महान भूवैज्ञानिक चक्र। तेल और गैस का बड़ा विश्वकोश

पदार्थ के बड़े (भूगर्भीय) और छोटे (जैव-भू-रासायनिक) चक्र

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

बड़ा (भूवैज्ञानिक या अजैविक);

छोटा (बायोटिक, बायोजेनिक या बायोलॉजिकल)।

पदार्थ के चक्र और ब्रह्मांडीय ऊर्जा के प्रवाह जीवमंडल की स्थिरता का निर्माण करते हैं। अजैविक कारकों (निर्जीव प्रकृति) की क्रिया के परिणामस्वरूप ठोस पदार्थ और पानी के चक्र को महान भूवैज्ञानिक चक्र कहा जाता है। 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 उदय। ग्लेशियरों में जल चक्र का समय 8,000 वर्ष है, नदियों में - 11 दिन। यह बड़ा संचलन है जो जीवित जीवों को पोषक तत्वों की आपूर्ति करता है और बड़े पैमाने पर उनके अस्तित्व के लिए परिस्थितियों को निर्धारित करता है।

जीवमंडल में एक बड़ा, भूवैज्ञानिक चक्र दो महत्वपूर्ण बिंदुओं की विशेषता है: ऑक्सीजन कार्बन भूवैज्ञानिक

• ए) भर में किया जाता है भूवैज्ञानिक विकासधरती;
• b) एक आधुनिक ग्रहीय प्रक्रिया है जिसमें प्रमुख भूमिका होती है इससे आगे का विकासजीवमंडल।

मानव विकास के वर्तमान चरण में, एक बड़े संचलन के परिणामस्वरूप, प्रदूषकों को लंबी दूरी तक पहुँचाया जाता है - सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड, धूल, रेडियोधर्मी अशुद्धियाँ। उत्तरी गोलार्ध के समशीतोष्ण अक्षांशों के क्षेत्र सबसे बड़े प्रदूषण के अधीन थे।

जीवित जीवों की भागीदारी के साथ ठोस, तरल और गैसीय चरणों में पदार्थों का एक छोटा, जैविक या जैविक संचलन होता है। भूवैज्ञानिक चक्र के विपरीत जैविक चक्र में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एक छोटा चक्र एक बड़े चक्र का हिस्सा है, जो बायोगेकेनोज (पारिस्थितिक तंत्र के भीतर) के स्तर पर होता है और इस तथ्य में निहित है कि मिट्टी के पोषक तत्व, पानी, कार्बन पौधों के मामले में जमा होते हैं और शरीर के निर्माण पर खर्च किए जाते हैं। कार्बनिक पदार्थों के क्षय उत्पाद खनिज घटकों में विघटित हो जाते हैं। छोटा चक्र बंद नहीं होता है, जो बाहर से पारिस्थितिक तंत्र में पदार्थों और ऊर्जा के प्रवेश से जुड़ा होता है और उनमें से कुछ को जैवमंडलीय चक्र में छोड़ दिया जाता 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 कार्बन, सल्फर और नाइट्रोजन के चक्र शामिल हैं (उनके ऑक्साइड वायुमंडल के मुख्य प्रदूषक हैं), साथ ही फास्फोरस (फॉस्फेट महाद्वीपीय जल के मुख्य प्रदूषक हैं)। लगभग सभी प्रदूषक हानिकारक के रूप में कार्य करते हैं, और उन्हें ज़ेनोबायोटिक्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वर्तमान में, ज़ेनोबायोटिक्स के चक्र - जहरीले तत्व - पारा (एक खाद्य प्रदूषक) और सीसा (गैसोलीन का एक घटक) का बहुत महत्व है। इसके अलावा, मानवजनित मूल के कई पदार्थ (डीडीटी, कीटनाशक, रेडियोन्यूक्लाइड्स, 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 - कार्बनिक पदार्थ का निर्माण और जीवित पदार्थ द्वारा इसका विनाश।

बड़े चक्र के विपरीत, छोटे की एक अलग अवधि होती है: मौसमी, वार्षिक, बारहमासी और धर्मनिरपेक्ष छोटे चक्र प्रतिष्ठित होते हैं। सौर ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक वातावरण से वनस्पतियों और जानवरों के माध्यम से वापस अकार्बनिक वातावरण में रसायनों का संचार रासायनिक प्रतिक्रिएंजैव भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है।

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-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 पदार्थों के प्रजनन और खाद्य ट्रॉफिक श्रृंखला के माध्यम से इस कार्बनिक से अकार्बनिक में अपघटन 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 निम्न दर ऊष्मा की कमी पर निर्भर करती है।

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

शंकुधारी वनों में सूचकांक - 10 - 17; ब्रॉड-लीव्ड 3 - 4; सवाना 0.2 से अधिक नहीं; नम उष्णकटिबंधीय वन 0.1 से अधिक नहीं, अर्थात। यहाँ 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 उत्क्रमणीय नहीं है, यह जैव-भूरासायनिक चक्र से निकटता से संबंधित है। जैविक चक्र के विभिन्न पथों के साथ जैवमंडल में रासायनिक तत्व घूमते हैं:

• - जीवित पदार्थ द्वारा अवशोषित और ऊर्जा से आवेशित;
• - जीवित पदार्थ को छोड़ दें, बाहरी वातावरण में ऊर्जा जारी करें।

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

चक्रों में स्वयं दो भाग होते हैं:

• - आरक्षित निधि (यह पदार्थ का एक हिस्सा है जो जीवित जीवों से जुड़ा नहीं है);
• - मोबाइल (एक्सचेंज) फंड (जीवों और उनके तत्काल वातावरण के बीच सीधे आदान-प्रदान से जुड़े पदार्थ का एक छोटा हिस्सा)।

चक्रों में विभाजित हैं:

• - पृथ्वी की पपड़ी (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के चक्र) में आरक्षित कोष के साथ गैस-प्रकार के चक्र - तेजी से आत्म-नियमन में सक्षम;
• - पृथ्वी की पपड़ी (फास्फोरस, कैल्शियम, लोहा, आदि के संचलन) में एक आरक्षित निधि के साथ अवसादी चक्र - अधिक निष्क्रिय हैं, पदार्थ का बड़ा हिस्सा जीवित जीवों के लिए "दुर्गम" रूप में है।

चक्रों को भी विभाजित किया जा सकता है:

• - बंद (गैसीय पदार्थों का संचलन, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन - समुद्र के वायुमंडल और जलमंडल में एक आरक्षित 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)।

पृथ्वी पर जैविक चक्रों के अस्तित्व का ऊर्जा आधार और उनकी प्रारंभिक कड़ी प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया है। संचलन का प्रत्येक नया चक्र पिछले एक 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, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में वृद्धि हुई, कई समस्थानिकों के मात्रात्मक अनुपात में परिवर्तन हुआ। तत्व, आदि

पदार्थों के संचलन को सामान्यतः जैव भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है। पदार्थों के मुख्य जैव-रासायनिक (जैवमंडलीय) चक्र: जल चक्र, ऑक्सीजन चक्र, नाइट्रोजन चक्र (नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की भागीदारी), कार्बन चक्र (एरोबिक बैक्टीरिया की भागीदारी; सालाना लगभग 130 टन कार्बन भूवैज्ञानिक में छुट्टी दे दी जाती है। चक्र), फास्फोरस चक्र (मिट्टी के जीवाणुओं की भागीदारी; सालाना 14 मिलियन टन फास्फोरस महासागरों से धोया जाता है), सल्फर चक्र, धातु के पिंजरों का चक्र।

जल चक्र

जल चक्र एक बंद चक्र है जिसे जीवन की अनुपस्थिति में भी किया जा सकता है, जैसा कि ऊपर बताया गया है, लेकिन जीवित जीव इसे संशोधित करते हैं।

चक्र इस सिद्धांत पर आधारित है कि कुल वाष्पीकरण की भरपाई अवक्षेपण द्वारा की जाती है। समग्र रूप से ग्रह के लिए, वाष्पीकरण और वर्षा एक दूसरे को संतुलित करते हैं। इसी समय, वर्षा के साथ लौटने की तुलना में अधिक पानी समुद्र से वाष्पित हो जाता है। भूमि पर, इसके विपरीत, अधिक वर्षा होती है, लेकिन अतिरिक्त झीलों और नदियों में बहती है, और वहाँ से फिर से समुद्र में जाती है। नदी अपवाह द्वारा महाद्वीपों और महासागरों के बीच नमी का संतुलन बनाए रखा जाता है।

इस प्रकार, वैश्विक हाइड्रोलॉजिकल चक्र के चार मुख्य प्रवाह हैं: वर्षा, वाष्पीकरण, नमी हस्तांतरण और वाष्पोत्सर्जन।

पानी - जीवमंडल में सबसे आम पदार्थ - न केवल कई जीवों के आवास के रूप में कार्य करता है, बल्कि यह भी है अभिन्न अंगसभी जीवों के शरीर। जीवमंडल में होने वाली सभी जीवन प्रक्रियाओं में पानी के अत्यधिक महत्व के बावजूद, जीवित पदार्थ ग्लोब पर बड़े जल चक्र में निर्णायक भूमिका नहीं निभाते हैं। इस चक्र की प्रेरक शक्ति सूर्य की ऊर्जा है, जो पानी के घाटियों या भूमि की सतह से पानी के वाष्पीकरण पर खर्च की जाती है। हवा से उड़ने वाले बादलों के रूप में वाष्पित नमी वातावरण में संघनित होती है; जैसे ही बादल ठंडे होते हैं, वर्षा होती है।

मुक्त अनबाउंड पानी की कुल मात्रा (महासागरों और समुद्रों का अनुपात जहां तरल खारा पानी है) 86 से 98% है। शेष पानी (ताजा पानी) ध्रुवीय टोपी और ग्लेशियरों में जमा होता है और जल बेसिन और इसके भूजल का निर्माण करता है। वनस्पति से आच्छादित भूमि की सतह पर गिरने वाली वर्षा को आंशिक रूप से पत्ती की सतह द्वारा बनाए रखा जाता है और बाद में वायुमंडल में वाष्पित हो जाता है। मिट्टी तक पहुँचने वाली नमी सतह के अपवाह में शामिल हो सकती है या मिट्टी द्वारा अवशोषित हो सकती है। पूरी तरह से मिट्टी द्वारा अवशोषित (यह मिट्टी के प्रकार, चट्टानों और वनस्पति आवरण की विशेषताओं पर निर्भर करता है), अतिरिक्त तलछट भूजल में गहराई से रिस सकती है। यदि वर्षा की मात्रा जल क्षमता से अधिक हो जाती है ऊपरी परतेंमिट्टी, सतह अपवाह शुरू होती है, जिसकी गति मिट्टी की स्थिति, ढलान की ढलान, वर्षा की अवधि और वनस्पति की प्रकृति पर निर्भर करती है (वनस्पति पानी के कटाव से मिट्टी की रक्षा कर सकती है)। मिट्टी में फंसा पानी उसकी सतह से वाष्पित हो सकता है या पौधों की जड़ों द्वारा अवशोषण के बाद पत्तियों के माध्यम से वातावरण में वाष्पित (वाष्पित) हो सकता है।

पानी का वाष्पोत्सर्जन प्रवाह (मिट्टी - पौधे की जड़ें - पत्ते - वातावरण) हमारे ग्रह पर अपने बड़े संचलन में जीवित पदार्थ के माध्यम से पानी का मुख्य मार्ग है।

कार्बन चक्र

पृथ्वी पर कार्बनिक पदार्थों, जैव रासायनिक प्रक्रियाओं और जीवन रूपों की पूरी विविधता कार्बन के गुणों और विशेषताओं पर निर्भर करती है। अधिकांश जीवित जीवों में कार्बन सामग्री उनके सूखे बायोमास का लगभग 45% है। ग्रह के सभी जीवित पदार्थ कार्बनिक पदार्थ और पृथ्वी के सभी कार्बन के चक्र में शामिल हैं, जो लगातार उत्पन्न होते हैं, उत्परिवर्तित होते हैं, मरते हैं, विघटित होते हैं और इस क्रम में कार्बन एक कार्बनिक पदार्थ से दूसरे के निर्माण के लिए स्थानांतरित होता है। खाद्य श्रृंखला। इसके अलावा, सभी जीवित चीजें सांस लेती हैं, कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ती हैं।

जमीन पर कार्बन चक्र। भूमि पौधों और समुद्री फाइटोप्लांकटन द्वारा प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन चक्र को बनाए रखा जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करके (अकार्बनिक कार्बन को ठीक करके), पौधे इसे कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने के लिए सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करते हैं - अपना बायोमास बनाते हैं। रात में, पौधे, सभी जीवित चीजों की तरह, सांस लेते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं।

मृत पौधे, लाशें और जानवरों का मलमूत्र कई विषमपोषी जीवों (जानवरों, सैप्रोफाइट पौधों, कवक, सूक्ष्मजीवों) के लिए भोजन के रूप में काम करते हैं। ये सभी जीव मुख्य रूप से मिट्टी में रहते हैं और जीवन की प्रक्रिया में अपना बायोमास बनाते हैं, जिसमें कार्बनिक कार्बन शामिल होता है। वे "मृदा श्वसन" बनाते हुए कार्बन डाइऑक्साइड भी छोड़ते हैं। अक्सर, मृत कार्बनिक पदार्थ पूरी तरह से विघटित नहीं होते हैं और मिट्टी में ह्यूमस (ह्यूमस) जमा हो जाता है, जो मिट्टी की उर्वरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कार्बनिक पदार्थों के खनिजकरण और नमी की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है: आर्द्रता, तापमान, मिट्टी के भौतिक गुण, कार्बनिक अवशेषों की संरचना आदि। बैक्टीरिया और कवक की कार्रवाई के तहत, ह्यूमस कार्बन डाइऑक्साइड और खनिज यौगिकों में विघटित हो सकता है।

महासागरों में कार्बन चक्र। समुद्र में कार्बन चक्र भूमि से भिन्न होता है। समुद्र में, उच्च ट्राफिक स्तरों के जीवों की कमजोर कड़ी, और इसलिए कार्बन चक्र की सभी कड़ियाँ। समुद्र के ट्राफिक लिंक के माध्यम से कार्बन का पारगमन समय कम है, और जारी कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा नगण्य है।

महासागर वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री के मुख्य नियामक की भूमिका निभाता है। समुद्र और वायुमंडल के बीच कार्बन डाइऑक्साइड का गहन आदान-प्रदान होता है। समुद्र के पानी में एक बड़ी घुलने वाली शक्ति और बफर क्षमता होती है। कार्बोनिक एसिड और उसके लवण (कार्बोनेट्स) से युक्त प्रणाली कार्बन डाइऑक्साइड का एक प्रकार का डिपो है, जो सीओ के प्रसार के माध्यम से वातावरण से जुड़ा है? पानी से वातावरण और इसके विपरीत।

फाइटोप्लांकटन प्रकाश संश्लेषण दिन के दौरान समुद्र में गहन रूप से आगे बढ़ता है, जबकि मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड का गहन रूप से सेवन किया जाता है, कार्बोनेट इसके गठन के अतिरिक्त स्रोत के रूप में काम करते हैं। रात में, जानवरों और पौधों के श्वसन के कारण मुक्त अम्ल की सामग्री में वृद्धि के साथ, इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा फिर से कार्बोनेट की संरचना में प्रवेश करता है। चल रही प्रक्रियाएं निम्नलिखित दिशाओं में जाती हैं: जीवित पदार्थ? सीओ ?? एच? सीओ ?? सा(एनएसओ?)?? काको?.

