rumah › Salun › Kitaran biologi dan geologi bahan. Kitaran bahan

Kitaran biologi dan geologi bahan. Kitaran bahan

Peredaran geologi bahan mempunyai kelajuan tertinggi dalam arah mendatar antara darat dan laut. Maksud peredaran besar ialah batuan yang mengalami kemusnahan, luluhawa, dan hasil luluhawa, termasuk nutrien larut air, dibawa oleh aliran air ke Lautan Dunia dengan pembentukan lapisan marin dan kembali ke darat hanya sebahagian, contohnya. , dengan pemendakan atau organisma yang diekstrak daripada air oleh manusia. Kemudian, dalam jangka masa yang panjang, perubahan geotektonik yang perlahan berlaku - pergerakan benua, kenaikan dan penurunan dasar laut, letusan gunung berapi, dan lain-lain, akibatnya lapisan yang terbentuk kembali ke darat dan prosesnya bermula semula .

Kitaran geologi jirim yang besar. Di bawah pengaruh proses deudasi, pemusnahan batuan dan pemendapan berlaku. Batuan sedimen terbentuk. Di kawasan penenggelaman yang stabil (biasanya dasar lautan), bahan cangkerang geografi memasuki lapisan dalam Bumi. Selanjutnya, di bawah pengaruh suhu dan tekanan, proses metamorfik berlaku, akibatnya batuan terbentuk, bahan itu bergerak lebih dekat ke pusat Bumi. Di kedalaman Bumi, dalam keadaan suhu yang sangat tinggi, magmatisme berlaku: batuan mencair, naik dalam bentuk magma sepanjang sesar ke permukaan bumi dan tumpah ke permukaan semasa letusan. Oleh itu, kitaran jirim berlaku. Kitaran geologi menjadi lebih rumit jika kita mengambil kira pertukaran jirim dengan angkasa lepas. Kitaran geologi yang hebat tidak ditutup dalam erti kata bahawa sesetengah zarah jirim yang jatuh ke dalam perut Bumi tidak semestinya muncul ke permukaan, dan sebaliknya, zarah yang meningkat semasa letusan mungkin tidak pernah berada di permukaan bumi sebelum ini.

Sumber tenaga utama untuk proses semula jadi di Bumi

Sinaran daripada Matahari adalah sumber tenaga utama di Bumi. Kuasanya dicirikan oleh pemalar suria - jumlah tenaga yang melalui kawasan luas unit berserenjang dengan sinaran matahari. Pada jarak satu unit astronomi (iaitu, dalam orbit Bumi), pemalar ini adalah lebih kurang 1370 W/m².

Organisma hidup menggunakan tenaga Matahari (fotosintesis) dan tenaga ikatan kimia (chemosynthesis). Tenaga ini boleh digunakan dalam pelbagai proses semula jadi dan buatan. Satu pertiga daripada semua tenaga dipantulkan oleh atmosfera, 0.02% digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis, dan selebihnya digunakan untuk mengekalkan banyak proses semula jadi - memanaskan bumi, lautan, atmosfera, pergerakan udara. wt. Pemanasan terus oleh sinaran matahari atau penukaran tenaga menggunakan fotosel boleh digunakan untuk menjana elektrik (loji janakuasa solar) atau lain-lain kerja yang berguna. Pada masa dahulu, tenaga yang disimpan dalam minyak dan jenis bahan api fosil lain juga diperoleh melalui fotosintesis.

Tenaga yang besar ini membawa kepada pemanasan global, kerana selepas ia melalui proses semula jadi ia dipancarkan kembali dan atmosfera tidak membenarkan ia kembali.

2. Tenaga dalaman Bumi; manifestasi - gunung berapi, mata air panas

18. Transformasi tenaga asal biotik dan abiotik

Dalam ekosistem semula jadi yang berfungsi, sisa tidak wujud. Semua organisma, hidup atau mati, berpotensi menjadi makanan untuk organisma lain: ulat makan dedaunan, seriawan makan ulat, helang boleh makan burung hitam. Apabila tumbuhan, ulat, seriawan dan helang mati, ia seterusnya diproses oleh pengurai.

Semua organisma yang menggunakan jenis makanan yang sama tergolong dalam yang sama aras trofik.

organisma ekosistem semula jadi terlibat dalam rangkaian kompleks banyak rantai makanan yang saling berkaitan. Rangkaian sedemikian dipanggil siratan makanan.

Piramid aliran tenaga: Dengan setiap peralihan dari satu tahap trofik ke tahap lain di dalam rantai makanan atau rangkaian, kerja dilakukan dan tenaga haba dilepaskan ke persekitaran, dan jumlah tenaga Kualiti tinggi, digunakan oleh organisma peringkat trofik seterusnya, berkurangan.

Peraturan 10%: Apabila bergerak dari satu aras trofik ke yang lain, 90% tenaga hilang dan 10% dipindahkan ke peringkat seterusnya.

Semakin panjang rantai makanan, semakin banyak tenaga berguna hilang. Oleh itu, panjang rantai makanan biasanya tidak melebihi 4 - 5 pautan.

Tenaga sfera landskap Bumi:

1) tenaga suria: terma, berseri

2) pengaliran tenaga haba dari perut Bumi

3) tenaga arus pasang surut

4) tenaga tektonik

5) asimilasi tenaga semasa fotosintesis

Kitaran air di alam semula jadi

Kitaran air di alam semula jadi ialah proses pergerakan kitaran air dalam biosfera bumi. Ia terdiri daripada penyejatan, pemeluwapan dan pemendakan (kerpasan atmosfera sebahagiannya menyejat, sebahagiannya membentuk longkang dan takungan sementara dan kekal, sebahagiannya meresap ke dalam tanah dan membentuk air bawah tanah), serta proses penyahgasan mantel: air terus mengalir dari mantel . air telah ditemui walaupun pada kedalaman yang besar.

Laut semakin hilang akibat penyejatan lebih banyak air daripada yang mereka terima dengan pemendakan, di darat keadaan menjadi terbalik. Air terus beredar di atas dunia, manakala ia jumlah tetap tidak berubah.

75% permukaan bumi diliputi air. Cangkang air Bumi ialah hidrosfera. Kebanyakannya adalah air masin laut dan lautan, dan sebahagian yang lebih kecil adalah air tawar tasik, sungai, glasier, air bawah tanah dan wap air.

Di bumi, air wujud dalam tiga keadaan pengagregatan: cecair, pepejal dan gas. Tanpa air, organisma hidup tidak boleh wujud. Dalam mana-mana organisma, air adalah medium di mana tindak balas kimia, tanpanya organisma hidup tidak boleh hidup. Air adalah bahan yang paling berharga dan penting untuk kehidupan organisma hidup.

