Všetky látky na našej planéte sú v procese obehu. Slnečná energia spôsobuje na Zemi dva cykly hmoty:
1) Veľké (geologické alebo abiotické);
2) Malé (biotické, biogénne alebo biologické).
Cykly hmoty a toky kozmickej energie vytvárajú stabilitu biosféry. Kolobeh tuhej hmoty a vody, ku ktorému dochádza v dôsledku pôsobenia abiotické faktory (neživej prírode), sa volajú veľký geologický cyklus. Pri veľkom geologickom cykle (plynú milióny rokov) sa horniny ničia, zvetrávajú, látky sa rozpúšťajú a vstupujú do Svetového oceánu; prebiehajú geotektonické zmeny, potápanie kontinentov, stúpanie morského dna. Čas vodného cyklu v ľadovcoch je 8 000 rokov, v riekach - 11 dní. Práve veľká cirkulácia zásobuje živé organizmy živinami a do značnej miery určuje podmienky ich existencie.
Veľký, geologický cyklus v biosfére charakterizujú dva dôležité body:
a) vykonávané po celú dobu geologický vývoj Zem;
b) je moderný planetárny proces, ktorý zohráva vedúcu úlohu v ďalšom rozvoji biosféry.
Na súčasné štádium V dôsledku vývoja ľudstva, v dôsledku veľkej cirkulácie, dochádza aj k transportu škodlivín na veľké vzdialenosti - oxidy síry a dusíka, prach, rádioaktívne nečistoty. Územia miernych zemepisných šírok severnej pologule boli vystavené najväčšiemu znečisteniu.
Malý, biogénny alebo biologický cyklus látok prebieha v pevnej, kvapalnej a plynnej fáze za účasti živých organizmov. Biologický cyklus si na rozdiel od geologického vyžaduje menej energie. Malý cyklus je súčasťou veľkého cyklu, ktorý sa vyskytuje na úrovni biogeocenóz (vo vnútri ekosystémy) a spočíva v tom, že živiny z pôdy, vody, uhlíka sa hromadia v hmote rastlín a vynakladajú sa na stavbu tela. Produkty rozkladu organickej hmoty rozkladajú sa na minerálne zložky. Malý cyklus nie je uzavretý, ktorá je spojená so vstupom látok a energie do ekosystému zvonku a s uvoľnením časti z nich do biosférická cirkulácia.
Mnohí sú zapojení do veľkých a malých cyklov. chemické prvky a ich zlúčeniny, ale najdôležitejšie z nich sú tie, ktoré určujú súčasnú fázu vývoja biosféry, spojenú s ekonomická aktivita osoba. Patria sem cykly uhlík, síra a dusík(ich oxidy sú hlavné látky znečisťujúce ovzdušie), ako aj fosfor (fosfáty sú hlavnou znečisťujúcou látkou kontinentálnych vôd). Takmer všetky znečisťujúce látky pôsobia ako škodlivé a sú klasifikované ako xenobiotiká.
V súčasnosti majú veľký význam cykly xenobiotík – toxických prvkov. ortuť (kontaminant potravín) produkty) a olovo (zložka benzínu). Okrem toho sa do malého obehu z veľkého obehu dostávajú mnohé látky antropogénneho pôvodu (DDT, pesticídy, rádionuklidy atď.), ktoré poškodzujú biotu a ľudské zdravie.
Podstatou biologického cyklu je tok dvoch protikladných, ale vzájomne súvisiacich procesov - tvorba organická hmota a zničenieživá látka.
Na rozdiel od veľkého cyklu, malý má iné trvanie: existujú sezónne, ročné, celoročné a sekulárne malé cykly..
Kolobeh chemikálií z anorganického prostredia cez vegetáciu a živočíchy späť do anorganické prostredie použitím solárna energia chemické reakcie volal biogeochemický cyklus .
Súčasnosť a budúcnosť našej planéty závisí od účasti živých organizmov na fungovaní biosféry. V kolobehu látok živá hmota, alebo biomasa, plní biogeochemické funkcie: plynové, koncentračné, redoxné a biochemické.
Biologický cyklus prebieha za účasti živých organizmov a spočíva v rozmnožovaní organickej hmoty z anorganickej a rozklade tejto organickej na anorganickú prostredníctvom potravy. potravinový reťazec. Intenzita produkčných a deštrukčných procesov v biologickom cykle závisí od množstva tepla a vlhkosti. Napríklad, pomalá rychlosť rozklad organickej hmoty v polárnych oblastiach závisí od nedostatku tepla.
Dôležitým ukazovateľom intenzity biologického cyklu je rýchlosť cirkulácie chemických prvkov. Intenzita je charakterizovaná index , ktorý sa rovná pomeru hmotnosti lesnej podstielky k podstielke. Čím vyšší je index, tým nižšia je intenzita cyklu.
Index v ihličnatých lesoch - 10 - 17; širokolisté 3 - 4; savana nie viac ako 0,2; mokré tropické pralesy nie viac ako 0,1, t.j. tu je biologický cyklus najintenzívnejší.
Tok prvkov (dusík, fosfor, síra) cez mikroorganizmy je rádovo vyšší ako cez rastliny a živočíchy. Biologický cyklus nie je úplne reverzibilný, úzko súvisí s biogeochemickým cyklom. Chemické prvky cirkulujú v biosfére rôznymi dráhami biologického cyklu:
absorbovaný živou hmotou a nabitý energiou;
opustiť živú hmotu, uvoľniť energiu do vonkajšie prostredie.
Tieto cykly sú dvoch typov: cirkulácia plynných látok; sedimentačný cyklus (rezerva v zemskej kôre).
Samotné cykly pozostávajú z dvoch častí:
- rezervný fond(ide o časť látky, ktorá nie je spojená so živými organizmami);
- mobilný (výmenný) fond(menšia časť hmoty spojená s priamou výmenou medzi organizmami a ich bezprostredným prostredím).
Cykly sa delia na:
gyres plynového typu s rezervným fondom v zemskej kôre (cykly uhlíka, kyslíka, dusíka) - schopné rýchlej samoregulácie;
gyres sedimentárneho typu s rezervným fondom v zemskej kôre (cykly fosforu, vápnika, železa atď.) sú inertnejšie, prevažná časť látky je vo forme „neprístupnej“ pre živé organizmy.
Cykly možno rozdeliť aj na:
- ZATVORENÉ(cirkulácia plynných látok, napríklad kyslíka, uhlíka a dusíka, je rezervou v atmosfére a hydrosfére oceánu, takže nedostatok je rýchlo kompenzovaný);
- OTVORENÉ(tvorba rezervného fondu v zemskej kôre napr. fosfor - preto sa straty kompenzujú zle, t.j. vzniká deficit).
Energetickým základom existencie biologických cyklov na Zemi a ich prvotným prepojením je proces fotosyntézy. Každý nový cyklus obehu nie je presným opakovaním predchádzajúceho. Napríklad počas evolúcie biosféry boli niektoré procesy nezvratné, čo malo za následok vznik a akumuláciu biogénnych zrážok, zvýšenie množstva kyslíka v atmosfére, zmenu kvantitatívnych pomerov izotopov mnohých prvky atď.
Obeh látok je tzv biogeochemické cykly . Hlavné biogeochemické (biosférické) cykly látok: kolobeh vody, kolobeh kyslíka, kolobeh dusíka(účasť baktérií viažucich dusík), uhlíkový cyklus(účasť aeróbne baktérie; ročne do geologického cyklu sa uvoľní asi 130 ton uhlíka), cyklus fosforu(účasť pôdnych baktérií; 14 miliónov ton fosforu), cyklus síry, cyklus katiónov kovov.
veľký cyklus látok v prírode v dôsledku interakcie slnečnej energie s hlbokou energiou Zeme a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a hlbšie horizonty Zeme.
Sedimentárne horniny vzniknuté zvetrávaním magmatické horniny, v pohyblivých 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 tvorby minerálov, kryštalizácia hornín a pod. (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.
Príkladom veľkého cyklu je cirkulácia vody medzi pevninou a oceánom cez atmosféru (obr. 2.1).
Ryža. 2.1. Všeobecne akceptovaná schéma hydrologickej (klimatickej)
kolobeh vody v prírode
Vlhkosť odparená 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 povrchu a podzemia. 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 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.
Geologický cyklus látok teda prebieha bez účasti živých organizmov a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a ďalšie. hlboké vrstvy Zem.
Komu endogénne procesy zahŕňajú: magmatizmus, metamorfizmus (pôsobenie vysokých teplôt a tlaku), vulkanizmus, pohyb zemskej kôry (zemetrasenia, budovanie hôr).
Komu exogénne- zvetrávanie, činnosť atmosférických a povrchová voda moria, oceány, zvieratá, rastlinné organizmy a najmä človek – technogenéza.
Formuje sa interakcia vnútorných a vonkajších procesov veľký geologický cyklus hmoty.
Pri endogénnych procesoch vznikajú horské sústavy, pahorkatiny, oceánske zníženiny, pri exogénnych procesoch sa ničia vyvreliny, produkty ničenia sa presúvajú do riek, morí, oceánov a vznikajú sedimentárne horniny. V dôsledku pohybu zemskej kôry sedimentárne horniny klesajú do hlbokých vrstiev, prechádzajú procesmi metamorfózy (pôsobením vysokých teplôt a tlaku) a vznikajú metamorfované horniny. V hlbších vrstvách sa menia na roztavené ...
stav (magmatizácia). Potom sa v dôsledku vulkanických procesov dostávajú do horných vrstiev litosféry, na jej povrchu vo forme vyvrelín. Takto vznikajú pôdotvorné horniny a rôzne formyúľavu.
Skaly, z ktorých pôda vzniká, sa nazývajú pôdotvorné alebo materské. Podľa podmienok vzniku sa delia na tri skupiny: magmatické, metamorfné a sedimentárne.
Vyvreté horniny pozostávajú zo zlúčenín kremíka, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. V závislosti od pomeru týchto zlúčenín sa rozlišujú kyslé a zásadité horniny.
Kyseliny (žuly, liparity, pegmatity) majú vysoký obsah oxidu kremičitého (viac ako 63 %), oxidov draslíka a sodíka (7-8 %), oxidov vápnika a Mg (2-3 %). Sú svetlej a hnedej farby. Pôdy vytvorené z takýchto hornín majú sypkú štruktúru, vysokú kyslosť a sú neúrodné.
Hlavné vyvreliny (čadiče, dunity, periodity) sa vyznačujú nízkym obsahom SiO 2 (40-60%), zvýšeným obsahom CaO a MgO (do 20%), oxidov železa (10-20%), Na20 a K20 menej ako 30 %.
Pôdy vytvorené na produktoch zvetrávania hlavných hornín majú zásaditú a neutrálnu reakciu, veľa humusu a vysokú úrodnosť.
Vyvrelé horniny tvoria 95 % Celková váha horniny, ale ako pôdotvorné zaberajú malé plochy (v horách).
metamorfované horniny, vznikajú ako výsledok rekryštalizácie vyvrelých a sedimentárnych hornín. Sú to mramor, rula, kremeň. Zaberajú malý podiel ako pôdotvorné horniny.
Sedimentárne horniny. Ich vznik je podmienený procesmi zvetrávania vyvrelých a premenených hornín, prenosom produktov zvetrávania vodnými, ľadovcovými a vzdušnými prúdmi a ukladaním na zemskom povrchu, na dne oceánov, morí, jazier, v nivách riek.
Sedimentárne horniny sa podľa zloženia delia na klastické, chemogénne a biogénne.
klastické usadeniny líšia sa veľkosťou úlomkov a častíc: sú to balvany, kamene, štrk, drvený kameň, piesky, hliny a íly.
Chemogénne usadeniny vzniká ako výsledok zrážania solí z vodných roztokov v morské zálivy, jazerá v horúcom podnebí alebo v dôsledku chemických reakcií.
Patria sem halogenidy (kamenná a draselná soľ), sírany (sadra, anhydrid), uhličitany (vápenec, slieň, dolomity), silikáty, fosforečnany. Mnohé z nich sú surovinami na výrobu cementu, chemických hnojív a využívajú sa ako poľnohospodárske rudy.
Biogénne ložiská vznikol z nahromadenia zvyškov rastlín a živočíchov. Sú to: uhličitanové (biogénne vápence a krieda), kremičité (dolomit) a uhlíkaté horniny (uhlie, rašelina, sapropel, ropa, plyn).
Hlavné genetické typy sedimentárne horniny sú:
1. Eluviálne usadeniny- produkty zvetrávania hornín zostávajúce na vrstve ich formovania. Eluvium sa nachádza na vrcholoch povodí, kde je vymývanie slabo vyjadrené.
2. deluviálne usadeniny- produkty erózie ukladané dočasnými prúdmi dažďovej a roztopenej vody v spodnej časti svahov.
3. proluviálne ložiská- vznikol v dôsledku prenosu a usadzovania produktov zvetrávania prechodnými horskými riekami a záplavami na úpätí svahov.
4. Aluviálne usadeniny- vzniká v dôsledku usadzovania produktov poveternostných vplyvov riečne vody vstupujú do nich povrchovým odtokom.
5. Lakustrínne usadeniny– sedimenty dna jazier. Ily s vysoký obsah organické látky (15-20%) sa nazývajú sapropely.
6. morské sedimenty- spodné sedimenty morí. Počas ústupu (transgresie) morí zostávajú ako pôdotvorné horniny.
7. Ľadovcové (ľadovcové) alebo morénové usadeniny- produkty zvetrávania rôznych hornín, premiestnených a uložených ľadovcom. Ide o netriedený hrubozrnný červenohnedý alebo sivý materiál s inklúziami kameňov, balvanov a kamienkov.
8. Fluvioglaciálne (vodo-ľadovcové) ložiská dočasné toky a uzavreté nádrže, ktoré vznikli počas topenia ľadovca.
9. Krycie hliny patria medzi extraglaciálne ložiská a považujú sa za ložiská plytkých takmer ľadovcových záplav roztopenej vody. Zhora prekrývajú madder vrstvou 3-5 m. Sú žltohnedej farby, dobre triedené, neobsahujú kamene a balvany. Pôdy na krycích hlinitách sú úrodnejšie ako na madderoch.
10. Spraše a spraše podobné hliny sa vyznačujú bledožltou farbou, vysokým obsahom kalov a kalových frakcií, sypkou štruktúrou, vysokou pórovitosťou, vysokým obsahom uhličitanov vápenatých. Vznikol na nich úrodný sivý les, gaštanové pôdy, černozeme a sivé pôdy.
11. Liparské ložiská vznikajú v dôsledku pôsobenia vetra. Deštruktívna činnosť vetra pozostáva z korózie (honovanie, pieskovanie hornín) a deflácie (fúkanie a transport vetrom malé častice pôdy). Oba tieto procesy spolu predstavujú veternú eróziu.
Základné schémy, vzorce atď. znázorňujúce obsah: prezentácia s fotografiami typov zvetrávania.
Otázky na sebaovládanie:
1. Čo je to zvetrávanie?
2. Čo je to magmatizácia?
3. Aký je rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým zvetrávaním?
4. Aký je geologický cyklus hmoty?
5. Opíšte stavbu Zeme?
6. Čo je magma?
7. Z akých vrstiev sa skladá jadro Zeme?
8. Čo sú plemená?
9. Ako sa klasifikujú plemená?
10. Čo je to spraš?
11. Čo je to frakcia?
12. Aké vlastnosti sa nazývajú organoleptické?
Hlavné:
1. Dobrovoľský V.V. Geografia pôd so základmi pedológie: Učebnica pre stredné školy. - M .: Humanit. vyd. Stred VLADOS, 1999.-384 s.
2. Pedológia / Ed. JE. Kaurichev. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.
3. Pedológia / Ed. V.A. Kovdy, B.G. Rozanov v 2 častiach Vyššia škola M. 1988.
4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. Geografia pôd so základmi pedológie, Moskovská štátna univerzita. 1995
5. Rode A.A., Smirnov V.N. Veda o pôde. Vyššia škola M., 1972
Ďalšie:
1. Glazovskaya M.A. Všeobecná pedológia a pôdna geografia. Stredná škola M. 1981
2. Kovda V.A. Základy náuky o pôdach. M. Science, 1973
3. Liverovsky A.S. Pôdy ZSSR. M. Myšlienka 1974
4. Rozanov B. G. zemný kryt glóbus. M. vyd. W. 1977
5. Aleksandrová L.N., Náydenová O.A. Laboratórne a praktické hodiny pôdnej vedy. L. Agropromizdat. 1985
Strana 1
Veľký geologický cyklus zahŕňa sedimentárne horniny hlboko v zemskej kôre, ktoré na dlhú dobu vypínajú prvky v nich obsiahnuté zo systému biologickej cirkulácie. V priebehu geologickej histórie sa premenené sedimentárne horniny 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, vytvárajú sedimentárne horniny a len čiastočne sa vracajú na súš 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 z látok sa dostávajú do hlbokých vrstiev Zeme (cez spodné sedimenty morí alebo iným spôsobom), kde dochádza k pomalým premenám za vzniku rôznych zlúčenín, minerálnych i organických. 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 komponentov k veľkému geologickému cyklu látok Zeme je veľmi významný: neustále progresívny rast technosférických komponentov je spôsobený rozširovaním 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) tento všeobecný pohyb hmoty smerom nadol do určitej miery komplikujú, vytvárajú miestne 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 buď sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku, alebo padá ako zrážky na povrch oceánu. 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 cyklu látok v prírode.
Presun hmoty povrchovými a podzemnými vodami je hlavným faktorom z hľadiska geochemickej diferenciácie zemského územia, nie však jediným, a ak hovoríme o veľkom geologickom obehu látok na zemskom povrchu ako celku, tak toky zohrávajú v ňom veľmi významnú úlohu, najmä oceánsky a atmosférický transport.
Čo sa týka rýchlosti a intenzity veľkého geologického obehu látok, v súčasnosti nie je možné 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.
Cyklus síry a fosforu je typický sedimentárny bio-geochemický cyklus. Takéto cykly sa ľahko prerušia rôznymi druhmi vplyvov a časť vymeneného materiálu opustí cyklus. Do obehu sa môže vrátiť len v dôsledku geologických procesov alebo extrakciou biofilných zložiek živou hmotou.[ ...]
Obeh látok a premena energie zabezpečujú dynamickú rovnováhu a stabilitu biosféry ako celku a jej jednotlivých častí. Zároveň sa vo všeobecnom jedinom cykle rozlišuje kolobeh pevných látok a vody, ku ktorému dochádza v dôsledku pôsobenia abiotických faktorov (veľký geologický cyklus), ako aj malého biotického cyklu látok v pevnej látke. , kvapalnej a plynnej fáze, ku ktorej dochádza za účasti živých organizmov.[ ...]
Cyklus uhlíka. Uhlík je pravdepodobne jedným z najčastejšie spomínaných chemických prvkov pri zvažovaní geologických, biologických a vnútorných posledné roky a technické problémy.[ ...]
Cirkulácia látok je opakovaná účasť látok na procesoch prebiehajúcich v atmosfére, hydrosfére, litosfére vrátane tých vrstiev, ktoré sú súčasťou biosféry planéty. Zároveň sa rozlišujú dva hlavné cykly: veľký (geologický) a malý (biogénny a biochemický).[ ...]
Geologické a biologické cykly sú do značnej miery uzavreté, čo sa nedá povedať o antropogénnom cykle. Preto často hovoria nie o antropogénnom cykle, ale o antropogénnom metabolizme. Otvorenosť antropogénneho obehu látok vedie k vyčerpaniu prírodné zdroje a znečistenie prírodného prostredia - hlavné príčiny všetkých otázky životného prostrediaľudskosť.[ ...]
Cykly hlavných biogénnych látok a prvkov. Zvážte cykly najvýznamnejších látok a prvkov pre živé organizmy (obr. 3-8). Vodný cyklus patrí k veľkému geologickému; a cykly biogénnych prvkov (uhlík, kyslík, dusík, fosfor, síra a iné biogénne prvky) - na malú biogeochémiu.[ ...]
Cirkulácia vody medzi pevninou a oceánom cez atmosféru sa vzťahuje na veľký geologický cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oceánov a buď sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku, alebo padá ako zrážky na povrch oceánu. 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.[ ...]
Cyklus fosforu. Väčšina fosforu je obsiahnutá v horninách vytvorených v minulých geologických epochách. Fosfor je súčasťou biogeochemického cyklu v dôsledku zvetrávania hornín.[ ...]
Plynové cykly sú dokonalejšie, pretože majú veľký výmenný fond, čo znamená, že sú schopné rýchlej samoregulácie. Sedimentárne cykly sú menej dokonalé, sú inertnejšie, keďže prevažná časť hmoty je obsiahnutá v rezervnom fonde zemskej kôry vo forme „neprístupnej“ pre živé organizmy. Takéto cykly sú ľahko narušené rôznymi druhmi vplyvov a časť vymieňaného materiálu opúšťa cyklus. Znova sa môže vrátiť do obehu iba v dôsledku geologických procesov alebo ťažbou živou hmotou. Získať látky potrebné pre živé organizmy zo zemskej kôry je však oveľa ťažšie ako z atmosféry.[ ...]
Geologický cyklus sa jasne prejavuje na príklade kolobehu vody a cirkulácie atmosféry. Odhaduje sa, že až polovica energie pochádzajúcej zo Slnka sa spotrebuje na odparovanie vody. Jeho vyparovanie z povrchu Zeme je kompenzované zrážkami. Zároveň sa z oceánu vyparí viac vody, ako sa vráti so zrážkami a na súši sa deje pravý opak – viac zrážok spadne, ako sa voda vyparí. Jeho prebytok prúdi do riek a jazier a odtiaľ opäť do oceánu. V priebehu geologického cyklu sa stav agregácie voda (kvapalná; pevná látka - sneh, ľad; plynná - para). Jeho najväčšia cirkulácia sa pozoruje v parnom stave. Spolu s vodou sú v globálnom meradle v geologickom cykle transportované aj iné minerálne látky z jedného miesta na druhé.[ ...]
Vodný cyklus. Na začiatku úseku sa uvažovalo o jeho geologickom obehu. V podstate ide o procesy odparovania vody z povrchu Zeme a oceánu a zrážok na nich. V rámci jednotlivých ekosystémov dochádza k ďalším procesom, ktoré komplikujú veľký vodný cyklus (záchyt, evapotranspirácia a infiltrácia).[ ...]
Geologické cykly. Vzájomné usporiadanie a obrys kontinentov a oceánske dno sa neustále menia. Vnútri horné mušle Zem je plynulé postupné nahrádzanie niektorých hornín inými, nazývané veľký obeh hmoty. Geologické procesy formovania a ničenia pohorí sú najväčšie energetické procesy v biosfére Zeme.[ ...]
OBEH LÁTOK (na Zemi) - opakovane opakované procesy premeny a pohybu látok v prírode, majúce viac-menej cyklický charakter. Generál K.v. pozostáva zo samostatných procesov (cyklus vody, dusíka, uhlíka a iných látok a chemických prvkov), ktoré nie sú úplne reverzibilné, pretože látka je rozptýlená, odstránená, pochovaná, zmenená v zložení atď. Existujú biologické, biogeochemické, geologické Q.v., ako aj cykly jednotlivých chemických prvkov (obr. 15) a vody. Činnosť človeka v súčasnom štádiu vývoja zvyšuje najmä intenzitu K.v. a má vplyv úmerný sile rozsahu prirodzených planetárnych procesov.[ ...]
BIOGEOCHEMICKÝ CYKLUS je pohyb a premena chemických prvkov prostredníctvom inertných a organickej povahy s aktívnou účasťou živej hmoty. Chemické prvky cirkulujú v biosfére rôznymi cestami biologického cyklu: sú absorbované živou hmotou a nabité energiou, potom živú hmotu opúšťajú a nahromadenú energiu odovzdávajú vonkajšiemu prostrediu. Taký vo väčšom resp nižší stupeň uzavreté cesty nazval V.I. Vernadsky „biogeochemické cykly.“ Tieto cykly možno rozdeliť na dva hlavné typy: 1) obeh plynných látok s rezervným fondom v atmosfére alebo hydrosfére (oceáne) a 2) sedimentačný cyklus s rezervným fondom. v zemskej kôre.vo všetkých biogeochemických cykloch aktívna rola hrá živú hmotu. Pri tejto príležitosti V.I. Vernadsky (1965, s. 127) napísal: „Živá hmota zahŕňa a prestavuje všetko chemické procesy biosféra, jej efektívna energia je obrovská. Živá hmota je najmocnejšia geologická sila, ktorá s postupom času rastie.“ Medzi hlavné cykly patria cykly uhlíka, kyslíka, dusíka, fosforu, síry a biogénnych katiónov. Nižšie uvádzame ako príklad hlavné črty kolobehu typických biofilných prvkov (uhlík, kyslík a fosfor), ktoré zohrávajú podstatnú úlohu v živote biosféry.[ ...]
Geologický cyklus (veľký kolobeh látok v prírode) - kolobeh látok, hnacia silačo sú exogénne a endogénne geologické procesy.[ ...]
kvôli geologické zmeny Na povrchu Zeme môže byť z tohto cyklu vylúčená časť substancie biosféry. Napríklad biogénne sedimenty ako napr uhlia, ropa po mnoho tisícročí sú zachované v hrúbke zemskej kôry, ale v zásade nie je vylúčené ich opätovné zaradenie do biosférického cyklu.[ ...]
Poznanie kolobehov hmoty na Zemi má veľký praktický význam, pretože výrazne ovplyvňujú ľudský život a zároveň sú človekom ovplyvňované. Dôsledky týchto vplyvov sa stali porovnateľnými s výsledkami geologických procesov. Existujú nové spôsoby migrácie prvkov, existujú nové chemické zlúčeniny, výrazne zmeniť rýchlosť obratu látok v biosfére.[ ...]
Veľký obeh látok v prírode (geologický) je spôsobený interakciou slnečnej energie s hlbokú energiu Zem a prerozdeľuje látky medzi biosféru a hlbšie horizonty Zeme. K tejto cirkulácii v systéme „vyvreté horniny – sedimentárne horniny – metamorfované horniny (premenené teplotou a tlakom) – vyvreté horniny“ dochádza v dôsledku procesov magmatizmu, metamorfózy, litogenézy a dynamiky zemskej kôry (obr. 6.2). Symbolom obehu látok je špirála: každý nový cyklus obehu presne neopakuje ten starý, ale zavádza niečo nové, čo časom vedie k veľmi významným zmenám.[ ...]
Veľký geologický cyklus zahŕňa sedimentárne horniny hlboko v zemskej kôre, ktoré na dlhú dobu vypínajú prvky v nich obsiahnuté zo systému biologickej cirkulácie. V priebehu geologickej histórie sa premenené sedimentárne horniny, opäť na povrchu Zeme, postupne ničia činnosťou živých organizmov, vody a vzduchu a opäť sa zaraďujú do kolobehu biosféry.[ ...]
Geologická cirkulácia látok teda prebieha bez účasti živých organizmov a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a hlbšie vrstvy Zeme.[ ...]
Geologický cyklus a obeh hornín teda pozostáva z: 1) zvetrávania, 2) tvorby sedimentov, 3) tvorby sedimentárnych hornín, 4) metamorfózy, 5) magmatizácie. Výstup na denný povrch magmy a vznik vyvrelín opakuje celý cyklus od začiatku. Celý cyklus môžu byť prerušené v rôznych štádiách (3 alebo 4), ak sa v dôsledku tektonických zdvihov a denudácie horniny dostanú na povrch a podliehajú opakovanému zvetrávaniu.[ ...]
Veľký význam má geologická aktivita baktérií. Najviac berú baktérie Aktívna účasť v kolobehu látok v prírode, All Organické zlúčeniny a významná časť anorganických podlieha významné zmeny. A tento obeh látok je základom existencie života na Zemi.[ ...]
V hydrosfére je pozastavenie uhlíkového cyklu spojené s inkorporáciou CO2 do CaCO3 (vápenec, krieda, koraly). V tomto variante uhlík vypadáva z obehu pre celé geologické epochy a nie je zahrnutý v koncepte biosféry. Nárast organogénnych hornín nad hladinu mora však vedie k obnoveniu kolobehu uhlíka v dôsledku vyplavovania vápencov a podobných hornín atmosférickými zrážkami, ako aj biogénne - pôsobením lišajníkov, koreňov rastlín.[ ...]
Odstránenie časti uhlíka z prirodzeného kolobehu ekosystému a „rezervácia“ v podobe fosílnych zásob organickej hmoty v útrobách Zeme je dôležitá vlastnosť zvažovaný proces. Vo vzdialených geologických epochách významnú časť fotosyntetizovanej organickej hmoty nevyužívali konzumenti ani rozkladači, ale hromadili sa vo forme detritu. Neskôr boli vrstvy sutín pochované pod vrstvami rôznych minerálnych sedimentov, kde sa vplyvom vysokých teplôt a tlaku v priebehu miliónov rokov zmenili na ropu, uhlie a zemný plyn(v závislosti od východiskového materiálu, trvania a podmienok pobytu v zemi). Podobné procesy prebiehajú aj v súčasnosti, ale oveľa menej intenzívne. Ich výsledkom je tvorba rašeliny.[ ...]
CYKLUS BIOGEOCHEMICKÝ [z gr. kyklos - kruh], biogeochemická cirkulácia - cyklické procesy výmeny a premeny chemického prvku medzi zložkami biosféry (od anorganickej formy cez živú hmotu opäť k anorganickej). Vykonáva sa s využitím prevažne slnečnej energie (ifotosyntéza) a čiastočne energie chemických reakcií (chemosyntéza). Pozri obeh látok. Biologický obeh látok. Geologický cyklus hmoty.[ ...]
Všetky známe a mnohé ďalšie geologické procesy zostávajúce „v zákulisí“, grandiózne konečné výsledky, po prvé, sú vzájomne prepojené a po druhé sú hlavným mechanizmom, ktorý zabezpečuje rozvoj litosféry, ktorý pokračuje dodnes, jej účasť na neustálom obehu a premene hmoty a energie, udržiava fyzický stav litosféry, ktorý pozorujeme. [...]
Všetky tieto planetárne procesy na Zemi sú úzko prepojené a tvoria spoločný, globálny obeh látky, ktoré prerozdeľujú energiu zo slnka. Vykonáva sa systémom malých cyklov. Napojené na veľké a malé cykly tektonické procesy, spôsobené vulkanickou činnosťou a pohybom oceánskych platní v zemskej kôre. V dôsledku toho sa na Zemi uskutočňuje veľký geologický cyklus látok.[ ...]
Pôda je neoddeliteľnou súčasťou terestrických biogeocenóz. Vykonáva konjugáciu (interakciu) veľkých geologických a malých biologických cyklov látok. Soil je jedinečný gGo komplexnosti materiálového zloženia prirodzená formácia. Pôdna hmota je reprezentovaná štyrmi fyzikálnymi fázami: tuhá (minerálne a organické častice), kvapalná (pôdny roztok), plynná (pôdny vzduch) a živá (organizmy). Pôdy sa vyznačujú zložitou priestorovou organizáciou a diferenciáciou znakov, vlastností a procesov.[ ...]
Vďaka neustálemu fungovaniu systému „atmosféra-pôda-rastliny-živočíchy-mikroorganizmy“ sa vyvinul bio-geochemický cyklus mnohých chemických prvkov a ich zlúčenín, ktorý pokrýva pevninu, atmosféru a vnútrozemské vody. Jeho celkové charakteristiky sú porovnateľné s celkovým riečnym odtokom pôdy, celkovým prítokom hmoty z vrchného plášťa do biosféry planéty. Preto je živá hmota na Zemi už mnoho miliónov rokov geologicky významným faktorom.[ ...]
Prevažnú časť určuje biota biosféry chemické premeny na planéte. Preto úsudok V.I. Vernadského o obrovskej transformačnej geologickej úlohe živej hmoty. Pre organická evolúciaživé organizmy tisíckrát (pre rôzne cykly od 103 do 105) prešli cez seba, cez svoje orgány, tkanivá, bunky, krv, celú atmosféru, celý objem svetového oceánu, väčšinu pôdy, obrovské množstvo minerálne látky. A nielenže to „zmeškali, ale podľa svojich potrieb upravili aj celé pozemské prostredie.[ ...]
Samozrejme, vyčerpateľné a všetky neobnoviteľné zdroje. Patrí medzi ne prevažná väčšina fosílií: horské materiály, rudy, minerály, ktoré vznikli v geologickej histórii Zeme, ako aj produkty starovekej biosféry, ktoré vypadli z biotického cyklu a pochovali sa v hlbinách – fosílne palivá a sedimentárne uhličitany. . Niektorí minerálne zdroje a teraz pomaly vznikajú počas geochemických procesov v útrobách, hlbinách oceánu alebo na povrchu zemskej kôry. Čo sa týka nerastných surovín, má veľký význam dostupnosť a kvalita zdroja, ako aj kvantitatívny pomer medzi neznámymi, ale odhadovanými zdrojmi (77), odhadovaným potenciálom (77), skutočne preskúmanými (P) a prevádzkovými (E) zásobami. a zvyčajne N> P> P > E (obr. 6.6).[ ...]
Štúdium oceánu ako fyzického a chemický systém napredoval oveľa rýchlejšie ako jeho štúdium ako biologického systému. Pôvodne špekulatívne hypotézy o pôvode a geologickej histórii oceánov získali solídny teoretický základ.[ ...]
Živé organizmy sú celkovo veľmi silným regulátorom toku hmoty na zemskom povrchu, selektívne zadržiavajú určité prvky v biologickom cykle. Každý rok sa do biologického cyklu zapojí 6-20-krát viac dusíka ako do geologického cyklu a 3-30-krát viac fosforu; síra je naopak zapojená 2-4 krát viac do geologického cyklu ako do biologického cyklu (tab. 4).[ ...]
Komplexný systém spätná väzba prispeli nielen k zvýšeniu druhovej diferenciácie, ale aj k formovaniu určitých prírodné komplexy, ktoré majú špecifické črty v závislosti od podmienok prostredia a geologickej histórie konkrétnej časti biosféry. Prirodzene akákoľvek kombinácia v biosfére vzájomne prepojených organizmov a anorganických zložiek životného prostredia, v ktorom sa uskutočňuje obeh látok, sa nazýva ekologický systém alebo ekosystém.[ ...]
Syntetické pracie prostriedky ( čistiace prostriedky tenzidy). makeup veľká skupina umelé povrchovo aktívne látky, ktorých sa na celom svete vyrábajú obrovské množstvá. Tieto látky sa vo veľkých množstvách dostávajú do geologického prostredia s domácnosťami odpadových vôd. Väčšina z nich sa nevzťahuje na toxické látky, syntetické čistiace prostriedky však môžu ničiť rôznych ekosystémov, porušovať prirodzené procesy geochemický obeh látok v pôdach a podzemnej vody.[ ...]
Hlavná masa uhlíka je akumulovaná v karbonátových ložiskách oceánskeho dna (1,3 - 101 Wt), kryštalických horninách (1,0 1016 t), uhlí a rope (3,4 1015 t). Práve tento uhlík sa podieľa na pomalom geologickom cykle. Život na Zemi a plynová bilancia atmosféry sú podporované relatívne malými množstvami uhlíka obsiahnutých v rastlinných (5 10 t) a živočíšnych (5 109 t) tkanivách zúčastňujúcich sa na malom (biogénnom) cykle. V súčasnosti však človek intenzívne uzatvára kolobeh látok vrátane uhlíka. Napríklad sa odhaduje, že celková biomasa všetkých domácich zvierat už prevyšuje biomasu všetkých voľne žijúcich suchozemských zvierat. Plochy kultúrnych rastlín sa približujú k oblastiam prirodzených biogeocenóz a mnohé kultúrne ekosystémy svojou produktivitou, neustále zvyšovanou človekom, výrazne prevyšujú prirodzené.[ ...]
Fosforečnany, ktoré sa dostanú do vodných útvarov s odpadovými vodami, ich nasýtia a niekedy presýtia. ekologických systémov. V prirodzených podmienkach sa fosfor vracia späť na súš prakticky len s trusom a po uhynutí rybožravých vtákov. Absolútna väčšina fosforečnany tvoria spodné sedimenty a cyklus vstupuje do najpomalšej fázy. Len geologické procesy, ktoré prebiehajú milióny rokov, môžu skutočne zdvihnúť oceánske ložiská fosfátov, po ktorých je možné fosfor znovu zaradiť do opísaného cyklu.[ ...]
Hodnoty charakterizujúce ročné odstránenie sedimentov z každého kontinentu sú uvedené v tabuľke. 17. Je ľahké vidieť, že najväčšia strata pôdy je charakteristická pre Áziu – kontinent s najstaršími civilizáciami a najsilnejším využívaním zeme. Aj keď je rýchlosť procesu premenlivá, počas období minimálnej geologickej aktivity dochádza k akumulácii rozpustených minerálov živiny sa vyskytuje v nížinách a v oceánoch na úkor vyvýšených oblastí. Zároveň miestne biologické mechanizmy návraty, vďaka čomu úbytok látok neprevyšuje ich príjem z podložných hornín (o tom sa hovorilo pri uvažovaní o cykle vápnika). Inými slovami, tým dlhšia životnosť dôležité prvky zostanú v tejto oblasti a budú znova a znova využívané nasledujúcimi generáciami organizmov, tým menej nového materiálu bude potrebné zvonku. Žiaľ, ako sme už poznamenali v časti o fosfore, ľudia často narúšajú túto rovnováhu, zvyčajne neúmyselne, ale jednoducho preto, že úplne nechápu zložitosť symbiózy medzi životom a anorganickou hmotou, ktorá sa vyvinula počas mnohých tisícročí. V súčasnosti sa napríklad predpokladá (hoci sa to ešte nepreukázalo), že priehrady, ktoré bránia prechodu lososov do riek na neres, vedú k zníženiu počtu nielen lososov, ale aj nepriechodných rýb, zveri a dokonca aj pokles produkcie dreva v niekt severných regiónoch Západne od USA. Keď sa lososy trú a umierajú v hlbinách pevniny, zanechávajú za sebou zásoby cenných živín vrátených z mora. Odvoz veľkého množstva dreva z lesa (a minerály, ktoré obsahuje, sa do pôdy nevracajú, na rozdiel od toho, čo sa deje v prírode, keď sa popadané stromy rozkladajú), nepochybne ochudobňuje aj vrchoviny, zvyčajne v situáciách, keď je zásoba živín bez nadbytočných zásob. chudobný.[ ...]
Piatou funkciou je biogeochemická činnosť ľudstva, pokrývajúca stále väčšie množstvo látky zemskej kôry pre potreby priemyslu, dopravy, poľnohospodárstvo. Táto funkcia berie špeciálne miesto v dejinách zemegule a zaslúži si starostlivú pozornosť a štúdium. Celá živá populácia našej planéty – živá hmota – je teda v neustálom kolobehu biofilných chemických prvkov. Biologický cyklus látok v biosfére je spojený s veľkým geologickým cyklom (obr. 12.20).[ ...]
Ďalším procesom, ktorý poháňa uhlík, je tvorba humusu saprofágmi a následná mineralizácia látky hubami a baktériami. Ide o veľmi pomalý proces, ktorého rýchlosť je určená množstvom kyslíka, chemické zloženie pôdy, jej teploty. Pri nedostatku kyslíka a vysokej kyslosti sa uhlík hromadí v rašeline. Podobnými procesmi vo vzdialených geologických epochách sa vytvorili ložiská uhlia a ropy, ktoré zastavili proces kolobehu uhlíka.[ ...]
Ako príklad uveďme environmentálnu úlohu lesného ekosystému. Lesné produkty a biomasa sú zásoby organickej hmoty a uloženej energie, ktoré vznikajú v procese fotosyntézy rastlinami. Intenzita fotosyntézy určuje rýchlosť absorpcie oxidu uhličitého a uvoľňovania kyslíka do atmosféry. Pri tvorbe 1 tony rastlinných produktov sa teda v priemere absorbuje 1,5 – 1,8 tony CO2 a uvoľní sa 1,2 – 1,4 tony 02. Hlavným zásobníkom biogénneho uhlíka je biomasa vrátane mŕtvej organickej hmoty. Časť tejto organickej hmoty sa z cyklu odstráni dlho, tvoriace geologické ložiská.[ ...]
Vladimír Ivanovič Vernadskij (1863-1945) - veľký ruský vedec, akademik, zakladateľ biogeochémie a doktríny biosféry. Právom je považovaný za jedného z najväčších univerzalistov svetovej vedy. Vedecké záujmy V.I. Vernadského sú mimoriadne široké. Významne prispel k mineralógii, geochémii, rádiogeológii, kryštalografii; uskutočnil prvé štúdie vzorcov zloženia, štruktúry a migrácie interagujúcich prvkov a štruktúr zemskej kôry, hydrosféry a atmosféry. V roku 1923 sformuloval teóriu o vedúcej úlohe živých organizmov v geochemických procesoch. V roku 1926 v knihe "Biosféra" od V.I. predložil Vernadsky nový koncept biosféra a úloha živej hmoty v kozmickom a pozemskom obehu hmoty. Premeny prírody ako výsledok ľudskej činnosti vidí V.I. Vernadského ako mocný planetárny proces („Vedecké myslenie ako geologický fenomén“, 1936) a ako príležitosť pre biosféru prerásť do noosféry – sféry mysle.