प्रकृति में, ऑक्सीजन की कमी, पर्यावरण की उच्च अम्लता, विशिष्ट दफन स्थितियों आदि के परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थों की एक निश्चित मात्रा खनिजकरण से नहीं गुजरती है। कार्बन का हिस्सा जैविक चक्र को अकार्बनिक (चूना पत्थर, चाक, मूंगा) और जैविक (शेल, तेल, कोयला) जमा के रूप में छोड़ देता है।

मानव गतिविधि हमारे ग्रह पर कार्बन चक्र में महत्वपूर्ण परिवर्तन कर रही है। परिदृश्य, वनस्पति के प्रकार, बायोकेनोज और उनकी खाद्य श्रृंखलाएं बदल रही हैं, भूमि की सतह के विशाल क्षेत्रों को सूखा या सिंचित किया जा रहा है, मिट्टी की उर्वरता में सुधार (या बिगड़ रहा है), उर्वरकों और कीटनाशकों को लागू किया जा रहा है, आदि। ईंधन के दहन के परिणामस्वरूप वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई सबसे खतरनाक है। इससे कार्बन चक्र की दर बढ़ जाती है और इसका चक्र छोटा हो जाता है।

ऑक्सीजन चक्र

पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन एक शर्त है। यह लगभग सभी जैविक यौगिकों में शामिल है, कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है, जीवमंडल में जीवों की सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। ऑक्सीजन वातावरण, मिट्टी, पानी में जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों की श्वसन सुनिश्चित करता है, चट्टानों, मिट्टी, गाद, जलभृतों में होने वाली रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है।

ऑक्सीजन चक्र की मुख्य शाखाएँ:

• - प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त ऑक्सीजन का निर्माण और जीवित जीवों (पौधों, जानवरों, वातावरण, मिट्टी, पानी में सूक्ष्मजीवों) के श्वसन के दौरान इसका अवशोषण;
• - ओजोन स्क्रीन का गठन;
• - रेडॉक्स ज़ोनिंग का निर्माण;
• - ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान कार्बन मोनोऑक्साइड का ऑक्सीकरण, सल्फेट तलछटी चट्टानों का संचय, मानव गतिविधियों में ऑक्सीजन की खपत, आदि; हर जगह आणविक ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषण में शामिल है।

नाइट्रोजन चक्र

नाइट्रोजन सभी जीवित जीवों के जैविक रूप से महत्वपूर्ण कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा है: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपोप्रोटीन, एंजाइम, क्लोरोफिल, आदि। हवा में नाइट्रोजन (79%) की सामग्री के बावजूद, यह जीवित जीवों के लिए कमी है।

जीवमंडल में नाइट्रोजन एक गैसीय रूप (N2) में जीवों के लिए दुर्गम है - यह रासायनिक रूप से कम सक्रिय है, इसलिए इसे सीधे उच्च पौधों (और सबसे निचले पौधों) और पशु जगत द्वारा उपयोग नहीं किया जा सकता है। पौधे मिट्टी से नाइट्रोजन को अमोनियम आयनों या नाइट्रेट आयनों के रूप में अवशोषित करते हैं, अर्थात। तथाकथित निश्चित नाइट्रोजन।

वायुमंडलीय, औद्योगिक और जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण हैं।

वायुमंडलीय निर्धारण तब होता है जब ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा वायुमंडल को आयनित किया जाता है और गरज के दौरान तेज विद्युत निर्वहन के दौरान, जबकि नाइट्रोजन और अमोनिया ऑक्साइड हवा के आणविक नाइट्रोजन से बनते हैं, जो वायुमंडलीय वर्षा के कारण अमोनियम, नाइट्राइट, नाइट्रेट नाइट्रोजन और में बदल जाते हैं। मिट्टी और पानी के घाटियों में प्रवेश करें।

मानवीय गतिविधियों के परिणामस्वरूप औद्योगिक निर्धारण होता है। नाइट्रोजन यौगिकों का उत्पादन करने वाले पौधों द्वारा वातावरण नाइट्रोजन यौगिकों से प्रदूषित होता है। थर्मल पावर प्लांट, कारखानों, अंतरिक्ष यान, सुपरसोनिक विमान से निकलने वाला गर्म उत्सर्जन हवा में नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण करता है। नाइट्रोजन ऑक्साइड, वायु जल वाष्प के साथ वर्षा के साथ बातचीत करते हुए, जमीन पर लौटते हैं, आयनिक रूप में मिट्टी में प्रवेश करते हैं।

जैविक निर्धारण नाइट्रोजन चक्र में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। यह मिट्टी के जीवाणुओं द्वारा किया जाता है:

• - नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया (और नीले-हरे शैवाल);
• - उच्च पौधों (नोड्यूल बैक्टीरिया) के साथ सहजीवन में रहने वाले सूक्ष्मजीव;
• - अमोनीकरण;
• - नाइट्रिफाइंग;
• - अनाइट्रीकरण।

मिट्टी में स्वतंत्र रूप से रहने वाले, नाइट्रोजन-फिक्सिंग एरोबिक (ऑक्सीजन की उपस्थिति में मौजूद) बैक्टीरिया (एज़ोटोबैक्टर) श्वसन के दौरान मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा के कारण वायुमंडलीय आणविक नाइट्रोजन को ठीक करने में सक्षम होते हैं, अंततः इसे हाइड्रोजन से बांधते हैं और इसे आपके शरीर में अमीनो एसिड की संरचना में एक अमीनो समूह (- NH2) के रूप में पेश करना। आणविक नाइट्रोजन मिट्टी (क्लोस्ट्रीडियम) में मौजूद कुछ अवायवीय (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में रहने वाले) बैक्टीरिया को ठीक करने में भी सक्षम है। मरते हुए, वे और अन्य सूक्ष्मजीव मिट्टी को कार्बनिक नाइट्रोजन से समृद्ध करते हैं।

नीले-हरे शैवाल, जो चावल के खेतों की मिट्टी के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, आणविक नाइट्रोजन के जैविक स्थिरीकरण में भी सक्षम हैं।

वायुमंडलीय नाइट्रोजन का सबसे प्रभावी जैविक निर्धारण फलीदार पौधों (नोड्यूल बैक्टीरिया) के नोड्यूल्स में सहजीवन में रहने वाले बैक्टीरिया में होता है।

ये बैक्टीरिया (रिज़ोबियम) उपलब्ध नाइट्रोजन यौगिकों के साथ मेजबान के स्थलीय अंगों की आपूर्ति करते समय नाइट्रोजन को ठीक करने के लिए मेजबान संयंत्र की ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

नाइट्रेट और अमोनियम रूपों में मिट्टी से नाइट्रोजन यौगिकों को आत्मसात करके, पौधे अपने शरीर के आवश्यक नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का निर्माण करते हैं (पौधों की कोशिकाओं में नाइट्रेट नाइट्रोजन को पहले से बहाल किया जाता है)। उत्पादक पौधे संपूर्ण को नाइट्रोजनी पदार्थों की आपूर्ति करते हैं प्राणी जगतऔर मानवता। मृत पौधों का उपयोग, बायोरेड्यूसर द्वारा ट्रॉफिक श्रृंखला के अनुसार किया जाता है।

अमोनिया बनाने वाले सूक्ष्मजीव नाइट्रोजन (अमीनो एसिड, यूरिया) युक्त कार्बनिक पदार्थों को अमोनिया के निर्माण के साथ विघटित करते हैं। मिट्टी में कार्बनिक नाइट्रोजन का हिस्सा खनिज नहीं होता है, लेकिन ह्यूमिक पदार्थ, कोलतार और तलछटी चट्टानों के घटकों में परिवर्तित हो जाता है।

अमोनिया (अमोनियम आयन के रूप में) पौधों की जड़ प्रणाली में प्रवेश कर सकता है, या नाइट्रिफिकेशन प्रक्रियाओं में इस्तेमाल किया जा सकता है।

नाइट्रिफाइंग सूक्ष्मजीव रासायनिक संश्लेषक हैं, वे सभी जीवन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए अमोनिया ऑक्सीकरण की ऊर्जा का उपयोग नाइट्रेट्स और नाइट्राइट्स को नाइट्रेट्स में करते हैं। इस ऊर्जा के कारण नाइट्रिफ़ायर कार्बन डाइऑक्साइड को पुनर्स्थापित करते हैं और अपने शरीर के कार्बनिक पदार्थों का निर्माण करते हैं। नाइट्रिफिकेशन के दौरान अमोनिया का ऑक्सीकरण निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के अनुसार होता है:

एनएच? + 3O? ? 2HNO? + 2H?O + 600 kJ (148 किलो कैलोरी)।

एचएनओ? + हे? ? 2HNO? + 198 केजे (48 किलो कैलोरी)।

नाइट्रिफिकेशन की प्रक्रियाओं में बनने वाले नाइट्रेट फिर से जैविक चक्र में प्रवेश करते हैं, पौधों की जड़ों द्वारा मिट्टी से अवशोषित होते हैं या पानी के अपवाह के साथ पानी के घाटियों में प्रवेश करने के बाद - फाइटोप्लांकटन और फाइटोबेन्थोस।

जीवों के साथ जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करते हैं और इसे नाइट्रिफाई करते हैं, जीवमंडल में सूक्ष्मजीव होते हैं जो नाइट्रेट या नाइट्राइट को आणविक नाइट्रोजन में कम कर सकते हैं। पानी या मिट्टी में मुक्त ऑक्सीजन की कमी के साथ ऐसे सूक्ष्मजीव, जिन्हें डेनिट्रिफायर कहा जाता है, कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करने के लिए नाइट्रेट्स के ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं:

C?H??O?(ग्लूकोज) + 24KNO? ? 24KHCO? + 6CO? + 12एन? + 18H?O + ऊर्जा

एक ही समय में जारी की गई ऊर्जा सूक्ष्मजीवों को नष्ट करने की सभी महत्वपूर्ण गतिविधियों के आधार के रूप में कार्य करती है।

इस प्रकार, जीवित पदार्थ चक्र की सभी कड़ियों में एक असाधारण भूमिका निभाते हैं।

वर्तमान में, मनुष्यों द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन का औद्योगिक निर्धारण मिट्टी के नाइट्रोजन संतुलन में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और इसके परिणामस्वरूप, जीवमंडल में पूरे नाइट्रोजन चक्र में।

फास्फोरस चक्र

फास्फोरस चक्र सरल है। जबकि नाइट्रोजन का भंडार वायु है, फॉस्फोरस का भंडार चट्टानें हैं, जिनसे यह अपरदन के दौरान निकलता है।

कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन वातावरण में अधिक आसानी से और तेज़ी से पलायन करते हैं, क्योंकि वे गैसीय रूप में होते हैं, जैविक चक्रों में गैसीय यौगिकों का निर्माण करते हैं। जीवित पदार्थ के अस्तित्व के लिए आवश्यक सल्फर को छोड़कर अन्य सभी तत्वों के लिए, जैविक चक्रों में गैसीय यौगिकों का निर्माण अनैच्छिक है। ये तत्व मुख्य रूप से पानी में घुले आयनों और अणुओं के रूप में पलायन करते हैं।

फास्फोरस, ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड आयनों के रूप में पौधों द्वारा आत्मसात, सभी जीवित जीवों के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह एडीपी, एटीपी, डीएनए, आरएनए और अन्य यौगिकों का हिस्सा है।

जीवमंडल में फास्फोरस का चक्र खुला है। स्थलीय बायोगेकेनोज में, फास्फोरस, खाद्य श्रृंखला के माध्यम से मिट्टी से पौधों द्वारा अवशोषण के बाद, फिर से फॉस्फेट के रूप में मिट्टी में प्रवेश करता है। फास्फोरस की मुख्य मात्रा फिर से पौधों की जड़ प्रणाली द्वारा अवशोषित हो जाती है। आंशिक रूप से, फॉस्फोरस को मिट्टी से पानी के घाटियों में बारिश के पानी के बहाव से धोया जा सकता है।

प्राकृतिक बायोगेकेनोज में अक्सर फास्फोरस की कमी होती है, और क्षारीय और ऑक्सीकृत वातावरण में यह आमतौर पर अघुलनशील यौगिकों के रूप में पाया जाता है।

बड़ी मात्रा में फॉस्फेट में लिथोस्फीयर की चट्टानें होती हैं। उनमें से कुछ धीरे-धीरे मिट्टी में चले जाते हैं, कुछ लोगों द्वारा फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन के लिए विकसित किए जाते हैं, उनमें से अधिकांश को लीच किया जाता है और जलमंडल में धोया जाता है। वहां उनका उपयोग जटिल खाद्य श्रृंखलाओं के विभिन्न ट्राफिक स्तरों पर फाइटोप्लांकटन और संबंधित जीवों द्वारा किया जाता है।

विश्व महासागर में, जैविक चक्र से फॉस्फेट का नुकसान पौधे और जानवरों के बड़ी गहराई पर जमा होने के कारण होता है। चूंकि फॉस्फोरस मुख्य रूप से स्थलमंडल से पानी के साथ जलमंडल में जाता है, यह जैविक रूप से स्थलमंडल में प्रवास करता है (समुद्री पक्षी द्वारा मछली खाना, बेंथिक शैवाल और उर्वरक के रूप में मछली के भोजन का उपयोग करना आदि)।

पौधों के खनिज पोषण के सभी तत्वों में से फास्फोरस की कमी मानी जा सकती है।

सल्फर चक्र

जीवित जीवों के लिए, सल्फर का बहुत महत्व है, क्योंकि यह सल्फर युक्त अमीनो एसिड (सिस्टीन, सिस्टीन, मेथियोनीन, आदि) का हिस्सा है। प्रोटीन की संरचना में होने के कारण, सल्फर युक्त अमीनो एसिड प्रोटीन अणुओं की आवश्यक त्रि-आयामी संरचना को बनाए रखता है।

सल्फर को पौधों द्वारा मिट्टी से केवल ऑक्सीकृत रूप में, आयन के रूप में अवशोषित किया जाता है। पौधों में, सल्फर कम हो जाता है और सल्फहाइड्रील (-SH) और डाइसल्फ़ाइड (-S-S-) समूहों के रूप में अमीनो एसिड का हिस्सा होता है।

पशु केवल कम सल्फर को आत्मसात करते हैं, जो कार्बनिक पदार्थ का हिस्सा है। पौधों और जानवरों के जीवों की मृत्यु के बाद, सल्फर मिट्टी में वापस आ जाता है, जहां, सूक्ष्मजीवों के कई रूपों की गतिविधि के परिणामस्वरूप, यह परिवर्तनों से गुजरता है।

एरोबिक स्थितियों के तहत, कुछ सूक्ष्मजीव कार्बनिक सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं। सल्फेट आयन, पौधों की जड़ों द्वारा अवशोषित होने के कारण, फिर से जैविक चक्र में शामिल हो जाते हैं। कुछ सल्फेट्स को जल प्रवास में शामिल किया जा सकता है और मिट्टी से हटाया जा सकता है। ह्यूमिक पदार्थों से भरपूर मिट्टी में, कार्बनिक यौगिकों में महत्वपूर्ण मात्रा में सल्फर पाया जाता है, जो इसकी लीचिंग को रोकता है।

अवायवीय परिस्थितियों में, कार्बनिक सल्फर यौगिकों के अपघटन से हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्पादन होता है। यदि सल्फेट्स और कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीजन रहित वातावरण में हैं, तो सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया की गतिविधि सक्रिय हो जाती है। वे कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के लिए सल्फेट्स की ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं और इस प्रकार अपने अस्तित्व के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया भूजल, गाद और स्थिर समुद्री जल में आम हैं। हाइड्रोजन सल्फाइड अधिकांश जीवित जीवों के लिए एक जहर है, इसलिए पानी से भरी मिट्टी, झीलों, मुहानों आदि में इसका संचयन होता है। महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को काफी कम कर देता है या पूरी तरह से रोक देता है। इस तरह की घटना काला सागर में इसकी सतह से 200 मीटर की गहराई पर देखी जाती है।

इस प्रकार, एक अनुकूल वातावरण बनाने के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फेट आयनों में ऑक्सीकरण करना आवश्यक है, जो हाइड्रोजन सल्फाइड के हानिकारक प्रभाव को नष्ट कर देगा, सल्फर पौधों के लिए सुलभ रूप में बदल जाएगा - सल्फेट लवण के रूप में। यह भूमिका प्रकृति में सल्फर बैक्टीरिया (रंगहीन, हरा, बैंगनी) और थियोनिक बैक्टीरिया के एक विशेष समूह द्वारा निभाई जाती है।

रंगहीन सल्फर बैक्टीरिया रसायन संश्लेषक होते हैं: वे हाइड्रोजन सल्फाइड के ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग ऑक्सीजन द्वारा प्राथमिक सल्फर और इसके आगे ऑक्सीकरण से सल्फेट्स तक करते हैं।

रंगीन सल्फर बैक्टीरिया प्रकाश संश्लेषक जीव हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने के लिए हाइड्रोजन दाता के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करते हैं।

हरे सल्फर बैक्टीरिया में परिणामी मौलिक सल्फर कोशिकाओं से निकलता है, बैंगनी बैक्टीरिया में यह कोशिकाओं के अंदर जमा हो जाता है।

इस प्रक्रिया की समग्र प्रतिक्रिया फोटोरिडक्शन है:

CO?+ 2H?S प्रकाश? (सीएच?ओ) + एचओ?ओ +2एस।

थियन बैक्टीरिया मुक्त ऑक्सीजन की कीमत पर मौलिक सल्फर और इसके विभिन्न कम यौगिकों को सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं, इसे वापस जैविक चक्र की मुख्यधारा में लौटाते हैं।

जैविक चक्र की प्रक्रियाओं में, जहाँ सल्फर परिवर्तित होता है, जीवित जीव, विशेष रूप से सूक्ष्मजीव, एक बड़ी भूमिका निभाते हैं।

हमारे ग्रह पर सल्फर का मुख्य भंडार विश्व महासागर है, क्योंकि सल्फेट आयन लगातार मिट्टी से इसमें प्रवेश करते हैं। हाइड्रोजन सल्फाइड योजना के अनुसार समुद्र से सल्फर का हिस्सा वायुमंडल के माध्यम से भूमि पर लौटता है - इसे सल्फर डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण करना - सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फेट्स के गठन के साथ वर्षा जल में बाद को भंग करना - वर्षा के साथ सल्फर को पृथ्वी की मिट्टी के आवरण में वापस करना।