Terdapat beberapa jenis kitaran air di alam semula jadi:

Kitaran Besar, atau Global, - wap air yang terbentuk di atas permukaan lautan dibawa oleh angin ke benua, jatuh ke sana dalam bentuk kerpasan dan kembali ke lautan dalam bentuk larian. Dalam proses ini, kualiti air berubah: dengan penyejatan, masin air laut berubah menjadi segar, dan air yang tercemar dibersihkan.

Kitaran kecil, atau lautan - wap air yang terbentuk di atas permukaan lautan terpeluwap dan jatuh sebagai pemendakan kembali ke lautan.

Kitaran intrabenua - air yang telah sejat di atas permukaan tanah sekali lagi jatuh ke darat dalam bentuk kerpasan.

Pada akhirnya, sedimen dalam proses pergerakan kembali mencapai Lautan Dunia.

Kelajuan pemindahan pelbagai jenis air berbeza-beza secara meluas, dan tempoh penggunaan dan tempoh pembaharuan air juga berbeza. Mereka berbeza dari beberapa jam hingga beberapa puluh ribu tahun. Kelembapan atmosfera, yang terbentuk daripada penyejatan air dari lautan, laut dan darat dan wujud dalam bentuk awan, diperbaharui secara purata setiap lapan hari.

Air yang membentuk organisma hidup dipulihkan dalam masa beberapa jam. Ini yang paling banyak bentuk aktif pertukaran air. Tempoh pembaharuan rizab air di glasier gunung adalah kira-kira 1,600 tahun, di glasier negara kutub lebih lama - kira-kira 9,700 tahun.

Pembaharuan sepenuhnya perairan Lautan Dunia berlaku dalam kira-kira 2,700 tahun.

Kesan interaksi antara sinaran suria, bumi yang bergerak dan berputar.

DALAM tisu ini kebolehubahan bermusim harus dipertimbangkan: musim sejuk/musim panas. Huraikan bahawa disebabkan oleh putaran dan pergerakan Bumi, sinaran suria tiba secara tidak sekata, yang bermaksud keadaan iklim berubah dengan latitud.

Bumi condong ke satah ekliptik sebanyak 23.5 darjah.

Sinaran melalui sudut yang berbeza. Imbangan sinaran. Adalah penting bukan sahaja berapa banyak yang diterima, tetapi juga berapa banyak yang hilang, dan berapa banyak yang tinggal, dengan mengambil kira albedo.

Pusat aksi atmosfera

Kawasan besar dengan tekanan tinggi atau rendah berterusan yang berkaitan dengan peredaran umum atmosfera - pusat tindakan atmosfera. Mereka menentukan arah dominan angin dan berfungsi sebagai pusat pembentukan jenis geografi jisim udara Pada peta sinoptik ia dinyatakan sebagai garis tertutup - isobar.

Punca: 1) kepelbagaian Bumi;

2) perbezaan fizikal sifat tanah dan air (kapasiti haba)

3) perbezaan dalam albedo permukaan (R/Q): air – 6%, persamaan. hutan - 10-12%, hutan luas - 18%, padang rumput - 22-23%, salji - 92%;

4) Coriolis F

Ini menyebabkan OCA.

Pusat aksi atmosfera:

● kekal– mereka mempunyai tekanan tinggi atau rendah sepanjang tahun:

1. jalur rendah khatulistiwa tekanan, paksi yang agak berhijrah dari khatulistiwa mengikuti Matahari ke arah hemisfera musim panas - Kemurungan Khatulistiwa (sebab: sejumlah besar Q dan lautan);

2. sepanjang satu jalur ketinggian subtropika. tekanan di Utara dan Yuzh. hemisfera; beberapa berhijrah pada musim panas ke kawasan subtropika yang lebih tinggi. latitud, pada musim sejuk - ke yang lebih rendah; pecah menjadi satu siri lautan antisiklon: di Utara. hemisfera - Antisiklon Azores (terutamanya pada musim panas) dan Hawaii; di Selatan - India Selatan, Pasifik Selatan dan Atlantik Selatan;

3. kawasan kemerosotan. tekanan ke atas lautan di latitud tinggi zon sederhana: di Utara. hemisfera - minimum Iceland (terutamanya pada musim sejuk) dan Aleutian, di Selatan - gelang berterusan tekanan rendah yang mengelilingi Antartika (50 0 S);

4. kawasan meningkat tekanan ke atas Artik (terutamanya pada musim sejuk) dan Antartika - antisiklon;

● bermusim– boleh dikesan sebagai kawasan tekanan tinggi atau rendah pada satu musim, berubah pada musim lain ke pusat aksi suasana tanda bertentangan. Kewujudan mereka dikaitkan dengan perubahan mendadak pada tahun dalam suhu permukaan tanah berhubung dengan suhu permukaan lautan; musim panas terlalu panas tanah mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk pembentukan kawasan rendah di sini. tekanan, hipotermia musim sejuk - untuk kawasan yang lebih tinggi tekanan. Semua sekali. hemisfera ke kawasan musim sejuk yang lebih tinggi. tekanan termasuk Asia (Siberia) berpusat di Mongolia dan tertinggi Kanada, dan tertinggi Australia Selatan, Amerika Selatan dan Afrika Selatan. Kawasan rendah musim panas tekanan: di Utara. hemisfera - minimum Asia Selatan (atau Asia Barat) dan Amerika Utara, di Selatan. - Paras terendah Australia, Amerika Selatan dan Afrika Selatan).

Pusat-pusat tindakan atmosfera dicirikan oleh jenis cuaca tertentu. Oleh itu, udara di sini agak cepat memperoleh sifat-sifat permukaan asas - panas dan lembap dalam Kemelesetan Khatulistiwa, sejuk dan kering di Antisiklon Mongolia, sejuk dan lembap di Rendah Iceland, dsb.

Pertukaran haba planet dan puncanya

Ciri utama pertukaran haba planet. Tenaga suria yang diserap oleh permukaan dunia kemudiannya dibelanjakan untuk penyejatan dan pemindahan haba oleh aliran bergelora. Secara purata, kira-kira 80% daripada keseluruhan planet pergi ke penyejatan, dan baki 20% daripada jumlah haba pergi ke pertukaran haba bergelora.

Proses pertukaran haba dan perubahan dalam latitud geografi komponennya di lautan dan di darat adalah sangat unik. Semua haba yang diserap oleh tanah pada musim bunga dan musim panas hilang sepenuhnya pada musim luruh dan musim sejuk; dengan bajet haba tahunan yang seimbang, oleh itu ternyata sama dengan sifar di mana-mana.

