बड़े भूवैज्ञानिक और छोटे जैविक। पदार्थ के बड़े (भूवैज्ञानिक) और छोटे (जैव-भू-रासायनिक) चक्र

पृथ्वी पर जीवमंडल के उद्भव से पहले, पदार्थों के तीन चक्र थे: खनिज चक्र - गहराई से सतह और पीछे तक मैग्मैटिक उत्पादों की आवाजाही; गैस चक्र - सूर्य द्वारा समय-समय पर गर्म होने वाली वायुराशियों का संचलन,जल चक्र - पानी का वाष्पीकरण और वायु द्रव्यमान, वर्षा (बारिश, बर्फ) द्वारा इसका स्थानांतरण।ये तीनों चक्र एक ही पद से संयुक्त हैं - भूवैज्ञानिक (अजैविक) चक्र। जीवन के आगमन के साथ, गैस, खनिज और जल चक्र पूरक हो गए जैविक (बायोजेनिक) चक्र - जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि द्वारा किए गए रासायनिक तत्वों का संचलन।भूवैज्ञानिक के साथ, एक भी जैव-भू-रासायनिक चक्र पृथ्वी पर पदार्थ.

भूवैज्ञानिक चक्र.

पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा पानी के वाष्पीकरण, चट्टानों के अपक्षय, खनिजों के विघटन, वायु द्रव्यमान की गति और उनके साथ जल वाष्प, धूल और अपक्षय के ठोस कणों पर खर्च होता है।

पानी और हवा की गति से मिट्टी का कटाव, गति, पुनर्वितरण और जलमंडल और स्थलमंडल में यांत्रिक और रासायनिक वर्षा का संचय होता है। ये सिलसिला अब भी जारी है.

बड़ी दिलचस्पी की बात है जल चक्र।एक वर्ष में जलमंडल से लगभग 3.8 x 10 14 टन पानी वाष्पित हो जाता है, और केवल 3.4 x 10 14 टन पानी वर्षा के साथ पृथ्वी के जल आवरण में लौट आता है। छूटा हुआ भाग भूमि पर गिरता है। कुल मिलाकर, लगभग 1 10 14 टन वर्षा भूमि पर होती है, और लगभग 0.6 10 14 टन पानी वाष्पित हो जाता है। स्थलमंडल में बना अतिरिक्त पानी झीलों और नदियों में और फिर महासागरों में बह जाता है (चित्र 2.4)। सतही अपवाह लगभग 0.2 10 14 टन है, शेष 0.2 10 14 टन पानी उपमृदा जलभृतों में प्रवेश करता है, जहाँ से पानी नदियों, झीलों और समुद्र में बहता है, और भूजल जलाशयों को भी भरता है।

जैविक चक्र. यह मूल खनिजों में उनके बाद के विनाश के साथ कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण की प्रक्रियाओं पर आधारित है। कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण और विनाश की प्रक्रियाएँ जीवित पदार्थ के अस्तित्व की नींव और जीवमंडल के कामकाज की मुख्य विशेषता हैं।

पर्यावरण के साथ पदार्थों के आदान-प्रदान के बिना किसी भी जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि असंभव है। चयापचय की प्रक्रिया में, शरीर आवश्यक पदार्थों का उपभोग और आत्मसात करता है और अपशिष्ट उत्पादों को छोड़ता है, हमारे ग्रह का आकार अनंत नहीं है, और अंत में, सभी उपयोगी पदार्थ बेकार अपशिष्ट में संसाधित हो जाएंगे। हालाँकि, विकास की प्रक्रिया में, एक शानदार समाधान पाया गया: जीवों के अलावा जो निर्माण कर सकते हैं सजीव पदार्थनिर्जीव से अन्य जीव प्रकट हुए, जिन्होंने इस जटिल कार्बनिक पदार्थ को मूल खनिजों में विघटित किया, जो नए उपयोग के लिए तैयार थे। "सीमित मात्रा को अनंत के गुण देने का एकमात्र तरीका," वी.आर. ने लिखा। विलियम्स, इसे एक बंद वक्र में घुमाना है।

चेतन और निर्जीव प्रकृति के बीच परस्पर क्रिया के तंत्र में जीवन के क्षेत्र में निर्जीव पदार्थ की भागीदारी शामिल है। जीवित जीवों में निर्जीव पदार्थ के परिवर्तनों की एक श्रृंखला के बाद, यह अपनी पिछली प्रारंभिक अवस्था में लौट आता है। ऐसा चक्र इस तथ्य के कारण संभव है कि जीवित जीवों में निर्जीव प्रकृति के समान ही रासायनिक तत्व होते हैं।

ऐसा चक्र कैसे चलता है? वी. आई. वर्नाडस्की ने पुष्टि की कि अंतरिक्ष (मुख्य रूप से सौर) से आने वाली ऊर्जा का मुख्य कनवर्टर पौधों का हरा पदार्थ है। केवल वे ही सौर ऊर्जा के प्रभाव में प्राथमिक कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। वैज्ञानिक ने गणना की कि मौसम के आधार पर ऊर्जा को अवशोषित करने वाले पौधों के हरे पदार्थ का कुल सतह क्षेत्र सूर्य के सतह क्षेत्र का 0.86 से 4.2% तक है। वहीं, पृथ्वी का सतह क्षेत्र

जिन जानवरों का भोजन पौधे या अन्य जानवर हैं वे अपने शरीर में नए कार्बनिक यौगिकों का संश्लेषण करते हैं।

जानवरों और पौधों के अवशेष कीड़े, कवक और सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन के रूप में काम करते हैं, जो अंततः उन्हें उनके मूल खनिजों में बदल देते हैं, इस प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। ये खनिज फिर से पौधों द्वारा प्राथमिक कार्बनिक यौगिकों के निर्माण के लिए प्रारंभिक कच्चे माल के रूप में काम करते हैं। तो चक्र बंद हो जाता है और परमाणुओं की एक नई गति शुरू हो जाती है।

हालाँकि, पदार्थों का संचलन बिल्कुल बंद नहीं है। कुछ परमाणु चक्र छोड़ देते हैं, जीवित जीवों के नए रूपों और उनके चयापचय उत्पादों द्वारा स्थिर और व्यवस्थित होते हैं। स्थलमंडल, जलमंडल और क्षोभमंडल में प्रवेश करके, जीवित जीवों ने मौजूदा पदार्थों को स्थानांतरित करने और पुनर्वितरित करने और नए बनाने के लिए एक विशाल भू-रासायनिक कार्य का उत्पादन किया है और जारी रखा है। यह जीवमंडल के प्रगतिशील विकास का सार है, क्योंकि जैव-भू-रासायनिक चक्रों का क्षेत्र फैलता है और जीवमंडल मजबूत होता है। जैसा कि वी. आई. वर्नाडस्की ने उल्लेख किया है, जीवमंडल में "भंवर" के रूप में परमाणुओं की निरंतर बायोजेनिक गति होती है।

भूवैज्ञानिक चक्र के विपरीत, जैविक चक्र में कम ऊर्जा खपत होती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्राथमिक का निर्माण कार्बनिक पदार्थपृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा का लगभग 1% उपभोग करता है। यह ऊर्जा ग्रह पर सबसे जटिल जैव-भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के कामकाज के लिए पर्याप्त है।

जीवमंडल में, पदार्थों का एक वैश्विक (बड़ा, या भूवैज्ञानिक) संचलन होता है, जो पहले जीवित जीवों की उपस्थिति से पहले भी मौजूद था। इसमें विभिन्न प्रकार के रासायनिक तत्व शामिल होते हैं। भूवैज्ञानिक चक्र सौर, गुरुत्वाकर्षण, टेक्टोनिक और ब्रह्मांडीय प्रकार की ऊर्जा के कारण चलता है।

जीवित पदार्थ के आगमन के साथ, भूवैज्ञानिक चक्र के आधार पर, कार्बनिक पदार्थ का चक्र उत्पन्न हुआ - एक छोटा (जैविक, या जैविक) चक्र।

पदार्थों का जैविक चक्र पदार्थों की गति और परिवर्तन की एक सतत, चक्रीय, समय और स्थान में असमान प्रक्रिया है जो जीवित जीवों की प्रत्यक्ष भागीदारी से होती है। यह कार्बनिक पदार्थों के निर्माण और विनाश की एक सतत प्रक्रिया है और इसे जीवों के सभी तीन समूहों: उत्पादकों, उपभोक्ताओं और डीकंपोजरों की भागीदारी के साथ कार्यान्वित किया जाता है। जैविक चक्रों में लगभग 40 बायोजेनिक तत्व शामिल होते हैं। उच्चतम मूल्यजीवित जीवों के लिए, उनके पास कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, सल्फर, लौह, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम का चक्र होता है।

जैसे-जैसे जीवित पदार्थ विकसित होता है, अधिक से अधिक तत्व लगातार भूवैज्ञानिक चक्र से निकाले जाते हैं और एक नए, जैविक चक्र में प्रवेश करते हैं। केवल भूमि पर पदार्थों के जैविक चक्र में प्रतिवर्ष शामिल राख पदार्थों का कुल द्रव्यमान लगभग 8 बिलियन टन है। यह वर्ष भर में दुनिया के सभी ज्वालामुखियों के विस्फोट के उत्पादों के द्रव्यमान का कई गुना है। जीवमंडल में पदार्थ के संचरण की दर अलग-अलग होती है। जीवमंडल का जीवित पदार्थ औसतन 8 वर्षों में अद्यतन होता है, समुद्र में फाइटोप्लांकटन का द्रव्यमान प्रतिदिन अद्यतन होता है। जीवमंडल की सारी ऑक्सीजन 2000 वर्षों में जीवित पदार्थ से होकर गुजरती है, और कार्बन डाइऑक्साइड - 300 वर्षों में।

पारिस्थितिक तंत्र में स्थानीय जैविक चक्र चलते हैं, और जीवमंडल में परमाणु प्रवास के जैव-भू-रासायनिक चक्र चलते हैं, जो न केवल ग्रह के सभी तीन बाहरी आवरणों को एक पूरे में बांधते हैं, बल्कि इसकी संरचना के निरंतर विकास को भी निर्धारित करते हैं।

वायुमंडल जलमंडल

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जीवित पदार्थ

मिट्टी

जीवमंडल का विकास

जीवमंडल लगभग 3.5 अरब वर्ष पहले पहले जीवित जीवों के जन्म के साथ प्रकट हुआ। जीवन के विकास के क्रम में इसमें परिवर्तन आया। पारिस्थितिक तंत्र के प्रकार की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए जीवमंडल के विकास के चरणों को अलग किया जा सकता है।

1. जल में जीवन का उद्भव एवं विकास। मंच अस्तित्व से जुड़ा है जलीय पारिस्थितिकी तंत्र. वातावरण में ऑक्सीजन नहीं थी.

2. भूमि पर जीवित जीवों का उद्भव, भूमि-वायु पर्यावरण और मिट्टी का विकास और स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र का उद्भव। यह वातावरण में ऑक्सीजन की उपस्थिति और ओजोन स्क्रीन के कारण संभव हुआ। यह 2.5 अरब साल पहले हुआ था.

3. मनुष्य का उद्भव, एक जैव-सामाजिक प्राणी में उसका परिवर्तन और मानव-पारिस्थितिकी तंत्र का उद्भव 1 मिलियन वर्ष पहले हुआ।

4. बुद्धिमान मानव गतिविधि के प्रभाव में जीवमंडल का एक नई गुणात्मक अवस्था में संक्रमण - नोस्फीयर में।

नोस्फीयर

जीवमंडल के विकास में उच्चतम चरण नोस्फीयर है - मनुष्य और प्रकृति के बीच संबंधों के उचित विनियमन का चरण। यह शब्द 1927 में फ्रांसीसी दार्शनिक ई. लेरॉय द्वारा पेश किया गया था। उनका मानना ​​था कि नोस्फीयर में मानव समाज अपने उद्योग, भाषा और बुद्धिमान गतिविधि के अन्य गुणों के साथ शामिल है। 30-40 के दशक में. XX सदी वी.आई. वर्नाडस्की ने नोस्फीयर के बारे में भौतिकवादी विचार विकसित किए। उनका मानना ​​था कि नोस्फीयर जीवमंडल और समाज की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, प्रकृति के नियमों, सोच और समाज के सामाजिक-आर्थिक कानूनों के बीच घनिष्ठ संबंध द्वारा नियंत्रित होता है, और इस बात पर जोर दिया

नोस्फीयर (मन का क्षेत्र) - जीवमंडल के विकास का चरण, जब लोगों की बुद्धिमान गतिविधि इसके सतत विकास में मुख्य निर्धारण कारक बन जाएगी।

नोस्फीयर जीवमंडल का एक नया, उच्च चरण है, जो इसमें मानव जाति के उद्भव और विकास से जुड़ा है, जो प्रकृति के नियमों को जानकर और प्रौद्योगिकी में सुधार करके, भूगर्भीय लोगों के पैमाने में तुलनीय सबसे बड़ी ताकत बन जाता है, और एक होने लगता है पृथ्वी पर प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम पर निर्णायक प्रभाव, इसे गहराई से बदलना। अपने श्रम से। मानव जाति का गठन और विकास जीवमंडल पर मनुष्य के लगातार बढ़ते प्रभाव में, समाज और प्रकृति के बीच पदार्थ और ऊर्जा के आदान-प्रदान के नए रूपों के उद्भव में व्यक्त किया गया था। नोस्फीयर तब आएगा जब मानवता, विज्ञान की मदद से, प्राकृतिक और सामाजिक प्रक्रियाओं को सार्थक रूप से प्रबंधित करने में सक्षम होगी। इसलिए, नोस्फीयर को पृथ्वी का एक विशेष आवरण नहीं माना जा सकता है।

मानव समाज और प्रकृति के बीच संबंधों को प्रबंधित करने के विज्ञान को नोजेनिक्स कहा जाता है।

नोजेनिक्स का मुख्य लक्ष्य भविष्य के लिए वर्तमान की योजना बनाना है, और इसका मुख्य कार्य प्रौद्योगिकी की प्रगति के कारण मनुष्य और प्रकृति के बीच संबंधों में उल्लंघन का सुधार, जीवमंडल के विकास का सचेत नियंत्रण है। . योजनाबद्ध, वैज्ञानिक दृष्टि से आधारित उपयोग का स्वरूप तैयार किया जाना चाहिए प्राकृतिक संसाधन, जो प्रकृति के प्रति एक सहज, शिकारी रवैये के विपरीत, जो पर्यावरणीय गिरावट की ओर ले जाता है, उन पदार्थों के संचलन में बहाली प्रदान करता है जिनका किसी व्यक्ति ने उल्लंघन किया है। इसके लिए यह जरूरी है सतत विकासएक ऐसा समाज जो भविष्य की पीढ़ियों की अपनी जरूरतों को पूरा करने की क्षमता से समझौता किए बिना वर्तमान की जरूरतों को पूरा करता है।

वर्तमान समय में ग्रह का निर्माण हो चुका है बायोटेक्नोस्फीयर - जीवमंडल का एक हिस्सा, जो मूल रूप से मनुष्य द्वारा इंजीनियरिंग संरचनाओं में बदल दिया गया है: शहर, कारखाने और कारखाने, खदानें और खदानें, सड़कें, बांध और जलाशय, आदि।

जीवमंडल और मनुष्य

मनुष्य के लिए जीवमंडल है और प्राकृतिक संसाधनों का आवास और स्रोत।

प्राकृतिक संसाधन – प्राकृतिक वस्तुएँ और घटनाएँ जिनका उपयोग व्यक्ति श्रम प्रक्रिया में करता है। वे लोगों को भोजन, वस्त्र, आश्रय प्रदान करते हैं। थकावट की डिग्री के अनुसार, उन्हें विभाजित किया गया है संपूर्ण और अक्षय . हद संसाधनों को विभाजित किया गया है अक्षय और गैर नवीकरणीय . गैर-नवीकरणीय संसाधनों में वे संसाधन शामिल हैं जिन्हें पुनर्जीवित नहीं किया जाता है (या खर्च की तुलना में सैकड़ों गुना धीमी गति से नवीनीकृत किया जाता है): तेल, कोयला, धातु अयस्क और अधिकांश खनिज। नवीकरणीय प्राकृतिक संसाधन - मिट्टी, वनस्पति और प्राणी जगत, खनिज कच्चे माल (टेबल नमक)। इन संसाधनों की निरंतर पूर्ति होती रहती है अलग गति: जानवर - कई वर्ष, जंगल - 60-80 वर्ष, मिट्टी जो उर्वरता खो चुकी है - कई सहस्राब्दियों तक। उपभोग की दर प्रजनन की दर से अधिक होने से संसाधन पूरी तरह से ख़त्म हो जाता है।

अटूट संसाधनों में जल, जलवायु (वायुमंडलीय वायु और पवन ऊर्जा) और अंतरिक्ष शामिल हैं: सौर विकिरण, समुद्री ज्वार और निम्न ज्वार की ऊर्जा। हालाँकि, पर्यावरण के बढ़ते प्रदूषण के कारण इन संसाधनों के संरक्षण के लिए पर्यावरणीय उपायों के कार्यान्वयन की आवश्यकता है।

प्राकृतिक संसाधनों के दोहन के बिना मानवीय आवश्यकताओं की संतुष्टि अकल्पनीय है।

जीवमंडल में सभी प्रकार की मानवीय गतिविधियों को चार रूपों में जोड़ा जा सकता है।

1. पृथ्वी की सतह की संरचना में परिवर्तन(भूमि की जुताई करना, जल निकायों की निकासी करना, वनों की कटाई, नहरों का निर्माण करना)। मानवता एक शक्तिशाली भूवैज्ञानिक शक्ति बनती जा रही है। एक व्यक्ति 75% भूमि का उपयोग करता है, 15% नदी जल का उपयोग करता है, 20 हेक्टेयर जंगल हर मिनट काटे जाते हैं।

· भूवैज्ञानिक और भू-आकृति विज्ञान परिवर्तन - खड्डों के निर्माण की तीव्रता, कीचड़ प्रवाह और भूस्खलन की उपस्थिति और आवृत्ति।

· जटिल (परिदृश्य) परिवर्तन - परिदृश्यों की अखंडता और प्राकृतिक संरचना का उल्लंघन, प्राकृतिक स्मारकों की विशिष्टता, उत्पादक भूमि का नुकसान, मरुस्थलीकरण।

पृथ्वी के जीवमंडल को पदार्थों के मौजूदा संचलन और ऊर्जा के प्रवाह द्वारा एक निश्चित तरीके से चित्रित किया गया है। पदार्थों का चक्र वायुमंडल, जलमंडल और स्थलमंडल में होने वाली प्रक्रियाओं में पदार्थों की बार-बार होने वाली भागीदारी है, जिसमें वे परतें भी शामिल हैं जो पृथ्वी के जीवमंडल का हिस्सा हैं। पदार्थ का परिसंचरण सूर्य से बाहरी ऊर्जा और पृथ्वी से आंतरिक ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति के साथ होता है।

प्रेरक शक्ति के आधार पर, पदार्थों के संचलन के भीतर, भूवैज्ञानिक (बड़े संचलन), जैविक (जैव भू-रासायनिक, छोटे संचलन) और मानवजनित चक्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