अकार्बनिक धनायनों का चक्र

जीवित जीवों (कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, फॉस्फोरस और सल्फर) को बनाने वाले मूल तत्वों के अलावा, कई अन्य स्थूल- और सूक्ष्म तत्व - अकार्बनिक धनायन - महत्वपूर्ण हैं। पानी के घाटियों में, पौधे धातु के पिंजरों को प्राप्त करते हैं जिनकी उन्हें सीधे पर्यावरण से आवश्यकता होती है। भूमि पर, अकार्बनिक धनायनों का मुख्य स्रोत मिट्टी है, जो उन्हें मूल चट्टानों के विनाश की प्रक्रिया में प्राप्त हुआ। पौधों में, जड़ तंत्र द्वारा अवशोषित धनायन पत्तियों और अन्य अंगों में चले जाते हैं; उनमें से कुछ (मैग्नीशियम, लोहा, तांबा और कई अन्य) जैविक रूप से महत्वपूर्ण अणुओं (क्लोरोफिल, एंजाइम) का हिस्सा हैं; अन्य, एक मुक्त रूप में शेष, कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म के आवश्यक कोलाइडल गुणों को बनाए रखने में भाग लेते हैं और विभिन्न अन्य कार्य करते हैं।

जब जीवित जीव मर जाते हैं, कार्बनिक पदार्थों के खनिजीकरण की प्रक्रिया में अकार्बनिक धनायन मिट्टी में वापस आ जाते हैं। मिट्टी से इन घटकों का नुकसान बारिश के पानी के साथ धातु के पिंजरों के निक्षालन और हटाने, कृषि संयंत्रों की खेती के दौरान मनुष्यों द्वारा कार्बनिक पदार्थों को अस्वीकार करने और हटाने, पशुओं के चारे के लिए घास काटने, आदि के परिणामस्वरूप होता है।

खनिज उर्वरकों का तर्कसंगत उपयोग, मिट्टी का पुनर्ग्रहण, जैविक उर्वरकों का अनुप्रयोग और उचित कृषि तकनीक जैवमंडल के बायोकेनोज में अकार्बनिक धनायनों के संतुलन को बहाल करने और बनाए रखने में मदद करेगी।

एंथ्रोपोजेनिक साइकलिंग: ज़ेनोबायोटिक्स (पारा, सीसा, क्रोमियम) का साइकलिंग

मानवता प्रकृति का हिस्सा है और इसके साथ निरंतर संपर्क में ही मौजूद रह सकती है।

जीवमंडल में होने वाले पदार्थ और ऊर्जा के प्राकृतिक और मानवजनित संचलन के बीच समानताएं और विरोधाभास हैं।

जीवन के प्राकृतिक (जैव-भूरासायनिक) चक्र की निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• - जीवन के स्रोत के रूप में सौर ऊर्जा का उपयोग और थर्मोडायनामिक कानूनों के आधार पर इसकी सभी अभिव्यक्तियाँ;
• - यह बिना कचरे के किया जाता है, अर्थात। इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि के सभी उत्पाद खनिज होते हैं और पदार्थों के संचलन के अगले चक्र में फिर से शामिल होते हैं। उसी समय, खर्च की गई, अवमूल्यित तापीय ऊर्जा को जीवमंडल के बाहर हटा दिया जाता है। पदार्थों के जैव-भू-रासायनिक चक्र के दौरान, अपशिष्ट उत्पन्न होता है, अर्थात। कोयला, तेल, गैस और अन्य के रूप में भंडार खनिज स्रोत. अपशिष्ट मुक्त प्राकृतिक चक्र के विपरीत, मानवजनित चक्र हर साल कचरे में वृद्धि के साथ होता है।

प्रकृति में कुछ भी बेकार या हानिकारक नहीं है, यहां तक ​​कि ज्वालामुखी विस्फोट से भी लाभ होता है, क्योंकि आवश्यक तत्व (उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन) ज्वालामुखीय गैसों के साथ हवा में प्रवेश करते हैं।

जीवमंडल में जैव-भू-रासायनिक संचलन के वैश्विक बंद होने का एक कानून है, जो इसके विकास के सभी चरणों में मान्य है, साथ ही उत्तराधिकार के दौरान जैव-भू-रासायनिक संचलन को बंद करने का नियम भी है।

मनुष्य जैव भू-रासायनिक चक्र में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं, लेकिन विपरीत दिशा में। मनुष्य पदार्थों के मौजूदा चक्रों का उल्लंघन करता है, और यह उसकी भूगर्भीय शक्ति को प्रकट करता है - जीवमंडल के संबंध में विनाशकारी। मानवजनित गतिविधि के परिणामस्वरूप, जैव-भू-रासायनिक चक्रों के अलगाव की डिग्री कम हो जाती है।

मानवजनित चक्र ग्रह के हरे पौधों द्वारा ग्रहण की गई सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा तक ही सीमित नहीं है। मानव जाति ईंधन, पनबिजली और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की ऊर्जा का उपयोग करती है।

यह तर्क दिया जा सकता है कि वर्तमान चरण में मानवजनित गतिविधि जीवमंडल के लिए एक विशाल विनाशकारी शक्ति है।

जीवमंडल की एक विशेष संपत्ति है - प्रदूषकों के लिए महत्वपूर्ण प्रतिरोध। यह स्थिरता विभिन्न घटकों की प्राकृतिक क्षमता पर आधारित है प्रकृतिक वातावरणआत्म-शुद्धि और आत्म-उपचार के लिए। लेकिन असीम नहीं। संभावित वैश्विक संकट ने जीवमंडल की संभावित स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए समग्र रूप से जीवमंडल ("गैया" प्रणाली) के गणितीय मॉडल के निर्माण की आवश्यकता का कारण बना।

एक xenobiotic जीवित जीवों के लिए एक पदार्थ है जो मानवजनित गतिविधि (कीटनाशकों, घरेलू रसायनों और अन्य प्रदूषकों) के परिणामस्वरूप प्रकट होता है, जो जैविक प्रक्रियाओं में व्यवधान पैदा करने में सक्षम है, सहित। बीमारी या मौत। ऐसे प्रदूषकों का जैव निम्नीकरण नहीं होता है, लेकिन वे ट्राफिक श्रृंखलाओं में जमा हो जाते हैं।

पारा एक बहुत ही दुर्लभ तत्व है। यह पृथ्वी की पपड़ी में बिखरा हुआ है और केवल कुछ खनिजों में, जैसे सिनाबार, एक केंद्रित रूप में समाहित है। पारा जीवमंडल में पदार्थ के चक्र में शामिल है, गैसीय अवस्था में और जलीय घोल में प्रवास करता है।

यह वाष्पीकरण के दौरान जलमंडल से वातावरण में प्रवेश करता है, सिनाबार से निकलने के दौरान, ज्वालामुखीय गैसों और थर्मल स्प्रिंग्स से गैसों के साथ। वायुमंडल में गैसीय पारा का एक हिस्सा ठोस चरण में चला जाता है और हवा से निकाल दिया जाता है। गिरा हुआ पारा मिट्टी, विशेष रूप से मिट्टी, पानी और चट्टानों द्वारा अवशोषित होता है। दहनशील खनिजों में - तेल और कोयला - पारा में 1 मिलीग्राम / किग्रा तक होता है। महासागरों के जल द्रव्यमान में लगभग 1.6 बिलियन टन, नीचे तलछट में 500 बिलियन टन और प्लैंकटन में 2 मिलियन टन हैं। लगभग 40 हजार टन हर साल जमीन से नदी का पानी निकाला जाता है, जो वाष्पीकरण (400 हजार टन) के दौरान वायुमंडल में प्रवेश करने से 10 गुना कम है। प्रति वर्ष लगभग 100 हजार टन भूमि की सतह पर गिरते हैं।

पारा प्राकृतिक पर्यावरण के एक प्राकृतिक घटक से मानव स्वास्थ्य के लिए जीवमंडल में सबसे खतरनाक मानव निर्मित उत्सर्जन में से एक में बदल गया है। यह व्यापक रूप से धातु विज्ञान, रसायन, विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक, लुगदी और कागज और दवा उद्योगों में उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग विस्फोटक, वार्निश और पेंट के उत्पादन के साथ-साथ दवा में भी किया जाता है। कोयले, तेल और तेल उत्पादों का उपयोग करने वाले पारा खानों, पारा उत्पादन संयंत्रों और थर्मल पावर प्लांट (सीएचपी और बॉयलर हाउस) के साथ-साथ औद्योगिक अपशिष्ट और वायुमंडलीय उत्सर्जन, इस जहरीले घटक के साथ जैवमंडल प्रदूषण के मुख्य स्रोत हैं। इसके अलावा, बीजों के उपचार और फसलों को कीटों से बचाने के लिए कृषि में उपयोग किए जाने वाले ऑर्गोमेरिकरी कीटनाशकों में पारा एक घटक है। यह मानव शरीर में भोजन (अंडे, मसालेदार अनाज, पशु और पक्षियों का मांस, दूध, मछली) के साथ प्रवेश करता है।

पानी में पारा और नदियों के तल तलछट

यह स्थापित किया गया है कि प्राकृतिक जल निकायों में प्रवेश करने वाला लगभग 80% पारा घुलित रूप में होता है, जो अंततः जल प्रवाह के साथ-साथ लंबी दूरी तक इसके प्रसार में योगदान देता है। शुद्ध तत्व विषहीन होता है।

पारा अपेक्षाकृत हानिरहित सांद्रता में अक्सर नीचे के गाद के पानी में पाया जाता है। अकार्बनिक पारा यौगिकों को जहरीले कार्बनिक पारा यौगिकों में परिवर्तित किया जाता है, जैसे कि मिथाइलमेरकरी सीएच?एचजी और एथिलमेरकरी सीएच?एचजी, झीलों और नदियों के तल की गाद में, झीलों और नदियों के तल की गाद में रहने वाले जीवाणुओं द्वारा, जो शरीर को ढकते हैं। मछली, और मछली के पेट में बलगम भी। ये यौगिक आसानी से घुलनशील, मोबाइल और अत्यधिक विषैले होते हैं। पारा की आक्रामक कार्रवाई का रासायनिक आधार सल्फर के लिए इसकी आत्मीयता है, विशेष रूप से प्रोटीन में हाइड्रोजन सल्फाइड समूह के साथ। ये अणु गुणसूत्रों और मस्तिष्क की कोशिकाओं से बंधते हैं। मछली और शेलफिश उन्हें खाने वाले व्यक्ति के लिए खतरनाक स्तर तक जमा कर सकते हैं, जिससे मिनमाटा रोग हो सकता है।

धातु पारा और इसके अकार्बनिक यौगिक मुख्य रूप से यकृत, गुर्दे और आंत्र पथ पर कार्य करते हैं, हालांकि, सामान्य परिस्थितियों में, वे अपेक्षाकृत जल्दी शरीर से बाहर निकल जाते हैं और मानव शरीर के लिए खतरनाक मात्रा में जमा होने का समय नहीं होता है। मिथाइलमेरकरी और अन्य अल्काइल पारा यौगिक बहुत अधिक खतरनाक होते हैं, क्योंकि संचयन होता है - विष शरीर से तेजी से शरीर में प्रवेश करता है, क्योंकि यह शरीर से उत्सर्जित होता है, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर कार्य करता है।

निचला तलछट जलीय पारिस्थितिक तंत्र की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। भारी धातुओं, रेडियोन्यूक्लाइड्स और अत्यधिक जहरीले कार्बनिक पदार्थों को जमा करके, नीचे के तलछट, एक ओर जलीय वातावरण की आत्म-शुद्धि में योगदान करते हैं, और दूसरी ओर, जल निकायों के द्वितीयक प्रदूषण का एक निरंतर स्रोत हैं। नीचे की तलछट विश्लेषण की एक आशाजनक वस्तु है, जो प्रदूषण के दीर्घकालिक पैटर्न को दर्शाती है (विशेष रूप से धीमी गति से बहने वाले जल निकायों में)। इसके अलावा, नीचे तलछट में अकार्बनिक पारा का संचय विशेष रूप से नदी के मुहाने में देखा जाता है। तलछट (गाद, वर्षा) की सोखने की क्षमता समाप्त होने पर तनावपूर्ण स्थिति उत्पन्न हो सकती है। जब सोखने की क्षमता पहुँच जाती है, तो भारी धातुएँ, सहित। पारा पानी में प्रवेश करेगा।

यह ज्ञात है कि मृत शैवाल के अवसादों में समुद्री अवायवीय परिस्थितियों में, पारा हाइड्रोजन को जोड़ता है और वाष्पशील यौगिकों में गुजरता है।

सूक्ष्मजीवों की भागीदारी के साथ, धात्विक पारा को दो चरणों में मिथाइल किया जा सकता है:

सीएच?एचजी+? (सीएच?)? पारा

अकार्बनिक पारा के मिथाइलेशन के दौरान ही व्यावहारिक रूप से पर्यावरण में मिथाइलमेरकरी दिखाई देता है।

पारा का जैविक आधा जीवन लंबा है, यह मानव शरीर के अधिकांश ऊतकों के लिए 70-80 दिन है।

स्वोर्डफ़िश और टूना जैसी बड़ी मछलियाँ, खाद्य श्रृंखला में पारे से दूषित होने के लिए जानी जाती हैं। इसी समय, यह ध्यान देने योग्य है कि मछली की तुलना में अधिक हद तक सीप में पारा जमा (जमा) होता है।

निम्नलिखित योजना के अनुसार पारा सांस के माध्यम से, भोजन के साथ और त्वचा के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करता है:

सबसे पहले पारे का परिवर्तन होता है। यह तत्व प्राकृतिक रूप से कई रूपों में होता है।

थर्मामीटर में प्रयुक्त धात्विक पारा, और इसके अकार्बनिक लवण (जैसे क्लोराइड) शरीर से अपेक्षाकृत जल्दी समाप्त हो जाते हैं।

बहुत अधिक विषैले एल्काइल पारा यौगिक हैं, विशेष रूप से मिथाइल और एथिल पारा। ये यौगिक शरीर से बहुत धीरे-धीरे उत्सर्जित होते हैं - प्रति दिन कुल मात्रा का लगभग 1%। यद्यपि अधिकांश पारा जो प्राकृतिक जल में प्रवेश करता है, अकार्बनिक यौगिकों के रूप में होता है, यह हमेशा मछली में बहुत अधिक जहरीले मिथाइलमेरकरी के रूप में समाप्त होता है। झीलों और नदियों के तल की गाद में बैक्टीरिया, मछली के शरीर को ढंकने वाले बलगम में, साथ ही मछली के पेट के बलगम में, अकार्बनिक पारा यौगिकों को मिथाइलमेरकरी में बदलने में सक्षम हैं।

दूसरा, चयनात्मक संचय, या जैविक संचय (एकाग्रता), खाड़ी के पानी की तुलना में मछली और शंख में पारा सामग्री को कई गुना अधिक स्तर तक बढ़ा देता है। नदी में रहने वाली मछलियां और शेलफिश मिथाइलमेरकरी को इतनी मात्रा में जमा कर लेती हैं जो उन मनुष्यों के लिए खतरनाक होता है जो उन्हें भोजन के लिए इस्तेमाल करते हैं।

दुनिया भर में पकड़ी जाने वाली मछली के% में पारा 0.5 मिलीग्राम / किग्रा से अधिक नहीं होता है, और 95% - 0.3 मिलीग्राम / किग्रा से कम होता है। मछलियों में लगभग सारा पारा मिथाइल मर्करी के रूप में होता है।

खाद्य उत्पादों में मनुष्यों के लिए पारा यौगिकों की विभिन्न विषाक्तता को देखते हुए, अकार्बनिक (कुल) और जैविक रूप से बाध्य पारा निर्धारित करना आवश्यक है। हम केवल पारा की कुल मात्रा का निर्धारण करते हैं। चिकित्सा और जैविक आवश्यकताओं के अनुसार, मीठे पानी की शिकारी मछली में पारा की मात्रा 0.6 मिलीग्राम / किग्रा, समुद्री मछली में - 0.4 मिलीग्राम / किग्रा, मीठे पानी की गैर-शिकारी मछली में केवल 0.3 मिलीग्राम / किग्रा और ट्यूना में 0.7 मिलीग्राम तक की अनुमति है। / किग्रा. किग्रा. उत्पादों में शिशु भोजनडिब्बाबंद मांस में पारा की मात्रा 0.02 मिलीग्राम/किग्रा, डिब्बाबंद मछली में 0.15 मिलीग्राम/किग्रा, बाकी में - 0.01 मिलीग्राम/किग्रा से अधिक नहीं होनी चाहिए।