Di Lautan Dunia, disebabkan oleh kapasiti haba air yang tinggi dan pergerakannya, haba terkumpul di latitud rendah, dari mana ia dipindahkan oleh arus ke latitud tinggi, di mana penggunaannya melebihi bekalannya. Dengan cara ini, defisit yang dicipta dalam pertukaran haba air dengan udara dilindungi.

Di zon khatulistiwa Lautan Dunia, dengan sejumlah besar sinaran suria yang diserap dan penggunaan tenaga yang berkurangan, belanjawan haba tahunan mempunyai nilai positif maksimum. Dengan jarak dari khatulistiwa, belanjawan haba tahunan positif berkurangan disebabkan oleh peningkatan dalam komponen penggunaan pertukaran haba, terutamanya penyejatan. Dengan peralihan dari kawasan tropika ke latitud sederhana, belanjawan haba menjadi negatif.

Di dalam tanah, semua haba yang diterima dalam tempoh musim bunga-musim panas dibelanjakan dalam tempoh musim luruh-musim sejuk. Sepanjang sejarah panjang Bumi, perairan Lautan Dunia telah mengumpul sejumlah besar haba bersamaan dengan 7.6 * 10^21 kcal. Pengumpulan jisim yang begitu besar dijelaskan oleh kapasiti haba air yang tinggi dan pencampurannya yang sengit, di mana pengagihan semula haba yang agak kompleks berlaku dalam ketebalan lautan. Kapasiti haba seluruh atmosfera adalah 4 kali kurang daripada lapisan air sepuluh meter di Lautan Dunia.

Walaupun hakikat bahawa bahagian tenaga suria akan bertukar haba bergelora antara permukaan Bumi dan udara adalah agak kecil, ia adalah sumber utama pemanasan bahagian berhampiran permukaan atmosfera. Keamatan pertukaran haba ini bergantung kepada perbezaan suhu antara udara dan permukaan dasar (air atau tanah). Di latitud rendah planet ini (dari khatulistiwa hingga kira-kira latitud keempat puluh kedua-dua hemisfera), udara dipanaskan terutamanya oleh darat, yang tidak dapat mengumpul tenaga suria dan melepaskan semua haba yang diterimanya ke atmosfera. Disebabkan oleh pertukaran haba yang bergelora, cangkerang udara menerima dari 20 hingga 40 kcal/cm^2 setahun, dan di kawasan dengan kelembapan rendah (Sahara, Arab, dll.) - malah lebih daripada 60 kcal/cm^2. Perairan di latitud ini mengumpul haba, melepaskan hanya 5-10 kcal/cm^2 setahun atau kurang ke udara dalam proses pertukaran haba bergelora. Hanya di kawasan tertentu (kawasan terhad) air lebih sejuk secara purata setiap tahun dan oleh itu menerima haba dari udara (di zon khatulistiwa, di barat laut Lautan Hindi, serta di luar pantai barat Afrika dan Amerika Selatan).

Muka surat 1

Kitaran Geologi Besar menarik batuan sedimen jauh ke dalam kerak bumi, secara kekal mengecualikan unsur-unsur yang terkandung di dalamnya daripada sistem. kitaran biologi. semasa sejarah geologi batuan sedimen yang berubah, sekali lagi di permukaan Bumi, secara beransur-ansur dimusnahkan oleh aktiviti organisma hidup, air dan udara dan sekali lagi termasuk dalam kitaran biosfera.

Kitaran Geologi Besar berlaku selama ratusan ribu atau jutaan tahun. Ia adalah seperti berikut: batuan tertakluk kepada kemusnahan, luluhawa dan akhirnya dihanyutkan oleh aliran air ke Lautan Dunia. Di sini mereka dimendapkan di bahagian bawah, membentuk sedimen, dan hanya sebahagiannya kembali ke darat dengan organisma dikeluarkan dari air oleh manusia atau haiwan lain.

Asas kitaran geologi yang besar adalah proses pemindahan sebatian mineral dari satu tempat ke tempat lain pada skala planet tanpa penyertaan bahan hidup.

Sebagai tambahan kepada kitaran kecil, terdapat kitaran geologi yang besar. Sesetengah bahan memasuki lapisan dalam Bumi (melalui sedimen dasar laut atau cara lain), di mana transformasi perlahan berlaku dengan pembentukan pelbagai sebatian, mineral dan organik. Proses kitaran geologi disokong terutamanya oleh tenaga dalaman Bumi, teras aktifnya. Tenaga yang sama menyumbang kepada pembebasan bahan ke permukaan Bumi. Oleh itu, kitaran besar bahan ditutup. Ia mengambil masa berjuta-juta tahun.

Mengenai kelajuan dan keamatan peredaran geologi bahan yang besar, pada masa ini mustahil untuk memberikan sebarang data yang tepat; hanya terdapat anggaran anggaran, dan kemudian hanya untuk komponen eksogen. kitaran umum, iaitu tanpa mengambil kira kemasukan bahan dari mantel ke dalam kerak bumi.

Karbon ini mengambil bahagian dalam kitaran geologi yang besar. Karbon ini, dalam proses kitaran biotik kecil, mengekalkan keseimbangan gas biosfera dan kehidupan secara umum.

Larian pepejal dari beberapa sungai di dunia.

Sumbangan komponen biosfera dan teknosfera kepada kitaran geologi besar bahan-bahan Bumi adalah sangat penting: terdapat pertumbuhan komponen teknosfera yang sentiasa progresif disebabkan oleh pengembangan skop aktiviti pengeluaran manusia.

Oleh kerana di permukaan bumi, aliran tekno-geokimia utama diarahkan dalam rangka kitaran geologi bahan yang besar untuk 70% daripada daratan ke dalam lautan dan untuk 30% ke dalam lekukan tanpa longkang tertutup, tetapi sentiasa dari ketinggian yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, seperti hasil daripada tindakan daya graviti, pembezaan bahan kerak bumi dari ketinggian tinggi ke rendah, dari darat ke lautan. Aliran songsang (pengangkutan atmosfera, aktiviti manusia, pergerakan tektonik, gunung berapi, penghijrahan organisma) sedikit sebanyak merumitkan pergerakan umum ke bawah jirim ini, mewujudkan kitaran migrasi tempatan, tetapi tidak mengubahnya secara keseluruhan.

