Veľký kolobeh látok v prírode v dôsledku interakcie solárna energia s hlbokou energiou Zeme a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a hlbšie horizonty Zeme.

Sedimentárne horniny vzniknuté zvetrávaním vyvrelín v mobilných zónach zemská kôra ponoriť sa späť do zóny vysoké teploty a tlak. Tam sa roztavia a tvoria magmu - zdroj nových vyvrelých hornín. Po výstupe týchto hornín na zemský povrch a pôsobení zvetrávacích procesov sa opäť premieňajú na nové sedimentárne horniny. Nový cyklus obehu presne neopakuje ten starý, ale zavádza niečo nové, čo časom vedie k veľmi významným zmenám.

hnacia sila veľký (geologický) obeh sú exogénne a endogénne geologické procesy.

Endogénne procesy(procesy vnútornej dynamiky) sa vyskytujú pod vplyvom vnútornej energie Zeme, uvoľnenej v dôsledku rádioaktívny rozpad, chemické reakcie tvorba minerálov, kryštalizácia skaly a iné (napr. tektonické pohyby zemetrasenia, magmatizmus, metamorfizmus).

Exogénne procesy(procesy vonkajšej dynamiky) prebiehajú pod vplyvom vonkajšej energie Slnka. Príklady: zvetrávanie hornín a minerálov, odstraňovanie produktov deštrukcie z niektorých oblastí zemskej kôry a ich presun do nových oblastí, usadzovanie a hromadenie produktov deštrukcie s tvorbou sedimentárnych hornín. Do Ex.pr. vzťah geologická aktivita atmosféry, hydrosféry, ako aj živých organizmov a ľudí.

Najväčšie reliéfy (kontinenty a oceánske priekopy) a veľké formy (hory a roviny) vznikli v dôsledku endogénnych procesov a stredné a malé formy terénu ( riečne údolia, kopce, rokliny, duny atď.), navrstvené na väčšie formy – v dôsledku exogénnych procesov. Teda endogénne a exogénne procesy sú opačné. Prvý vedie k výchove veľké formyúľavu, v druhom rade ich vyhladenie.

Príklady geologického cyklu. Vyvreté horniny sa v dôsledku zvetrávania premieňajú na sedimentárne horniny. V mobilných zónach zemskej kôry sa ponárajú do hlbín Zeme. Tam sa vplyvom vysokých teplôt a tlakov topia a vytvárajú magmu, ktorá stúpa na povrch a tuhne a vytvára vyvreliny.

Príklad veľký cyklus poslúžiť môže aj kolobeh vody medzi pevninou a oceánom cez atmosféru (obr. 2.1).

Ryža. 2.1. Všeobecne akceptovaná schéma hydrologickej (klimatickej)

kolobeh vody v prírode

Vlhkosť vyparená z povrchu oceánov (ktorá spotrebuje takmer polovicu slnečnej energie prichádzajúcej na povrch Zeme) sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchovej a podzemnej odtok. Kolobeh vody prebieha aj podľa jednoduchšej schémy: odparovanie vlhkosti z povrchu oceánu – kondenzácia vodnej pary – zrážky na tej istej vodnej ploche oceánu.

Vodný cyklus ako celok zohráva hlavnú úlohu pri formovaní prírodné podmienky na našej planéte. Ak vezmeme do úvahy transpiráciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, celá zásoba vody na Zemi sa rozpadne a obnoví sa za 2 milióny rokov.

Geologický cyklus látok teda prebieha bez účasti živých organizmov a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a ďalšie hlboké vrstvy Zem.

Strana 1

Veľký geologický cyklus zahŕňa sedimentárne horniny hlboko v zemskej kôre, ktoré na dlhú dobu vypínajú prvky v nich obsiahnuté zo systému. biologický cyklus. Počas geologická história premenené sedimentárne horniny sa opäť na povrchu Zeme postupne ničia činnosťou živých organizmov, vody a vzduchu a opäť sa zaraďujú do kolobehu biosféry.

Veľký geologický cyklus prebieha počas stoviek tisícov alebo miliónov rokov. Spočíva v nasledovnom: skaly sú zničené, zvetrané a nakoniec odplavené vodou, ktorá prúdi do oceánov. Tu sa ukladajú na dne, tvoria sedimentárne horniny a len čiastočne sa vracajú na pevninu s organizmami, ktoré z vody odstránili ľudia alebo iné živočíchy.

V srdci veľkého geologického cyklu je proces prenosu minerálnych zlúčenín z jedného miesta na druhé v planetárnom meradle bez účasti živej hmoty.

Okrem malého obehu existuje veľký, geologický obeh. Niektoré látky sa dostávajú do hlbokých vrstiev Zeme (cez spodné sedimenty morí alebo iným spôsobom), kde dochádza k pomalým premenám s tvorbou rôzne zlúčeniny, minerálne a organické. Podporované sú hlavne procesy geologickej cirkulácie vnútornej energie Zem, jej aktívne jadro. Rovnaká energia prispieva k uvoľňovaniu látok na povrch Zeme. Uzatvára sa tak veľký obeh látok. Trvá to milióny rokov.

Čo sa týka rýchlosti a intenzity veľkého geologického obehu látok, v súčasnosti nie je možné poskytnúť presné údaje, existujú len približné odhady, a to len pre exogénnu zložku všeobecný cyklus, t.j. bez zohľadnenia prílevu hmoty z plášťa do zemskej kôry.

Tento uhlík sa zúčastňuje veľkého geologického cyklu. Tento uhlík v procese malého biotického cyklu udržiava plynovú rovnováhu biosféry a života vo všeobecnosti.

Pevný odtok niektorých riek sveta.

Príspevok biosférických a technosférických zložiek k veľkému geologickému cyklu látok Zeme je veľmi významný: dochádza k neustále progresívnemu rastu technosférických zložiek v dôsledku rozširovania sféry ľudskej výrobnej činnosti.

Pretože na zemského povrchu hlavný technobio-geochemický tok smeruje v rámci veľkej geologickej cirkulácie látok na 70 % pevniny do oceánu a na 30 % - do uzavretých bezodtokových depresií, vždy však z vyšších úrovní na nižšie v dôsledku tzv. akcie gravitačné sily V súlade s tým sa materiál zemskej kôry tiež rozlišuje od vysokých po nízke nadmorské výšky, od pevniny po oceán. Spätné toky (atmosférický transport, ľudská činnosť, tektonické pohyby, vulkanizmus, migrácia organizmov) do istej miery komplikujú tento všeobecný pohyb hmoty smerom nadol, vytvárajúc lokálne migračné cykly, ale vo všeobecnosti ho nemenia.

Cirkulácia vody medzi pevninou a oceánom cez atmosféru sa vzťahuje na veľký geologický cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oceánov a je buď prenášaná na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku, alebo padá vo forme zrážok na povrch. oceán. Na kolobehu vody na Zemi sa každoročne zúčastňuje viac ako 500 tisíc km3 vody. Vodný cyklus ako celok zohráva veľkú úlohu pri formovaní prírodných podmienok na našej planéte. Ak vezmeme do úvahy transpiráciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, celá zásoba vody na Zemi sa rozpadne a obnoví sa za 2 milióny rokov.

Podľa jeho formulácie sa biologický cyklus látok vyvíja na časti trajektórie veľkého, geologického kolobehu látok v prírode.

Transport hmoty po povrchu a podzemnej vody- to je hlavný faktor z hľadiska pozemkovej diferenciácie glóbus geochemicky, ale nie jediný, a ak hovoríme o veľkom geologickom obehu látok na zemskom povrchu ako celku, tak je to veľmi zásadnú úlohu toky zohrávajú aj úlohu, najmä oceánsky a atmosférický transport.

Čo sa týka rýchlosti a intenzity veľkého geologického obehu látok, nie je možné v súčasnosti uviesť žiadne presné údaje, existujú len približné odhady, a to len pre exogénnu zložku všeobecného cyklu, t.j. bez zohľadnenia prílevu hmoty z plášťa do zemskej kôry. Exogénnou zložkou veľkého geologického obehu látok je neustále prebiehajúci proces denudácie zemského povrchu.

Všetky látky na planéte sú v procese obehu. Slnečná energia spôsobuje na Zemi dva cykly hmoty: veľké (geologické, biosférické) a malý (biologický).

Veľký obeh látok v biosfére charakterizujú dva dôležité body: vykonáva sa v celom rozsahu geologický vývoj Zem a je moderným planetárnym procesom, ktorý zohráva vedúcu úlohu v ďalšom rozvoji biosféry.

Geologický cyklus je spojený so vznikom a deštrukciou hornín a následným pohybom produktov deštrukcie – klastického materiálu a chemické prvky. Významnú úlohu v týchto procesoch zohrala a stále zohráva tepelné vlastnosti zemské a vodné povrchy: absorpcia a odraz slnečné lúče, tepelná vodivosť a tepelná kapacita. Nestabilný hydrotermálny režim zemského povrchu spolu s planetárnym atmosférickým obehovým systémom determinovali geologický obeh látok, ktorý v počiatočnom štádiu vývoja Zeme spolu s endogénnymi procesmi súvisel so vznikom kontinentov, oceánov a moderných geosféry. S vytvorením biosféry boli produkty životnej činnosti organizmov zahrnuté do veľkého cyklu. Geologický cyklus zásobuje živé organizmy živinami a do značnej miery určuje podmienky ich existencie.

Hlavné chemické prvky litosféry: kyslík, kremík, hliník, železo, horčík, sodík, draslík a iné - podieľajú sa na veľkom obehu, prechádzajúcom z hlbokých častí vrchného plášťa na povrch litosféry. magmatická hornina, ktorý vznikol pri kryštalizácii

Magma, ktorá vstúpila na povrch litosféry z hlbín Zeme, podlieha rozkladu a zvetrávaniu v biosfére. Produkty zvetrávania prechádzajú do pohyblivého stavu, sú unášané vodami a vetrom na miesta s nízkym reliéfom, padajú do riek, oceánu a vytvárajú hrubé vrstvy sedimentárnych hornín, ktoré časom klesajú do hĺbky v oblastiach s zvýšená teplota a tlaku, prechádzajú metamorfózou, t.j. "pretavením". Pri tomto pretavovaní sa objavuje nová metamorfovaná hornina, ktorá sa dostáva do horných horizontov zemskej kôry a opäť vstupuje do obehu látok. (obr. 32).

Ryža. 32. Geologický (veľký) obeh látok

Ľahko mobilné látky – plyny a prírodné vody ktoré tvoria atmosféru a hydrosféru planéty. Materiál litosféry koluje oveľa pomalšie. Vo všeobecnosti je každá cirkulácia akéhokoľvek chemického prvku súčasťou všeobecnej veľkej cirkulácie látok na Zemi a všetky sú úzko prepojené. Živá hmota biosféra v tomto cykle robí skvelú prácu pri prerozdeľovaní chemických prvkov, ktoré nepretržite cirkulujú v biosfére a presúvajú sa z vonkajšie prostredie do organizmov a späť do životného prostredia.

Malý alebo biologický obeh látok- Toto

obeh látok medzi rastlinami, živočíchmi, hubami, mikroorganizmami a pôdou. Podstatou biologického cyklu je prúdenie dvoch protikladných, ale vzájomne súvisiacich procesov – tvorby organických látok a ich ničenia. Prvé štádium vznik organických látok je spôsobený fotosyntézou zelených rastlín, teda tvorbou živej hmoty z oxid uhličitý, voda a jednoduché minerálne zlúčeniny využívajúce slnečnú energiu. Rastliny (producenti) extrahujú z pôdy v roztoku molekuly síry, fosforu, vápnika, draslíka, horčíka, mangánu, kremíka, hliníka, zinku, medi a ďalších prvkov. Bylinožravce (konzumenti I. rádu) absorbujú zlúčeniny týchto prvkov už vo forme potravy rastlinného pôvodu. Dravce (konzumenti druhého rádu) sa živia bylinožravými živočíchmi, konzumujú viac ako komplexné zloženie vrátane bielkovín, tukov, aminokyselín a iných látok. V procese ničenia organických látok odumretých rastlín a zvyškov zvierat mikroorganizmami (rozkladačmi) do pôdy a vodné prostredie vstupujú jednoduché minerálne zlúčeniny dostupné na asimiláciu rastlinami a začína sa ďalšie kolo biologického cyklu (obr. 33).

Všetky látky na našej planéte sú v procese obehu. Slnečná energia spôsobuje na Zemi dva cykly hmoty, veľký alebo biosférický (pokrývajúci celú biosféru) a malý alebo biologický (v rámci ekosystémov).

Biosférickému kolobehu látok predchádzal geologický, spojený s tvorbou a deštrukciou hornín a následným pohybom produktov deštrukcie – troskového materiálu a chemických prvkov. Významnú úlohu v týchto procesoch zohrávali a zohrávajú tepelné vlastnosti povrchu pôdy a vody: absorpcia do odrazu slnečného žiarenia, tepelná vodivosť na tepelnú kapacitu. Voda absorbuje viac slnečnej energie a povrch zeme v rovnakých zemepisných šírkach sa viac zahrieva. Nestabilný hydrotermálny režim zemského povrchu spolu s planetárnym atmosférickým obehovým systémom determinovali geologický obeh látok, ktorý v počiatočnom štádiu vývoja Zeme spolu s endogénnymi procesmi súvisel so vznikom kontinentov, oceánov a moderných geosféry. Prenos hovorí aj o jeho geologickom prejave. vzdušných hmôt produkty poveternostných vplyvov a voda - minerálne zlúčeniny v nej rozpustené. S vytvorením biosféry boli produkty životnej činnosti organizmov zahrnuté do veľkého cyklu. Geologický cyklus bez toho, aby prestal existovať, nadobudol nové črty: je to počiatočná fáza biosférického pohybu hmoty. Práve on zásobuje živé organizmy živinami a do značnej miery určuje podmienky ich existencie.

Veľký obeh látok v biosfére charakterizujú dva dôležité body:

Vykonáva sa počas celého geologického vývoja Zeme;

Je to moderný planetárny proces, ktorý zohráva vedúcu úlohu ďalší vývoj biosféra (Radkevich, 1983).

Na súčasné štádium rozvoj ľudstva sa v dôsledku veľkej cirkulácie prenášajú na veľké vzdialenosti aj znečisťujúce látky ako oxidy síry a dusíka, prach a rádioaktívne nečistoty. Územie miernych zemepisných šírok severnej pologule bolo vystavené najväčšiemu znečisteniu.

Malý alebo biologický obeh látok sa rozvíja na pozadí veľkého, geologického, pokrývajúceho biosféru ako celok. Vyskytuje sa v rámci ekosystémov, ale nie je uzavretý, čo súvisí so vstupom hmoty a energie do ekosystému zvonku a s uvoľnením časti z nich do biosférického cyklu. Z tohto dôvodu niekedy hovoria nie o biologickom cykle, ale o výmene energie v ekosystémoch a jednotlivých organizmoch.

Rastliny, zvieratá a zemný kryt na pozemku tvoria komplex svetový systém, ktorý tvorí biomasu, viaže a prerozdeľuje slnečnú energiu, atmosférický uhlík, vlhkosť, kyslík, vodík, dusík, fosfor, síru, vápnik a ďalšie prvky zapojené do života organizmov. Rastliny, živočíchy a mikroorganizmy vodného prostredia tvoria ďalšie planetárny systém, ktorý plní rovnakú funkciu viazania slnečnej energie a biologického cyklu látok.

Podstatou biologického cyklu je prúdenie dvoch protikladných, ale vzájomne súvisiacich procesov – tvorenie organickej hmoty a jeho zničenie. Počiatočné štádium vzniku organickej hmoty má na svedomí fotosyntéza zelených rastlín, t.j. vznik tejto látky z oxidu uhličitého, vody a minerálnych zlúčenín pomocou žiarivej energie slnka. Rastliny získavajú z pôdy síru, fosfor, vápnik, draslík, horčík, mangán, kremík, hliník, meď, zinok a ďalšie prvky v rozpustenej forme. Bylinožravé živočíchy už absorbujú zlúčeniny týchto prvkov vo forme potravy rastlinného pôvodu. Dravce sa živia bylinožravými živočíchmi, konzumujú potravu zložitejšieho zloženia vrátane bielkovín, tukov, aminokyselín atď. V procese ničenia organickej hmoty odumretých rastlín a zvyškov živočíchov mikroorganizmami vstupujú do rastlín jednoduché minerálne zlúčeniny dostupné na asimiláciu. pôdne a vodné prostredie a ďalšie kolo začína biologický cyklus.

Na rozdiel od veľkého cyklu, malý má iné trvanie: rozlišujú sa sezónne, ročné, celoročné a sekulárne malé cykly. Pri štúdiu biologického cyklu látok sa hlavná pozornosť venuje ročnému rytmu, ktorý je určený ročnou dynamikou vývoja vegetačného krytu.