se caracterizează intensitatea index , egal cu raportul dintre masa așternutului forestier și așternutul. Cu cât indicele este mai mare, cu atât intensitatea ciclului este mai mică.

Indice în pădurile de conifere - 10 - 17; frunze late 3 - 4; savana nu mai mult de 0,2; umed paduri tropicale nu mai mult de 0,1, adică aici ciclul biologic este cel mai intens.

Fluxul de elemente (azot, fosfor, sulf) prin microorganisme este cu un ordin de mărime mai mare decât prin plante și animale. Ciclul biologic nu este complet reversibil, este strâns legat de ciclul biogeochimic. Elementele chimice circulă în biosferă de-a lungul diferitelor căi ale ciclului biologic:

absorbit de materia vie și încărcat cu energie;

lăsați materia vie, eliberând energie în Mediul extern.

Aceste cicluri sunt de două tipuri: circulația substanțelor gazoase; ciclu sedimentar (rezervă în scoarța terestră).

Ciclurile în sine sunt formate din două părți:

- fond de rezervă(aceasta este o parte a unei substanțe care nu este asociată cu organismele vii);

- fond mobil (de schimb).(portiunea mai mica de materie asociata cu schimbul direct intre organisme si mediul lor imediat).

Ciclurile sunt împărțite în:

gires tip gaz cu fond de rezervăîn scoarța terestră (cicluri de carbon, oxigen, azot) - capabil de autoreglare rapidă;

gires tip sedimentar cu fond de rezervăîn scoarța terestră (ciclurile fosforului, calciului, fierului etc.) sunt mai inerte, cea mai mare parte a substanței este într-o formă „inaccesibilă” organismelor vii.

Ciclurile pot fi, de asemenea, împărțite în:

- închis(circulația substanțelor gazoase, de exemplu, oxigenul, carbonul și azotul, este o rezervă în atmosfera și hidrosfera oceanului, astfel încât deficitul este rapid compensat);

- deschis(crearea unui fond de rezervă în scoarța terestră, de exemplu, fosfor - prin urmare, pierderile sunt slab compensate, adică se creează un deficit).

Baza energetică pentru existența ciclurilor biologice pe Pământ și legătura lor inițială este procesul de fotosinteză. Fiecare nou ciclu de circulație nu este o repetare exactă a celui precedent. De exemplu, în timpul evoluției biosferei, unele procese au fost ireversibile, având ca rezultat formarea și acumularea de precipitații biogene, creșterea cantității de oxigen din atmosferă, modificarea raporturilor cantitative ale izotopilor unui număr de elemente, etc.

Circulația substanțelor se numește cicluri biogeochimice . Principalele cicluri biogeochimice (biosferice) ale substanțelor: ciclul apei, ciclul oxigenului, ciclul azotului(participarea bacteriilor fixatoare de azot), ciclul carbonului(participare bacterii aerobe; anual aproximativ 130 de tone de carbon sunt eliberate în ciclul geologic), ciclul fosforului(participarea bacteriilor din sol; 14 milioane de tone de fosfor), ciclul sulfului, ciclul cationilor metalici.

ciclu mare substanțe din natură datorită interacțiunii energiei solare cu energia profundă a Pământului și redistribuie materia între biosferă și orizonturile mai adânci ale Pământului.

Roci sedimentare formate prin intemperii roci magmatice, în zonele în mișcare 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 de formare a mineralelor, cristalizare a rocilor etc. (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 de ciclu mare este circulația apei între 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 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 se reface 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.

La endogene procesele includ: magmatismul, metamorfismul (acțiunea temperaturilor și presiunii înalte), vulcanismul, mișcarea scoarței terestre (cutremur, construcția munților).

La exogene- intemperii, activitatea atmosferice si suprafata apei mări, oceane, animale, organisme vegetale si mai ales omul – tehnogeneza.

Interacțiunea proceselor interne și externe se formează marele ciclu geologic al materiei.

În timpul proceselor endogene, se formează sistemele montane, zonele montane, depresiunile oceanice, în timpul proceselor exogene, rocile magmatice sunt distruse, produsele distrugerii se deplasează în râuri, mări, oceane și se formează roci sedimentare. Ca urmare a mișcării scoarței terestre, rocile sedimentare se scufundă în straturi adânci, suferă procese de metamorfism (acțiunea temperaturilor și presiunii ridicate) și se formează roci metamorfice. În straturile mai adânci, se transformă în topiți...
stare (magmatizare). Apoi, ca urmare a proceselor vulcanice, ele pătrund în straturile superioare ale litosferei, la suprafața acesteia sub formă de roci magmatice. Așa se formează rocile formatoare de sol și diferite forme relief.

Stânci, din care se formează solul, se numesc formatoare de sol sau părinte. În funcție de condițiile de formare, acestea se împart în trei grupe: magmatice, metamorfice și sedimentare.

Roci magmatice constau din compuși de siliciu, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. În funcție de raportul dintre acești compuși, se disting rocile acide și bazice.

Acizii (granite, liparite, pegmatite) au un continut ridicat de silice (peste 63%), oxizi de potasiu si sodiu (7-8%), oxizi de calciu si Mg (2-3%). Au culoare deschisă și maro. Solurile formate din astfel de roci au o structură liberă, aciditate ridicată și sunt sterile.

Principalele roci magmatice (bazalt, dunite, periodite) se caracterizează printr-un conținut scăzut de SiO 2 (40-60%), un conținut crescut de CaO și MgO (până la 20%), oxizi de fier (10-20%), Na2O și K2O mai puțin de 30%.

Solurile formate pe produsele de intemperii ale rocilor principale au o reactie alcalina si neutra, mult humus si fertilitate ridicata.

Rocile magmatice constituie 95% masa totala roci, dar ca formatoare de sol ocupă suprafețe mici (la munte).

roci metamorfice, se formează ca urmare a recristalizării rocilor magmatice și sedimentare. Acestea sunt marmura, gneisul, cuarțul. Ele ocupă o mică proporție ca roci care formează sol.

Roci sedimentare. Formarea lor se datorează proceselor de intemperii ale rocilor magmatice și metamorfice, transferului de produse meteorologice prin apă, fluxuri glaciare și de aer și depunerilor pe suprafața terestră, pe fundul oceanelor, mărilor, lacurilor, în câmpiile inundabile ale râurilor.

După compoziția lor, rocile sedimentare se împart în clastice, chimiogene și biogene.

depozite clastice diferă în dimensiunea resturilor și a particulelor: acestea sunt bolovani, pietre, pietriș, piatră zdrobită, nisipuri, argile și argile.

Depozite chimice format ca urmare a precipitarii sarurilor din solutii apoase in golfuri maritime, lacuri în climă caldă sau ca urmare a reacțiilor chimice.

Acestea includ halogenuri (sare de rocă și potasiu), sulfați (gips, anhidridă), carbonați (calcar, marne, dolomite), silicați, fosfați. Multe dintre ele sunt materii prime pentru producția de ciment, îngrășăminte chimice și sunt folosite ca minereuri agricole.

Depozitele biogene format din acumulări de resturi de plante și animale. Acestea sunt: ​​roci carbonatice (calcare biogene și cretă), roci silicioase (dolomit) și carbonice (cărbuni, turbă, sapropel, petrol, gaz).

Principal tipuri genetice rocile sedimentare sunt:

1. Depozite eluviale- produse de intemperii ale rocilor ramase pe foaia formarii lor. Eluviul este situat în vârful bazinelor hidrografice, unde spălarea este slab exprimată.

2. depozite deluviale- produse de eroziune depuse de fluxurile temporare de ploaie si apa de topire in partea inferioara a versantilor.

3. depozite proluviale- formata ca urmare a transferului si depunerii produselor meteorologice de catre raurile de munte temporare si viiturile la poalele versantilor.

4. Depozite aluviale- formate ca urmare a depunerii de produse meteorologice apele fluviale pătrunzând în ele cu scurgere de suprafață.

5. Depozitele lacustre– sedimentele de fund ale lacurilor. Ily cu continut ridicat materia organică (15-20%) se numesc sapropele.

6. sedimente marine- sedimentele de fund ale mărilor. În timpul retragerii (transgresului) mărilor, acestea rămân ca roci care formează solul.

7. Depozite glaciare (glaciare) sau morenice- produse ale intemperiilor diverselor roci, deplasate si depuse de ghetar. Acesta este un material nesortat, cu granulație grosieră roșu-maro sau gri, cu incluziuni de pietre, bolovani și pietricele.