Peredaran air antara darat dan lautan melalui atmosfera adalah sebahagian daripada kitaran geologi yang hebat. Air menyejat dari permukaan lautan dan sama ada diangkut ke darat, di mana ia jatuh sebagai kerpasan, yang kembali ke lautan dalam bentuk larian permukaan dan bawah tanah, atau jatuh sebagai kerpasan di permukaan lautan. Lebih daripada 500 ribu km3 air setiap tahun mengambil bahagian dalam kitaran air di Bumi. Kitaran air secara keseluruhan memainkan peranan utama dalam membentuk keadaan semula jadi di planet kita. Dengan mengambil kira transpirasi air oleh tumbuhan dan penyerapannya dalam kitaran biogeokimia, keseluruhan bekalan air di Bumi akan rosak dan dipulihkan dalam 2 juta tahun.

Menurut rumusannya, kitaran biologi bahan berkembang pada sebahagian daripada trajektori kitaran geologi bahan yang besar dalam alam semula jadi.

Pemindahan jirim mengikut permukaan dan air bawah tanah- ini adalah faktor utama dalam pembezaan daratan bumi dari segi geokimia, tetapi bukan satu-satunya, dan jika kita bercakap tentang peredaran geologi besar bahan di permukaan bumi secara keseluruhan, maka ia sangat peranan penting Aliran juga memainkan peranan, khususnya pengangkutan lautan dan atmosfera.

Mengenai kelajuan dan keamatan kitaran geologi bahan yang besar, pada masa ini mustahil untuk memberikan sebarang data yang tepat; hanya terdapat anggaran anggaran, dan kemudian hanya untuk komponen eksogen kitaran umum, i.e. tanpa mengambil kira kemasukan bahan dari mantel ke dalam kerak bumi. Komponen eksogen kitaran geologi bahan yang besar adalah proses penyahtinjaan permukaan bumi yang berterusan.

Muka surat 1

Kitaran geologi (kitaran besar bahan dalam alam semula jadi) - kitaran bahan, tenaga penggerak yang merupakan proses geologi eksogen dan endogen.

Kitaran geologi ialah peredaran bahan, daya penggeraknya adalah proses geologi eksogen dan endogen.

Sempadan kitaran geologi jauh lebih luas daripada sempadan biosfera; amplitudnya meliputi lapisan kerak bumi jauh melebihi sempadan biosfera. Dan, yang paling penting, organisma hidup memainkan peranan kedua dalam proses kitaran ini.

Oleh itu, kitaran geologi bahan berlaku tanpa penyertaan organisma hidup dan mengagihkan semula bahan antara biosfera dan lapisan Bumi yang lebih dalam.

Peranan yang paling penting dalam kitaran besar kitaran geologi dimainkan oleh kitaran kecil jirim, kedua-dua biosfera dan teknosfera, sekali di mana bahan itu dimatikan untuk masa yang lama daripada aliran geokimia yang besar, berubah dalam kitaran sintesis yang tidak berkesudahan dan penguraian.

Karbon ini mengambil bahagian dalam kitaran geologi yang perlahan.

Karbon inilah yang mengambil bahagian dalam kitaran geologi yang perlahan. Kehidupan di Bumi dan keseimbangan gas atmosfera disokong oleh jumlah karbon yang agak kecil yang terkandung dalam tisu tumbuhan (5 10 t) dan haiwan (5 109 t) yang mengambil bahagian dalam kitaran kecil (biogenik). Walau bagaimanapun, pada masa ini, manusia secara intensif menutup kitaran bahan, termasuk karbon. Sebagai contoh, dianggarkan bahawa jumlah biojisim semua haiwan domestik sudah melebihi biojisim semua haiwan darat liar. Kawasan tumbuhan yang ditanam menghampiri kawasan biogeosenosis semula jadi, dan banyak ekosistem budaya jauh lebih unggul daripada yang semula jadi dalam produktivitinya, terus meningkat oleh manusia.

Yang paling luas dalam masa dan ruang ialah apa yang dipanggil kitaran geologi bahan.

Terdapat 2 jenis peredaran bahan di alam semula jadi: kitaran besar atau geologi bahan antara darat dan lautan; kecil atau biologi - antara tanah dan tumbuhan.

Air yang diekstrak oleh tumbuhan dari tanah memasuki atmosfera dalam keadaan wap, kemudian, menyejukkan, mengembun dan kembali ke tanah atau lautan dalam bentuk kerpasan. Kitaran air geologi menyediakan pengagihan semula mekanikal, pemendapan, pengumpulan sedimen pepejal di atas tanah dan di bahagian bawah takungan, serta dalam proses pemusnahan mekanikal tanah dan batu. Walau bagaimanapun, fungsi kimia air dijalankan dengan penyertaan organisma hidup atau produk metabolik mereka. Air semulajadi, seperti tanah, adalah bahan bioinert yang kompleks.

Aktiviti geokimia manusia menjadi setanding dalam skala dengan biologi dan proses geologi. Dalam kitaran geologi, pautan deudasi meningkat dengan mendadak.

Faktor yang meninggalkan kesan utama pada watak umum dan biologi. Pada masa yang sama, kitaran air geologi secara berterusan berusaha untuk membasuh semua unsur ini dari lapisan tanah yang runtuh ke dalam lembangan lautan. Oleh itu, pemeliharaan unsur makanan tumbuhan di dalam tanah memerlukan penukarannya kepada bentuk yang tidak larut dalam air. Keperluan ini dipenuhi oleh bahan organik hidup.

Kitaran kecil (biologi).

Jisim bahan hidup dalam biosfera adalah agak kecil. Jika ia diedarkan di atas permukaan bumi, hasilnya adalah lapisan hanya 1.5 cm.Jadual 4.1 membandingkan beberapa ciri kuantitatif biosfera dan geosfera lain Bumi. Biosfera, yang membentuk kurang daripada 10-6 kali jisim cangkerang lain di planet ini, mempunyai kepelbagaian yang tidak dapat ditandingi dan memperbaharui komposisinya sejuta kali lebih cepat.

Jadual 4.1

Perbandingan biosfera dengan geosfera lain di Bumi

*Bahan hidup berdasarkan berat hidup

4.4.1. Fungsi biosfera

Terima kasih kepada biota biosfera, bahagian utama transformasi kimia di planet ini berlaku. Oleh itu penghakiman V.I. Vernadsky tentang transformatif yang sangat besar peranan geologi benda hidup. Untuk evolusi organik organisma hidup melalui diri mereka sendiri, melalui organ mereka, tisu, sel, darah, seribu kali (untuk kitaran berbeza dari 103 hingga 105 kali) seluruh atmosfera, seluruh isipadu Lautan Dunia, sebahagian besar jisim tanah, yang besar. jisim mineral. Dan mereka bukan sahaja terlepas, tetapi juga mengubahsuai persekitaran bumi sesuai dengan keperluan mereka.