सीसा प्राकृतिक वातावरण के लगभग सभी घटकों में मौजूद है। इसमें पृथ्वी की पपड़ी में 0.0016% शामिल है। वातावरण में लेड का प्राकृतिक स्तर 0.0005 mg/m3 है। इसका अधिकांश भाग धूल से जमा होता है, लगभग 40% वायुमंडलीय वर्षा के साथ गिरता है। पौधों को मिट्टी, पानी और वायुमंडलीय गिरावट से सीसा मिलता है, जबकि जानवरों को पौधों और पानी से सीसा मिलता है। धातु भोजन, पानी और धूल के साथ मानव शरीर में प्रवेश करती है।

जीवमंडल में सीसा प्रदूषण के मुख्य स्रोत हैं गैसोलीन इंजन, जिनमें से निकास गैसों में ट्राइथाइल लेड, थर्मल पावर प्लांट जलाने वाले कोयले, खनन, धातुकर्म और रासायनिक उद्योग शामिल हैं। उर्वरक के रूप में उपयोग किए जाने वाले अपशिष्ट जल के साथ-साथ सीसे की एक महत्वपूर्ण मात्रा मिट्टी में मिल जाती है। चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के जलते हुए रिएक्टर को बुझाने के लिए सीसे का भी इस्तेमाल किया गया था, जो हवा के पूल में प्रवेश कर गया और विशाल क्षेत्रों में फैल गया। सीसे के साथ पर्यावरण प्रदूषण में वृद्धि के साथ, हड्डियों, बालों और यकृत में इसका जमाव बढ़ जाता है।

क्रोमियम। सबसे खतरनाक जहरीला क्रोमियम (6+) है, जो ताजे और समुद्री पानी में अम्लीय और क्षारीय मिट्टी में जुटाया जाता है। में समुद्र का पानीक्रोमियम 10 - 20% Cr (3+) रूप, 25 - 40% - Cr (6+), 45 - 65% - कार्बनिक रूप द्वारा दर्शाया गया है। पीएच रेंज 5 - 7 में, सीआर (3+) प्रबल होता है, और पीएच> 7 - सीआर (6+) पर। यह ज्ञात है कि Cr (6+) और कार्बनिक क्रोमियम यौगिक समुद्री जल में आयरन हाइड्रॉक्साइड के साथ अवक्षेपित नहीं होते हैं।

पदार्थों के प्राकृतिक चक्र व्यावहारिक रूप से बंद हैं। प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र में, पदार्थ और ऊर्जा को कम खर्च किया जाता है, और कुछ जीवों की बर्बादी दूसरों के अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है। पदार्थों का मानवजनित चक्र प्राकृतिक संसाधनों की भारी खपत और बड़ी मात्रा में कचरे के साथ होता है जो पर्यावरण प्रदूषण का कारण बनता है। यहां तक ​​​​कि सबसे उन्नत उपचार सुविधाओं का निर्माण भी समस्या का समाधान नहीं करता है, इसलिए कम-अपशिष्ट और अपशिष्ट-मुक्त प्रौद्योगिकियों को विकसित करना आवश्यक है जो मानवजनित चक्र को यथासंभव बंद करना संभव बनाता है। सैद्धांतिक रूप से, अपशिष्ट-मुक्त प्रौद्योगिकी बनाना संभव है, लेकिन कम-अपशिष्ट वाली प्रौद्योगिकियां वास्तविक हैं।

प्राकृतिक घटनाओं के लिए अनुकूलन

अनुकूलन विकास की प्रक्रिया में जीवों (सरलतम से उच्चतम तक) द्वारा विकसित पर्यावरण के विभिन्न अनुकूलन हैं। अनुकूलन करने की क्षमता जीवित रहने के मुख्य गुणों में से एक है, जो उनके अस्तित्व की संभावना प्रदान करता है।

अनुकूलन की प्रक्रिया को विकसित करने वाले मुख्य कारकों में शामिल हैं: आनुवंशिकता, परिवर्तनशीलता, प्राकृतिक (और कृत्रिम) चयन।

अगर शरीर अन्य बाहरी स्थितियों में प्रवेश करता है तो सहनशीलता बदल सकती है। ऐसी परिस्थितियों में, थोड़ी देर के बाद, उन्हें इसकी आदत हो जाती है, जैसा कि यह था, उनके लिए अनुकूल होता है (लाट से। अनुकूलन - अनुकूलन के लिए)। इसका परिणाम शारीरिक इष्टतम के प्रावधानों में बदलाव है।

किसी विशेष श्रेणी में अस्तित्व के अनुकूल होने के लिए जीवों की संपत्ति पर्यावरणीय कारकपारिस्थितिक प्लास्टिसिटी कहा जाता है।

पारिस्थितिक कारक की व्यापक सीमा जिसके भीतर एक जीव जीवित रह सकता है, उसकी पारिस्थितिक प्लास्टिसिटी जितनी अधिक होगी। प्लास्टिसिटी की डिग्री के अनुसार, दो प्रकार के जीवों को प्रतिष्ठित किया जाता है: स्टेनोबियोन्ट (स्टेनोइक्स) और यूरीबियोनट (यूरीक्स)। इस प्रकार, stenobionts पारिस्थितिक रूप से गैर-प्लास्टिक हैं (उदाहरण के लिए, फ्लाउंडर केवल खारे पानी में रहता है, और क्रूसियन कार्प केवल ताजे पानी में), अर्थात। शॉर्ट-हार्डी, और यूरीबियंट्स पारिस्थितिक रूप से प्लास्टिक हैं, अर्थात। अधिक कठोर हैं (उदाहरण के लिए, तीन-रीढ़ वाली स्टिकबैक ताजे और खारे पानी दोनों में रह सकते हैं)।

अनुकूलन बहुआयामी होते हैं, क्योंकि एक जीव को एक ही समय में कई अलग-अलग पर्यावरणीय कारकों के अनुरूप होना चाहिए।

जीवों को पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल बनाने के तीन मुख्य तरीके हैं: सक्रिय; निष्क्रिय; प्रतिकूल प्रभाव से बचाव।

अनुकूलन का सक्रिय मार्ग प्रतिरोध को मजबूत करना है, नियामक प्रक्रियाओं का विकास जो इष्टतम से कारक के विचलन के बावजूद शरीर के सभी महत्वपूर्ण कार्यों को करना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, गर्म खून वाले जानवर एक स्थिर शरीर का तापमान बनाए रखते हैं - इसमें होने वाली जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए इष्टतम।

अनुकूलन का निष्क्रिय मार्ग पर्यावरणीय कारकों में परिवर्तन के लिए जीवों के महत्वपूर्ण कार्यों का अधीनता है। उदाहरण के लिए, प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में, कई जीव एनाबियोसिस की स्थिति में चले जाते हैं ( छिपा हुआ जीवन), जिस पर शरीर में चयापचय व्यावहारिक रूप से रुक जाता है (सर्दियों की सुस्ती की स्थिति, कीड़ों का स्तब्ध हो जाना, हाइबरनेशन, बीजाणुओं और बीजों के रूप में मिट्टी में बीजाणुओं का संरक्षण)।

प्रतिकूल प्रभावों से बचाव - अनुकूलन का विकास, जीवों का व्यवहार (अनुकूलन), जो प्रतिकूल परिस्थितियों से बचने में मदद करता है। इस मामले में, अनुकूलन हो सकते हैं: रूपात्मक (शरीर की संरचना में परिवर्तन: कैक्टस की पत्तियों का संशोधन), शारीरिक (वसा भंडार के ऑक्सीकरण के कारण ऊंट खुद को नमी प्रदान करता है), नैतिक (व्यवहार में परिवर्तन: मौसमी) पक्षियों का पलायन, सर्दियों में हाइबरनेशन)।

जीवित जीव आवधिक कारकों के अनुकूल होते हैं। गैर-आवधिक कारक रोग और यहां तक ​​कि जीव की मृत्यु का कारण बन सकते हैं (उदाहरण के लिए, दवाएं, कीटनाशक)। हालांकि, लंबे समय तक जोखिम के साथ, उनका अनुकूलन भी हो सकता है।

जीवों को दैनिक, मौसमी, ज्वारीय लय, सौर गतिविधि की लय, चंद्र चरणों और अन्य कड़ाई से आवधिक घटनाओं के लिए अनुकूलित किया गया। तो, मौसमी अनुकूलन को प्रकृति में मौसमी और सर्दियों की सुस्ती की स्थिति के रूप में प्रतिष्ठित किया जाता है।

प्रकृति में मौसमी। जीवों के अनुकूलन में पौधों और जानवरों के लिए प्रमुख मूल्य वार्षिक तापमान भिन्नता है। जीवन के लिए अनुकूल अवधि, हमारे देश के लिए औसतन, लगभग छह महीने (वसंत, ग्रीष्म) तक रहती है। स्थिर ठंढों के आने से पहले ही, प्रकृति में सर्दियों की सुस्ती का दौर शुरू हो जाता है।

शीतकालीन सुषुप्ति। शीतकालीन सुषुप्ति केवल विकास का एक परिणाम नहीं है कम तामपान, लेकिन एक जटिल शारीरिक अनुकूलन, इसके अलावा, विकास के एक निश्चित चरण में ही होता है। उदाहरण के लिए, मलेरिया मच्छर और बिछुआ कीट वयस्क कीट अवस्था में ओवरविन्टर, प्यूपा चरण में गोभी तितली, और अंडे के चरण में जिप्सी कीट।

बायोरिएथम्स। विकास की प्रक्रिया में प्रत्येक प्रजाति ने गहन वृद्धि और विकास, प्रजनन, सर्दियों और सर्दियों की तैयारी का एक विशिष्ट वार्षिक चक्र विकसित किया है। इस घटना को जैविक लय कहा जाता है। जीवन चक्र की प्रत्येक अवधि का संबंधित मौसम के साथ संयोग प्रजातियों के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है।

अधिकांश पौधों और जानवरों में मौसमी चक्रों के नियमन का मुख्य कारक दिन की लंबाई में परिवर्तन है।

बायोरिएथम्स हैं:

बहिर्जात (बाहरी) ताल (पर्यावरण में आवधिक परिवर्तन (दिन और रात, मौसम, सौर गतिविधि के परिवर्तन) की प्रतिक्रिया के रूप में उत्पन्न होते हैं) अंतर्जात (आंतरिक लय) शरीर द्वारा ही उत्पन्न होते हैं

बदले में, अंतर्जात में विभाजित हैं:

शारीरिक लय (दिल की धड़कन, श्वसन, अंतःस्रावी ग्रंथियां, डीएनए, आरएनए, प्रोटीन संश्लेषण, एंजाइम, कोशिका विभाजन, आदि)

पारिस्थितिक लय (दैनिक, वार्षिक, ज्वारीय, चंद्र, आदि)

डीएनए, आरएनए, प्रोटीन संश्लेषण, कोशिका विभाजन, हृदय की धड़कन, श्वसन आदि की प्रक्रियाओं में लय होती है। बाहरी प्रभाव इन लय के चरणों को बदल सकते हैं और उनके आयाम को बदल सकते हैं।

शारीरिक लय शरीर की स्थिति के आधार पर भिन्न होती है, जबकि पर्यावरणीय लय अधिक स्थिर होती है और बाहरी लय के अनुरूप होती है। अंतर्जात लय के साथ, शरीर समय में नेविगेट कर सकता है और पर्यावरण में आने वाले परिवर्तनों के लिए पहले से तैयार कर सकता है - यह शरीर की जैविक घड़ी है। कई जीवित जीवों की विशेषता सर्केडियन और सर्कैडियन रिदम होती है।

सर्कैडियन लय (सर्कैडियन) - 20 से 28 घंटे की अवधि के साथ आवर्ती तीव्रता और जैविक प्रक्रियाओं और घटनाओं की प्रकृति। सर्कैडियन लय दिन के दौरान जानवरों और पौधों की गतिविधि से जुड़ी होती है और, एक नियम के रूप में, तापमान और प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, चमगादड़ शाम के समय उड़ते हैं और दिन में आराम करते हैं, कई प्लैंकटोनिक जीव रात में पानी की सतह पर रहते हैं और दिन के दौरान गहराई में उतरते हैं।

मौसमी जैविक लय प्रकाश के प्रभाव से जुड़ी होती है - प्रकाशकाल। दिन की लंबाई के लिए जीवों की प्रतिक्रिया को प्रकाशकालवाद कहा जाता है। Photoperiodism एक सामान्य महत्वपूर्ण अनुकूलन है जो विभिन्न प्रकार के जीवों में मौसमी घटनाओं को नियंत्रित करता है। पौधों और जानवरों में फोटोऑपरियोडिज्म के अध्ययन से पता चला है कि जीवों की प्रकाश की प्रतिक्रिया दिन के दौरान एक निश्चित अवधि के प्रकाश और अंधेरे की अवधि के प्रत्यावर्तन पर आधारित होती है। जीवों (एककोशिकीय से मनुष्यों तक) की दिन और रात की लंबाई की प्रतिक्रिया से पता चलता है कि वे समय को मापने में सक्षम हैं, अर्थात। किसी प्रकार की जैविक घड़ी है। जैविक घड़ी, मौसमी चक्रों के अलावा, कई अन्य जैविक घटनाओं को नियंत्रित करती है, संपूर्ण जीवों की गतिविधि और कोशिकाओं के स्तर पर होने वाली प्रक्रियाओं, विशेष रूप से कोशिका विभाजन दोनों की सही दैनिक लय निर्धारित करती है।

सभी जीवित चीजों की एक सार्वभौमिक संपत्ति, वायरस और सूक्ष्मजीवों से लेकर उच्च पौधों और जानवरों तक, उत्परिवर्तन देने की क्षमता है - अचानक, प्राकृतिक और कृत्रिम रूप से आनुवंशिक सामग्री में विरासत में मिले परिवर्तन, जिससे जीव के कुछ लक्षणों में बदलाव होता है। पारस्परिक परिवर्तनशीलता पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुरूप नहीं है और, एक नियम के रूप में, मौजूदा अनुकूलन को बाधित करती है।

विकास के एक निश्चित चरण में कई कीड़े डायपॉज (विकास में एक लंबा पड़ाव) में गिर जाते हैं, जिसे प्रतिकूल परिस्थितियों में आराम की स्थिति के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। कई समुद्री जानवरों का प्रजनन चंद्र ताल से प्रभावित होता है।

सर्कानियन (लगभग-वार्षिक) लय 10 से 13 महीने की अवधि के साथ जैविक प्रक्रियाओं और घटनाओं की तीव्रता और प्रकृति में आवर्ती परिवर्तन हैं।

किसी व्यक्ति की शारीरिक और मनोवैज्ञानिक अवस्था का भी एक लयबद्ध चरित्र होता है।

काम और आराम की लय में गड़बड़ी कार्यक्षमता को कम करती है और मानव स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है। में मानवीय स्थिति चरम स्थितियांइन स्थितियों के लिए उसकी तैयारियों की डिग्री पर निर्भर करेगा, क्योंकि अनुकूलन और पुनर्प्राप्ति के लिए व्यावहारिक रूप से कोई समय नहीं है।

ग्रह पर सभी पदार्थ संचलन की प्रक्रिया में हैं। सौर ऊर्जा पृथ्वी पर पदार्थ के दो चक्रों का कारण बनती है: बड़ा (भूवैज्ञानिक, जैवमंडलीय)और छोटा (जैविक)।

जीवमंडल में पदार्थों का बड़ा संचलन दो महत्वपूर्ण बिंदुओं की विशेषता है: यह पृथ्वी के संपूर्ण भूवैज्ञानिक विकास के दौरान किया जाता है और यह एक आधुनिक ग्रहीय प्रक्रिया है जो जीवमंडल के आगे के विकास में अग्रणी भूमिका निभाती है।

भूवैज्ञानिक चक्र चट्टानों के निर्माण और विनाश और विनाश उत्पादों के बाद के संचलन से जुड़ा है - हानिकारक सामग्री और रासायनिक तत्व। इन प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई गई थी और भूमि और पानी की सतह के तापीय गुणों द्वारा निभाई जा रही है: सूर्य के प्रकाश, तापीय चालकता और ताप क्षमता का अवशोषण और प्रतिबिंब। पृथ्वी की सतह के अस्थिर हाइड्रोथर्मल शासन ने, ग्रहों के वायुमंडलीय परिसंचरण तंत्र के साथ मिलकर, पदार्थों के भूवैज्ञानिक संचलन को निर्धारित किया, जो पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरण में, अंतर्जात प्रक्रियाओं के साथ, महाद्वीपों, महासागरों और आधुनिक के गठन से जुड़ा था। भूमंडल। जीवमंडल के गठन के साथ, जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पादों को महान चक्र में शामिल किया गया। भूवैज्ञानिक चक्र जीवित जीवों को पोषक तत्वों की आपूर्ति करता है और बड़े पैमाने पर उनके अस्तित्व के लिए परिस्थितियों को निर्धारित करता है।

मुख्य रासायनिक तत्वलिथोस्फीयर: ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, लोहा, मैग्नीशियम, सोडियम, पोटेशियम और अन्य - एक बड़े संचलन में भाग लेते हैं, जो ऊपरी मेंटल के गहरे हिस्सों से लिथोस्फीयर की सतह तक जाते हैं। क्रिस्टलीकरण के दौरान बनने वाली आग्नेय चट्टान

मैग्मा, पृथ्वी की गहराई से लिथोस्फीयर की सतह में प्रवेश कर रहा है, जीवमंडल में अपघटन और अपक्षय से गुजरता है। अपक्षय उत्पाद एक मोबाइल अवस्था में गुजरते हैं, पानी, हवा द्वारा कम राहत वाले स्थानों पर ले जाते हैं, नदियों, समुद्र में गिरते हैं और तलछटी चट्टानों की मोटी परत बनाते हैं, जो समय के साथ ऊंचे तापमान और दबाव वाले क्षेत्रों में गहराई तक गिर जाते हैं। कायापलट, यानी "रीमेल्टेड"। इस रीमेल्टिंग के दौरान, एक नई मेटामॉर्फिक चट्टान दिखाई देती है, जो पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी क्षितिज में प्रवेश करती है और पदार्थों के संचलन में फिर से प्रवेश करती है। (चित्र 32)।

चावल। 32. पदार्थों का भूवैज्ञानिक (बड़ा) संचलन

आसानी से मोबाइल पदार्थ - गैसें और प्राकृतिक जल जो ग्रह के वातावरण और जलमंडल को बनाते हैं - सबसे गहन और तीव्र संचलन से गुजरते हैं। लिथोस्फीयर की सामग्री बहुत धीमी गति से चक्र करती है। सामान्य तौर पर, किसी भी रासायनिक तत्व का प्रत्येक संचलन पृथ्वी पर पदार्थों के सामान्य बड़े संचलन का हिस्सा होता है, और वे सभी आपस में जुड़े होते हैं। इस संचलन में जीवमंडल का जीवित पदार्थ उन रासायनिक तत्वों के पुनर्वितरण का एक बड़ा काम करता है जो जीवमंडल में लगातार घूमते रहते हैं, बाहरी वातावरण से जीवों में और फिर से बाहरी वातावरण में जाते हैं।

छोटे, या जैविक, पदार्थों का संचलन- यह

पौधों, जानवरों, कवक, सूक्ष्मजीवों और मिट्टी के बीच पदार्थों का संचलन। जैविक चक्र का सार दो विपरीत, लेकिन परस्पर संबंधित प्रक्रियाओं का प्रवाह है - कार्बनिक पदार्थों का निर्माण और उनका विनाश। कार्बनिक पदार्थों के उद्भव में प्रारंभिक चरण हरे पौधों के प्रकाश संश्लेषण के कारण होता है, अर्थात सौर ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और सरल खनिज यौगिकों से जीवित पदार्थ का निर्माण होता है। पौधे (उत्पादक) एक घोल में मिट्टी से सल्फर, फास्फोरस, कैल्शियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, मैंगनीज, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, जस्ता, तांबा और अन्य तत्वों के अणु निकालते हैं। शाकाहारी जानवर (पहले क्रम के उपभोक्ता) इन तत्वों के यौगिकों को पहले से ही पौधे की उत्पत्ति के भोजन के रूप में अवशोषित करते हैं। शिकारी (दूसरे क्रम के उपभोक्ता) शाकाहारी जानवरों पर भोजन करते हैं, प्रोटीन, वसा, अमीनो एसिड और अन्य पदार्थों सहित अधिक जटिल संरचना के भोजन का सेवन करते हैं। मृत पौधों और जानवरों के कार्बनिक पदार्थों के सूक्ष्मजीवों (डीकंपोजर) द्वारा विनाश की प्रक्रिया में, सरल खनिज यौगिक मिट्टी और जलीय वातावरण में प्रवेश करते हैं, पौधों द्वारा आत्मसात करने के लिए उपलब्ध होते हैं, और जैविक चक्र का अगला दौर शुरू होता है। (चित्र 33)।

छोटा (जैविक) परिसंचरण

जीवमंडल में जीवित पदार्थ का द्रव्यमान अपेक्षाकृत छोटा है। यदि इसे पृथ्वी की सतह पर वितरित किया जाता है, तो केवल 1.5 सेमी की परत प्राप्त होगी। तालिका 4.1 जैवमंडल और पृथ्वी के अन्य भूमंडलों की कुछ मात्रात्मक विशेषताओं की तुलना करती है। ग्रह के अन्य गोले के 10-6 से कम द्रव्यमान वाले जीवमंडल में अतुलनीय रूप से अधिक विविधता है और इसकी संरचना को एक लाख गुना तेजी से नवीनीकृत करता है।

तालिका 4.1

जीवमंडल की पृथ्वी के अन्य भूमंडलों से तुलना

* जीवित पदार्थ जीवित वजन पर आधारित है

4.4.1। जीवमंडल के कार्य

जीवमंडल के बायोटा के लिए धन्यवाद, ग्रह पर रासायनिक परिवर्तनों का प्रमुख हिस्सा किया जाता है। इसलिए वी.आई. का फैसला। वर्नाडस्की जीवित पदार्थ की विशाल परिवर्तनकारी भूवैज्ञानिक भूमिका के बारे में। पूरे जैविक विकास के दौरान, जीवित जीव अपने अंगों, ऊतकों, कोशिकाओं, रक्त, पूरे वातावरण, विश्व महासागर के पूरे आयतन, मिट्टी के अधिकांश द्रव्यमान, खनिज पदार्थों के एक विशाल द्रव्यमान से होकर गुजरे हैं। उनके अंग, ऊतक, कोशिकाएं, रक्त, एक हजार बार (विभिन्न चक्रों के लिए 103 से 105 बार)। और उन्होंने न केवल इसे खो दिया, बल्कि अपनी आवश्यकताओं के अनुसार सांसारिक वातावरण को भी संशोधित किया।

सौर ऊर्जा को रासायनिक बंधों की ऊर्जा में बदलने की क्षमता के लिए धन्यवाद, पौधे और अन्य जीव ग्रहों के पैमाने पर कई मौलिक जैव-रासायनिक कार्य करते हैं।

गैस समारोह। प्रकाश संश्लेषण और श्वसन की प्रक्रियाओं में जीवित प्राणी लगातार पर्यावरण के साथ ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान करते हैं। ग्रह के भू-रासायनिक विकास में और आधुनिक वातावरण की गैस संरचना के निर्माण में पौधों ने एक कम करने वाले वातावरण से एक ऑक्सीकरण वातावरण में परिवर्तन में निर्णायक भूमिका निभाई। पौधे सख्ती से O2 और CO2 की सांद्रता को नियंत्रित करते हैं, जो सभी आधुनिक जीवित जीवों की समग्रता के लिए इष्टतम हैं।

एकाग्रता समारोह। अपने शरीर के माध्यम से बड़ी मात्रा में हवा और प्राकृतिक समाधान पारित करके, जीवित जीव बायोजेनिक प्रवासन (रसायनों की गति) और रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों की एकाग्रता को पूरा करते हैं। यह कार्बनिक पदार्थों के जैवसंश्लेषण, प्रवाल द्वीपों के निर्माण, गोले और कंकालों के निर्माण, तलछटी चूना पत्थर के स्तर की उपस्थिति, कुछ धातु अयस्कों के जमाव, समुद्र तल पर लौह-मैंगनीज पिंडों के संचय आदि को संदर्भित करता है। जैविक विकास के प्रारंभिक चरण में हुए जलीय वातावरण. जीवों ने एक तनु जलीय घोल से आवश्यक पदार्थों को निकालना सीख लिया है, जिससे उनके शरीर में उनकी सांद्रता कई गुना बढ़ जाती है।

जीवित पदार्थ का रेडॉक्स कार्य तत्वों के बायोजेनिक प्रवासन और पदार्थों की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है। प्रकृति में कई पदार्थ स्थिर हैं और सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीकरण से नहीं गुजरते हैं, उदाहरण के लिए, आणविक नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्वों में से एक है। लेकिन जीवित कोशिकाओं में इतने शक्तिशाली उत्प्रेरक - एंजाइम होते हैं कि वे एक अजैविक वातावरण की तुलना में लाखों गुना तेजी से कई रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं करने में सक्षम होते हैं।

जीवमंडल के जीवित पदार्थ का सूचना कार्य। यह पहले आदिम जीवित प्राणियों के आगमन के साथ था कि ग्रह पर सक्रिय ("जीवित") जानकारी दिखाई दी, जो "मृत" जानकारी से भिन्न होती है, जो संरचना का एक सरल प्रतिबिंब है। एक कार्यक्रम की भूमिका निभाते हुए एक सक्रिय आणविक संरचना के साथ ऊर्जा के प्रवाह को जोड़कर जीव सूचना प्राप्त करने में सक्षम हो गए। आणविक जानकारी को देखने, संग्रहीत करने और संसाधित करने की क्षमता प्रकृति में एक उन्नत विकास से गुज़री है और यह सबसे महत्वपूर्ण पारिस्थितिक प्रणाली बनाने वाला कारक बन गया है। बायोटा आनुवंशिक सूचना का कुल भंडार 1015 बिट्स अनुमानित है। वैश्विक बायोटा की सभी कोशिकाओं में चयापचय और ऊर्जा से जुड़ी आणविक सूचना के प्रवाह की कुल शक्ति 1036 बिट / एस (गोर्शकोव एट अल।, 1996) तक पहुंचती है।

4.4.2। जैविक चक्र के घटक।

जैविक चक्र जीवमंडल के सभी घटकों (यानी, मिट्टी, हवा, पानी, जानवरों, सूक्ष्मजीवों, आदि के बीच) के बीच किया जाता है। यह जीवित जीवों की अनिवार्य भागीदारी के साथ होता है।

बायोस्फीयर में पहुंचने वाले सौर विकिरण प्रति वर्ष लगभग 2.5 * 1024 J की ऊर्जा वहन करते हैं। इसका केवल 0.3% ही सीधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बनिक पदार्थों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में परिवर्तित होता है, अर्थात। जैविक चक्र में शामिल। तथा पृथ्वी पर पड़ने वाली सौर ऊर्जा का 0.1-0.2% शुद्ध प्राथमिक उत्पादन में निहित होता है। आगे भाग्ययह ऊर्जा खाद्य श्रृंखलाओं के कैस्केड के माध्यम से भोजन के कार्बनिक पदार्थों के हस्तांतरण से जुड़ी है।

जैविक चक्र को सशर्त रूप से परस्पर संबंधित घटकों में विभाजित किया जा सकता है: पदार्थों का चक्र और ऊर्जा चक्र।

4.4.3। ऊर्जा चक्र। जीवमंडल में ऊर्जा परिवर्तन

एक पारिस्थितिकी तंत्र को जीवित जीवों के संग्रह के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो लगातार ऊर्जा, पदार्थ और सूचना का आदान-प्रदान करते हैं। ऊर्जा को कार्य करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा की गति सहित ऊर्जा के गुणों का वर्णन ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों द्वारा किया जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम या ऊर्जा के संरक्षण का नियम बताता है कि ऊर्जा गायब नहीं होती है और नए सिरे से नहीं बनाई जाती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदलती है।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि एन्ट्रापी केवल एक बंद प्रणाली में बढ़ सकती है। पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा के संबंध में, निम्नलिखित सूत्रीकरण सुविधाजनक है: ऊर्जा के परिवर्तन से जुड़ी प्रक्रियाएं अनायास ही हो सकती हैं, जब ऊर्जा एक केंद्रित रूप से एक विसरित रूप में गुजरती है, अर्थात यह नीचा दिखाती है। ऊर्जा की मात्रा का एक माप जो उपयोग के लिए अनुपलब्ध हो जाता है, या अन्यथा परिवर्तन का एक उपाय जो तब होता है जब ऊर्जा का ह्रास होता है, एन्ट्रापी है। सिस्टम का क्रम जितना अधिक होगा, उसकी एन्ट्रापी उतनी ही कम होगी।

दूसरे शब्दों में, जीवित पदार्थ ब्रह्मांड की ऊर्जा, सूर्य को स्थलीय प्रक्रियाओं (रासायनिक, यांत्रिक, थर्मल, विद्युत) की ऊर्जा में प्राप्त और परिवर्तित करता है। यह जीवमंडल में पदार्थों के निरंतर संचलन में इस ऊर्जा और अकार्बनिक पदार्थ को शामिल करता है। जीवमंडल में ऊर्जा के प्रवाह की एक दिशा है - सूर्य से पौधों (ऑटोट्रॉफ़्स) के माध्यम से जानवरों (हेटरोट्रॉफ़्स) तक। निरंतर महत्वपूर्ण पर्यावरणीय संकेतकों (होमियोस्टैसिस) के साथ एक स्थिर स्थिति में प्राकृतिक अछूते पारिस्थितिक तंत्र सबसे अधिक आदेशित प्रणालियां हैं और सबसे कम एन्ट्रापी की विशेषता है।

4.4.4। प्रकृति में पदार्थों का चक्र

जीवित पदार्थ का निर्माण और उसका अपघटन एक ही प्रक्रिया के दो पहलू हैं, जिसे रासायनिक तत्वों का जैविक चक्र कहा जाता है। जीवन जीवों और पर्यावरण के बीच रासायनिक तत्वों का संचलन है।

चक्र का कारण उन तत्वों की सीमितता है जिनसे जीवों के शरीर का निर्माण होता है। प्रत्येक जीव पर्यावरण से जीवन के लिए आवश्यक पदार्थ निकालता है और अप्रयुक्त वापस आ जाता है। जिसमें:

कुछ जीव पर्यावरण से सीधे खनिजों का उपभोग करते हैं;

अन्य पहले संसाधित और पृथक उत्पादों का उपयोग करते हैं;

तीसरा - दूसरा, आदि, जब तक कि पदार्थ अपनी मूल अवस्था में पर्यावरण में वापस नहीं आ जाते।

जीवमंडल में, विभिन्न जीवों के सह-अस्तित्व की आवश्यकता स्पष्ट है जो एक दूसरे के अपशिष्ट उत्पादों का उपयोग कर सकते हैं। हम व्यावहारिक रूप से अपशिष्ट मुक्त जैविक उत्पादन देखते हैं।

जीवित जीवों में पदार्थों के चक्र को सशर्त रूप से चार प्रक्रियाओं में घटाया जा सकता है:

1. प्रकाश संश्लेषण। प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, पौधे सौर ऊर्जा को अवशोषित और संचित करते हैं और कार्बनिक पदार्थों - प्राथमिक जैविक उत्पादों - और अकार्बनिक पदार्थों से ऑक्सीजन को संश्लेषित करते हैं। प्राथमिक जैविक उत्पाद बहुत विविध हैं - उनमें कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज), स्टार्च, फाइबर, प्रोटीन, वसा होते हैं।

सरलतम कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज) के प्रकाश संश्लेषण की योजना में निम्नलिखित योजना है:

यह प्रक्रिया केवल दिन के दौरान होती है और पौधों के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ होती है।

पृथ्वी पर, प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप प्रतिवर्ष लगभग 100 बिलियन टन कार्बनिक पदार्थ बनते हैं, लगभग 200 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित होते हैं, और लगभग 145 बिलियन टन ऑक्सीजन निकलती है।

प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व को सुनिश्चित करने में एक निर्णायक भूमिका निभाता है। इसके वैश्विक महत्व को इस तथ्य से समझाया गया है कि प्रकाश संश्लेषण एकमात्र ऐसी प्रक्रिया है जिसके दौरान थर्मोडायनामिक प्रक्रिया में ऊर्जा, न्यूनतम सिद्धांत के अनुसार, नष्ट नहीं होती है, बल्कि जमा होती है।

प्रोटीन के निर्माण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड को संश्लेषित करके, पौधे अन्य जीवित जीवों से अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में रह सकते हैं। यह पौधों की ऑटोट्रॉफी (पोषण में आत्मनिर्भरता) को प्रकट करता है। इसी समय, पौधों का हरा द्रव्यमान और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में बनने वाली ऑक्सीजन जीवित जीवों के अगले समूह - जानवरों, सूक्ष्मजीवों के जीवन को बनाए रखने का आधार है। यह जीवों के इस समूह की हेटरोट्रॉफी को दर्शाता है।

2. श्वास। प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण के विपरीत है। सभी जीवित कोशिकाओं में होता है। श्वसन के दौरान, कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा का निर्माण होता है।

3. स्वपोषी और विषमपोषी जीवों के बीच पोषण संबंधी (पोषी) संबंध। इस मामले में, खाद्य श्रृंखला की कड़ियों के साथ ऊर्जा और पदार्थ का स्थानांतरण होता है, जिसके बारे में हमने पहले और अधिक विस्तार से चर्चा की थी।

4. वाष्पोत्सर्जन की प्रक्रिया। जैविक चक्र में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक।

योजनाबद्ध रूप से, इसे निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से मिट्टी की नमी को अवशोषित करते हैं। उसी समय, पानी में घुलने वाले खनिज पदार्थ उनमें प्रवेश करते हैं, जो अवशोषित हो जाते हैं, और नमी पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर कम या ज्यादा तीव्रता से वाष्पित हो जाती है।

4.4.5। जैव भू-रासायनिक चक्र

भूवैज्ञानिक और जैविक चक्र जुड़े हुए हैं - वे एक ही प्रक्रिया के रूप में मौजूद हैं, पदार्थों के संचलन को जन्म देते हैं, तथाकथित जैव-भूरासायनिक चक्र (बीजीसीसी)। तत्वों का यह संचलन पारिस्थितिकी तंत्र में कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण और क्षय के कारण होता है (चित्र 4.1)। बीएचसीसी में जीवमंडल के सभी तत्व शामिल नहीं हैं, लेकिन केवल बायोजेनिक हैं। जीवित जीव उनमें शामिल हैं, ये तत्व कई प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं और जीवित जीवों में होने वाली प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। प्रतिशत के संदर्भ में, जीवमंडल के जीवित पदार्थ के कुल द्रव्यमान में निम्नलिखित मुख्य बायोजेनिक तत्व होते हैं: ऑक्सीजन - 70%, कार्बन - 18%, हाइड्रोजन - 10.5%, कैल्शियम - 0.5%, पोटेशियम - 0.3%, नाइट्रोजन - 0 , 3%, (ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन सभी परिदृश्यों में मौजूद हैं और जीवित जीवों का आधार हैं - 98%)।

रासायनिक तत्वों के बायोजेनिक प्रवासन का सार।

इस प्रकार, जीवमंडल में पदार्थों का एक बायोजेनिक चक्र होता है (अर्थात, जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण होने वाला चक्र) और ऊर्जा का एक दिशात्मक प्रवाह होता है। रासायनिक तत्वों का बायोजेनिक प्रवास मुख्य रूप से दो विपरीत प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित होता है:

1. सौर ऊर्जा के कारण पर्यावरण के तत्वों से जीवित पदार्थ का निर्माण।

2. ऊर्जा की रिहाई के साथ कार्बनिक पदार्थों का विनाश। साथ ही, खनिज पदार्थों के तत्व बार-बार जीवित जीवों में प्रवेश करते हैं, जिससे जटिल कार्बनिक यौगिकों, रूपों की संरचना में प्रवेश होता है, और फिर, जब बाद में नष्ट हो जाते हैं, तो वे फिर से खनिज रूप प्राप्त करते हैं।

ऐसे तत्व हैं जो जीवित जीवों का हिस्सा हैं, लेकिन बायोजेनिक से संबंधित नहीं हैं। ऐसे तत्वों को जीवों में उनके भार अंश के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स - द्रव्यमान का कम से कम 10-2% घटक;

ट्रेस तत्व - द्रव्यमान के 9 * 10-3 से 1 * 10-3% तक के घटक;

अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स - द्रव्यमान का 9 * 10-6% से कम;

जीवमंडल के अन्य रासायनिक तत्वों के बीच बायोजेनिक तत्वों का स्थान निर्धारित करने के लिए, आइए हम पारिस्थितिकी में अपनाए गए वर्गीकरण पर विचार करें। जीवमंडल में होने वाली प्रक्रियाओं में दिखाई गई गतिविधि के अनुसार सभी रासायनिक तत्वों को 6 समूहों में बांटा गया है:

नोबल गैसें हीलियम, नियोन, आर्गन, क्रिप्टन, जेनॉन हैं। अक्रिय गैसें जीवित जीवों का हिस्सा नहीं हैं।

महान धातु - रूथेनियम, रेडियम, पैलेडियम, ऑस्मियम, इरिडियम, प्लैटिनम, सोना। ये धातुएं पृथ्वी की पपड़ी में लगभग यौगिक नहीं बनाती हैं।

चक्रीय या बायोजेनिक तत्व (इन्हें प्रवासी भी कहा जाता है)। पृथ्वी की पपड़ी में बायोजेनिक तत्वों का यह समूह कुल द्रव्यमान का 99.7% और शेष 5 समूह - 0.3% है। इस प्रकार, अधिकांश तत्व प्रवासी हैं जो संचलन करते हैं भौगोलिक लिफाफाऔर जड़ तत्वों का भाग बहुत छोटा होता है।

बिखरे हुए तत्व, मुक्त परमाणुओं की प्रबलता की विशेषता है। वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, लेकिन उनके यौगिक शायद ही कभी पृथ्वी की पपड़ी में पाए जाते हैं। वे दो उपसमूहों में विभाजित हैं। पहला - रुबिडियम, सीज़ियम, नाइओबियम, टैंटलम - पृथ्वी की पपड़ी की गहराई में यौगिक बनाते हैं, और सतह पर उनके खनिज नष्ट हो जाते हैं। दूसरा - आयोडीन, ब्रोमीन - सतह पर ही प्रतिक्रिया करता है।

रेडियोधर्मी तत्व - पोलोनियम, रेडॉन, रेडियम, यूरेनियम, नेप्टुनियम, प्लूटोनियम।

दुर्लभ पृथ्वी तत्व - येट्रियम, समैरियम, यूरोपियम, थ्यूलियम, आदि।

लगभग 480 बिलियन टन पदार्थ साल भर चलने वाले जैव रासायनिक चक्र गतिमान होते हैं।

में और। वर्नाडस्की ने तीन जैव-रासायनिक सिद्धांत तैयार किए जो रासायनिक तत्वों के जैव-रासायनिक प्रवास का सार बताते हैं:

जीवमंडल में रासायनिक तत्वों का बायोजेनिक प्रवास हमेशा अपनी अधिकतम अभिव्यक्ति के लिए होता है।

भूवैज्ञानिक समय के दौरान प्रजातियों का विकास, जीवन के स्थायी रूपों के निर्माण की ओर अग्रसर होता है, एक दिशा में आगे बढ़ता है जो परमाणुओं के बायोजेनिक प्रवासन को बढ़ाता है।

जीवित पदार्थ अपने पर्यावरण के साथ निरंतर रासायनिक आदान-प्रदान में है, जो एक ऐसा कारक है जो जीवमंडल को फिर से बनाता है और बनाए रखता है।

आइए देखें कि इनमें से कुछ तत्व जीवमंडल में कैसे चलते हैं।

कार्बन चक्र। जैविक पदार्थों के आधार के रूप में जैविक चक्र में मुख्य भागीदार कार्बन है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ज्यादातर कार्बन चक्र जीवित पदार्थ और वातावरण के कार्बन डाइऑक्साइड के बीच होता है। शाकाहारी इसे भोजन से प्राप्त करते हैं, परभक्षी इसे शाकाहारियों से प्राप्त करते हैं। जब सांस लेते हैं, सड़ते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड आंशिक रूप से वायुमंडल में वापस आ जाता है, वापसी तब होती है जब कार्बनिक खनिज जल जाते हैं।

वातावरण में कार्बन वापसी की अनुपस्थिति में, यह 7-8 वर्षों में हरे पौधों द्वारा उपयोग किया जाएगा। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन के जैविक टर्नओवर की दर 300 वर्ष है। वातावरण में CO2 की मात्रा को नियंत्रित करने में महासागर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि CO2 सामग्री वातावरण में बढ़ जाती है, तो इसका कुछ हिस्सा कैल्शियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके पानी में घुल जाता है।

ऑक्सीजन चक्र।

ऑक्सीजन की एक उच्च रासायनिक गतिविधि है, यह पृथ्वी की पपड़ी के लगभग सभी तत्वों के साथ यौगिकों में प्रवेश करती है। यह मुख्य रूप से यौगिकों के रूप में होता है। जीवित पदार्थ का हर चौथा परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु है। हरे पौधों की गतिविधि के कारण वातावरण में लगभग सभी आणविक ऑक्सीजन उत्पन्न हुई और निरंतर स्तर पर बनी हुई है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन, श्वसन के दौरान बंधे और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी, 200 वर्षों में सभी जीवित जीवों से गुजरती है।

नाइट्रोजन चक्र। नाइट्रोजन सभी प्रोटीनों का एक अभिन्न अंग है। जैविक पदार्थ बनाने वाले तत्व के रूप में बाध्य नाइट्रोजन का प्रकृति में नाइट्रोजन से कुल अनुपात 1:100,000 है। नाइट्रोजन अणु में रासायनिक बंधन ऊर्जा बहुत अधिक है। इसलिए, अन्य तत्वों - ऑक्सीजन, हाइड्रोजन (नाइट्रोजन निर्धारण की प्रक्रिया) के साथ नाइट्रोजन के संयोजन के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। -500 डिग्री सेल्सियस के तापमान और -300 एटीएम के दबाव पर उत्प्रेरक की उपस्थिति में औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण होता है।

जैसा कि आप जानते हैं, वायुमंडल में 78% से अधिक आणविक नाइट्रोजन होता है, लेकिन इस अवस्था में यह हरे पौधों के लिए उपलब्ध नहीं होता है। उनके पोषण के लिए, पौधे केवल नाइट्रिक और नाइट्रस एसिड के लवण का उपयोग कर सकते हैं। इन लवणों के निर्माण के तरीके क्या हैं? उनमें से कुछ यहां हैं:

जीवमंडल में, बायोकैटलिसिस की उच्च दक्षता के कारण सामान्य तापमान और दबाव में एनारोबिक बैक्टीरिया और साइनोबैक्टीरिया के कई समूहों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि बैक्टीरिया प्रति वर्ष लगभग 1 बिलियन टन नाइट्रोजन को एक बाध्य रूप में परिवर्तित करते हैं (औद्योगिक निर्धारण की विश्व मात्रा लगभग 90 मिलियन टन है)।

मृदा नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया हवा से आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने में सक्षम हैं। वे मिट्टी को नाइट्रोजन यौगिकों से समृद्ध करते हैं, इसलिए उनका मूल्य बहुत अधिक है।

पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के अपघटन के परिणामस्वरूप।

बैक्टीरिया की क्रिया के तहत, नाइट्रोजन नाइट्रेट्स, नाइट्राइट्स, अमोनियम यौगिकों में परिवर्तित हो जाती है। पौधों में, नाइट्रोजन यौगिक प्रोटीन यौगिकों के संश्लेषण में भाग लेते हैं, जो खाद्य श्रृंखलाओं में एक जीव से दूसरे जीव में स्थानांतरित होते हैं।

फास्फोरस चक्र। एक अन्य महत्वपूर्ण तत्व, जिसके बिना प्रोटीन संश्लेषण असंभव है, फॉस्फोरस है। मुख्य स्रोत आग्नेय चट्टानें (एपेटाइट्स) और तलछटी चट्टानें (फॉस्फोराइट्स) हैं।

प्राकृतिक लीचिंग प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप अकार्बनिक फास्फोरस चक्र में शामिल होता है। फास्फोरस जीवित जीवों द्वारा आत्मसात किया जाता है, जो इसकी भागीदारी के साथ कई कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करते हैं और उन्हें विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों में स्थानांतरित करते हैं।

ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के साथ अपनी यात्रा समाप्त करने के बाद, जैविक फॉस्फेट रोगाणुओं द्वारा विघटित हो जाते हैं और हरे पौधों के लिए उपलब्ध खनिज फॉस्फेट में बदल जाते हैं।

जैविक संचलन की प्रक्रिया में, जो पदार्थ और ऊर्जा की गति को सुनिश्चित करता है, कचरे के संचय के लिए कोई जगह नहीं है। प्रत्येक जीवन रूप के अपशिष्ट उत्पाद (अर्थात् अपशिष्ट उत्पाद) अन्य जीवों के लिए प्रजनन स्थल हैं।

सैद्धांतिक रूप से, जीवमंडल को हमेशा बायोमास के उत्पादन और उसके अपघटन के बीच संतुलन बनाए रखना चाहिए। हालाँकि, कुछ भूगर्भीय अवधियों में, जैविक चक्र का संतुलन तब बिगड़ गया था, जब कुछ प्राकृतिक परिस्थितियों, प्रलय के कारण, सभी जैविक उत्पादों को आत्मसात और रूपांतरित नहीं किया गया था। इन मामलों में, जैविक उत्पादों के अधिशेष का गठन किया गया था, जो संरक्षित थे और पृथ्वी की पपड़ी में जमा हो गए थे, पानी के स्तंभ, तलछट के नीचे और परमाफ्रॉस्ट ज़ोन में समाप्त हो गए थे। इस प्रकार कोयला, तेल, गैस, चूना पत्थर के निक्षेप बने। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वे जीवमंडल को कूड़ा नहीं करते हैं। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में संचित सूर्य की ऊर्जा कार्बनिक खनिजों में केंद्रित है। अब जैविक जीवाश्म ईंधन को जलाने से व्यक्ति इस ऊर्जा को मुक्त करता है।

एक उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक शिक्षाविद वी.आई. वर्नाडस्की।

बीओस्फिअ- पृथ्वी का जटिल बाहरी आवरण, जिसमें जीवित जीवों की समग्रता होती है और ग्रह के पदार्थ का वह हिस्सा जो इन जीवों के साथ निरंतर आदान-प्रदान की प्रक्रिया में होता है। यह पृथ्वी के सबसे महत्वपूर्ण भू-मंडलों में से एक है, जो मनुष्य के आसपास के प्राकृतिक वातावरण का मुख्य घटक है।

पृथ्वी संकेंद्रित से बनी है गोले(भौगोलिक) आंतरिक और बाह्य दोनों। भीतर वाले कोर और मेंटल हैं, और बाहरी हैं: स्थलमंडल -पृथ्वी का पत्थर का खोल, जिसमें पृथ्वी की पपड़ी (चित्र 1) शामिल है, जिसकी मोटाई 6 किमी (समुद्र के नीचे) से 80 किमी (पर्वतीय प्रणाली) है; जलमंडल -पृथ्वी का जल खोल; वायुमंडल- पृथ्वी का गैसीय आवरण, जिसमें विभिन्न गैसों, जलवाष्प और धूल का मिश्रण होता है।

10 से 50 किमी की ऊँचाई पर एक ओजोन परत होती है, जिसकी अधिकतम सांद्रता 20-25 किमी की ऊँचाई पर होती है, जो पृथ्वी को अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण से बचाती है, जो शरीर के लिए घातक है। बायोस्फीयर भी यहां (बाहरी भौगोलिक क्षेत्रों) से संबंधित है।

बायोस्फीयर -पृथ्वी का बाहरी आवरण, जिसमें 25-30 किमी (ओज़ोन परत तक) की ऊँचाई तक वायुमंडल का हिस्सा शामिल है, लगभग संपूर्ण जलमंडल और स्थलमंडल का ऊपरी भाग लगभग 3 किमी की गहराई तक

चावल। 1. पृथ्वी की पपड़ी की संरचना की योजना

(अंक 2)। इन भागों की ख़ासियत यह है कि वे जीवित जीवों द्वारा बसे हुए हैं जो ग्रह के जीवित पदार्थ को बनाते हैं। इंटरैक्शन जीवमंडल का अजैविक हिस्सा- हवा, पानी, चट्टानें और कार्बनिक पदार्थ - बायोटामिट्टी और तलछटी चट्टानों के निर्माण का कारण बना।

चावल। 2. जीवमंडल की संरचना और मुख्य संरचनात्मक इकाइयों के कब्जे वाली सतहों का अनुपात

जीवमंडल और पारिस्थितिक तंत्र में पदार्थों का चक्र

सभी जीवित जीवों के लिए उपलब्ध हैं रासायनिक यौगिकजीवमंडल में सीमित। आत्मसात करने के लिए उपयुक्त रासायनिक पदार्थों की थकावट अक्सर भूमि या महासागर के स्थानीय क्षेत्रों में जीवों के कुछ समूहों के विकास में बाधा डालती है। शिक्षाविद् वी.आर. विलियम्स, अनंत के परिमित गुण देने का एकमात्र तरीका यह है कि इसे एक बंद वक्र के साथ घुमाया जाए। नतीजतन, पदार्थों के संचलन और ऊर्जा प्रवाह के कारण जीवमंडल की स्थिरता बनी रहती है। उपलब्ध पदार्थों के दो मुख्य चक्र: बड़े - भूवैज्ञानिक और छोटे - जैव-रासायनिक।

महान भूवैज्ञानिक चक्र(चित्र 3)। क्रिस्टलीय चट्टानें (आग्नेय) भौतिक, रासायनिक और जैविक कारकों के प्रभाव में अवसादी चट्टानों में परिवर्तित हो जाती हैं। रेत और मिट्टी विशिष्ट तलछट हैं, जो गहरी चट्टानों के परिवर्तन के उत्पाद हैं। हालांकि, तलछट का निर्माण न केवल मौजूदा चट्टानों के विनाश के कारण होता है, बल्कि बायोजेनिक खनिजों के संश्लेषण के माध्यम से भी होता है - सूक्ष्मजीवों के कंकाल - प्राकृतिक संसाधनों - समुद्र के पानी, समुद्र और झीलों से। ढीले पानी के तलछट, क्योंकि वे तलछटी सामग्री के नए भागों द्वारा जलाशयों के तल पर अलग-थलग हो जाते हैं, गहराई तक डूब जाते हैं, नई थर्मोडायनामिक स्थितियों (उच्च तापमान और दबाव) में गिर जाते हैं, पानी खो देते हैं, कठोर हो जाते हैं, तलछटी चट्टानों में बदल जाते हैं।

भविष्य में, ये चट्टानें और भी गहरे क्षितिज में डूब जाती हैं, जहाँ नए तापमान और दबाव की स्थिति में उनके गहरे परिवर्तन की प्रक्रियाएँ होती हैं - कायापलट की प्रक्रियाएँ होती हैं।

अंतर्जात ऊर्जा प्रवाह के प्रभाव में, गहरी चट्टानें पिघल जाती हैं, जिससे मैग्मा बनता है - नई आग्नेय चट्टानों का स्रोत। इन चट्टानों के पृथ्वी की सतह पर उठने के बाद, अपक्षय और परिवहन की प्रक्रियाओं के प्रभाव में, वे फिर से नई तलछटी चट्टानों में परिवर्तित हो जाते हैं।

इस प्रकार, एक बड़ा संचलन पृथ्वी की गहरी (अंतर्जात) ऊर्जा के साथ सौर (बहिर्जात) ऊर्जा के संपर्क के कारण होता है। यह जीवमंडल और हमारे ग्रह के गहरे क्षितिज के बीच पदार्थों का पुनर्वितरण करता है।

चावल। 3. पदार्थों का बड़ा (भूगर्भीय) संचलन (पतले तीर) और पृथ्वी की पपड़ी में विविधता में परिवर्तन (ठोस चौड़े तीर - विकास, धराशायी - विविधता में कमी)

दीर्घ वृत्ताकारइसे जलमंडल, वायुमंडल और स्थलमंडल के बीच जल चक्र भी कहा जाता है, जो सूर्य की ऊर्जा द्वारा संचालित होता है। जल निकायों और भूमि की सतह से पानी वाष्पित हो जाता है और फिर वर्षा के रूप में पृथ्वी पर लौट आता है। वाष्पीकरण समुद्र के ऊपर वर्षण से अधिक है, और इसके विपरीत भूमि पर। इन अंतरों की भरपाई नदी के प्रवाह से होती है। भूमि वनस्पति वैश्विक जल चक्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पृथ्वी की सतह के कुछ क्षेत्रों में पौधों का वाष्पोत्सर्जन यहाँ गिरने वाली वर्षा का 80-90% तक हो सकता है, और सभी जलवायु क्षेत्रों के लिए औसतन - लगभग 30%। बड़े चक्र के विपरीत, पदार्थों का छोटा चक्र जीवमंडल के भीतर ही होता है। बड़े और छोटे जल चक्रों के बीच संबंध को अंजीर में दिखाया गया है। 4.

व्यक्तिगत पारिस्थितिक तंत्र में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि द्वारा संचालित परमाणुओं के अनगिनत स्थानीय चक्रीय आंदोलनों से ग्रहों के पैमाने पर चक्र बनाए जाते हैं, और वे आंदोलन जो परिदृश्य और भूगर्भीय कारकों (सतह और भूमिगत अपवाह, हवा का क्षरण, आंदोलन) की कार्रवाई के कारण होते हैं। सीबेड, ज्वालामुखी, पर्वत निर्माण, आदि)।

चावल। 4. पानी के बड़े भूवैज्ञानिक चक्र (GBC) और पानी के छोटे जैव-भूरासायनिक चक्र (MBC) के बीच संबंध

ऊर्जा के विपरीत, जो एक बार शरीर द्वारा उपयोग की जाती है, गर्मी में बदल जाती है और खो जाती है, जीवमंडल में पदार्थ प्रसारित होते हैं, जैव-रासायनिक चक्र बनाते हैं। प्रकृति में पाए जाने वाले नब्बे से अधिक तत्वों में से जीवों को लगभग चालीस तत्वों की आवश्यकता होती है। उनके लिए सबसे महत्वपूर्ण बड़ी मात्रा में आवश्यक हैं - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन। तत्वों और पदार्थों का चक्र स्व-विनियमन प्रक्रियाओं के माध्यम से चलाया जाता है जिसमें सभी घटक भाग लेते हैं। ये प्रक्रियाएं गैर-अपशिष्ट हैं। मौजूद जीवमंडल में जैव भू-रासायनिक संचलन के वैश्विक बंद होने का नियमइसके विकास के सभी चरणों में काम कर रहा है। जीवमंडल के विकास की प्रक्रिया में, जैव भू-रासायनिक के बंद होने में जैविक घटक की भूमिका
जिसे चक्र. जैव भू-रासायनिक चक्र पर मनुष्य का और भी अधिक प्रभाव है। लेकिन इसकी भूमिका विपरीत दिशा में प्रकट होती है (परिसंचरण खुले हो जाते हैं)। पदार्थों के जैव-रासायनिक संचलन का आधार सूर्य की ऊर्जा और हरे पौधों का क्लोरोफिल है। अन्य सबसे महत्वपूर्ण चक्र - जल, कार्बन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस और सल्फर - जैव-भू-रसायन से जुड़े हैं और इसमें योगदान करते हैं।

जीवमंडल में जल चक्र

पौधे कार्बनिक यौगिकों के निर्माण के लिए प्रकाश संश्लेषण के दौरान जल हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं, आणविक ऑक्सीजन जारी करते हैं। सभी जीवित प्राणियों के श्वसन की प्रक्रिया में, कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के दौरान, पानी फिर से बनता है। जीवन के इतिहास में, जलमंडल के सभी मुक्त पानी ग्रह के जीवित पदार्थ में बार-बार अपघटन और नवनिर्माण के चक्र से गुजरे हैं। हर साल पृथ्वी पर जल चक्र में लगभग 500,000 किमी 3 पानी शामिल होता है। जल चक्र और इसके भंडार को अंजीर में दिखाया गया है। 5 (सापेक्ष शर्तों में)।

जीवमंडल में ऑक्सीजन चक्र

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए मुक्त ऑक्सीजन की उच्च सामग्री के साथ पृथ्वी अपने अद्वितीय वातावरण का श्रेय देती है। वायुमंडल की उच्च परतों में ओजोन के बनने का ऑक्सीजन चक्र से गहरा संबंध है। ऑक्सीजन पानी के अणुओं से निकलती है और अनिवार्य रूप से पौधों में प्रकाश संश्लेषक गतिविधि का उप-उत्पाद है। अजैविक रूप से, जल वाष्प के प्रकाशविघटन के कारण ऊपरी वायुमंडल में ऑक्सीजन उत्पन्न होती है, लेकिन यह स्रोत प्रकाश संश्लेषण द्वारा आपूर्ति किए गए प्रतिशत का केवल हजारवाँ हिस्सा है। वायुमंडल और जलमंडल में ऑक्सीजन सामग्री के बीच एक मोबाइल संतुलन है। पानी में यह लगभग 21 गुना कम है।

चावल। अंजीर। 6. ऑक्सीजन चक्र की योजना: बोल्ड तीर - ऑक्सीजन की आपूर्ति और खपत का मुख्य प्रवाह

जारी ऑक्सीजन गहन रूप से सभी एरोबिक जीवों की श्वसन प्रक्रियाओं और विभिन्न खनिज यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च की जाती है। ये प्रक्रियाएँ वातावरण, मिट्टी, पानी, सिल्ट और चट्टानों में होती हैं। यह दिखाया गया है कि तलछटी चट्टानों में बंधी ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रकाश संश्लेषक मूल का है। वातावरण में O का विनिमय कोष प्रकाश संश्लेषण के कुल उत्पादन का 5% से अधिक नहीं है। कई अवायवीय जीवाणु इसके लिए सल्फेट्स या नाइट्रेट्स का उपयोग करके अवायवीय श्वसन के दौरान कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण भी करते हैं।

पौधों द्वारा बनाए गए कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण अपघटन के लिए ठीक उसी मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान छोड़ी गई थी। तलछटी चट्टानों, कोयले और पीट में जीवों के दफन ने वातावरण में ऑक्सीजन एक्सचेंज फंड को बनाए रखने के आधार के रूप में कार्य किया। इसमें मौजूद सभी ऑक्सीजन पास हो जाती है पूरा चक्रलगभग 2000 वर्षों तक जीवित जीवों के माध्यम से।

वर्तमान में, वायुमंडलीय ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा परिवहन, उद्योग और मानवजनित गतिविधि के अन्य रूपों के परिणामस्वरूप बंधा हुआ है। यह ज्ञात है कि मानव जाति पहले से ही प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाओं द्वारा आपूर्ति की गई 430-470 बिलियन टन की कुल मात्रा में से 10 बिलियन टन से अधिक मुक्त ऑक्सीजन खर्च करती है। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि प्रकाश संश्लेषक ऑक्सीजन का केवल एक छोटा हिस्सा एक्सचेंज फंड में प्रवेश करता है, तो इस संबंध में लोगों की गतिविधि खतरनाक अनुपात हासिल करने लगती है।

ऑक्सीजन चक्र का कार्बन चक्र से गहरा संबंध है।

जीवमंडल में कार्बन चक्र

रासायनिक तत्व के रूप में कार्बन जीवन का आधार है। वह कर सकता है विभिन्न तरीकेकई अन्य तत्वों के साथ मिलकर सरल और जटिल कार्बनिक अणु बनाते हैं जो जीवित कोशिकाओं को बनाते हैं। ग्रह पर वितरण के संदर्भ में, कार्बन ग्यारहवें स्थान (पृथ्वी की पपड़ी के वजन का 0.35%) पर कब्जा कर लेता है, लेकिन जीवित पदार्थ में यह लगभग 18 या 45% शुष्क बायोमास का औसत है।

वायुमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 की संरचना में कार्बन शामिल है, कुछ हद तक - मीथेन सीएच 4 की संरचना में। जलमंडल में, CO2 पानी में घुल जाता है, और इसकी कुल सामग्री वायुमंडलीय की तुलना में बहुत अधिक है। महासागर वातावरण में सीओ 2 के नियमन के लिए एक शक्तिशाली बफर के रूप में कार्य करता है: हवा में इसकी एकाग्रता में वृद्धि के साथ, पानी द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण बढ़ जाता है। CO 2 के कुछ अणु पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, कार्बोनिक एसिड बनाते हैं, जो तब HCO 3 - और CO 2- 3 आयनों में अलग हो जाते हैं। ये आयन कार्बोनेट को अवक्षेपित करने के लिए कैल्शियम या मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इसी तरह की प्रतिक्रियाएँ महासागर की बफर प्रणाली के अंतर्गत आती हैं, पानी के पीएच को स्थिर रखना।

वायुमंडल और जलमंडल का कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन चक्र में एक विनिमय कोष है, जहां से यह स्थलीय पौधों और शैवाल द्वारा लिया जाता है। प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर सभी जैविक चक्रों को रेखांकित करता है। स्थिर कार्बन की रिहाई स्वयं प्रकाश संश्लेषक जीवों की श्वसन गतिविधि के दौरान होती है और सभी हेटरोट्रॉफ़्स - बैक्टीरिया, कवक, जीवित या मृत कार्बनिक पदार्थों की कीमत पर खाद्य श्रृंखला में शामिल जानवर।

चावल। 7. कार्बन चक्र

मिट्टी से वातावरण में सीओ 2 की वापसी विशेष रूप से सक्रिय है, जहां जीवों के कई समूहों की गतिविधि केंद्रित है, मृत पौधों और जानवरों के अवशेषों को विघटित करना और पौधों की जड़ प्रणाली की श्वसन की जाती है। इस अभिन्न प्रक्रिया को "मृदा श्वसन" के रूप में जाना जाता है और हवा में सीओ 2 एक्सचेंज फंड की पुनःपूर्ति में महत्वपूर्ण योगदान देता है। कार्बनिक पदार्थों के खनिजकरण की प्रक्रियाओं के समानांतर, मिट्टी में धरण बनता है - कार्बन से समृद्ध एक जटिल और स्थिर आणविक परिसर। मृदा ह्यूमस भूमि पर कार्बन के महत्वपूर्ण जलाशयों में से एक है।

ऐसी परिस्थितियों में जहां विनाशकों की गतिविधि पर्यावरणीय कारकों से बाधित होती है (उदाहरण के लिए, जब मिट्टी में और जल निकायों के तल पर अवायवीय शासन होता है), वनस्पति द्वारा संचित कार्बनिक पदार्थ विघटित नहीं होते हैं, समय के साथ कोयले जैसे चट्टानों में बदल जाते हैं, पीट, सैप्रोपल्स, ऑयल शेल और संचित सौर ऊर्जा से भरपूर अन्य। वे लंबे समय तक जैविक चक्र से दूर रहकर कार्बन के आरक्षित कोष की भरपाई करते हैं। कार्बन भी अस्थायी रूप से जीवित बायोमास में, मृत कूड़े में, समुद्र के घुलित कार्बनिक पदार्थों आदि में जमा होता है। हालाँकि लिखने पर कार्बन का मुख्य आरक्षित कोषजीवित जीव नहीं हैं और दहनशील जीवाश्म नहीं हैं, लेकिन तलछटी चट्टानें चूना पत्थर और डोलोमाइट हैं।उनका गठन जीवित पदार्थ की गतिविधि से भी जुड़ा हुआ है। इन कार्बोनेटों के कार्बन को लंबे समय तक पृथ्वी के आंतों में दफन किया जाता है और कटाव के दौरान ही संचलन में प्रवेश करता है जब चट्टानों को विवर्तनिक चक्रों में उजागर किया जाता है।

पृथ्वी पर कार्बन की कुल मात्रा में से केवल एक प्रतिशत कार्बन जैव-भूरासायनिक चक्र में भाग लेता है। वायुमंडलीय और जलमंडल कार्बन बार-बार जीवित जीवों के माध्यम से गुजरता है। भूमि के पौधे 4-5 वर्षों में हवा में अपने भंडार को समाप्त करने में सक्षम होते हैं, मिट्टी के धरण में भंडार - 300-400 वर्षों में। एक्सचेंज फंड में कार्बन की मुख्य वापसी जीवित जीवों की गतिविधि के कारण होती है, और इसके केवल एक छोटे से हिस्से (हजारों प्रतिशत) की भरपाई ज्वालामुखीय गैसों के हिस्से के रूप में पृथ्वी के आंतरिक भाग से रिलीज द्वारा की जाती है।

वर्तमान में, जीवाश्म ईंधन के विशाल भंडार का निष्कर्षण और दहन रिजर्व से जैवमंडल के विनिमय कोष में कार्बन के हस्तांतरण का एक शक्तिशाली कारक बन रहा है।

जीवमंडल में नाइट्रोजन चक्र

वातावरण और जीवित पदार्थ में पृथ्वी पर सभी नाइट्रोजन का 2% से कम होता है, लेकिन यह वह है जो ग्रह पर जीवन का समर्थन करता है। नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण में से एक है कार्बनिक अणु- डीएनए, प्रोटीन, लिपोप्रोटीन, एटीपी, क्लोरोफिल, आदि। पौधों के ऊतकों में, कार्बन के साथ इसका अनुपात औसतन 1: 30 और समुद्री शैवाल I: 6 में होता है। इसलिए, नाइट्रोजन का जैविक चक्र भी कार्बन से निकटता से संबंधित है।

वातावरण का आणविक नाइट्रोजन पौधों के लिए उपलब्ध नहीं है, जो इस तत्व को केवल अमोनियम आयनों, नाइट्रेट्स या मिट्टी या पानी के घोल के रूप में अवशोषित कर सकता है। इसलिए, नाइट्रोजन की कमी अक्सर सीमित करने वाला कारक होता है प्राथमिक उत्पादन- अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों के निर्माण से जुड़े जीवों का काम। फिर भी, विशेष बैक्टीरिया (नाइट्रोजन फिक्सर) की गतिविधि के कारण वायुमंडलीय नाइट्रोजन जैविक चक्र में व्यापक रूप से शामिल है।

अमोनीफाइंग सूक्ष्मजीव भी नाइट्रोजन चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे प्रोटीन और अन्य नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों को अमोनिया में विघटित करते हैं। अमोनियम रूप में, नाइट्रोजन को आंशिक रूप से पौधों की जड़ों द्वारा पुन: अवशोषित किया जाता है, और आंशिक रूप से नाइट्रिफाइंग सूक्ष्मजीवों द्वारा अवरोधित किया जाता है, जो सूक्ष्मजीवों के एक समूह के कार्यों के विपरीत है - denitrifiers।

चावल। 8. नाइट्रोजन चक्र

मिट्टी या पानी में अवायवीय स्थितियों के तहत, वे कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करने के लिए नाइट्रेट्स के ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जिससे उनकी जीवन गतिविधि के लिए ऊर्जा प्राप्त होती है। नाइट्रोजन आणविक नाइट्रोजन में कम हो जाती है। प्रकृति में नाइट्रोजन स्थिरीकरण और विनाइट्रीकरण लगभग संतुलित हैं। इस प्रकार नाइट्रोजन चक्र मुख्य रूप से बैक्टीरिया की गतिविधि पर निर्भर करता है, जबकि पौधे इस चक्र के मध्यवर्ती उत्पादों का उपयोग करके इसमें प्रवेश करते हैं और बायोमास के उत्पादन के माध्यम से जीवमंडल में नाइट्रोजन परिसंचरण को बहुत बढ़ा देते हैं।

नाइट्रोजन चक्र में जीवाणुओं की भूमिका इतनी महान है कि यदि उनकी केवल 20 प्रजातियों को नष्ट कर दिया जाए, तो हमारे ग्रह पर जीवन समाप्त हो जाएगा।

नाइट्रोजन का गैर-जैविक निर्धारण और इसके ऑक्साइड और अमोनिया का मिट्टी में प्रवेश भी वायुमंडलीय आयनीकरण और बिजली के निर्वहन के दौरान वर्षा के साथ होता है। आधुनिक उर्वरक उद्योग फसल उत्पादन बढ़ाने के लिए प्राकृतिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण से अधिक मात्रा में वायुमंडलीय नाइट्रोजन का स्थिरीकरण करता है।

वर्तमान में, मानव गतिविधि नाइट्रोजन चक्र को तेजी से प्रभावित कर रही है, मुख्य रूप से आणविक अवस्था में लौटने की प्रक्रियाओं पर बाध्य रूपों में इसके रूपांतरण को पार करने की दिशा में।

जैवमंडल में फास्फोरस चक्र

एटीपी, डीएनए, आरएनए समेत कई कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए जरूरी यह तत्व पौधों द्वारा केवल ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड आयनों (पीओ 3 4 +) के रूप में अवशोषित होता है। यह भूमि और विशेष रूप से समुद्र दोनों में प्राथमिक उत्पादन को सीमित करने वाले तत्वों से संबंधित है, क्योंकि मिट्टी और पानी में फास्फोरस का विनिमय कोष छोटा है। जीवमंडल के पैमाने पर इस तत्व का संचलन बंद नहीं है।

भूमि पर, पौधे मिट्टी से फॉस्फेट खींचते हैं, जो सड़ने वाले कार्बनिक अवशेषों से डीकंपोजर द्वारा जारी किया जाता है। हालांकि, क्षारीय या अम्लीय मिट्टी में, फास्फोरस यौगिकों की घुलनशीलता तेजी से गिरती है। फॉस्फेट का मुख्य आरक्षित कोष भूवैज्ञानिक अतीत में समुद्र तल पर निर्मित चट्टानों में समाहित है। रॉक लीचिंग के दौरान, इन भंडारों का हिस्सा मिट्टी में चला जाता है और निलंबन और समाधान के रूप में जल निकायों में बह जाता है। जलमंडल में, फॉस्फेट का उपयोग फाइटोप्लांकटन द्वारा किया जाता है, जो खाद्य श्रृंखलाओं से होकर अन्य हाइड्रोबायोंट्स में जाता है। हालाँकि, समुद्र में, अधिकांश फॉस्फोरस यौगिकों को नीचे जानवरों और पौधों के अवशेषों के साथ दफन किया जाता है, इसके बाद तलछटी चट्टानों के साथ एक बड़े भूवैज्ञानिक चक्र में संक्रमण होता है। गहराई पर, भंग फॉस्फेट कैल्शियम के साथ जुड़ते हैं, फॉस्फोराइट्स और एपेटाइट्स बनाते हैं। वास्तव में जीवमंडल में भूमि की चट्टानों से समुद्र की गहराइयों तक फॉस्फोरस का एकदिशीय प्रवाह होता है, इसलिए जलमंडल में इसका विनिमय कोष बहुत सीमित होता है।

चावल। 9. फास्फोरस चक्र

उर्वरकों के उत्पादन में फॉस्फोराइट्स और एपेटाइट्स के ग्राउंड डिपॉजिट का उपयोग किया जाता है। ताजे पानी में फास्फोरस का प्रवेश उनके "खिलने" के मुख्य कारणों में से एक है।

जीवमंडल में सल्फर चक्र

कई अमीनो एसिड के निर्माण के लिए आवश्यक सल्फर का चक्र, प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना के लिए जिम्मेदार है, और जीवमंडल में बैक्टीरिया की एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा समर्थित है। एरोबिक सूक्ष्मजीव, जो कार्बनिक अवशेषों के सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं, साथ ही एनारोबिक सल्फेट रिड्यूसर, जो सल्फेट्स को हाइड्रोजन सल्फाइड में कम करते हैं, इस चक्र के अलग-अलग लिंक में भाग लेते हैं। सल्फर बैक्टीरिया के सूचीबद्ध समूहों के अलावा, वे हाइड्रोजन सल्फाइड को प्राथमिक सल्फर और आगे सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं। पौधे मिट्टी और पानी से केवल SO2-4 आयन अवशोषित करते हैं।

केंद्र में रिंग ऑक्सीकरण (ओ) और कमी (आर) प्रक्रियाओं को दिखाता है जो उपलब्ध सल्फेट पूल और मिट्टी और तलछट में लोहे के सल्फाइड पूल के बीच सल्फर का आदान-प्रदान करता है।

चावल। 10. सल्फर चक्र। केंद्र में रिंग ऑक्सीकरण (0) और कमी (आर) प्रक्रियाओं को दिखाता है जो उपलब्ध सल्फेट पूल और मिट्टी और तलछट में आयरन सल्फाइड पूल के बीच सल्फर का आदान-प्रदान करता है।

सल्फर का मुख्य संचय समुद्र में होता है, जहां नदी के अपवाह के साथ भूमि से सल्फेट आयनों की लगातार आपूर्ति की जाती है। जब हाइड्रोजन सल्फाइड को पानी से छोड़ा जाता है, तो सल्फर आंशिक रूप से वायुमंडल में वापस आ जाता है, जहां यह डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है, वर्षा जल में सल्फ्यूरिक एसिड में बदल जाता है। बड़ी मात्रा में सल्फेट और तात्विक सल्फर का औद्योगिक उपयोग और जीवाश्म ईंधन के दहन से बड़ी मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड वातावरण में निकलता है। यह वनस्पति, जानवरों, लोगों को नुकसान पहुँचाता है और अम्लीय वर्षा के स्रोत के रूप में कार्य करता है, जो सल्फर चक्र में मानव हस्तक्षेप के नकारात्मक प्रभावों को बढ़ाता है।

पदार्थों के संचलन की दर

पदार्थों के सभी चक्र अलग-अलग गति से होते हैं (चित्र 11)

इस प्रकार, ग्रह पर सभी बायोजेनिक तत्वों के चक्रों को विभिन्न भागों की जटिल बातचीत द्वारा समर्थित किया जाता है। वे विभिन्न कार्यों वाले जीवों के समूहों की गतिविधि से बनते हैं, समुद्र और भूमि को जोड़ने वाले अपवाह और वाष्पीकरण की प्रणाली द्वारा, जल और वायु द्रव्यमान के संचलन की प्रक्रियाओं द्वारा, गुरुत्वाकर्षण बलों की क्रिया द्वारा, लिथोस्फेरिक प्लेट टेक्टोनिक्स द्वारा, और अन्य बड़े पैमाने पर भूवैज्ञानिक और भूभौतिकीय प्रक्रियाओं द्वारा।

जीवमंडल एकल जटिल प्रणाली के रूप में कार्य करता है जिसमें पदार्थों के विभिन्न चक्र होते हैं। इनमें से मुख्य इंजन चक्र ग्रह का जीवित पदार्थ है, सभी जीवित जीव,कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण, परिवर्तन और अपघटन की प्रक्रिया प्रदान करना।

चावल। 11. पदार्थों के संचलन की दर (पी। क्लाउड, ए। जिबोर, 1972)

दुनिया के पारिस्थितिक दृष्टिकोण का आधार यह विचार है कि प्रत्येक जीवित प्राणी इसे प्रभावित करने वाले कई अलग-अलग कारकों से घिरा हुआ है, जो एक साथ मिलकर इसका निवास स्थान बनाते हैं - एक बायोटॉप। इस तरह, बायोटोप - क्षेत्र का एक टुकड़ा जो कुछ प्रकार के पौधों या जानवरों के रहने की स्थिति के मामले में सजातीय है(एक खड्ड का ढलान, एक शहरी वन पार्क, एक छोटी झील या एक बड़ा हिस्सा, लेकिन सजातीय परिस्थितियों के साथ - तटीय भाग, गहरे पानी वाला हिस्सा)।

किसी विशेष बायोटोप की विशेषता वाले जीव हैं जीवन समुदाय, या बायोकेनोसिस(जानवरों, पौधों और झील के सूक्ष्मजीव, घास का मैदान, तटीय पट्टी)।

जीवन समुदाय (बायोकोनोसिस) अपने बायोटॉप के साथ एक पूरे का निर्माण करता है, जिसे कहा जाता है पारिस्थितिक तंत्र (पारिस्थितिकी तंत्र)।एक एंथिल, एक झील, एक तालाब, एक घास का मैदान, एक जंगल, एक शहर, एक खेत प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र के उदाहरण के रूप में काम कर सकता है। एक कृत्रिम पारिस्थितिकी तंत्र का एक उत्कृष्ट उदाहरण एक अंतरिक्ष यान है। जैसा कि आप देख सकते हैं, यहां कोई सख्त स्थानिक संरचना नहीं है। एक पारिस्थितिकी तंत्र की अवधारणा के करीब अवधारणा है biogeocenosis.

पारिस्थितिक तंत्र के मुख्य घटक हैं:

• निर्जीव (अजैविक) वातावरण।ये पानी, खनिज, गैस, साथ ही कार्बनिक पदार्थ और धरण हैं;
• जैविक घटक।इनमें शामिल हैं: उत्पादक या उत्पादक (हरे पौधे), उपभोक्ता या उपभोक्ता (जीवित प्राणी जो उत्पादकों पर फ़ीड करते हैं), और डीकंपोजर, या डीकंपोजर (सूक्ष्मजीव)।

प्रकृति अत्यंत मितव्ययी है। इस प्रकार, जीवों द्वारा निर्मित बायोमास (जीवों के शरीर का पदार्थ) और उनमें निहित ऊर्जा को पारिस्थितिकी तंत्र के अन्य सदस्यों में स्थानांतरित किया जाता है: जानवर पौधों को खाते हैं, इन जानवरों को अन्य जानवरों द्वारा खाया जाता है। यह प्रक्रिया कहलाती है भोजन या ट्राफिक श्रृंखला।प्रकृति में, खाद्य श्रृंखलाएं अक्सर प्रतिच्छेद करती हैं, एक खाद्य वेब बनाना।

खाद्य श्रृंखलाओं के उदाहरण: पौधा - शाकाहारी - परभक्षी; अनाज-खेत का चूहा-लोमड़ी आदि और खाद्य जाल को चित्र में दिखाया गया है। 12.

इस प्रकार, जीवमंडल में संतुलन की स्थिति जैविक और अजैविक पर्यावरणीय कारकों की परस्पर क्रिया पर आधारित है, जो पारिस्थितिक तंत्र के सभी घटकों के बीच पदार्थ और ऊर्जा के निरंतर आदान-प्रदान के कारण बनी रहती है।

प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र के बंद चक्रों में, अन्य के साथ, दो कारकों की भागीदारी अनिवार्य है: अपघटकों की उपस्थिति और सौर ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति। शहरी और कृत्रिम पारिस्थितिक तंत्र में कुछ या कोई डीकंपोजर नहीं होते हैं, इसलिए तरल, ठोस और गैसीय अपशिष्ट जमा होते हैं, जो पर्यावरण को प्रदूषित करते हैं।

चावल। 12. खाद्य जाल और पदार्थ प्रवाह की दिशा

प्रकृति में पदार्थों का बड़ा चक्रपृथ्वी की गहरी ऊर्जा के साथ सौर ऊर्जा के संपर्क के कारण और जीवमंडल और पृथ्वी के गहरे क्षितिज के बीच पदार्थ का पुनर्वितरण करता है।

पृथ्वी की पपड़ी के मोबाइल क्षेत्रों में आग्नेय चट्टानों के अपक्षय के कारण बनने वाली अवसादी चट्टानें फिर से उच्च तापमान और दबाव के क्षेत्र में आ जाती हैं। वहां वे पिघल जाते हैं और मैग्मा बनाते हैं - नई आग्नेय चट्टानों का स्रोत। इन चट्टानों के पृथ्वी की सतह पर उठने और अपक्षय प्रक्रियाओं की क्रिया के बाद, वे फिर से नई तलछटी चट्टानों में परिवर्तित हो जाती हैं। संचलन का नया चक्र पुराने को बिल्कुल दोहराता नहीं है, लेकिन कुछ नया पेश करता है, जो समय के साथ बहुत महत्वपूर्ण परिवर्तनों की ओर ले जाता है।

प्रेरक शक्ति महान (भूवैज्ञानिक) परिसंचरणहैं बहिर्जात और अंतर्जातभूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं।

अंतर्जात प्रक्रियाएं(आंतरिक गतिकी की प्रक्रिया) पृथ्वी की आंतरिक ऊर्जा के प्रभाव में होती है, जो रेडियोधर्मी क्षय, खनिजों के निर्माण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं, चट्टानों के क्रिस्टलीकरण आदि के परिणामस्वरूप जारी होती है। (उदाहरण के लिए, टेक्टोनिक मूवमेंट, भूकंप, मैग्माटिज़्म , कायापलट)।

बहिर्जात प्रक्रियाएं(बाहरी गतिकी की प्रक्रियाएँ) सूर्य की बाहरी ऊर्जा के प्रभाव में आगे बढ़ती हैं। उदाहरण: चट्टानों और खनिजों का अपक्षय, पृथ्वी की पपड़ी के कुछ क्षेत्रों से विनाश उत्पादों को हटाना और नए क्षेत्रों में उनका स्थानांतरण, तलछटी चट्टानों के निर्माण के साथ विनाश उत्पादों का जमाव और संचय। Ex.pr. रिश्ता वायुमंडल, जलमंडल, साथ ही जीवित जीवों और मनुष्यों की भूवैज्ञानिक गतिविधि।

अंतर्जात प्रक्रियाओं के कारण सबसे बड़े भू-आकृतियों (महाद्वीपों और महासागरीय अवसादों) और बड़े भू-आकृतियों (पहाड़ों और मैदानों) का निर्माण हुआ, जबकि मध्यम और छोटे भू-आकृतियों (नदी घाटियों, पहाड़ियों, खड्डों, टीलों, आदि) का निर्माण बड़े भू-आकृतियों पर आरोपित किया गया। बहिर्जात प्रक्रियाओं के कारण। इस प्रकार, अंतर्जात और बहिर्जात प्रक्रियाएं विपरीत हैं। पूर्व बड़े भू-आकृतियों के निर्माण की ओर ले जाता है, बाद में उनके चौरसाई के लिए।

भूवैज्ञानिक चक्र के उदाहरण।अपक्षय के परिणामस्वरूप आग्नेय चट्टानें अवसादी चट्टानों में परिवर्तित हो जाती हैं। पृथ्वी की पपड़ी के मोबाइल क्षेत्रों में, वे पृथ्वी की गहराई में डूब जाते हैं। वहां, उच्च तापमान और दबाव के प्रभाव में, वे पिघलते हैं और मैग्मा बनाते हैं, जो सतह पर उठते हैं और जमते हैं, आग्नेय चट्टानें बनाते हैं।

एक बड़े चक्र का एक उदाहरण वायुमंडल के माध्यम से भूमि और महासागर के बीच पानी का संचलन है (चित्र 2.1)।

चावल। 2.1। हाइड्रोलॉजिकल (जलवायु) की आम तौर पर स्वीकृत योजना

प्रकृति में जल चक्र

विश्व महासागर की सतह से वाष्पित नमी (जो पृथ्वी की सतह पर आने वाली सौर ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा खर्च करती है) भूमि पर स्थानांतरित हो जाती है, जहां यह वर्षा के रूप में गिरती है, जो फिर से सतह के रूप में समुद्र में लौट जाती है और भूमिगत अपवाह। जल चक्र एक सरल योजना के अनुसार भी होता है: समुद्र की सतह से नमी का वाष्पीकरण - जल वाष्प का संघनन - समुद्र की उसी जल सतह पर वर्षा।

संपूर्ण जल चक्र 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 में बहाल हो जाती है।

इस प्रकार, पदार्थों का भूवैज्ञानिक संचलन जीवित जीवों की भागीदारी के बिना आगे बढ़ता है और जीवमंडल और पृथ्वी की गहरी परतों के बीच पदार्थ का पुनर्वितरण करता है।