भूवैज्ञानिक चक्र (जीवमंडल में पदार्थों का महान परिसंचरण)

यह परिसंचरण जीवमंडल और पृथ्वी के गहरे क्षितिज के बीच पदार्थ का पुनर्वितरण करता है। प्रेरक शक्तियह प्रक्रिया बहिर्जात और अंतर्जात भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं हैं। अंतर्जात प्रक्रियाएं पृथ्वी की आंतरिक ऊर्जा के प्रभाव में होती हैं। यह वह ऊर्जा है जो रेडियोधर्मी क्षय, खनिजों के निर्माण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं आदि के परिणामस्वरूप जारी होती है। अंतर्जात प्रक्रियाओं में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, टेक्टोनिक हलचलें, भूकंप। ये प्रक्रियाएँ निर्माण की ओर ले जाती हैं बड़े रूपराहत (महाद्वीप, समुद्री अवसाद, पहाड़ और मैदान)। बहिर्जात प्रक्रियाएँ सूर्य की बाह्य ऊर्जा के प्रभाव में आगे बढ़ती हैं। इनमें वायुमंडल, जलमंडल, जीवित जीव और मनुष्यों की भूवैज्ञानिक गतिविधि शामिल है। इन प्रक्रियाओं से बड़े भू-आकृतियों (नदी घाटियाँ, पहाड़ियाँ, खड्ड आदि) का समतलीकरण होता है।

भूवैज्ञानिक चक्र लाखों वर्षों तक जारी रहता है और इसमें यह तथ्य शामिल होता है कि चट्टानें नष्ट हो जाती हैं, और अपक्षय उत्पाद (पानी में घुलनशील पोषक तत्वों सहित) जल प्रवाह द्वारा विश्व महासागर में ले जाए जाते हैं, जहां वे समुद्री स्तर बनाते हैं और केवल आंशिक रूप से भूमि पर लौटते हैं। वर्षण। भू-विवर्तनिक परिवर्तन, महाद्वीपों के धंसने और समुद्र तल के ऊपर उठने की प्रक्रिया, लंबे समय तक समुद्र और महासागरों की हलचल इस तथ्य को जन्म देती है कि ये परतें भूमि पर लौट आती हैं और प्रक्रिया फिर से शुरू हो जाती है। पदार्थों के इस संचलन का प्रतीक चक्र नहीं, बल्कि सर्पिल है, क्योंकि। संचलन का नया चक्र बिल्कुल पुराने को दोहराता नहीं है, बल्कि कुछ नया प्रस्तुत करता है।

महान चक्र में वायुमंडल के माध्यम से भूमि और महासागर के बीच पानी का परिसंचरण (जल विज्ञान चक्र) शामिल है (चित्र 3.2)।

जल चक्र समग्र रूप से हमारे ग्रह पर प्राकृतिक परिस्थितियों को आकार देने में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। पौधों द्वारा पानी के वाष्पोत्सर्जन और जैव-भू-रासायनिक चक्र में इसके अवशोषण को ध्यान में रखते हुए, पृथ्वी पर पानी की पूरी आपूर्ति कम हो जाती है और 2 मिलियन वर्षों के लिए बहाल हो जाती है।

चावल। 3. 2. जीवमंडल में जल चक्र।

जल विज्ञान चक्र में जलमंडल के सभी भाग आपस में जुड़े हुए हैं। हर साल 500 हजार किमी3 से अधिक पानी इसमें भाग लेता है। इस प्रक्रिया के पीछे प्रेरक शक्ति सौर ऊर्जा है। सौर ऊर्जा की क्रिया के तहत पानी के अणु गर्म होते हैं और गैस के रूप में वायुमंडल में बढ़ते हैं (875 किमी 3 ताज़ा पानी प्रतिदिन वाष्पित होता है)। जैसे-जैसे वे ऊपर उठते हैं, वे धीरे-धीरे ठंडे होते हैं, संघनित होते हैं और बादल बनाते हैं। पर्याप्त शीतलन के बाद, बादल विभिन्न वर्षा के रूप में पानी छोड़ते हैं जो वापस समुद्र में गिर जाता है। जमीन पर गिरा पानी दो अलग-अलग रास्तों का अनुसरण कर सकता है: या तो मिट्टी में सोखना (घुसपैठ) या बह जाना (सतह अपवाह)। सतह पर, पानी झरनों और नदियों में बहता है जो समुद्र या अन्य स्थानों पर जाता है जहाँ वाष्पीकरण होता है। मिट्टी में अवशोषित पानी को इसमें बरकरार रखा जा सकता है ऊपरी परतें(क्षितिज) और वाष्पोत्सर्जन द्वारा वायुमंडल में लौट आते हैं। ऐसे जल को केशिका कहते हैं। वह पानी जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा दूर ले जाया जाता है और छिद्रों और दरारों में रिसता है, गुरुत्वाकर्षण जल कहलाता है। गुरुत्वाकर्षण का पानी चट्टान या घनी मिट्टी की अभेद्य परत तक रिस जाता है, जिससे सभी रिक्त स्थान भर जाते हैं। ऐसे भंडारों को भूजल कहा जाता है और उनकी ऊपरी सीमा भूजल स्तर है। भूमिगत चट्टानी परतें जिनके माध्यम से भूजल धीरे-धीरे बहता है, जलभृत कहलाते हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के तहत, भूजल जलभृत के माध्यम से तब तक चलता रहता है जब तक कि उसे "बाहर निकलने का रास्ता" नहीं मिल जाता (उदाहरण के लिए, प्राकृतिक झरने बनते हैं जो झीलों, नदियों, तालाबों को पानी देते हैं, यानी सतही पानी का हिस्सा बन जाते हैं)। इस प्रकार, जल चक्र में तीन मुख्य "लूप" शामिल हैं: सतही अपवाह, वाष्पीकरण-वाष्पोत्सर्जन, भूजल। पृथ्वी पर हर साल 500 हजार किमी3 से अधिक पानी जल चक्र में शामिल होता है और यह प्राकृतिक परिस्थितियों को आकार देने में प्रमुख भूमिका निभाता है।

जैविक (जैव भू-रासायनिक) परिसंचरण

(जीवमंडल में पदार्थों का छोटा परिसंचरण)

पदार्थों के जैविक चक्र की प्रेरक शक्ति जीवित जीवों की गतिविधि है। यह एक बड़े हिस्से का हिस्सा है और पारिस्थितिकी तंत्र स्तर पर जीवमंडल के भीतर होता है। एक छोटा चक्र इस तथ्य में निहित है कि पोषक तत्व, पानी और कार्बन पौधों (ऑटोट्रॉफ़्स) के पदार्थ में जमा होते हैं, पौधों और अन्य जीवों (आमतौर पर जानवरों - हेटरोट्रॉफ़्स) दोनों के शरीर और जीवन प्रक्रियाओं के निर्माण पर खर्च किए जाते हैं जो इन पौधों को खाते हैं। विध्वंसकों और सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया, कवक, कीड़े) की कार्रवाई के तहत कार्बनिक पदार्थों के अपघटन उत्पाद फिर से खनिज घटकों में विघटित हो जाते हैं। इन अकार्बनिक पदार्थों का स्वपोषी द्वारा कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों में, एक आरक्षित निधि (वे पदार्थ जो जीवित जीवों से जुड़े नहीं हैं) और एक विनिमय निधि (वे पदार्थ जो जीवों और उनके तत्काल पर्यावरण के बीच सीधे आदान-प्रदान से जुड़े होते हैं) को प्रतिष्ठित किया जाता है।

आरक्षित निधि के स्थान के आधार पर, जैव-भू-रासायनिक चक्रों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

वायुमंडल और जलमंडल में पदार्थों की आरक्षित निधि के साथ गैस प्रकार के चक्र (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के चक्र)।

आरक्षित निधि के साथ तलछटी-प्रकार के गियर भूपर्पटी(फॉस्फोरस, कैल्शियम, आयरन, आदि का चक्र)।

बड़े विनिमय कोष वाले गैस प्रकार के चक्र अधिक उत्तम होते हैं। और इसके अलावा, वे तेजी से आत्म-नियमन करने में सक्षम हैं। तलछटी-प्रकार के चक्र कम परिपूर्ण होते हैं, वे अधिक निष्क्रिय होते हैं, क्योंकि अधिकांश पदार्थ जीवित जीवों के लिए दुर्गम रूप में पृथ्वी की पपड़ी के आरक्षित कोष में निहित होते हैं। ऐसे चक्र विभिन्न प्रकार के प्रभावों से आसानी से परेशान हो जाते हैं, और आदान-प्रदान की गई सामग्री का कुछ हिस्सा चक्र छोड़ देता है। यह केवल परिणामस्वरूप ही चक्र में वापस लौट सकता है भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएंया जीवित पदार्थ निकालकर।

जैविक चक्र की तीव्रता परिवेश के तापमान और पानी की मात्रा से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, टुंड्रा की तुलना में उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में जैविक चक्र अधिक तीव्र होता है।

मुख्य बायोजेनिक पदार्थों और तत्वों के चक्र

कार्बन चक्र

पृथ्वी पर सारा जीवन कार्बन पर आधारित है। जीवित जीव का प्रत्येक अणु कार्बन कंकाल के आधार पर निर्मित होता है। कार्बन परमाणु लगातार जीवमंडल के एक हिस्से से दूसरे हिस्से की ओर पलायन कर रहे हैं (चित्र 3. 3.)।

चावल। 3. 3. कार्बन चक्र.

पृथ्वी पर मुख्य कार्बन भंडार वायुमंडल में निहित और महासागरों में घुले कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के रूप में हैं। प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधे कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं को अवशोषित करते हैं। परिणामस्वरूप, कार्बन परमाणु विभिन्न प्रकार के कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है और इस प्रकार पौधों की संरचना में शामिल हो जाता है। निम्नलिखित कई विकल्प हैं:

· कार्बन पौधों में रहता है ® पौधों के अणुओं को डीकंपोजर द्वारा खाया जाता है (जीव जो मृत कार्बनिक पदार्थों को खाते हैं और साथ ही इसे सरल अकार्बनिक यौगिकों में तोड़ देते हैं) ® कार्बन CO2 के रूप में वायुमंडल में वापस आ जाता है;

· पौधों को शाकाहारी जीवों द्वारा खाया जाता है ® जानवरों के श्वसन के दौरान और मृत्यु के बाद जब वे विघटित होते हैं तो कार्बन वायुमंडल में वापस आ जाता है; या शाकाहारी जीवों को मांसाहारियों द्वारा खा लिया जाएगा और फिर कार्बन फिर से उन्हीं तरीकों से वायुमंडल में लौट आएगा;

· मरने के बाद, पौधे जीवाश्म ईंधन में बदल जाते हैं (उदाहरण के लिए, कोयले में) ® ईंधन के उपयोग, ज्वालामुखी विस्फोट और अन्य भूतापीय प्रक्रियाओं के बाद कार्बन वायुमंडल में वापस आ जाता है।

समुद्र के पानी में मूल CO2 अणु के विघटन के मामले में, कई विकल्प भी संभव हैं: कार्बन डाइऑक्साइड आसानी से वायुमंडल में वापस आ सकता है (विश्व महासागर और वायुमंडल के बीच इस प्रकार का पारस्परिक गैस विनिमय लगातार होता रहता है); कार्बन समुद्री पौधों या जानवरों के ऊतकों में प्रवेश कर सकता है, फिर यह धीरे-धीरे महासागरों के तल पर तलछट के रूप में जमा हो जाएगा और अंततः चूना पत्थर में बदल जाएगा या फिर तलछट से समुद्र के पानी में चला जाएगा।

CO2 चक्र दर लगभग 300 वर्ष है।

कार्बन चक्र (कोयला, तेल, गैस का जलना, निरार्द्रीकरण) में मानवीय हस्तक्षेप से वातावरण में CO2 की मात्रा में वृद्धि होती है और विकास होता है ग्रीनहाउस प्रभाव. वर्तमान समय में वायुमंडल के अध्ययन में लगे वैज्ञानिकों के लिए कार्बन चक्र का अध्ययन एक महत्वपूर्ण कार्य बन गया है।

ऑक्सीजन चक्र

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम तत्व है (समुद्र के पानी में 85.82% ऑक्सीजन, वायुमंडलीय हवा में 23.15% और पृथ्वी की पपड़ी में 47.2% ऑक्सीजन होती है)। ऑक्सीजन यौगिक जीवन को बनाए रखने के लिए अपरिहार्य हैं (वे चयापचय प्रक्रियाओं और श्वसन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट का हिस्सा हैं, जिनसे जीव "निर्मित" होते हैं)। ऑक्सीजन का मुख्य द्रव्यमान एक बंधी हुई अवस्था में है (वायुमंडल में आणविक ऑक्सीजन की मात्रा पृथ्वी की पपड़ी में कुल ऑक्सीजन सामग्री का केवल 0.01% है)।

चूंकि ऑक्सीजन बहुतों में पाई जाती है रासायनिक यौगिक, जीवमंडल में इसका परिसंचरण बहुत जटिल है और मुख्य रूप से वायुमंडल और जीवित जीवों के बीच होता है। वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से बनाए रखी जाती है, जिसके परिणामस्वरूप हरे पौधे सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को कार्बोहाइड्रेट और ऑक्सीजन में परिवर्तित करते हैं। ऑक्सीजन का बड़ा हिस्सा भूमि पौधों द्वारा उत्पादित होता है - लगभग ¾, बाकी - महासागरों के प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा। ऑक्सीजन का एक शक्तिशाली स्रोत सूर्य की पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में ऊपरी वायुमंडल में जल वाष्प का फोटोकैमिकल अपघटन है। इसके अलावा, पानी का हिस्सा होने के कारण ऑक्सीजन सबसे महत्वपूर्ण चक्र बनाता है। पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में ओजोन से थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन बनती है।

ऑक्सीजन चक्र की दर लगभग 2 हजार वर्ष है।

वनों की कटाई, मिट्टी का कटाव, सतह पर विभिन्न खनन कार्य प्रकाश संश्लेषण के कुल द्रव्यमान को कम करते हैं और बड़े क्षेत्रों में ऑक्सीजन चक्र को कम करते हैं। इसके अलावा, आत्मसात के परिणामस्वरूप उत्पन्न ऑक्सीजन का 25% सालाना औद्योगिक और घरेलू जरूरतों के लिए खपत किया जाता है।

नाइट्रोजन चक्र

जैव-भू-रासायनिक नाइट्रोजन चक्र, पिछले चक्रों की तरह, जीवमंडल के सभी क्षेत्रों को कवर करता है (चित्र 3.4)।

चावल। 3. 4. नाइट्रोजन चक्र.

नाइट्रोजन शामिल है पृथ्वी का वातावरणद्विपरमाणुक अणुओं के रूप में अनबाउंड रूप में (वायुमंडल के कुल आयतन का लगभग 78% नाइट्रोजन है)। इसके अलावा, नाइट्रोजन पौधों और जानवरों में प्रोटीन के रूप में पाया जाता है। पौधे मिट्टी से नाइट्रेट को अवशोषित करके प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं। वहां नाइट्रेट वायुमंडलीय नाइट्रोजन और मिट्टी में मौजूद अमोनियम यौगिकों से बनते हैं। वायुमंडलीय नाइट्रोजन को पौधों और जानवरों द्वारा उपयोग योग्य रूप में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहा जाता है। कार्बनिक पदार्थों के क्षय के दौरान, उनमें मौजूद नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अमोनिया में परिवर्तित हो जाता है, जो मिट्टी में रहने वाले नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के प्रभाव में, फिर नाइट्रिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है। यह अम्ल, मिट्टी में कार्बोनेट (उदाहरण के लिए, कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3) के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रेट बनाता है। क्षय के दौरान नाइट्रोजन का कुछ भाग हमेशा मुक्त रूप में वायुमंडल में छोड़ा जाता है। इसके अलावा, कार्बनिक पदार्थों के दहन के दौरान, जलाऊ लकड़ी, कोयला और पीट के दहन के दौरान मुक्त नाइट्रोजन निकलती है। इसके अलावा, ऐसे बैक्टीरिया भी हैं, जो अपर्याप्त वायु पहुंच के साथ, नाइट्रेट से ऑक्सीजन ले सकते हैं, मुक्त नाइट्रोजन की रिहाई के साथ उन्हें नष्ट कर सकते हैं। बैक्टीरिया को विकृत करने की गतिविधि इस तथ्य की ओर ले जाती है कि हरे पौधों (नाइट्रेट) के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन का हिस्सा अप्राप्य (मुक्त नाइट्रोजन) हो जाता है। इस प्रकार, मृत पौधों का हिस्सा जो नाइट्रोजन था वह मिट्टी में वापस नहीं लौटता है (इसका कुछ हिस्सा धीरे-धीरे मुक्त रूप में जारी किया जाता है)।

नाइट्रोजन के नुकसान की भरपाई करने वाली प्रक्रियाओं में सबसे पहले, वायुमंडल में होने वाले विद्युत निर्वहन शामिल हैं, जिसमें नाइट्रोजन ऑक्साइड की एक निश्चित मात्रा हमेशा बनती है (बाद वाला पानी के साथ नाइट्रिक एसिड देता है, जो मिट्टी में नाइट्रेट में बदल जाता है) . मिट्टी में नाइट्रोजन यौगिकों की पुनःपूर्ति का एक अन्य स्रोत तथाकथित एज़ोटोबैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि है, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करने में सक्षम हैं। इनमें से कुछ बैक्टीरिया फलियां परिवार के पौधों की जड़ों पर बस जाते हैं, जिससे विशिष्ट सूजन - पिंड का निर्माण होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करके, इसे नाइट्रोजन यौगिकों में संसाधित करते हैं, और पौधे, बदले में, बाद वाले को प्रोटीन और अन्य जटिल पदार्थों में परिवर्तित करते हैं। इस प्रकार, प्रकृति में नाइट्रोजन का एक सतत चक्र चलता रहता है।

इस तथ्य के कारण कि हर साल फसल के साथ पौधों के सबसे अधिक प्रोटीन युक्त हिस्से (उदाहरण के लिए, अनाज) खेतों से हटा दिए जाते हैं, मिट्टी को उर्वरकों को लागू करने की "आवश्यकता" होती है जो पौधों के सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्वों के नुकसान की भरपाई करती है। यह। मुख्य उपयोग कैल्शियम नाइट्रेट (Ca(NO)2), अमोनियम नाइट्रेट (NH4NO3), सोडियम नाइट्रेट (NANO3), और पोटेशियम नाइट्रेट (KNO3) हैं। साथ ही, रासायनिक उर्वरकों के स्थान पर स्वयं फलियां परिवार के पौधों का उपयोग किया जाता है। यदि मिट्टी में लगाए गए कृत्रिम नाइट्रोजन उर्वरकों की मात्रा अत्यधिक है, तो नाइट्रेट भी मानव शरीर में प्रवेश करते हैं, जहां वे नाइट्राइट में बदल सकते हैं, जो अत्यधिक जहरीले होते हैं और कैंसर का कारण बन सकते हैं।

फास्फोरस चक्र

फॉस्फोरस का अधिकांश हिस्सा पिछले भूवैज्ञानिक युगों में बनी चट्टानों में निहित है। पृथ्वी की पपड़ी में फॉस्फोरस की मात्रा 8 - 10 से 20% (वजन के अनुसार) होती है और यह यहाँ खनिजों (फ्लोरापेटाइट, क्लोरापेटाइट, आदि) के रूप में पाई जाती है, जो प्राकृतिक फॉस्फेट - एपेटाइट और फॉस्फोराइट्स का हिस्सा हैं। चट्टानों के अपक्षय के परिणामस्वरूप फॉस्फोरस जैव-भू-रासायनिक चक्र में प्रवेश कर सकता है। अपरदन प्रक्रियाएँ फॉस्फोरस को खनिज एपेटाइट के रूप में समुद्र में ले जाती हैं। फास्फोरस के परिवर्तन में जीवित जीव महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जीव मिट्टी और पानी के घोल से फास्फोरस निकालते हैं। इसके अलावा, फॉस्फोरस को खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है। जीवों की मृत्यु के साथ, फॉस्फोरस मिट्टी और समुद्र की गाद में लौट आता है, और समुद्री फॉस्फेट जमा के रूप में केंद्रित हो जाता है, जो बदले में फॉस्फोरस युक्त चट्टानों के निर्माण के लिए स्थितियां बनाता है (चित्र 3. 5)। ).

चावल। 3.5. जीवमंडल में फास्फोरस का चक्र (पी. डुविग्नो, एम. टैंग, 1973 के अनुसार; परिवर्तनों के साथ)।

फॉस्फोरस उर्वरकों के अनुचित उपयोग से, पानी और हवा के कटाव (पानी या हवा के प्रभाव में विनाश) के परिणामस्वरूप, मिट्टी से बड़ी मात्रा में फॉस्फोरस निकल जाता है। एक ओर, इससे फास्फोरस उर्वरकों की अत्यधिक खपत होती है और फास्फोरस युक्त अयस्कों की कमी होती है।

दूसरी ओर, इसके स्थानांतरण के जलमार्गों में फॉस्फोरस की बढ़ी हुई सामग्री जलीय पौधों के बायोमास, "जल निकायों के खिलने" और उनके यूट्रोफिकेशन (पोषक तत्वों के साथ संवर्धन) में तेजी से वृद्धि का कारण बनती है।

चूँकि पौधे मिट्टी से फास्फोरस की एक महत्वपूर्ण मात्रा ले जाते हैं, और मिट्टी में फास्फोरस यौगिकों की प्राकृतिक पुनःपूर्ति बेहद महत्वहीन होती है, इसलिए उत्पादकता बढ़ाने के लिए मिट्टी में फास्फोरस उर्वरकों का प्रयोग सबसे महत्वपूर्ण उपायों में से एक है। विश्व में प्रतिवर्ष लगभग 125 मिलियन टन फॉस्फेट अयस्क का खनन किया जाता है। इसका अधिकांश भाग फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन पर खर्च किया जाता है।

सल्फर चक्र

सल्फर का मुख्य आरक्षित कोष तलछट, मिट्टी और वायुमंडल में पाया जाता है। जैव-भू-रासायनिक चक्र में सल्फर की भागीदारी में मुख्य भूमिका सूक्ष्मजीवों की है। उनमें से कुछ कम करने वाले एजेंट हैं, अन्य ऑक्सीकरण एजेंट हैं (चित्र 3. 6.)।

चावल। 3. 6. सल्फर चक्र (यू. ओडुम के अनुसार, 1975)।

प्रकृति में लोहा, सीसा, जस्ता आदि के विभिन्न सल्फाइड बड़ी मात्रा में पाए जाते हैं। सल्फाइड सल्फर को जीवमंडल में सल्फेट सल्फर में ऑक्सीकृत किया जाता है। सल्फेट्स पौधों द्वारा ग्रहण किये जाते हैं। जीवित जीवों में, सल्फर अमीनो एसिड और प्रोटीन का हिस्सा है, और पौधों में, इसके अलावा, यह आवश्यक तेलों आदि का हिस्सा है। मिट्टी और समुद्र की गाद में जीवों के अवशेषों के विनाश की प्रक्रियाएँ सल्फर के जटिल परिवर्तनों के साथ होती हैं (सूक्ष्मजीव कई मध्यवर्ती सल्फर यौगिक बनाते हैं)। जीवित जीवों की मृत्यु के बाद, सल्फर का एक हिस्सा मिट्टी में सूक्ष्मजीवों द्वारा H2S में कम हो जाता है, दूसरा हिस्सा सल्फेट्स में ऑक्सीकृत हो जाता है और फिर से चक्र में शामिल हो जाता है। वायुमंडल में बनने वाला हाइड्रोजन सल्फाइड ऑक्सीकृत हो जाता है और वर्षा के साथ मिट्टी में वापस आ जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन सल्फाइड "द्वितीयक" सल्फाइड को फिर से बना सकता है, और सल्फेट सल्फर जिप्सम बनाता है। बदले में, सल्फाइड और जिप्सम फिर से नष्ट हो जाते हैं, और सल्फर अपना प्रवास फिर से शुरू कर देता है।

इसके अलावा, SO2, SO3, H2S और मौलिक सल्फर के रूप में सल्फर ज्वालामुखी द्वारा वायुमंडल में उत्सर्जित होता है।

मानवीय हस्तक्षेप से सल्फर चक्र बाधित हो सकता है। इसका कारण कोयले का जलना और रासायनिक उद्योग से उत्सर्जन है, जिसके परिणामस्वरूप सल्फर डाइऑक्साइड का निर्माण होता है, जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं को बाधित करता है और वनस्पति की मृत्यु का कारण बनता है।

इस प्रकार, जैव-भू-रासायनिक चक्र जीवमंडल के होमियोस्टैसिस प्रदान करते हैं। हालाँकि, वे काफी हद तक मानवीय प्रभाव के अधीन हैं। और किसी व्यक्ति के सबसे शक्तिशाली पर्यावरण-विरोधी कार्यों में से एक प्राकृतिक चक्रों के उल्लंघन और यहां तक ​​​​कि विनाश से जुड़ा है (वे चक्रीय हो जाते हैं)।

मानवजनित चक्र

मानवजनित चक्र की प्रेरक शक्ति मानव गतिविधि है। इस चक्र में दो घटक शामिल हैं: जैविक, एक जीवित जीव के रूप में व्यक्ति के कामकाज से जुड़ा हुआ, और तकनीकी, लोगों की आर्थिक गतिविधियों से जुड़ा हुआ। भूवैज्ञानिक और जैविक चक्रों के विपरीत मानवजनित चक्र बंद नहीं होता है। यह खुलापन प्राकृतिक संसाधनों की कमी और प्राकृतिक पर्यावरण के प्रदूषण का कारण बनता है।

भूवैज्ञानिक परिपथभूमि और समुद्र के बीच क्षैतिज दिशा में पदार्थों की गति सबसे अधिक होती है। बड़े परिसंचरण का अर्थ यह है कि चट्टानें विनाश, अपक्षय और अपक्षय उत्पादों के अधीन हैं, जिनमें पानी में घुलनशील पोषक तत्व भी शामिल हैं, जो समुद्री स्तर के निर्माण के साथ विश्व महासागर में पानी के प्रवाह द्वारा ले जाए जाते हैं और केवल आंशिक रूप से भूमि पर लौटते हैं, उदाहरण के लिए , वर्षा के साथ या मनुष्यों द्वारा पानी से निकाले गए जीवों के साथ। फिर, लंबी अवधि में, धीमी गति से भू-विवर्तनिक परिवर्तन होते हैं - महाद्वीपों की गति, समुद्र तल का उत्थान और पतन, ज्वालामुखी विस्फोट, आदि, जिसके परिणामस्वरूप गठित परतें भूमि पर लौट आती हैं और प्रक्रिया फिर से शुरू हो जाती है।

पदार्थ का महान भूवैज्ञानिक चक्र. अनाच्छादन प्रक्रियाओं के प्रभाव में, चट्टानों का विनाश और अवसादन होता है। अवसादी चट्टानों का निर्माण होता है। स्थिर घटाव वाले क्षेत्रों (आमतौर पर समुद्र तल) में, भौगोलिक आवरण का पदार्थ पृथ्वी की गहरी परतों में प्रवेश करता है। इसके अलावा, तापमान और दबाव के प्रभाव में, कायापलट प्रक्रियाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप चट्टानें बनती हैं, पदार्थ पृथ्वी के केंद्र के करीब चला जाता है। मैग्माटिज्म पृथ्वी की गहराई में बहुत ऊंचे तापमान पर होता है: चट्टानें पिघलती हैं, मैग्मा के रूप में पृथ्वी की सतह पर भ्रंशों के साथ ऊपर उठती हैं और विस्फोट के दौरान सतह पर बाहर आ जाती हैं। इस प्रकार, पदार्थ का संचलन होता है। यदि बाह्य अंतरिक्ष के साथ पदार्थ के आदान-प्रदान को ध्यान में रखा जाए तो भूवैज्ञानिक चक्र जटिल है। महान भूवैज्ञानिक चक्र इस अर्थ में बंद नहीं होता है कि पदार्थ का कुछ कण जो पृथ्वी की गहराई में गिर गया है, जरूरी नहीं कि वह सतह पर आए, और इसके विपरीत, विस्फोट के दौरान उठने वाला एक कण कभी भी पृथ्वी की सतह पर नहीं हो सकता है पहले।

पृथ्वी पर प्राकृतिक प्रक्रियाओं के मुख्य ऊर्जा स्रोत

सौर विकिरण पृथ्वी पर ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। इसकी शक्ति को सौर स्थिरांक द्वारा दर्शाया जाता है - सूर्य की किरणों के लंबवत एक इकाई क्षेत्र से गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा। एक खगोलीय इकाई की दूरी पर (अर्थात् पृथ्वी की कक्षा में) यह स्थिरांक लगभग 1370 W/m² है।

जीवित जीव सूर्य की ऊर्जा (प्रकाश संश्लेषण) और रासायनिक बंधों की ऊर्जा (रसायन संश्लेषण) का उपयोग करते हैं। इस ऊर्जा का उपयोग विभिन्न प्राकृतिक और कृत्रिम प्रक्रियाओं में किया जा सकता है। समस्त ऊर्जा का एक तिहाई भाग वायुमंडल द्वारा परावर्तित होता है, 0.02% का उपयोग पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए किया जाता है, और शेष का उपयोग कई प्राकृतिक प्रक्रियाओं - पृथ्वी को गर्म करने, महासागर, वायुमंडल, वायु गति को समर्थन देने के लिए किया जाता है। wt. फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग करके प्रत्यक्ष सौर ताप या ऊर्जा रूपांतरण का उपयोग बिजली (सौर ऊर्जा संयंत्र) उत्पन्न करने या अन्य कार्य करने के लिए किया जा सकता है उपयोगी कार्य. सुदूर अतीत में, तेल और अन्य जीवाश्म ईंधन में संग्रहीत ऊर्जा भी प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से प्राप्त की जाती थी।

यह विशाल ऊर्जा ग्लोबल वार्मिंग की ओर ले जाती है, क्योंकि प्राकृतिक प्रक्रियाओं से गुजरने के बाद यह वापस विकिरणित हो जाती है और वातावरण इसे वापस जाने की अनुमति नहीं देता है।

2. पृथ्वी की आंतरिक ऊर्जा; अभिव्यक्ति - ज्वालामुखी, गर्म झरने

18. जैविक और अजैविक मूल के ऊर्जा परिवर्तन

क्रियाशील प्राकृतिक पारिस्थितिकी तंत्र में कोई अपशिष्ट नहीं होता है।सभी जीव, जीवित या मृत, संभावित रूप से अन्य जीवों के लिए भोजन हैं: एक कैटरपिलर पत्तियां खाता है, एक थ्रश कैटरपिलर खाता है, एक बाज़ एक थ्रश खा सकता है। जब पौधे, कैटरपिलर, थ्रश और बाज़ मर जाते हैं, तो वे बदले में डीकंपोजर द्वारा संसाधित होते हैं।

एक ही प्रकार का भोजन खाने वाले सभी जीव एक ही प्रकार के होते हैं पौष्टिकता स्तर।

जीवों प्राकृतिक पारिस्थितिकी तंत्रकई परस्पर जुड़ी खाद्य श्रृंखलाओं के एक जटिल नेटवर्क में शामिल हैं। ऐसे नेटवर्क को कहा जाता है वेब भोजन।

ऊर्जा प्रवाह के पिरामिड:प्रत्येक संक्रमण के साथ एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर तक खाद्य श्रृंखलाया नेटवर्क, काम पूरा हो गया है और अंदर पर्यावरणऊष्मा ऊर्जा निकलती है, और ऊर्जा की मात्रा उच्च गुणवत्ताअगले पोषी स्तर के जीवों द्वारा उपयोग कम हो जाता है।

10% नियम:एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर पर जाने पर, 90% ऊर्जा नष्ट हो जाती है, और 10% अगले स्तर पर स्थानांतरित हो जाती है।

खाद्य शृंखला जितनी लंबी होगी, उपयोगी ऊर्जा उतनी ही अधिक बर्बाद होगी। इसलिए, खाद्य श्रृंखला की लंबाई आमतौर पर 4 - 5 कड़ियों से अधिक नहीं होती है।

पृथ्वी के भूदृश्य क्षेत्र की ऊर्जावानता:

1) सौर ऊर्जा: तापीय, दीप्तिमान

2) पृथ्वी के आंत्र से तापीय ऊर्जा का प्रवाह

3) ज्वारीय धाराओं की ऊर्जा

4) विवर्तनिक ऊर्जा

5) प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऊर्जा आत्मसात

प्रकृति में जल चक्र

प्रकृति में जल चक्र पृथ्वी के जीवमंडल में पानी की चक्रीय गति की प्रक्रिया है। इसमें वाष्पीकरण, संघनन और वर्षा शामिल है (वायुमंडलीय वर्षा आंशिक रूप से वाष्पित हो जाती है, आंशिक रूप से अस्थायी और स्थायी नालियां और जलाशय बनाती है, आंशिक रूप से जमीन में रिसती है और बनती है) भूजल), साथ ही मेंटल के डीगैसिंग की प्रक्रियाएं: मेंटल से पानी लगातार बहता रहता है। बहुत गहराई पर भी पानी पाया गया है।

वाष्पीकरण के कारण समुद्रों का नुकसान हो रहा है और पानीवर्षा से प्राप्त की तुलना में, भूमि पर - स्थिति उलट है। पानी लगातार दुनिया भर में घूमता रहता है, जबकि इसका कुलअपरिवर्तित।

पृथ्वी की सतह का 75% भाग पानी से ढका हुआ है। पृथ्वी का जल कवच जलमंडल है। इसका अधिकांश भाग समुद्रों और महासागरों का खारा पानी है, और छोटा भाग है ताजा पानीझीलें, नदियाँ, ग्लेशियर, भूजल और जल वाष्प।

पृथ्वी पर जल एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में मौजूद है: तरल, ठोस और गैसीय। जल के बिना जीवित जीवों का अस्तित्व संभव नहीं है। किसी भी जीव में पानी ही वह माध्यम है जिसमें रासायनिक क्रियाएं होती हैं, जिसके बिना जीव जीवित नहीं रह सकते। जल जीवों के जीवन के लिए सबसे मूल्यवान और सबसे आवश्यक पदार्थ है।

प्रकृति में कई प्रकार के जल चक्र होते हैं:

एक बड़ा, या विश्व, चक्र - महासागरों की सतह के ऊपर बना जलवाष्प हवाओं द्वारा महाद्वीपों तक ले जाया जाता है, वहां वर्षा के रूप में गिरता है और अपवाह के रूप में समुद्र में लौट आता है। इस प्रक्रिया में, पानी की गुणवत्ता बदल जाती है: वाष्पीकरण के दौरान, नमक समुद्र का पानीताज़ा हो जाता है, और प्रदूषित - शुद्ध हो जाता है।

एक छोटा, या समुद्री, चक्र - जल वाष्प जो समुद्र की सतह के ऊपर बनता है, संघनित होता है और वर्षा के रूप में वापस समुद्र में गिर जाता है।

अंतःमहाद्वीपीय परिसंचरण - भूमि की सतह के ऊपर वाष्पित हो चुका पानी वर्षण के रूप में पुनः भूमि पर गिरता है।

अंत में, गति की प्रक्रिया में वर्षा पुनः महासागरों में पहुँच जाती है।

स्थानांतरण गति विभिन्न प्रकारपानी एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है, इसलिए प्रवाह की अवधि और पानी के नवीनीकरण की अवधि भी भिन्न होती है। वे कुछ घंटों से लेकर कई दसियों सहस्राब्दियों तक भिन्न-भिन्न होते हैं। वायुमंडलीय नमी, जो महासागरों, समुद्रों और भूमि से पानी के वाष्पीकरण से बनती है और बादलों के रूप में मौजूद होती है, औसतन आठ दिनों के बाद अद्यतन होती है।

जीवित जीवों को बनाने वाला पानी कुछ ही घंटों में बहाल हो जाता है। यह जल विनिमय का सबसे सक्रिय रूप है। पर्वतीय ग्लेशियरों में जल भंडार के नवीकरण की अवधि लगभग 1,600 वर्ष है, ध्रुवीय देशों के ग्लेशियरों में यह बहुत लंबी है - लगभग 9,700 वर्ष।

विश्व महासागर के जल का पूर्ण नवीनीकरण लगभग 2,700 वर्षों में होता है।

सौर विकिरण की परस्पर क्रिया के प्रभाव, चलती और घूमती पृथ्वी।

में यह मुद्दामौसमी परिवर्तनशीलता पर विचार किया जाना चाहिए: सर्दी/गर्मी। वर्णन करें कि पृथ्वी के घूर्णन और गति के कारण सौर विकिरण असमान रूप से आता है, जिसका अर्थ है कि जलवायु परिस्थितियाँ अक्षांश के साथ बदलती हैं।

पृथ्वी क्रांतिवृत्त के तल पर 23.5 डिग्री झुकी हुई है।

किरणें विभिन्न कोणों पर यात्रा करती हैं। विकिरण संतुलन. यह न केवल महत्वपूर्ण है कि कोई कितना लाभ प्राप्त करता है, बल्कि यह भी महत्वपूर्ण है कि वह कितना खोता है, और कितना बचता है, एल्बिडो को ध्यान में रखते हुए।

वायुमंडलीय क्रिया केंद्र

वायुमंडल के सामान्य परिसंचरण से जुड़े लगातार उच्च या निम्न दबाव के बड़े क्षेत्र - वायुमंडल की क्रिया के केंद्र. वे हवाओं की प्रचलित दिशा निर्धारित करते हैं और भौगोलिक प्रकार के वायुराशियों के निर्माण के लिए केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। सिनॉप्टिक मानचित्रों पर, उन्हें बंद रेखाओं - आइसोबार द्वारा व्यक्त किया जाता है।

कारण: 1) पृथ्वी की विविधता;

2) भौतिक में अंतर. भूमि और जल के गुण (ताप क्षमता)

3) सतह एल्बिडो में अंतर (आर/क्यू): पानी - 6%, इक्विवि। वन - 10-12%, विस्तृत वन - 18%, घास के मैदान - 22-23%, बर्फ - 92%;

4) एफ कोरिओलिस

यह OCA का कारण बनता है.

वायुमंडलीय क्रिया केंद्र:

● स्थायी- इनमें उच्च या निम्न दबाव पूरे वर्ष मौजूद रहता है:

1. विषुवतरेखीय पट्टी नीचे। दबाव, जिसकी धुरी सूर्य के बाद भूमध्य रेखा से कुछ हद तक ग्रीष्म गोलार्ध की ओर स्थानांतरित होती है - भूमध्यरेखीय अवसाद (कारण: क्यू और महासागरों की एक बड़ी मात्रा);

2. एक उपोष्णकटिबंधीय बैंड पर ऊंचा। उत्तर में दबाव. और युज़. गोलार्ध; कई लोग गर्मियों में उच्च उपोष्णकटिबंधीय की ओर पलायन करते हैं। अक्षांश, सर्दियों में - निचले हिस्से तक; अनेक समुद्री भागों में टूटना। प्रतिचक्रवात: उत्तर में। गोलार्ध - अज़ोरेस एंटीसाइक्लोन (विशेषकर गर्मियों में) और हवाईयन; दक्षिण में - दक्षिण भारतीय, दक्षिण प्रशांत और दक्षिण अटलांटिक;

3. क्षेत्र कम किये गये। समशीतोष्ण क्षेत्रों के उच्च अक्षांशों में महासागरों पर दबाव: उत्तर में। गोलार्ध - आइसलैंडिक (विशेष रूप से सर्दियों में) और अलेउतियन निम्न, दक्षिण में - अंटार्कटिका (50 0 एस) के आसपास कम दबाव की एक सतत अंगूठी;

4. वृद्धि के क्षेत्र. आर्कटिक (विशेषकर सर्दियों में) और अंटार्कटिका पर दबाव - प्रतिचक्रवात;

● मौसमी- एक मौसम के दौरान उच्च या निम्न दबाव के क्षेत्रों के रूप में पता लगाया जाता है, जो दूसरे मौसम में विपरीत संकेत के वातावरण की कार्रवाई के केंद्र में बदल जाता है। उनका अस्तित्व महासागरों की सतह के तापमान के संबंध में भूमि की सतह के तापमान में वर्ष के दौरान तेज बदलाव से जुड़ा है; ग्रीष्म ऋतु में भूमि का अधिक गरम होने से यहाँ निचले क्षेत्रों के निर्माण के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ निर्मित होती हैं। दबाव, शीतकालीन हाइपोथर्मिया - बढ़े हुए क्षेत्रों के लिए। दबाव। सभी में। गोलार्ध से लेकर शीतकालीन क्षेत्रों में वृद्धि हुई। दबावों में मंगोलिया में केंद्र के साथ एशियाई (साइबेरियाई) और दक्षिण में कनाडाई मैक्सिमा - ऑस्ट्रेलियाई, दक्षिण अमेरिकी और दक्षिण अफ्रीकी मैक्सिमा शामिल हैं। ग्रीष्मकालीन क्षेत्र निचले दबाव: सेव में. गोलार्ध - दक्षिण में दक्षिण एशियाई (या पश्चिमी एशियाई) और उत्तरी अमेरिकी निम्न। - ऑस्ट्रेलियाई, दक्षिण अमेरिकी और दक्षिण अफ़्रीकी निम्न)।

वायुमंडल की क्रिया के केंद्र एक निश्चित प्रकार के मौसम में अंतर्निहित होते हैं। इसलिए, यहां की हवा अपेक्षाकृत जल्दी से अंतर्निहित सतह के गुणों को प्राप्त कर लेती है - भूमध्यरेखीय अवसाद में गर्म और आर्द्र, मंगोलियाई एंटीसाइक्लोन में ठंडी और शुष्क, आइसलैंडिक निम्न में ठंडी और आर्द्र, आदि।

ग्रहों का ताप स्थानांतरण और उसके कारण

ग्रहीय ऊष्मा स्थानांतरण की मुख्य विशेषताएं. ग्लोब की सतह द्वारा अवशोषित सौर ऊर्जा को फिर अशांत प्रवाह द्वारा वाष्पीकरण और गर्मी हस्तांतरण पर खर्च किया जाता है। ग्रह के चारों ओर औसतन लगभग 80% वाष्पीकरण होता है, और अशांत गर्मी हस्तांतरण - कुल गर्मी का शेष 20% होता है।

समुद्र और ज़मीन पर इसके घटकों के भौगोलिक अक्षांश के साथ गर्मी हस्तांतरण और परिवर्तन की प्रक्रियाएँ बहुत अनोखी हैं। वसंत और गर्मियों में भूमि द्वारा अवशोषित सारी गर्मी शरद ऋतु और सर्दियों में पूरी तरह से नष्ट हो जाती है; संतुलित वार्षिक ताप बजट के साथ, यह हर जगह शून्य के बराबर हो जाता है।

विश्व महासागर में, पानी की उच्च ताप क्षमता और कम अक्षांशों में इसकी गतिशीलता के कारण, गर्मी जमा हो जाती है, जहां से इसे धाराओं द्वारा उच्च अक्षांशों तक ले जाया जाता है, जहां इसका व्यय इसके सेवन से अधिक होता है। इस प्रकार, हवा के साथ पानी के ताप विनिमय में उत्पन्न कमी को कवर किया जाता है।

विश्व महासागर के भूमध्यरेखीय क्षेत्र में, बड़ी मात्रा में अवशोषित सौर विकिरण और कम ऊर्जा खपत के साथ, वार्षिक ताप बजट में अधिकतम सकारात्मक मूल्य होते हैं। भूमध्य रेखा से दूरी के साथ, गर्मी हस्तांतरण उपभोग्य सामग्रियों, मुख्य रूप से वाष्पीकरण में वृद्धि के कारण सकारात्मक वार्षिक ताप बजट कम हो जाता है। उष्ण कटिबंध से समशीतोष्ण अक्षांशों में संक्रमण के साथ, ताप बजट नकारात्मक हो जाता है।

भूमि के भीतर, वसंत-ग्रीष्म काल में प्राप्त सारी गर्मी शरद-सर्दियों की अवधि में खर्च हो जाती है। विश्व महासागर के पानी में, पृथ्वी के लंबे इतिहास में, 7.6 * 10^21 किलो कैलोरी के बराबर भारी मात्रा में गर्मी जमा हो गई है। इतने बड़े द्रव्यमान के संचय को पानी की उच्च ताप क्षमता और उसके गहन मिश्रण द्वारा समझाया गया है, जिसके दौरान महासागरीय क्षेत्र की मोटाई में गर्मी का एक जटिल पुनर्वितरण होता है। पूरे वायुमंडल की ताप क्षमता विश्व महासागर के पानी की दस मीटर की परत की तुलना में 4 गुना कम है।

इस तथ्य के बावजूद कि पृथ्वी की सतह और हवा के बीच अशांत ताप विनिमय के लिए उपयोग की जाने वाली सौर ऊर्जा का हिस्सा अपेक्षाकृत छोटा है, यह वायुमंडल के निकट-सतह भाग के ताप का मुख्य स्रोत है। इस ऊष्मा स्थानांतरण की तीव्रता हवा और अंतर्निहित सतह (पानी या भूमि) के बीच तापमान के अंतर पर निर्भर करती है। ग्रह के निचले अक्षांशों में (भूमध्य रेखा से दोनों गोलार्धों के लगभग चालीसवें अक्षांश तक), हवा मुख्य रूप से भूमि से गर्म होती है, जो सौर ऊर्जा जमा करने में असमर्थ होती है और प्राप्त होने वाली सारी गर्मी वायुमंडल में छोड़ देती है। अशांत गर्मी हस्तांतरण के कारण, हवा का आवरण प्रति वर्ष 20 से 40 kcal/cm^2 प्राप्त करता है, और कम नमी वाले क्षेत्रों (सहारा, अरब, आदि) में 60 kcal/cm^2 से भी अधिक। इन अक्षांशों में पानी गर्मी जमा करता है, जिससे अशांत गर्मी विनिमय की प्रक्रिया में हवा प्रति वर्ष केवल 5-10 kcal/cm^2 या उससे कम होती है। केवल कुछ क्षेत्रों (सीमित क्षेत्र) में पानी प्रति वर्ष औसतन ठंडा हो जाता है और इसलिए हवा से गर्मी प्राप्त करता है (भूमध्यरेखीय क्षेत्र में, उत्तर पश्चिम में) हिंद महासागर, साथ ही अफ्रीका और दक्षिण अमेरिका के पश्चिमी तट से दूर)।

हमारे ग्रह पर सभी पदार्थ परिसंचरण की प्रक्रिया में हैं। सौर ऊर्जा पृथ्वी पर पदार्थ के दो चक्रों का कारण बनती है:

1) बड़ा (भूवैज्ञानिक या अजैविक);

2) छोटा (जैविक, बायोजेनिक या जैविक)।

पदार्थ के चक्र और ब्रह्मांडीय ऊर्जा का प्रवाह जीवमंडल की स्थिरता का निर्माण करते हैं। ठोस पदार्थ और जल का चक्र, जो अजैविक कारकों (निर्जीव प्रकृति) की क्रिया के परिणामस्वरूप होता है, कहलाता है महान भूवैज्ञानिक चक्र.एक बड़े भूवैज्ञानिक चक्र (लाखों वर्ष प्रवाह) के साथ, चट्टानें नष्ट हो जाती हैं, अपक्षयित हो जाती हैं, पदार्थ घुल जाते हैं और विश्व महासागर में प्रवेश कर जाते हैं; भू-विवर्तनिक परिवर्तन हो रहे हैं, महाद्वीपों का डूबना, समुद्र तल का ऊपर उठना। ग्लेशियरों में जल चक्र का समय 8,000 वर्ष है, नदियों में - 11 दिन। यह बड़ा परिसंचरण है जो जीवित जीवों को पोषक तत्व प्रदान करता है और बड़े पैमाने पर उनके अस्तित्व की स्थितियों को निर्धारित करता है।

बड़ा, भूवैज्ञानिक चक्रजीवमंडल में दो महत्वपूर्ण बिंदुओं की विशेषता है:

ए) भर में किया गया भूवैज्ञानिक विकासधरती;

बी) एक आधुनिक ग्रहीय प्रक्रिया है जो अग्रणी भूमिका निभाती है इससे आगे का विकासजीवमंडल.

मानव विकास के वर्तमान चरण में, परिणामस्वरूप बड़ा चक्रप्रदूषकों को लंबी दूरी तक भी ले जाया जाता है - सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड, धूल, रेडियोधर्मी अशुद्धियाँ। उत्तरी गोलार्ध के समशीतोष्ण अक्षांशों के क्षेत्र सबसे अधिक प्रदूषण के अधीन थे।

पदार्थों का एक छोटा, बायोजेनिक या जैविक परिसंचरण जीवित जीवों की भागीदारी के साथ ठोस, तरल और गैसीय चरणों में होता है।भूवैज्ञानिक चक्र के विपरीत, जैविक चक्र में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एक छोटा चक्र एक बड़े चक्र का हिस्सा होता है, जो बायोगेकेनोज़ (अंदर) के स्तर पर होता है पारिस्थितिक तंत्र) और इस तथ्य में निहित है कि मिट्टी, पानी, कार्बन के पोषक तत्व पौधों के पदार्थ में जमा होते हैं, और शरीर के निर्माण में खर्च होते हैं। कार्बनिक पदार्थों के क्षय उत्पाद खनिज घटकों में विघटित हो जाते हैं। छोटा चक्र बंद नहीं हुआ है, जो बाहर से पारिस्थितिकी तंत्र में पदार्थों और ऊर्जा के प्रवेश और उनमें से कुछ को बायोस्फेरिक चक्र में जारी करने से जुड़ा है।

कई रासायनिक तत्व और उनके यौगिक बड़े और छोटे चक्रों में शामिल होते हैं, लेकिन उनमें से सबसे महत्वपूर्ण वे हैं जो मानव आर्थिक गतिविधि से जुड़े जीवमंडल के विकास के वर्तमान चरण को निर्धारित करते हैं। इनमें साइकिलें भी शामिल हैं कार्बन, सल्फर और नाइट्रोजन(उनके ऑक्साइड हैं प्रमुख वायु प्रदूषक), और फॉस्फोरस (फॉस्फेट महाद्वीपीय जल के मुख्य प्रदूषक हैं). लगभग सभी प्रदूषक हानिकारक के रूप में कार्य करते हैं, और उन्हें इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है ज़ेनोबायोटिक्स।

वर्तमान में बडा महत्वज़ेनोबायोटिक्स के चक्र हैं - विषाक्त तत्व - पारा (खाद्य संदूषक) उत्पाद) और सीसा (गैसोलीन का एक घटक). इसके अलावा, मानवजनित मूल के कई पदार्थ (डीडीटी, कीटनाशक, रेडियोन्यूक्लाइड, आदि) बड़े परिसंचरण से छोटे परिसंचरण में प्रवेश करते हैं, जो बायोटा और मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाते हैं।

जैविक चक्र का सार दो विपरीत, लेकिन परस्पर संबंधित प्रक्रियाओं का प्रवाह है - निर्माणकार्बनिक पदार्थ और विनाशजीवित पदार्थ.

बड़े चक्र के विपरीत, छोटे चक्र की एक अलग अवधि होती है: मौसमी, वार्षिक, बारहमासी और धर्मनिरपेक्ष छोटे चक्र होते हैं।.

प्रसार रासायनिक पदार्थअकार्बनिक वातावरण से वनस्पतियों और जानवरों के माध्यम से वापस अकार्बनिक वातावरण में सौर ऊर्जा का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कहा जाता है जैव-भू-रासायनिक चक्र .

हमारे ग्रह का वर्तमान और भविष्य जीवमंडल के कामकाज में जीवित जीवों की भागीदारी पर निर्भर करता है। पदार्थों के संचलन में, जीवित पदार्थ, या बायोमास, जैव-भू-रासायनिक कार्य करता है: गैस, एकाग्रता, रेडॉक्स और जैव रासायनिक।

जैविक चक्र जीवित जीवों की भागीदारी के साथ होता है और इसमें अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थ का पुनरुत्पादन और खाद्य ट्रॉफिक श्रृंखला के माध्यम से इस कार्बनिक का अकार्बनिक में अपघटन शामिल होता है। जैविक चक्र में उत्पादन और विनाश प्रक्रियाओं की तीव्रता गर्मी और नमी की मात्रा पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, ध्रुवीय क्षेत्रों में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की कम दर गर्मी की कमी पर निर्भर करती है।

जैविक चक्र की तीव्रता का एक महत्वपूर्ण संकेतक रासायनिक तत्वों के संचलन की दर है। तीव्रता की विशेषता है अनुक्रमणिका , जंगल के कूड़े के द्रव्यमान के कूड़े के अनुपात के बराबर। सूचकांक जितना अधिक होगा, चक्र की तीव्रता उतनी ही कम होगी।

शंकुधारी वनों में सूचकांक - 10 - 17; चौड़ी पत्ती वाले 3 - 4; सवाना 0.2 से अधिक नहीं; आर्द्र उष्णकटिबंधीय वन 0.1 से अधिक नहीं, अर्थात। यहां जैविक चक्र सबसे तीव्र है।

सूक्ष्मजीवों के माध्यम से तत्वों (नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर) का प्रवाह पौधों और जानवरों की तुलना में अधिक परिमाण का क्रम है।जैविक चक्र पूरी तरह से प्रतिवर्ती नहीं है, इसका जैव-भू-रासायनिक चक्र से गहरा संबंध है। रासायनिक तत्व जीवमंडल में जैविक चक्र के विभिन्न पथों के साथ घूमते हैं:

जीवित पदार्थ द्वारा अवशोषित और ऊर्जा से आवेशित;

जीवित पदार्थ को छोड़ें, पर्यावरण में ऊर्जा छोड़ें।

ये चक्र दो प्रकार के होते हैं: गैसीय पदार्थों का परिसंचरण; तलछटी चक्र (पृथ्वी की पपड़ी में भंडार)।

चक्र स्वयं दो भागों से मिलकर बने होते हैं:

- सुरक्षित कोष(यह एक पदार्थ का एक हिस्सा है जो जीवित जीवों से जुड़ा नहीं है);

- मोबाइल (एक्सचेंज) फंड(जीवों और उनके निकटतम पर्यावरण के बीच सीधे आदान-प्रदान से जुड़ा पदार्थ का छोटा हिस्सा)।

चक्रों को विभाजित किया गया है:

जाइर आरक्षित निधि के साथ गैस का प्रकारपृथ्वी की पपड़ी में (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन का चक्र) - तेजी से आत्म-नियमन करने में सक्षम;

जाइर आरक्षित निधि के साथ तलछटी प्रकारपृथ्वी की पपड़ी में (फॉस्फोरस, कैल्शियम, लौह, आदि के चक्र) अधिक निष्क्रिय हैं, पदार्थ का बड़ा हिस्सा जीवित जीवों के लिए "दुर्गम" रूप में है।

चक्रों को भी इसमें विभाजित किया जा सकता है:

- बंद किया हुआ(गैसीय पदार्थों का संचलन, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन, समुद्र के वायुमंडल और जलमंडल में एक रिजर्व है, इसलिए कमी की भरपाई जल्दी हो जाती है);

- खुला(पृथ्वी की पपड़ी में एक आरक्षित निधि बनाना, उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस - इसलिए, नुकसान की भरपाई खराब तरीके से की जाती है, यानी घाटा पैदा होता है)।

अस्तित्व का ऊर्जा आधार जैविक चक्रपृथ्वी पर और उनकी प्रारंभिक कड़ी प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया है।परिसंचरण का प्रत्येक नया चक्र पिछले चक्र की सटीक पुनरावृत्ति नहीं है। उदाहरण के लिए, जीवमंडल के विकास के दौरान, कुछ प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय थीं, जिसके परिणामस्वरूप बायोजेनिक वर्षा का निर्माण और संचय हुआ, वायुमंडल में ऑक्सीजन की मात्रा में वृद्धि हुई, कई आइसोटोप के मात्रात्मक अनुपात में बदलाव हुआ। तत्व, आदि

पदार्थों का संचरण कहलाता है जैव-भू-रासायनिक चक्र . पदार्थों के मुख्य जैव-भू-रासायनिक (जैवमंडलीय) चक्र: जल चक्र, ऑक्सीजन चक्र, नाइट्रोजन चक्र(नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीवाणुओं की भागीदारी), कार्बन चक्र(एरोबिक बैक्टीरिया की भागीदारी; वार्षिक भूवैज्ञानिक चक्र में लगभग 130 टन कार्बन छोड़ा जाता है), फास्फोरस चक्र(मिट्टी के जीवाणुओं की भागीदारी; 14 मिलियन टन फॉस्फोरस), सल्फर चक्र, धातु धनायन चक्र।