Terima kasih kepada keupayaan mereka untuk mengubah tenaga suria kepada tenaga ikatan kimia, tumbuhan dan organisma lain melaksanakan beberapa fungsi biogeokimia asas pada skala planet.

Fungsi gas. Benda hidup sentiasa menukar oksigen dan karbon dioksida dengan persekitaran melalui proses fotosintesis dan respirasi. Tumbuhan memainkan peranan penting dalam perubahan daripada persekitaran pengurangan kepada persekitaran pengoksidaan dalam evolusi geokimia planet ini dan dalam pembentukan komposisi gas atmosfera moden. Tumbuhan mengawal kepekatan O2 dan CO2 dengan ketat, yang optimum untuk keseluruhan semua organisma hidup moden.

Fungsi penumpuan. Dengan menghantar sejumlah besar udara dan larutan semula jadi melalui badan mereka, organisma hidup menjalankan migrasi biogenik (pergerakan bahan kimia) dan kepekatan unsur kimia dan sebatiannya. Ini berkaitan dengan biosintesis bahan organik, pembentukan pulau karang, pembinaan cengkerang dan rangka, penampilan strata batu kapur sedimen, mendapan beberapa bijih logam, pengumpulan nodul besi-mangan di dasar lautan, dll. peringkat awal evolusi biologi berlaku di persekitaran akuatik. Organisma telah belajar untuk mengekstrak bahan yang mereka perlukan daripada larutan akueus cair, berulang kali meningkatkan kepekatannya dalam badan mereka.

Fungsi redoks bahan hidup berkait rapat dengan penghijrahan biogenik unsur dan kepekatan bahan. Banyak bahan dalam alam semula jadi adalah stabil dan tidak mengalami pengoksidaan dalam keadaan normal, contohnya, nitrogen molekul adalah salah satu unsur biogenik yang paling penting. Tetapi sel-sel hidup mempunyai pemangkin yang begitu kuat - enzim - bahawa mereka mampu melakukan banyak tindak balas redoks berjuta-juta kali lebih cepat daripada yang boleh berlaku dalam persekitaran abiotik.

Fungsi maklumat bahan hidup biosfera. Dengan kemunculan makhluk hidup primitif pertama, maklumat aktif ("hidup") muncul di planet ini, yang berbeza daripada maklumat "mati" itu, yang merupakan gambaran ringkas struktur. Organisma ternyata mampu mendapatkan maklumat dengan menggabungkan aliran tenaga dengan struktur molekul aktif yang memainkan peranan program. Keupayaan untuk melihat, menyimpan dan memproses maklumat molekul telah mengalami evolusi pesat dalam alam semula jadi dan telah menjadi faktor pembentuk sistem ekologi yang paling penting. Jumlah bekalan maklumat genetik biota dianggarkan sebanyak 1015 bit. Jumlah kuasa aliran maklumat molekul yang berkaitan dengan metabolisme dan tenaga dalam semua sel biota global mencapai 1036 bit/s (Gorshkov et al., 1996).

4.4.2. Komponen kitaran biologi.

Kitaran biologi berlaku antara semua komponen biosfera (iaitu antara tanah, udara, air, haiwan, mikroorganisma, dll.). Ia berlaku dengan penyertaan wajib organisma hidup.

Sinaran suria yang mencapai biosfera membawa tenaga kira-kira 2.5 * 1024 J setahun. Hanya 0.3% daripadanya secara langsung ditukar semasa proses fotosintesis kepada tenaga ikatan kimia bahan organik, i.e. terlibat dalam kitaran biologi. Dan 0.1 - 0.2% tenaga suria yang jatuh di Bumi ternyata terkandung dalam tulen pengeluaran utama. Nasib lanjut Tenaga ini dikaitkan dengan pemindahan bahan organik makanan melalui lata rantai trofik.

Kitaran biologi boleh dibahagikan secara bersyarat kepada komponen yang saling berkaitan: kitaran bahan dan kitaran tenaga.

4.4.3. Kitaran tenaga. Transformasi tenaga dalam biosfera

Ekosistem boleh digambarkan sebagai koleksi organisma hidup yang bertukar-tukar tenaga, jirim dan maklumat secara berterusan. Tenaga boleh ditakrifkan sebagai keupayaan untuk melakukan kerja. Sifat tenaga, termasuk pergerakan tenaga dalam ekosistem, diterangkan oleh undang-undang termodinamik.

Undang-undang pertama termodinamik atau undang-undang pemuliharaan tenaga menyatakan bahawa tenaga tidak hilang atau dicipta semula, ia hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

Hukum kedua termodinamik menyatakan bahawa dalam sistem tertutup, entropi hanya boleh meningkat. Berhubung dengan tenaga dalam ekosistem, rumusan berikut adalah mudah: proses yang berkaitan dengan transformasi tenaga boleh berlaku secara spontan hanya di bawah keadaan tenaga berpindah dari bentuk pekat kepada yang tersebar, iaitu, ia merosot. Ukuran jumlah tenaga yang menjadi tidak tersedia untuk digunakan, atau sebaliknya ukuran perubahan tertib yang berlaku semasa degradasi tenaga, ialah entropi. Semakin tinggi susunan sistem, semakin rendah entropinya.

Dengan kata lain, benda hidup menerima dan mengubah tenaga angkasa dan matahari menjadi tenaga proses duniawi (kimia, mekanikal, haba, elektrik). Melibatkan tenaga dan bahan tak organik ini ke dalam kitaran berterusan bahan dalam biosfera. Aliran tenaga dalam biosfera mempunyai satu arah - dari Matahari melalui tumbuhan (autotrof) kepada haiwan (heterotrof). Ekosistem semula jadi yang tidak disentuh dalam keadaan stabil dengan penunjuk persekitaran kritikal yang berterusan (homeostasis) adalah sistem yang paling teratur dan dicirikan oleh entropi terendah.

4.4.4. Kitaran bahan dalam alam hidup

Pembentukan bahan hidup dan penguraiannya adalah dua sisi dari satu proses, yang dipanggil kitaran biologi unsur kimia. Kehidupan ialah kitaran unsur kimia antara organisma dan alam sekitar.