8. Depozite fluvioglaciare (apă-glaciare). cursuri temporare si rezervoare inchise formate in timpul topirii ghetarului.

9. Acoperiți argile aparțin depozitelor extraglaciare și sunt considerate ca depozite de inundații de apă de mică adâncime aproape glaciare de apă de topire. Se suprapun nebunului de sus cu un strat de 3-5 m. Sunt de culoare galben-brun, bine sortati, nu contin pietre si bolovani. Solurile de pe lut de acoperire sunt mai fertile decât de pe nebună.

10. Loess și loess-like loams se caracterizează prin culoare galben pal, conținut ridicat de nămol și fracții mâloase, structură liberă, porozitate ridicată, conținut ridicat de carbonați de calciu. Pe ele s-au format pădure cenușie fertilă, soluri de castani, cernoziomuri și soluri cenușii.

11. Depozitele eoliene format ca urmare a acţiunii vântului. Activitatea distructivă a vântului este compusă din coroziune (slefuire, șlefuire a rocilor) și dezumflare (suflare și transport prin vânt). particule mici soluri). Ambele procese luate împreună constituie eroziune eoliană.

Scheme de bază, formule etc. care ilustrează conținutul: prezentare cu fotografii ale tipurilor de intemperii.

Întrebări pentru autocontrol:

1. Ce este intemperii?

2. Ce este magmatizarea?

3. Care este diferența dintre intemperii fizice și chimice?

4. Care este ciclul geologic al materiei?

5. Descrieți structura Pământului?

6. Ce este magma?

7. Din ce straturi este format nucleul Pământului?

8. Ce sunt rasele?

9. Cum sunt clasificate rasele?

10. Ce este loess?

11. Ce este o facțiune?

12. Ce caracteristici se numesc organoleptice?

Principal:

1. Dobrovolsky V.V. Geografia solurilor cu Fundamentele științei solului: manual pentru licee. - M .: Umanit. ed. Centrul VLADOS, 1999.-384 p.

2. Ştiinţa solului / Ed. ESTE. Kaurichev. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.

3. Ştiinţa solului / Ed. V.A. Kovdy, B.G. Rozanov în 2 părţi Şcoala Gimnazială M. 1988.

4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. Geografia solurilor cu noțiuni fundamentale ale științei solului, Universitatea de Stat din Moscova. 1995

5. Rode A.A., Smirnov V.N. Știința solului. M. Liceul, 1972

Adiţional:

1. Glazovskaya M.A. Pedalistică generală și geografia solului. M. Liceul 1981

2. Kovda V.A. Fundamentele doctrinei solurilor. M. Știință.1973

3. Liverovsky A.S. Solurile URSS. M. Gândirea 1974

4. Rozanov B. G. acoperire a solului globul. M. ed. W. 1977

5. Aleksandrova L.N., Naydenova O.A. Cursuri de laborator și practice în știința solului. L. Agropromizdat. 1985

Pagina 1

Un ciclu geologic mare implică roci sedimentare adânci în scoarța terestră, pentru o lungă perioadă de timp dezactivând elementele conținute în acestea din sistemul de circulație biologică. În cursul istoriei geologice, rocile sedimentare transformate, din nou pe 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 dintre substanțe pătrund în straturile adânci ale Pământului (prin sedimentele de fund ale mărilor sau în alt mod), unde au loc transformări lente cu formarea diverșilor compuși, minerali și organici. 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 se reface 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.

Transferul de materie prin apele de suprafață și subterane este principalul factor de diferențiere geochimic în ceea ce privește volumul, dar nu singurul, iar dacă vorbim de circulația geologică mare a substanțelor pe suprafața pământului în ansamblu, atunci debitele joacă un rol foarte semnificativ. rol în aceasta, 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.

Ciclul sulfului și fosforului este un ciclu bio-geochimic sedimentar tipic. Astfel de cicluri sunt ușor întrerupte de diferite tipuri de influențe și o parte din materialul schimbat părăsește ciclul. Poate reveni din nou în circulație doar ca urmare a unor procese geologice sau prin extragerea componentelor biofile de către materia vie.[ ...]

Circulația substanțelor și transformarea energiei asigură echilibrul dinamic și stabilitatea biosferei în ansamblu și a părților sale individuale. În același timp, în ciclul general unic, se distinge ciclul materiei solide și al apei, care apare ca urmare a acțiunii factorilor abiotici (ciclu geologic mare), precum și a unui mic ciclu biotic al substanțelor din solid. , fazele lichide și gazoase, care are loc cu participarea organismelor vii.[ ...]

Ciclul carbonului. Carbonul este probabil unul dintre elementele chimice cel mai frecvent menționate atunci când luăm în considerare geologic, biologic și în anul trecutși probleme tehnice.[ ...]

Circulația substanțelor este participarea repetată a substanțelor la procesele care au loc în atmosferă, hidrosferă, litosferă, inclusiv cele ale straturilor lor care fac parte din biosfera planetei. În același timp, se disting două cicluri principale: mare (geologic) și mic (biogenic și biochimic).[ ...]

Ciclurile geologice și biologice sunt în mare măsură închise, ceea ce nu se poate spune despre ciclul antropic. Prin urmare, ei vorbesc adesea nu despre ciclul antropic, ci despre metabolismul antropic. Deschiderea circulației antropice a substanțelor duce la epuizare resurse naturaleși poluarea mediului natural – principalele cauze ale tuturor probleme de mediu umanitate.[ ...]

Cicluri ale principalelor substanțe și elemente biogene. Luați în considerare ciclurile celor mai semnificative substanțe și elemente pentru organismele vii (Fig. 3-8). Ciclul apei aparține unuia mare geologic; și ciclurile elementelor biogene (carbon, oxigen, azot, fosfor, sulf și alte elemente biogene) - la un mic biogeochimic.[ ...]

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.[ ...]

Ciclul fosforului. Cea mai mare parte a fosforului este conținută în rocile formate în epocile geologice trecute. Fosforul este inclus în ciclul biogeochimic ca urmare a intemperiilor rocilor.[ ...]

Ciclurile de tip gaz sunt mai perfecte, deoarece au un fond de schimb mare, ceea ce înseamnă că sunt capabile de autoreglare rapidă. Ciclurile sedimentare sunt mai puțin perfecte, sunt mai inerte, deoarece cea mai mare parte a materiei este conținută în fondul de rezervă al scoarței terestre într-o formă „inaccesibilă” organismelor vii. Astfel de cicluri sunt ușor deranjate de diferite tipuri de influențe și o parte din materialul schimbat părăsește ciclul. Poate reveni din nou în circulație doar ca urmare a unor procese geologice sau prin extracție prin materie vie. Cu toate acestea, este mult mai dificil să extragi substanțele necesare organismelor vii din scoarța terestră decât din atmosferă.[ ...]

Ciclul geologic se manifestă clar în exemplul ciclului apei și al circulației atmosferice. Se estimează că până la jumătate din energia care vine de la Soare este folosită pentru a evapora apa. Evaporarea sa de pe suprafața Pământului este compensată de precipitații. În același timp, din Ocean se evaporă mai multă apă decât se întoarce odată cu precipitațiile, iar pe uscat se întâmplă invers - mai multe precipitații cad decât se evaporă apa. Excesul său se varsă în râuri și lacuri, iar de acolo - din nou în Ocean. În cursul ciclului geologic, starea de agregare apă (lichid; solid - zăpadă, gheață; gazos - vapori). Circulația sa cea mai mare se observă în stare de vapori. Alături de apă, și alte substanțe minerale sunt transportate dintr-un loc în altul în ciclul geologic la scară globală.[ ...]

Ciclul apei. La începutul secțiunii s-a luat în considerare circulația geologică a acestuia. Practic, se reduce la procesele de evaporare a apei de la suprafața Pământului și a Oceanului și precipitațiile pe acestea. În cadrul ecosistemelor individuale apar procese suplimentare care complică ciclul mare al apei (interceptare, evapotranspirație și infiltrare).[ ...]

Cicluri geologice. Aranjament reciprocşi conturul continentelor şi fundul oceanului sunt în continuă schimbare. În scoici superioare Pământul este o înlocuire treptată continuă a unor roci cu altele, numită marea circulație a materiei. Procesele geologice de formare și distrugere a munților sunt cele mai mari procese energeticeîn biosfera Pământului.[ ...]

CIRCULAREA SUBSTANȚELOR (pe Pământ) - procese repetate repetate de transformare și mișcare a substanțelor în natură, având un caracter mai mult sau mai puțin ciclic. generalul K.v. constă din procese separate (ciclul apei, azotului, carbonului și altor substanțe și elemente chimice) care nu sunt complet reversibile, deoarece substanța este dispersată, îndepărtată, îngropată, modificată în compoziție etc. Sunt biologice, biogeochimice, geologice. Q.v., precum și cicluri ale elementelor chimice individuale (Fig. 15) și apă. Activitatea umană în stadiul actual de dezvoltare crește în principal intensitatea K.v. și exercită o influență proporțională în putere cu amploarea proceselor naturale planetare.[ ...]

CICLUL BIOGEOCHIMIC este mişcarea şi transformarea elementelor chimice prin inerte şi natura organica cu participarea activă a materiei vii. Elementele chimice circulă în biosferă pe diferite căi ale ciclului biologic: sunt absorbite de materia vie și încărcate cu energie, apoi părăsesc materia vie, dând energia acumulată mediului extern. Astfel în mai mare sau grad mai mic căile închise au fost numite „cicluri biogeochimice” de V.I.Vernadsky. Aceste cicluri pot fi împărțite în două tipuri principale: 1) circulația substanțelor gazoase cu fond de rezervă în atmosferă sau hidrosferă (ocean) și 2) ciclu sedimentar cu fond de rezervă. în scoarţa terestră.În toate ciclurile biogeochimice rol activ joacă materie vie. Cu această ocazie, V.I.Vernadsky (1965, p. 127) a scris: „Materia vie cuprinde și reconstruiește totul procese chimice biosferei, energia sa eficientă este enormă. Materia vie este cea mai puternică forță geologică, care crește odată cu trecerea timpului.” Ciclurile principale includ ciclurile carbonului, oxigenului, azotului, fosforului, sulfului și cationilor biogene. Mai jos considerăm ca exemplu principalele caracteristici ale ciclului elementelor biofile tipice (carbon, oxigen și fosfor), care joacă un rol esențial în viața biosferei.[ ...]

Ciclul geologic (ciclul mare de substanțe din natură) - ciclul de substanțe, forta motrice care sunt procese geologice exogene și endogene.[ ...]

din cauza modificări geologice Pe fața Pământului, o parte din substanța biosferei poate fi exclusă din această circulație. De exemplu, sedimentele biogene precum cărbune, uleiul de multe milenii se păstrează în grosimea scoarței terestre, dar în principiu nu este exclusă reincluderea lor în ciclul biosferic.[ ...]

Cunoașterea ciclurilor materiei de pe Pământ este de mare importanță practică, deoarece acestea afectează în mod semnificativ viața umană și, în același timp, sunt influențate de oameni. Consecințele acestor impacturi au devenit comparabile cu rezultatele proceselor geologice. Sunt noi moduri de migrare a elementelor, sunt noi compuși chimici, modifică semnificativ rata de rotație a substanțelor din biosferă.[ ...]

Circulația mare a substanțelor în natură (geologice) se datorează interacțiunii energiei solare cu energie profundă Pământ și redistribuie substanțele între biosferă și orizonturile mai adânci ale Pământului. Această circulație în sistemul „roci magmatice - roci sedimentare - roci metamorfice (transformate prin temperatură și presiune) - roci magmatice” se produce datorită proceselor de magmatism, metamorfism, litogeneză și dinamică crustă (Fig. 6.2). Simbolul circulației substanțelor este o spirală: fiecare nou ciclu de circulație nu îl repetă tocmai pe cel vechi, ci introduce ceva nou, care în timp duce la schimbări foarte semnificative.[ ...]

Un ciclu geologic mare implică roci sedimentare adânci în scoarța terestră, pentru o lungă perioadă de timp dezactivând elementele conținute în acestea din sistemul de circulație biologică. În cursul istoriei geologice, rocile sedimentare transformate, din nou pe suprafața Pământului, sunt distruse treptat de activitatea organismelor vii, a apei și a aerului, și sunt din nou incluse în ciclul biosferic.[ ...]

Astfel, circulația geologică a substanțelor se desfășoară fără participarea organismelor vii și redistribuie materia între biosferă și straturile mai profunde ale Pământului.[ ...]

Astfel, ciclul geologic și circulația rocilor constă în: 1) intemperii, 2) formarea sedimentelor, 3) formarea rocilor sedimentare, 4) metamorfism, 5) magmatizare. Ieșirea pe suprafața de zi a magmei și formarea rocilor magmatice repetă întregul ciclu de la început. Ciclu complet poate fi întreruptă în diferite etape (3 sau 4) dacă, ca urmare a ridicărilor tectonice și a denudarii, rocile ies la suprafața zilei și suferă intemperii repetate.[ ...]

Activitatea geologică a bacteriilor este de mare importanță. Bacteriile iau cel mai mult Participarea activăîn ciclul substanțelor din natură, Toate compusi organici iar o parte semnificativă a anorganicului sunt supuse schimbări semnificative. Și această circulație a substanțelor stă la baza existenței vieții pe Pământ.[ ...]

În hidrosferă, suspensia ciclului carbonului este asociată cu încorporarea CO2 în CaCO3 (calcar, cretă, corali). În această variantă, carbonul iese din circulație pentru epoci geologice întregi și nu este inclus în conceptul de biosferic. Cu toate acestea, ridicarea rocilor organogenice deasupra nivelului mării duce la reluarea ciclului carbonului din cauza leșierii calcarelor și rocilor similare prin precipitații atmosferice, precum și biogenic - prin acțiunea lichenilor, a rădăcinilor plantelor.[ ...]

Eliminarea unei părți a carbonului din ciclul natural al ecosistemului și „rezervarea” sub formă de rezerve fosile de materie organică din intestinele Pământului este caracteristică importantă procesul luat în considerare. În epoci geologice îndepărtate, o parte semnificativă din materia organică fotosintetizată nu a fost folosită nici de consumatori, nici de descompunetori, ci s-a acumulat sub formă de detritus. Ulterior, straturi de detritus au fost îngropate sub straturi de diverse sedimente minerale, unde, sub influența temperaturilor și presiunii ridicate, de-a lungul a milioane de ani s-au transformat în petrol, cărbune și gaz natural(în funcție de materialul sursă, durata și condițiile de ședere în pământ). Procese similare au loc în prezent, dar mult mai puțin intens. Rezultatul lor este formarea turbei.[ ...]

CICLU BIOGEOCHIMIC [din gr. kyklos - cerc], circulație biogeochimică - procese ciclice de schimb și transformare a unui element chimic între componentele biosferei (de la formă anorganică prin materie vie din nou la anorganică). Se realizează folosind predominant energia solară (ifotosinteză) și parțial energia reacțiilor chimice (chimiosinteză). Vezi Circulația substanțelor. Circulația biologică a substanțelor. Ciclul geologic al materiei.[ ...]

Toate procesele remarcate și multe alte procese geologice rămânând „în culise”, grandioase prin ele rezultate finale, în primul rând, sunt interconectate și, în al doilea rând, sunt mecanismul principal care asigură dezvoltarea litosferei, care continuă până în prezent, participarea acesteia la circulația și transformarea constantă a materiei și energiei, menține starea fizică a litosferei pe care o observăm. .[ .. .]

Toate aceste procese planetare de pe Pământ sunt strâns legate între ele, formând un comun, circulatie globala substanțe care redistribuie energia de la soare. Se realizează printr-un sistem de cicluri mici. Conectat la cicluri mari și mici procesele tectonice, cauzată de activitatea vulcanică și de mișcarea plăcilor oceanice în scoarța terestră. Drept urmare, pe Pământ se desfășoară un ciclu geologic mare de substanțe.[ ...]

Solul este o componentă integrală a biogeocenozelor terestre. Realizează conjugarea (interacțiunea) ciclurilor geologice mari și biologice mici de substanțe. Solul este un gGo unic al complexității compoziției materialelor formatiune naturala. Materia solului este reprezentată de patru faze fizice: solidă (particule minerale și organice), lichidă (soluție din sol), gazoasă (aer din sol) și vii (organisme). Solurile se caracterizează printr-o organizare spațială complexă și diferențiere a caracteristicilor, proprietăților și proceselor.[ ...]

Datorită funcționării neîncetate a sistemului „atmosferă-sol-plante-animale-microorganisme” s-a dezvoltat un ciclu bio-geochimic al multor elemente chimice și compușii acestora, acoperind pământul, atmosfera și apele interioare. Caracteristicile sale totale sunt comparabile cu scurgerea totală a râului de pământ, afluxul total de materie din mantaua superioară în biosfera planetei. Acesta este motivul pentru care materia vie de pe Pământ a fost un factor de importanță geologică timp de multe milioane de ani.[ ...]

Biota biosferei determină partea predominantă transformări chimice pe planeta. De aici și judecata lui V.I. Vernadsky cu privire la enormul rol geologic transformator al materiei vii. Pentru evolutie organica organismele vii de o mie de ori (pentru diferite cicluri de la 103 la 105) au trecut prin ele însele, prin organele, țesuturile, celulele, sângele, întreaga atmosferă, întregul volum al Oceanului Mondial, cea mai mare parte a masei solului, o masă uriașă. de minerale. Și nu numai că „au lipsit, ci au modificat și întregul mediu pământesc în funcție de nevoile lor.[ ...]

Desigur, epuizabil și tot resurse neregenerabile. Acestea includ marea majoritate a fosilelor: materiale montane, minereuri, minerale care au apărut în istoria geologică a Pământului, precum și produse ale biosferei antice care au căzut din ciclul biotic și îngropate în adâncuri - combustibili fosili și carbonați sedimentari. . niste resurse Mineraleși acum se formează încet în timpul proceselor geochimice în intestine, în adâncurile oceanului sau pe suprafața scoarței terestre. În ceea ce privește mineralele, disponibilitatea și calitatea resursei, precum și raportul cantitativ dintre resursele necunoscute, dar estimate (77), potențialul estimat (77), rezervele reale explorate (P) și operaționale (E), sunt de mare importanță. , și de obicei N> P> P > E (Fig. 6.6).[ ...]

Studiul oceanului ca aspect fizic și sistem chimic a progresat mult mai repede decât studiul său ca sistem biologic. Ipotezele despre originea și istoria geologică a oceanelor, inițial speculative, au căpătat o bază teoretică solidă.[ ...]

Organismele vii sunt, în general, un regulator foarte puternic al fluxului de materie pe suprafața pământului, reținând selectiv anumite elemente în ciclul biologic. În fiecare an, în ciclul biologic este implicat de 6-20 de ori mai mult azot decât în ​​ciclul geologic și de 3-30 de ori mai mult fosfor; în același timp, sulful, dimpotrivă, este implicat de 2-4 ori mai mult în ciclul geologic decât în ​​cel biologic (Tabelul 4).[ ...]

Un sistem complex părere a contribuit nu numai la o creștere a diferențierii speciilor, ci și la formarea anumitor complexe naturale, care au caracteristici specifice în funcție de condițiile de mediu și de istoria geologică a unei anumite părți a biosferei. Orice combinație în biosferă în mod natural organisme interconectateși componentele anorganice ale mediului în care se realizează circulația substanțelor, se numește sistem sau ecosistem ecologic.[ ...]

Detergenți sintetici ( detergenti, tensiuni). inventa grup mare surfactanți artificiali, care sunt produși în întreaga lume în cantități uriașe. Aceste substanțe în cantități mari intră în mediul geologic cu gospodărie canalizare. Cele mai multe dintre ele nu se aplică substanțelor toxice, totuși, detergenții sintetici pot distruge diverse ecosisteme, încălca procese naturale circulaţia geochimică a substanţelor în sol şi panza freatica.[ ...]

Principala masă de carbon se acumulează în depozitele de carbonat de pe fundul oceanului (1,3 - 101 Wt), roci cristaline (1,0 1016 t), cărbune și petrol (3,4 1015 t). Acest carbon este cel care ia parte la ciclul geologic lent. Viața pe Pământ și echilibrul gazos al atmosferei sunt susținute de cantități relativ mici de carbon conținute în țesuturile vegetale (5 10 t) și animale (5 109 t) care participă la ciclul mic (biogenic). Cu toate acestea, în prezent, o persoană închide intens ciclul substanțelor, inclusiv carbonul. De exemplu, se estimează că biomasa totală a tuturor animalelor domestice depășește deja biomasa tuturor animalelor sălbatice terestre. Suprafețele de plante cultivate se apropie de zonele biogeocenozelor naturale, iar multe ecosisteme culturale, din punct de vedere al productivității lor, crescute continuu de om, sunt semnificativ superioare celor naturale.[ ...]

Intrarea în corpurile de apă cu canalizare, fosfatul le saturează și, uneori, le suprasatura. sisteme ecologice. În condiții naturale, fosforul revine înapoi pe uscat practic doar cu excremente și după moartea păsărilor mâncatoare de pește. Majoritate absolută fosfații formează sedimente de fund, iar ciclul intră în faza sa cea mai lentă. Numai procesele geologice care se desfășoară de milioane de ani pot ridica cu adevărat zăcăminte oceanice de fosfat, după care este posibilă reincluderea fosforului în ciclul descris.[ ...]

Valorile care caracterizează îndepărtarea anuală a sedimentelor de pe fiecare continent sunt date în tabel. 17. Este ușor de observat că cea mai mare pierdere de sol este caracteristică Asiei – continentul cu cele mai vechi civilizații și cea mai puternică exploatare a pământului. Deși ritmul procesului este variabil, în perioadele de activitate geologică minimă, acumularea de minerale dizolvate nutrienți apare în zonele joase și în oceane în detrimentul zonelor înalte. În același timp, local mecanisme biologice returnări, datorită cărora pierderea de substanțe nu depășește aportul acestora din rocile subiacente (acest lucru a fost discutat în considerarea ciclului calciului). Cu alte cuvinte, cu cât viața este mai lungă elemente importante va rămâne în această zonă, fiind folosit din nou și din nou de generațiile succesive de organisme, cu atât mai puțin material nou va fi necesar din exterior. Din păcate, așa cum am observat deja în secțiunea despre fosfor, oamenii perturbă adesea acest echilibru, de obicei neintenționat, dar pur și simplu pentru că nu înțeleg pe deplin complexitatea simbiozei dintre viață și materia anorganică care s-a dezvoltat de-a lungul multor milenii. De exemplu, acum se presupune (deși acest lucru nu a fost încă dovedit) că barajele care împiedică trecerea somonului în râuri pentru a depune icre duc la o reducere a numărului nu numai de somon, ci și a peștilor impracticabili, vânatului și chiar a unui scăderea producției de lemn în unele regiunile nordice Vestul SUA. Când somonii depun icre și mor în adâncurile continentului, ei lasă în urmă o rezervă de nutrienți valoroși returnați din mare. Îndepărtarea unor cantități mari de lemn din pădure (și mineralele pe care le conține nu sunt returnate în sol, spre deosebire de ceea ce se întâmplă în natură atunci când copacii căzuți se descompun), fără îndoială, sărăcește și zonele înalte, de obicei în situațiile în care bazinul de nutrienți este lipsit, de altfel. sărac.[ ...]

A cincea funcție este activitatea biogeochimică a omenirii, acoperind o cantitate din ce în ce mai mare de substanță a scoarței terestre pentru nevoile industriei, transportului, Agricultură. Această funcție ia loc specialîn istoria globului și merită o atenție și un studiu atent. Astfel, întreaga populație vie a planetei noastre - materia vie - se află într-un ciclu constant de elemente chimice biofile. Ciclul biologic al substanțelor din biosferă este asociat cu un ciclu geologic mare (Fig. 12.20).[ ...]

Un alt proces care conduce carbonul este formarea humusului de către saprofe și mineralizarea ulterioară a substanței de către ciuperci și bacterii. Acesta este un proces foarte lent, a cărui viteză este determinată de cantitatea de oxigen, compoziție chimică sol, temperatura acestuia. Cu o lipsă de oxigen și aciditate ridicată, carbonul se acumulează în turbă. Procese similare din epoci geologice îndepărtate au format zăcăminte de cărbune și petrol, care au oprit procesul ciclului carbonului.[ ...]

Ca exemplu, luați în considerare rolul ecosistemului forestier de formare a mediului. Produsele forestiere și biomasa sunt rezerve de materie organică și energie stocată create în procesul de fotosinteză de către plante. Intensitatea fotosintezei determină viteza de absorbție a dioxidului de carbon și eliberarea oxigenului în atmosferă. Deci, în timpul formării a 1 tonă de produse vegetale, se absorb în medie 1,5-1,8 tone de CO2 și se eliberează 1,2-1,4 tone de 02. Biomasa, inclusiv materia organică moartă, este principalul rezervor de carbon biogen. O parte din această materie organică este eliminată din ciclu perioadă lungă de timp, formând depozite geologice.[ ...]

Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) - un mare om de știință rus, academician, fondator al biogeochimiei și al doctrinei biosferei. El este considerat pe drept unul dintre cei mai mari universaliști ai științei mondiale. Interesele științifice ale V.I. Vernadsky sunt extrem de largi. A adus o contribuție semnificativă la mineralogie, geochimie, radiogeologie, cristalografie; a efectuat primele studii ale modelelor de compoziție, structură și migrare a elementelor și structurilor care interacționează ale scoarței terestre, hidrosferei și atmosferei. În 1923 a formulat o teorie despre rolul principal al organismelor vii în procesele geochimice. În 1926, în cartea „Biosfera” de V.I. Vernadsky a propus concept nou biosferei și rolul materiei vii în circulația cosmică și terestră a materiei. Transformările naturii ca urmare a activității umane sunt văzute de V.I. Vernadsky ca un proces planetar puternic („Gândirea științifică ca fenomen geologic”, 1936) și ca o oportunitate pentru ca biosfera să crească în noosferă - sfera minții.