Sebab kitaran adalah bilangan unsur yang terhad dari mana badan organisma dibina. Setiap organisma mengekstrak daripada persekitaran bahan yang diperlukan untuk hidup dan mengembalikan yang tidak digunakan. Di mana:

Sesetengah organisma menggunakan mineral secara langsung dari alam sekitar;

yang lain menggunakan produk yang diproses dan terpencil terlebih dahulu;

ketiga - kedua, dsb., sehingga bahan kembali ke alam sekitar dalam keadaan asalnya.

Dalam biosfera, terdapat keperluan yang jelas untuk kewujudan bersama pelbagai organisma yang mampu menggunakan bahan buangan masing-masing. Kami melihat pengeluaran biologi yang hampir bebas sisa.

Peredaran bahan dalam organisma hidup boleh dikurangkan secara kasar kepada empat proses:

1. Fotosintesis. Hasil daripada fotosintesis, tumbuhan menyerap dan mengumpul tenaga suria serta mensintesis bahan organik - produk biologi utama - dan oksigen daripada bahan bukan organik. Produk biologi utama sangat pelbagai - ia mengandungi karbohidrat (glukosa), kanji, serat, protein, dan lemak.

Skim fotosintesis untuk karbohidrat termudah (glukosa) mempunyai skema berikut:

Proses ini berlaku hanya pada siang hari dan disertai dengan peningkatan jisim tumbuhan.

Di Bumi, kira-kira 100 bilion tan bahan organik terbentuk setiap tahun hasil fotosintesis, kira-kira 200 bilion tan karbon dioksida diserap, dan kira-kira 145 bilion tan oksigen dibebaskan.

Fotosintesis memainkan peranan penting dalam memastikan kewujudan hidupan di Bumi. Kepentingan globalnya dijelaskan oleh fakta bahawa fotosintesis adalah satu-satunya proses di mana tenaga dalam proses termodinamik, mengikut prinsip minimalis, tidak hilang, sebaliknya terkumpul.

Dengan mensintesis asid amino yang diperlukan untuk pembinaan protein, tumbuhan boleh wujud secara relatifnya bebas daripada organisma hidup yang lain. Ini menunjukkan autotrofi tumbuhan (kebebasan dalam pemakanan). Pada masa yang sama, jisim hijau tumbuhan dan oksigen yang dihasilkan semasa fotosintesis adalah asas untuk menyokong kehidupan kumpulan organisma hidup seterusnya - haiwan, mikroorganisma. Ini menunjukkan heterotrofi kumpulan organisma ini.

2. Pernafasan. Proses ini adalah kebalikan dari fotosintesis. Berlaku dalam semua sel hidup. Semasa respirasi, bahan organik dioksidakan oleh oksigen, mengakibatkan pembentukan karbon dioksida, air dan pembebasan tenaga.

3. Hubungan makanan (trofik) antara organisma autotrof dan heterotrofik. DALAM dalam kes ini terdapat pemindahan tenaga dan jirim di sepanjang pautan rantai makanan, yang kita bincangkan dengan lebih terperinci sebelum ini.

4. Proses transpirasi. Salah satu proses terpenting dalam kitaran biologi.

Ia boleh digambarkan secara skematik seperti berikut. Tumbuhan menyerap kelembapan tanah melalui akarnya. Pada masa yang sama, mereka menerima mineral yang dibubarkan dalam air, yang diserap, dan kelembapan menyejat lebih kurang intensif bergantung kepada keadaan persekitaran.

4.4.5. Kitaran biogeokimia

Kitaran geologi dan biologi disambungkan - ia wujud sebagai satu proses, menimbulkan peredaran bahan, yang dipanggil kitaran biogeokimia (BGCC). Kitaran unsur ini disebabkan oleh sintesis dan pereputan bahan organik dalam ekosistem (Rajah 4.1) Tidak semua unsur biosfera terlibat dalam BGCC, tetapi hanya unsur biogenik. Organisma hidup terdiri daripada mereka; unsur-unsur ini memasuki pelbagai tindak balas dan mengambil bahagian dalam proses yang berlaku dalam organisma hidup. Dari segi peratusan, jumlah jisim bahan hidup dalam biosfera terdiri daripada unsur biogenik utama berikut: oksigen - 70%, karbon - 18%, hidrogen - 10.5%, kalsium - 0.5%, kalium - 0.3%, nitrogen - 0, 3% (oksigen, hidrogen, nitrogen, karbon terdapat dalam semua landskap dan merupakan asas organisma hidup - 98%).

Intipati penghijrahan biogenik unsur kimia.

Oleh itu, dalam biosfera terdapat kitaran biogenik bahan (iaitu kitaran yang disebabkan oleh aktiviti penting organisma) dan aliran tenaga satu arah. Penghijrahan biogenik unsur kimia ditentukan terutamanya oleh dua proses yang bertentangan:

1. Pembentukan bahan hidup daripada unsur persekitaran akibat tenaga suria.

2. Pemusnahan bahan organik, disertai dengan pembebasan tenaga. Pada masa yang sama, unsur-unsur bahan mineral berulang kali memasuki organisma hidup, dengan itu menjadi sebahagian daripada kompleks sebatian organik, membentuk, dan kemudian, apabila yang terakhir dimusnahkan, mereka sekali lagi memperoleh bentuk mineral.

Terdapat unsur yang merupakan sebahagian daripada organisma hidup, tetapi tidak dikelaskan sebagai biogenik. Unsur-unsur tersebut dikelaskan mengikut pecahan beratnya dalam organisma:

Macroelements – membentuk sekurang-kurangnya 10-2% daripada jisim;

Unsur mikro - komponen dari 9 * 10-3 hingga 1 * 10-3% daripada jisim;

Ultramikroelemen – kurang daripada 9*10-6% daripada jisim;

Untuk menentukan tempat nutrien antara unsur kimia biosfera lain, mari kita pertimbangkan klasifikasi yang diterima dalam ekologi. Mengikut aktiviti mereka dalam proses yang berlaku di biosfera, semua unsur kimia dibahagikan kepada 6 kumpulan:

Gas mulia - helium, neon, argon, kripton, xenon. Gas lengai bukan sebahagian daripada organisma hidup.

Logam mulia - ruthenium, radium, paladium, osmium, iridium, platinum, emas. Logam ini hampir tidak menghasilkan sebatian dalam kerak bumi.

Unsur kitaran atau biogenik (ia juga dipanggil migrasi). Kumpulan unsur biogenik dalam kerak bumi ini menyumbang 99.7% daripada jumlah jisim, dan baki 5 kumpulan - 0.3%. Oleh itu, sebahagian besar unsur adalah pendatang yang beredar masuk sampul geografi, dan bahagian unsur lengai adalah sangat kecil.

Unsur bertaburan dicirikan oleh dominasi atom bebas. Mereka memasuki tindak balas kimia, tetapi sebatian mereka jarang ditemui di kerak bumi. Mereka dibahagikan kepada dua subkumpulan. Yang pertama - rubidium, cesium, niobium, tantalum - mencipta sebatian di kedalaman kerak bumi, dan di permukaan mineral mereka dimusnahkan. Yang kedua - iodin, bromin - bertindak balas hanya pada permukaan.

Unsur radioaktif - polonium, radon, radium, uranium, neptunium, plutonium.

Unsur nadir bumi - yttrium, samarium, europium, thulium, dll.

Sepanjang tahun, kitaran biokimia bergerak kira-kira 480 bilion tan jirim.

DALAM DAN. Vernadsky merumuskan tiga prinsip biogeokimia yang menerangkan intipati penghijrahan biogenik unsur kimia:

Penghijrahan biogenik unsur-unsur kimia dalam biosfera sentiasa berusaha untuk manifestasi maksimumnya.

Evolusi spesies sepanjang masa geologi, yang membawa kepada penciptaan bentuk hidupan yang stabil, menuju ke arah yang meningkatkan penghijrahan biogenik atom.

Bahan hidup berada dalam pertukaran kimia berterusan dengan persekitarannya, yang merupakan faktor yang mencipta dan mengekalkan biosfera.

Mari kita pertimbangkan bagaimana beberapa unsur ini bergerak dalam biosfera.

Kitaran karbon. Peserta utama dalam kitaran biotik ialah karbon sebagai asas bahan organik. Kitaran karbon terutamanya berlaku antara bahan hidup dan karbon dioksida atmosfera melalui proses fotosintesis. Ia diperoleh daripada makanan oleh herbivor, dan daripada herbivor oleh karnivor. Semasa pernafasan dan pereputan, karbon dioksida sebahagiannya dikembalikan ke atmosfera; pemulangan berlaku apabila mineral organik dibakar.

Sekiranya tiada kembali karbon ke atmosfera, ia akan dimakan oleh tumbuhan hijau dalam 7-8 tahun. Kadar perolehan karbon biologi melalui fotosintesis ialah 300 tahun. Lautan memainkan peranan yang besar dalam mengawal kandungan CO2 di atmosfera. Jika kandungan CO2 meningkat di atmosfera, sebahagian daripadanya larut dalam air, bertindak balas dengan kalsium karbonat.

Kitaran oksigen.

Oksigen mempunyai aktiviti kimia yang tinggi dan bergabung dengan hampir semua unsur kerak bumi. Ia didapati terutamanya dalam bentuk sebatian. Setiap atom keempat bahan hidup adalah atom oksigen. Hampir semua molekul oksigen di atmosfera berasal dan dikekalkan pada tahap yang tetap disebabkan oleh aktiviti tumbuhan hijau. Oksigen atmosfera, terikat semasa pernafasan dan dibebaskan semasa fotosintesis, melalui semua organisma hidup dalam 200 tahun.

Kitaran nitrogen. Nitrogen ialah sebahagian semua protein. Nisbah am nitrogen tetap, sebagai unsur yang membentuk bahan organik, kepada nitrogen dalam alam semula jadi ialah 1:100,000. Tenaga ikatan kimia dalam molekul nitrogen adalah sangat tinggi. Oleh itu, gabungan nitrogen dengan unsur lain - oksigen, hidrogen (proses penetapan nitrogen) - memerlukan banyak tenaga. Penetapan nitrogen industri berlaku dengan kehadiran pemangkin pada suhu -500°C dan tekanan –300 atm.

Seperti yang anda ketahui, atmosfera mengandungi lebih daripada 78% nitrogen molekul, tetapi dalam keadaan ini ia tidak tersedia untuk tumbuhan hijau. Untuk pemakanan mereka, tumbuhan hanya boleh menggunakan garam asid nitrik dan nitrus. Apakah cara garam ini terbentuk? Berikut adalah sebahagian daripada mereka:

Dalam biosfera, penetapan nitrogen dilakukan oleh beberapa kumpulan bakteria anaerobik dan cyanobacteria pada suhu dan tekanan normal kerana kecekapan biopemangkinan yang tinggi. Adalah dipercayai bahawa bakteria menukarkan kira-kira 1 bilion tan nitrogen setahun ke dalam bentuk terikat (isipadu global penetapan industri ialah kira-kira 90 juta tan).

Bakteria pengikat nitrogen tanah mampu menyerap nitrogen molekul dari udara. Mereka memperkayakan tanah dengan sebatian nitrogen, jadi kepentingannya sangat besar.

Hasil daripada penguraian sebatian yang mengandungi nitrogen bahan organik asal tumbuhan dan haiwan.

Di bawah pengaruh bakteria, nitrogen bertukar menjadi nitrat, nitrit, dan sebatian ammonium. Dalam tumbuhan, sebatian nitrogen mengambil bahagian dalam sintesis sebatian protein, yang dihantar dari organisma ke organisma dalam rantai makanan.

Kitaran fosforus. Satu lagi unsur penting, tanpa sintesis protein adalah mustahil, ialah fosforus. Sumber utama ialah batuan igneus (apatit) dan batuan sedimen (fosforit).

Fosforus bukan organik terlibat dalam kitaran hasil daripada proses larut lesap semula jadi. Fosforus diserap oleh organisma hidup, yang, dengan penyertaannya, mensintesis sejumlah sebatian organik dan memindahkannya ke pelbagai peringkat trofik.

Setelah menyelesaikan perjalanannya melalui rantaian trofik, fosfat organik diuraikan oleh mikrob dan ditukar menjadi fosfat mineral yang tersedia untuk tumbuhan hijau.

Dalam proses peredaran biologi, yang memastikan pergerakan bahan dan tenaga, tidak ada tempat untuk pengumpulan sisa. Bahan buangan (iaitu, sisa) setiap bentuk hidupan menyediakan tempat pembiakan bagi organisma lain.

Secara teorinya, keseimbangan harus sentiasa dikekalkan dalam biosfera antara pengeluaran biojisim dan penguraiannya. Walau bagaimanapun, dalam tempoh geologi tertentu, keseimbangan kitaran biologi terganggu apabila, disebabkan keadaan semula jadi dan bencana tertentu, tidak semua produk biologi diasimilasikan dan diubah. Dalam kes ini, lebihan produk biologi telah terbentuk, yang dipelihara dan disimpan di kerak bumi, di bawah ketebalan air, sedimen, dan berakhir di zon permafrost. Ini adalah bagaimana deposit arang batu, minyak, gas, dan batu kapur terbentuk. Perlu diingatkan bahawa mereka tidak mencemarkan biosfera. Tenaga Matahari, terkumpul semasa proses fotosintesis, tertumpu dalam mineral organik. Kini, dengan membakar mineral mudah terbakar organik, seseorang membebaskan tenaga ini.

Agar biosfera terus wujud, supaya pergerakannya (perkembangan) tidak berhenti, peredaran bahan penting secara biologi mesti sentiasa berlaku di Bumi. Peralihan bahan penting secara biologi dari pautan ke pautan ini hanya boleh dilakukan dengan perbelanjaan tenaga tertentu, yang mana sumbernya ialah Matahari.

Tenaga suria menyediakan dua kitaran bahan di Bumi:

- geologi (abiotik), atau kitaran besar;

- biologi (biotik), atau kitaran kecil.

Kitaran geologi paling jelas ditunjukkan dalam kitaran air dan peredaran atmosfera.

Bumi menerima kira-kira 21 10 20 kJ tenaga sinaran setiap tahun daripada Matahari. Kira-kira separuh daripadanya dibelanjakan untuk penyejatan air. Inilah yang menyebabkan kitaran besar.

Kitaran air dalam biosfera adalah berdasarkan fakta bahawa jumlah penyejatan dari permukaan Bumi diimbangi oleh pemendakan. Pada masa yang sama, lebih banyak air yang menyejat dari lautan daripada kembali dengan kerpasan. Di darat, sebaliknya, lebih banyak hujan turun daripada air yang menyejat. Lebihannya mengalir ke sungai dan tasik, dan dari sana sekali lagi ke lautan.

Dalam proses kitaran geologi air, sebatian mineral dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain pada skala planet, dan keadaan agregat air juga berubah (cecair, pepejal - salji, ais; gas - wap). Air beredar paling intensif dalam keadaan wap.

Dengan kedatangan bahan hidup berdasarkan peredaran atmosfera, air, sebatian mineral terlarut di dalamnya, i.e. berdasarkan kitaran abiotik, geologi, kitaran bahan organik, atau kecil, timbul, kitaran biologi.

Apabila bahan hidup berkembang, semakin banyak unsur sentiasa diekstrak daripada kitaran geologi dan memasuki kitaran biologi baharu.

Berbeza dengan pemindahan mudah dan pergerakan unsur mineral dalam kitaran besar (geologi), dalam kitaran kecil (biologi) perkara yang paling penting ialah sintesis dan pemusnahan sebatian organik. Kedua-dua proses ini berada dalam hubungan tertentu, yang mendasari kehidupan dan merupakan salah satu ciri utamanya.

Berbeza dengan kitaran geologi, kitaran biologi mempunyai tenaga yang lebih rendah. Seperti yang diketahui, hanya 0.1-0.2% daripada kejadian tenaga suria di Bumi dibelanjakan untuk penciptaan bahan organik (sehingga 50% untuk kitaran geologi). Walaupun begitu, tenaga yang terlibat dalam kitaran biologi dibelanjakan untuk kerja besar mencipta pengeluaran utama di Bumi.

Dengan kemunculan bahan hidup di Bumi, unsur kimia terus beredar di biosfera, bergerak dari persekitaran luaran ke dalam organisma dan kembali ke persekitaran luaran.

Peredaran unsur kimia sedemikian di sepanjang laluan yang lebih kurang tertutup, yang berlaku menggunakan tenaga suria melalui organisma hidup, dipanggil kitaran biogeokimia (kitaran).

Kitaran biogeokimia utama ialah kitaran oksigen, karbon, nitrogen, fosforus, sulfur, air dan nutrien.

Kitaran karbon.

Di darat, kitaran karbon bermula dengan penetapan karbon dioksida oleh tumbuhan semasa fotosintesis. Karbohidrat kemudiannya terbentuk daripada karbon dioksida dan air serta oksigen dibebaskan. Dalam kes ini, karbon dibebaskan sebahagiannya semasa respirasi tumbuhan sebagai karbon dioksida. Karbon tetap dalam tumbuhan sedikit sebanyak dimakan oleh haiwan. Haiwan juga melepaskan karbon dioksida apabila mereka bernafas. Haiwan dan tumbuhan mati diuraikan oleh mikroorganisma, akibatnya karbon bahan organik mati teroksida kepada karbon dioksida dan dibebaskan semula ke atmosfera.

Kitaran karbon yang serupa berlaku di lautan.

Kitaran nitrogen.

Kitaran nitrogen, seperti kitaran biogeokimia yang lain, meliputi semua kawasan biosfera. Kitaran nitrogen dikaitkan dengan penukarannya kepada nitrat disebabkan oleh aktiviti bakteria pengikat nitrogen dan nitrifikasi. Nitrat diserap oleh tumbuhan daripada tanah atau air. Tumbuhan dimakan oleh haiwan. Akhirnya, pengurai menukar nitrogen kembali ke dalam bentuk gas dan membebaskannya kembali ke atmosfera.

Dalam keadaan moden, manusia telah campur tangan dalam kitaran nitrogen dengan menanam kekacang penetapan nitrogen di kawasan yang luas dan penetapan nitrogen semula jadi secara buatan. Pertanian dan industri dianggap menyediakan hampir 60% lebih nitrogen tetap daripada ekosistem daratan semula jadi.

Kitaran nitrogen yang serupa diperhatikan dalam persekitaran akuatik.

Kitaran fosforus.

Tidak seperti karbon dan nitrogen, sebatian fosforus ditemui dalam batuan yang menghakis dan membebaskan fosfat. Kebanyakannya berakhir di laut dan lautan dan sebahagiannya boleh dikembalikan ke darat melalui rantai makanan laut yang berakhir dengan burung pemakan ikan. Sesetengah fosfat memasuki tanah dan diserap oleh akar tumbuhan. Penyerapan fosforus oleh tumbuhan bergantung pada keasidan larutan tanah: apabila keasidan meningkat, fosfat yang tidak larut secara praktikal dalam air ditukar kepada asid fosforik yang sangat larut. Tumbuhan itu kemudiannya dimakan oleh haiwan.

Pautan utama dalam kitaran biogeokimia ialah pelbagai organisma, kepelbagaian bentuk yang menentukan keamatan kitaran dan penglibatan hampir semua unsur kerak bumi di dalamnya.

Secara umum, setiap kitaran mana-mana unsur kimia adalah sebahagian daripada kitaran besar umum bahan di Bumi, i.e. mereka berkait rapat.

Popular dalam kategori: