Биогеохимический цикл

Содержание

Слайд 1

Слайд 2
Цикл углерода, круговорот углерода, – циклическое перемещение углерода между миром живых существ и неорганическим миром атмосферы, морей, пресных вод, почвы и скал. Это один из важнейших биогеохимических циклов, включающий множество сложных реакций, в ходе которых углерод переходит из воздуха и водной среды в ткани растений и животных, а затем возвращается в атмосферу, воду и почву, становясь снова доступным для использования организмами. Поскольку углерод необходим для поддержания любой формы жизни, всякое вмешательство в круговорот этого элемента влияет на количество и разнообразие живых организмов, способных существовать на Земле.

Слайд 3

атмосфера Земли, где данный элемент присутствует в виде диоксида углерода. В течение многих миллионов лет концентрация СО2 в атмосфере, по-видимому, существенно не менялась, составляя ок. 0,03% веса сухого воздуха на уровне моря. Хотя доля СО2 невелика, его абсолютное количество поистине огромно – ок. 750 млрд. т. В атмосфере СО2 переносится ветрами как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Слайд 4
Диоксид углерода присутствует в воде, где он легко растворяется, образуя слабую угольную кислоту Н2СО3. Эта кислота вступает в реакции с кальцием и другими элементами, образуя минералы, называемые карбонатами. Аналогичным образом количество СО2, растворенного в океанах и пресных водах, определяется его концентрацией в атмосфере. Общее количество растворенных и осадочных углеродсодержащих веществ оценивается примерно в 1,8 трлн. т.

Слайд 5
Углерод в соединении с водородом и другими элементами является одним из основных компонентов клеток растений и животных. Например, в организме человека он составляет ок. 18% массы тела. Можно, однако, приблизительно оценить суммарное количество углерода, связываемого растениями, а также выделяемого в процессе дыхания растений, животных и микроорганизмов. Установлено, что зеленые растения поглощают в год ок. 220 млрд. т CO2. Почти такое же количество этого вещества выделяется в неорганическую среду в процессе дыхания всех живых организмов, а также в результате разложения и сгорания органических веществ.

Слайд 6

Дыхания всех организмов;
Минерализации органического вещества;
Выделения по трещинам земной коры из осадочных пород (имеющих биогенное происхождение);
При вулканических извержениях (до 0,01);
Сжигания топлива.

Слайд 7

атмосфера Земли — 0,035%,
земная кора — 0,023%,
почва — 2%
биосфера:
чистый известняк — 12%,
живое вещество— 18%,
древесина — 50%,
каменный уголь — 80%,
нефть — 85% по обмену.

Слайд 8

Выбросы промышленных предприятий;
Транспорт;
Сжигание топлива;
Распашка земель;
Лесные пожары.

Слайд 9

Слайд 10

Данный процесс представляет собой цепь реакций, в ходе которых растения поглощают из атмосферы или воды диоксид углерода, связывая его молекулы с молекулами специального вещества – акцептора СО2

В ходе других реакций, идущих с потреблением солнечной (световой) энергии, происходит расщепление молекул воды и использование высвобождающихся ионов водорода и связанного СО2 в синтезе богатых углеродом органических веществ, в том числе акцептора СО2.

Слайд 11

Слайд 12
Превращения соединений углерода
Фотосинтез растений и сине- зеленых водорослей 6СО2+6Н2О→ С6Н12О6+6О2
Дыхание живых организмов С6Н12О6+6О2 →6СО2+6Н2О
Анаэробное окисление С6Н12О6 →2СО2+2С2Н5ОН
Сжигание топлива С+О2→СО2
Осаждение с образованием карбонатов СО2+Н2ОН2СО3 Са2++Н2СО3→СаСО3
Разложение органики в анаэробных условиях С6Н12О6 →6С+6Н2О

Слайд 13
Спасибо за внимание!

Посмотреть все слайды

↑пЮГДЕКШ АХНЦЕНУХЛХХ

1. цКНАЮКЭМЮЪ АХНЦЕНУХЛХЪ. щРН МЮОПЮБКЕМХЕ ЙЮЯЮЕРЯЪ УЮПЮЙРЕПЮ БГЮХЛНДЕИЯРБХЪ ГЕЛМШУ НАНКНВЕЙ МЮ СПНБМЕ гЕЛКХ Х БНОПНЯНБ ХУ ЩБНКЧЖХНММНЦН БГЮХЛНДЕИЯРБХЪ. мЮ ЯНБПЕЛЕММНЛ ЩРЮОЕ ЦКНАЮКЭМЮЪ АХНЦЕНУХЛХЪ ЯЮЛШЛ РЕЯМШУ НАПЮГНЛ ЯБЪГЮМЮ Я БНОПНЯЮЛХ РЕУМНЦЕМЕГЮ Х РЕУ ЪБКЕМХИ, ЙНРНПШЕ ОПНХЯУНДЪР МЮ ГЕЛМНИ ОНБЕПУМНЯРХ Б ЖЕКНЛ.
2. аХНЦЕНУХЛХЪ ЙНМРХМЕМРНБ. щРНР ПЮГДЕК АХНЦЕНУХЛХХ ЯЮЛШЛ РЕЯМШЛ НАПЮГНЛ ЯБЪГЮМ Я ОПНХЯУНФДЕМХЕЛ ЙНМРХМЕМРНБ, ХУ ЯНБПЕЛЕММШЛ ЯНЯРНЪМХЕЛ Х НЯНАЕММНЯРЪЛХ МЕ РНКЭЙН ХУ КХРНКНЦХВЕЯЙНЦН ЯНЯРНЪМХЪ, МН Х ПЮЯРХРЕКЭМНЦН ОНЙПНБЮ, ЙНРНПШИ НРПЮФЮЕР НЯНАЕММНЯРХ ЙКХЛЮРЮ.
3. аХНЦЕНУХЛХЪ ПЕЦХНМНБ. б МЮХАНКЕЕ ОНКМНИ ЛЕПЕ ЩРЮ ОПНАКЕЛЮ ПЕЬЕМЮ ДКЪ пСЯЯЙНИ ПЮБМХМШ, ДКЪ ЙНРНПНИ б.ю.йНБДНИ ОПЕДКНФЕМЮ ЦХОНРЕРХВЕЯЙЮЪ ЯУЕЛЮ ЕЕ ПЮГБХРХЪ Б ОНЯКЕКЕДМХЙНБШИ ОЕПХНД.
4. аХНЦЕНУХЛХЪ АХНЛНБ. нДМЮ ХГ МЮХАНКЕЕ ДЕРЮКЭМН ПЮГПЮАНРЮММШУ Б АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙНЛ НРМНЬЕМХХ ЯХЯРЕЛ — ЙКЮЯЯХТХЙЮЖХЪ АХНКНЦХВЕЯЙНЦН ЙПСЦНБНПНРЮ, ОПЕДКНФЕММЮЪ м.х. аЮГХКЕБХВ. б ПЮЛЙЮУ АХНЦЕНУХЛХХ ЩРН ДЮЕР ОПХМЖХОХЮКЭМН БЮФМСЧ НЯМНБС ДКЪ ЮМЮКХГЮ НЯНАЕММНЯРЕИ АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ Б ОПЕДЕКЮУ АХНЛНБ.
5. аХНЦЕНУХЛХЪ ЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ КЮМДЬЮТРНБ. еЕ НЯМНБС ЯНЯРЮБКЪЕР СВЕМХЕ Н ЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ КЮМДЬЮТРЮУ ОН а.а. оНКШМНБС. бЮФМЕИЬЮЪ АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙЮЪ ХДЕЪ ДКЪ ЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ КЮМДЬЮТРНБ АШКЮ ПЕЮКХГНБЮМЮ ю.х. оЕПЕКЭЛЮМНЛ. оНЯКЕДМХИ ОНДМЪК ГМЮВЕМХЕ АХНКНЦХВЕЯЙНЦН ЙПСЦНБНПНРЮ ДН ЕЦН КНЦХВЕЯЙНЦН ЙНМЖЮ, ОНДВЕПЙХБЮЪ, ВРН АХНКНЦХВЕЯЙХИ ЙПСЦНБНПНР ЪБКЪЕРЯЪ НДМХЛ ХГ БЮФМЕИЬХУ ГЮЙНМНБ ЦЕНУХЛХХ КЮМДЬЮТРНБ. нАПЮЫЮЪ ЯСЫЕЯРБЕММНЕ БМХЛЮМХЕ МЮ ГМЮВЕМХЕ АХНКНЦХВЕЯЙНИ ЯНЯРЮБКЪЧЫЕИ ЦЕНУХЛХВЕЯЙНЦН КЮМДЬЮТРЮ ю.х. оЕПЕКЭЛЮМ ОПЕДКНФХК ЦПСООХПНБЙС АХНЦЕММШУ КЮМДЬЮТРНБ НЯМНБШБЮЪЯЭ МЮ УЮПЮЙРЕПХЯРХЙЮУ ОПНДСЙЖХНММНЦН ОПНЖЕЯЯЮ.
6. аХНЦЕНУХЛХЪ АХНЦЕНЖЕМНГНБ. пЕЮКХГЮЖХЪ ХЯЯКЕДНБЮМХЪ АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ МЮ ЩРНЛ СПНБМЕ ЯБЪГЮМЮ Х НАСЯКНБКЕМЮ ХЯОНКЭГНБЮМХЕЛ ЯХЯРЕЛЮРХЙХ АХНЦЕНЖЕМНГНБ Х ЯЮЛНЦН ЩРНЦН ОНМЪРХЪ ОН б.м. яСЙЮВЕБС. лМНЦНВХЯКЕММШЕ ЛНДЕКХ ПЮГПЮАНРЮМШ ДКЪ ПЮГМШУ РХОНБ АХНЦЕНЖЕМНГНБ.
7. аХНЦЕНУХЛХЪ НРДЕКЭМШУ АКНЙНБ АХНЦЕНЖЕМНГНБ. хЯЯКЕДНБЮМХЪ МЮ ЩРНЛ СПНБМЕ НЯСЫЕЯРБКЪЕРЯЪ Б ГЮБХЯХЛНЯРХ НР ЯРЕОЕМХ ДЕРЮКЭМНЯРХ ПЮГДЕКЕМХЪ АХНЦЕНЖЕМНГНБ МЮ ЯНЯРЮБКЪЧЫХЕ, ОПХ СЯКНБХХ, ВРН ДЮММЮЪ ОНДЯХЯРЕЛЮ НАКЮДЮЕР НОПЕДЕКЕММШЛ СПНБМЕЛ ЖЕКНЯРМНЯРХ Х ЛНФЕР АШРЭ БШДЕКЕМЮ МЕ РНКЭЙН ЙЮЙ ЙНЛОНМЕМР АХНЦЕНЖЕМНГЮ, МН Х НОПЕДЕКЕМЮ Б РНВМШУ Х, ОПХВЕЛ ДХЯЙПЕРМШУ ЦПЮМХЖЮУ, ЙНРНПШЕ НАСЯКНБКХБЮЧР ЕЕ ЛХМХЛЮКЭМСЧ ЩЛЕПДФЕМРМНЯРЭ. хЛЕММН МЮ ЩРНЛ СПНБМЕ ПЕВЭ ЛНФЕР ХДРХ Н АХНЦЕНУХЛХХ ОНВБ, ОПХПНДМШУ БНД, ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ. оПХ ДЮКЭМЕИЬЕИ ДЕРЮКХГЮЖХХ ПЕВЭ ЛНФЕР ХДРХ, МЮОПХЛЕП, Н АХНЦЕНУХЛХХ КЕЯМШУ ОНДЯРХКНЙ, ОНВБЕММН-ЦПСМРНБШУ БНДЮУ, НА НОПЕДЕКЕММШУ БХДЮУ ПЮЯРЕМХИ Х Р.Д.
8. аХНЦЕНУХЛХЪ ХГНРНОНБ. б ЩРНЛ НРМНЬЕМХХ УНПНЬН ХГБЕЯРМН Б ОНВБНБЕДЕМХХ ХЯОНКЭГНБЮМХЕ я12/,.я14.Б ЖЕКЪУ НОПЕДЕКЕМХЪ БНГПЮЯРЮ ОНВБ. юЙЮДЕЛХЙ х.о. цЕПЮЯХЛНБ Б ЯБНЕ БПЕЛЪ ЯТНПЛСКХПНБЮК ОНКНФЕМХЕ Н ДБСУ ТНПЛЮУ СЦКЕПНДЮ. оЕПБЮЪ ТНПЛЮ – ЩРН РЮ, ЙНРНПЮЪ ЮЙРХБМН БПЮЫЮЕРЯЪ Б ЙПСЦНБНПНРЕ Х ДПСЦЮЪ ВЮЯРЭ, ЙНРНПЮЪ БШЬКЮ ХГ ЙПСЦНБНПНРЮ Х НРМНЯХРЕКЭМН МЮЙЮОКХБЮЕРЯЪ Б ОНВБЕ. б МЮЯРНЪЫЕЕ БПЕЛЪ НЦПНЛМНЕ ГМЮВЕМХЕ ХЛЕЕР АХНЦЕНУХЛХЪ РЮЙХУ ГЮЦПЪГМЪЧЫХУ ЩКЕЛЕМРНБ, ЙЮЙ ЖЕГХИ 137 Х ПЪД ДПСЦХУ.
9. хЯРНПХВЕЯЙЮЪ АХНЦЕНУХЛХЪ.
10. аХНЦЕНУХЛХЪ РЕУМНЦЕММШУ КЮМДЬЮТРНБ. б ОНЯКЕДМХЕ ЦНДШ ГМЮВЕМХЕ ХЯЯКЕДНБЮМХИ Б ЩРНИ НАКЮЯРХ ПЕГЙН БНГПНЯКН, ВРН РПЕАСЕР НЯНАШУ ЛЕРНДХЙ Х НЯНАШУ ОНДУНДНБ. оПХВЕЛ ДНБНКЭМН ВЮЯРН ОПНАКЕЛШ Б РЕУМНЦЕММШУ ГНМЮУ ВПЕГБШВЮИМН ЯОЕЖХТХВМШ Х НАСЯКНБКЕМШ ЯОЕЖХТХЙНИ ГЮЦПЪГМЕМХЪ Х ЕЕ ХЯРНВМХЙЮЛХ. рЮЙ, ЬХПНЙН ХГБЕЯРМШ РЕУМНЦЕММШЕ ГНМШ НЙНКН ГЮБНДНБ, ЯБЮКНЙ, ЬЮУР Х РЮЙ ДЮКЕЕ, Ю РЮЙФЕ ГЮЦПЪГМЕМХЕ МЕТРЭЧ Х Р.Д. хМДХЙЮЖХНММЮЪ ПНКЭ ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ ОПХГМЮМЮ ВПЕГБШВЮИМН БЮФМНИ.
11. аХНЦЕНУХЛХЪ ЯОЕЖХТХВЕЯЙХУ ПЮИНМНБ, НАСЯКНБКЕМЮ ОПХПНДМШЛХ ЮМНЛЮКХЪЛХ — МЕДНЯРЮРЙНЛ ХКХ ХГАШРЙНЛ ЩКЕЛЕМРНБ. б ЩРНЛ НРМНЬЕМХХ ТСМДЮЛЕМРЮКЭМШЕ ХДЕХ АШКХ ГЮКНФЕМШ ЕЫЕ б.б. йНБЮКЭЯЙХЛ Х ПЕЮКХГНБЮМШ Б БХДЕ РЮЙ МЮГШБЮЕЛШУ АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙХУ ОПНБХМЖХИ.
12. щЙЯОЕПХЛЕМРЮКЭМЮЪ АХНЦЕНУХЛХЪ. тЮЙРХВЕЯЙХ Б ХМРЕЦПЮКЭМНЛ БХДЕ ЩЙЯОЕПХЛЕМР ОПНБНДХРЯЪ МЮ БЯЕИ ОКЮМЕРЕ, МЮВХМЮЪ НР ОЕПБНЦН ЮЙРЮ БНГДЕИЯРБХЪ ВЕКНБЕЙЮ МЮ ОПХПНДС. пЮЯОЮЬЙЮ РЕППХРНПХИ, БМЕЯЕМХЕ СДНАПЕМХИ, ЯЛЕМЮ НДМХУ ЖЕМНГНБ МЮ ДПСЦХЕ, ЛЮЯЬРЮАМШЕ НЯСЬЕМХЪ Х НПНЬЕМХЪ ЦПНЛЮДМШУ РЕППХРНПХИ – ЩРН БЯЕ ОПХЛЕПШ ХГЛЕМЕМХЪ ХГМЮВЮКЭМШУ ЖХЙКНБ НПЦЮМХВЕЯЙНЦН БЕЫЕЯРБЮ Х ЩКЕЛЕМРНБ.

Скорость биогеохимических процессов

В природе все круговороты веществ протекают с разной скоростью. На нее влияет множество факторов. Например, форма нахождения элемента, активность его взаимодействия, роль в метаболических процессах и многое другое.

Круговорот кислорода занимает примерно 2 тыс. лет. За этот срок весь газ из атмосферы проходит через живое вещество. Скорость круговорота воды может достигать 2 млн лет, причем время обновления сильно зависит от ее местонахождения (грунт, ледники или атмосфера). Еще больше времени занимают циклы более редких элементов. Например, круговорот фосфора занимает многие миллионы лет.

Роль углерода

Жизнь сделана из углерода. Этот атом является структурным каркасом всех органических молекул, входящих в состав живых существ.

Углерод позволяет формировать очень изменчивые и очень стабильные структуры благодаря своему свойству образовывать одинарные, двойные и тройные ковалентные связи с другими атомами.

Благодаря этому он может образовывать практически бесконечное количество молекул. Сегодня известно почти 7 миллионов химических соединений. Из этого очень большого числа около 90% составляют органические вещества, структурной основой которых является атом углерода. Большая молекулярная универсальность элемента, по-видимому, является причиной его изобилия.

История открытия

Изучение глобальных природных циклов началось в первой половине XIX века. В 1809 году знаменитый французский естествоиспытатель Ламарк кратко описал концепцию биосферы.

В середине XIX столетия известные химики Буссенго и Либих сформулировали основные принципы круговорота веществ. В 1875 году австрийский геолог Зюсс впервые ввел в научный обиход термин «биосфера».

Основоположником учения о биосфере и биогеохимических циклах считается выдающийся российский ученый Владимир Вернадский. Он первый указал на неразрывную связь между живой и неживой природой и оценил ключевую роль организмов в преобразовании облика планеты.

Ученый предположил, что биологический оборот вещества – это главный фактор миграции химических элементов.

Определение биогеохимического цикла

Биогеохимический цикл – это один из нескольких естественных циклов, в которых законсервированная материя движется через биотическую и абиотическую части экосистема.

В биологии консервативная материя относится к конечному количеству материи в форме атомов, присутствующей на Земле. Поскольку в соответствии с Законом о сохранении массы материя не может быть создана или уничтожена, все атомы материи вращаются в земных системах, хотя и в различных формах.

Другими словами, Земля получает только энергию от солнца, которая выделяется в виде тепла, тогда как все другие химические элементы остаются в замкнутой системе.

Основными химическими элементами, которые подвергаются циклу, являются: углерод (C), водород (H), азот (N), кислород (O), фосфор (P) и сера (S). Это строительные блоки жизни, и они используются для важных процессов, таких как обмен веществ, формирование аминокислоты, клетка дыхание и построение тканей.

Эти фундаментальные элементы легко запомнить с помощью аббревиатуры CHNOPS.

Каждый из этих элементов циркулирует через биотические компоненты, которые являются живыми частями экосистемы, и абиотические компоненты, которые являются неживыми частями.

Абиотические компоненты можно подразделить на три категории: гидросфера (вода), атмосфера (воздух) и литосфера (скала).

Биосфера – это термин, который может использоваться для описания системы, которая содержит все живые организмы, включая растения, животных и бактерии а также их взаимодействие между собой и между собой, а также их взаимодействие с абиотическими системами Земли. Биосферу иногда называют экосферой, и ее можно определить как сумму всех экосистем.

На определенных этапах их циклирования любой из элементов может храниться и накапливаться в определенном месте в течение длительного периода времени (например, в скалистом подложка или в атмосфере). Эти места называются раковинами или резервуарами.

«Источником» является все, из чего выводится элемент, например, вулканы выделяют большое количество углерода в форме CO2, в то время как человеческие отходы являются источником азота, серы и фосфора.

Изменения в круговороте воды благодаря присутствию человека

Вода — один из самых ценных ресурсов для населения

Сегодня нехватка жизненно важной жидкости растет в геометрической прогрессии и представляет собой проблему, имеющую глобальное значение. Хотя здесь много воды, только небольшая часть соответствует пресной воде

Один из недостатков — снижение доступности воды для полива. Наличие асфальтовых и бетонных поверхностей уменьшает поверхность, на которую может проникнуть вода.

Обширные посевные площади также представляют собой уменьшение корневой системы, которая поддерживает достаточное количество воды. Кроме того, ирригационные системы удаляют огромное количество воды.

С другой стороны, очистка от соли до пресной воды — это процедура, которая проводится на специализированных заводах. Однако лечение стоит дорого и означает увеличение общего уровня загрязнения.

Наконец, потребление загрязненной воды является серьезной проблемой для развивающихся стран.

Возникновение круговоротов

Активность живого вещества и энергетические потоки Солнца выступают движущими силами этого процесса. Они перераспределяют, концентрируют и перемещают огромное количество жизненно необходимых веществ между растениями, их корневыми системами и всеми существами на планете.

Возникает циклический оборот энергии потому, что действует закон ее сохранения. Она не исчезает бесследно, а расходуется для жизни биосферы Земли, переходя из одного состояния в другое.

• Переходят в виде пищи от организма к организму;
• Выделяются в окружающий мир;
• Снова приобщаются автотрофами в процессы жизнедеятельности организмов.

Слайд 21Из осадочных циклов наибольшее значение в биосфере имеет круговорот фосфораКруговорот фосфора

в природе сильно отличается от биогеохимических циклов углерода, кислорода, азота и серы, так как газовая форма соединений фосфора (например РН3) практически не участвует в биогеохимическом цикле фосфора. То есть фосфор к накоплению в атмосфере вообще не способен. Поэтому роль «резервуара» фосфора, из которого этот элемент извлекается и используется в биологическом круговороте играет литосфера.Фосфор в литосфере содержится в форме фосфатных соединений (солей фосфорной кислоты). Основная доля среди них приходится на фосфат кальция – апатит. Это полигенный минерал, образующийся в различных природных процессах – как в глубинных, так и в гипергенных (в том числе и биогенных). Фосфатные соединения способны растворяться в воде, и фосфор в составе иона РО43- может мигрировать в водных растворах. Из них фосфор и усваивается растениями.

Изменения в углеродном цикле благодаря присутствию человека

Люди влияют на естественный ход углеродного цикла на протяжении тысячелетий

Вся наша деятельность — например, промышленное производство и вырубка лесов — влияет на выбросы и источники этого жизненно важного элемента

В частности, на цикл повлияло использование ископаемого топлива. Когда мы сжигаем топливо, мы перемещаем огромное количество углерода, который был в геологическом резервуаре. неактивный в атмосферу, которая является резервуаром активный. С прошлого века выброс углерода резко увеличился.

Выброс углекислого газа в атмосферу — это факт, который влияет на нас напрямую, поскольку он повышает температуру планеты и является одним из газов, известных как парниковые газы.

Слайд 24 Таким образом, в последе время общая картина распределения

им миграции фосфора в биосфере резко нарушена человеком. Вот слагаемые этого явления: 1. мобилизация фосфора из агроруд и шлаков, производство и применение фосфорных удобрений; 2. производство фосфорсодержащих препаратов и их использование в быту; 3. производство фосфорсодержащих ресурсов продовольствия и кормов, вывоз и потребление их в зонах концентрации населения; 4. развитие рыбного промысла, добыча морских моллюсков и водорослей, что влечет за собой перераспределение фосфора из океана на сушу. В итоге наблюдается процесс фосфатизации суши, но процесс этот проявляется крайне неравномерно. Увеличивается содержание фосфора в окружающей среде больших городов. Напротив, страны, активно экспортирующие органические продукты и не применяющие фосфорных удобрений, теряют запасы фосфора в своих почвах.

Слайд 11Возвращение углерода в окружающую среду происходит двумя путями. Во-первых – в

процессе дыхания. Второй путь возвращения углерода – разложение органического вещества. Часть атмосферного углерода непосредственно поступает из атмосферы в гидросферу, растворяясь в воде. В бескислородных средах разложение органического вещества также идёт с формированием в качестве конечного продукта углекислого газа. Здесь окисление протекает за счёт кислорода, заимствуемого из минеральных веществ бактериями-хемосинтетиками. Но процесс в этих условиях идёт медленнее, и разложение органического вещества обычно является неполным. В результате существенная часть углерода остаётся в составе не до конца разложившегося органического вещества и накапливается в толще земной коры в битуминозных илах, торфяниках, углях.

Типы биогеохимических циклов

Биогеохимические циклы в основном делятся на два типа:

• Газовые циклы — включают циклы углерода, кислорода, азота и воды
• Осадочные циклы — включают циклы серы, фосфора, горных пород и т. д.

Давайте кратко рассмотрим каждый из этих биогеохимических циклов:

Круговорот воды

Схема круговорота воды в природе

Вода из разных водоемов испаряется, охлаждается, конденсируется и снова падает на землю в виде дождя.

Этот биогеохимический цикл отвечает за поддержание погодных условий. Вода в различных формах взаимодействует с окружающей средой и изменяет температуру и давление атмосферы.

Есть еще один процесс, называемый эвапотранспирацией (т. е. пар, производимый листьями), который помогает круговороту воды. Это испарение воды из листьев, почвы и водоемов в атмосферу, которая снова конденсируется и выпадает в виде осадков.

Углеродный цикл

Схема круговорота углерода показывает количество углерода в атмосфере, гидросфере и геосфере Земли, а также годовой перенос углерода между ними. Все величины в гигатоннах (миллиардах тонн). В результате сжигания ископаемого топлива, человечество ежегодно добавляет 5,5 гигатонн углерода в атмосферу. Изображение: Wikimedia Commons

Это один из биогеохимических циклов, в котором углерод обменивается между биосферой, геосферой, гидросферой, атмосферой и педосферой.

Все зеленые растения используют углекислый газ и солнечный свет для фотосинтеза. Таким образом, углерод накапливается в растении. Умершие растения разлагаются и выделяют углекислый газ обратно в атмосферу.

Кроме того, животные, потребляющие растения в пищу, получают хранящийся в них углерод. Этот углерод возвращается в атмосферу после смерти животных. Углерод также возвращается в окружающую среду через клеточное дыхание животных.

Огромное количество углерода запасено в ископаемом топливе (уголь, нефть и т. п.) Когда заводы и фабрики используют это топливо в своей деятельность, при его сгорании углекислый газ попадает в атмосферу.

Азотный цикл

Схема круговорота азота в природе. Изображение: Translated by Stefan Parviainen, based on image by Johann Dréo (User:Nojhan) / Wikimedia Commons

Это биогеохимический цикл азота, в ходе которого азот преобразуется в несколько форм и циркулирует в атмосфере и различных экосистемах, таких как наземные и морские экосистемы.

Азот — важный элемент жизни. Азот из атмосферы фиксируется азотфиксирующими бактериями, присутствующими в корневых клубеньках бобовых, и поступает в почву и растения.

Бактерии, присутствующие в корнях растений, превращают этот газообразный азот в полезное соединение, называемое аммиаком. Аммиак также поступает в растения в виде удобрений. Этот аммиак превращается в нитриты и нитраты. Денитрифицирующие бактерии превращают нитраты в азот и возвращают его в атмосферу.

Кислородный цикл

Схема круговорота кислорода. Изображение: Eme Chicano / Wikimedia Commons

Биогеохимический цикл кислорода проходит через атмосферу, литосферу и биосферу. Кислород — это распространенный элемент на Земле. До 21% атмосферы состоит из кислорода.

Кислород выделяется растениями во время фотосинтеза. Люди и другие животные вдыхают кислород, выдыхают углекислый газ, который снова поглощается растениями. Они используют этот углекислый газ в фотосинтезе для производства кислорода, и цикл продолжается.

Цикл фосфора

Схема цикла фосфора. Изображение: Bonniemf / Wikimedia Commons

В этом биогеохимическом цикле фосфор перемещается через гидросферу, литосферу и биосферу. Фосфор выветривается из горных пород. Из-за дождей и эрозии фосфор попадает в почву и водоемы. Растения и животные получают этот фосфор из почвы и воды. Микроорганизмам также необходим фосфор для своего роста. Когда растения и животные умирают, они разлагаются, а накопленный фосфор возвращается в почву и водоемы, которые снова потребляются растениями и животными, и цикл продолжается.

Цикл серы

Схема цикла серы. Изображение: Pashute / Wikimedia Commons

Этот биогеохимический цикл проходит через горные породы, водоемы и живые системы. Сера выбрасывается в атмосферу в результате выветривания горных пород и превращается в сульфаты. Эти сульфаты поглощаются микроорганизмами и растениями и превращаются в органические формы. Органическая сера потребляется животными с пищей. Когда животные умирают и разлагаются, сера возвращается в почву, которую снова используют растения и микробы, и цикл продолжается.

Мне нравится3Не нравится

↑нЯМНБМШЕ ОНМЪРХЪ Х ОПХМЖХОШ, ХЯОНКЭГСЕЛШЕ Б АХНЦЕНУХЛХХ

аХНЯТЕПЮ – РЕПЛХМ ЮБЯРПХИЯЙНЦН ЦЕНКНЦЮ гЧЯЯЮ (1875 Ц.), ОНД ЙНРНПШЛ НМ ОНМХЛЮК НАКЮЯРЭ, ОПНМХГЮММСЧ ФХГМЭЧ. сВЕМХЕ Н АХНЯТЕПЕ, ЕЕ ЯРПНЕМХХ, ЯБНИЯРБЮУ, ЯРПСЙРСПЕ Х ТСМЙЖХЪУ ПЮГПЮАНРЮМН б.х. бЕПМЮДЯЙХЛ. б НЯМНБЕ СВЕМХЪ Н АХНЯТЕПЕ КЕФЮР ОПЕДЯРЮБКЕМХЪ Н ОКЮМЕРЮПМНИ ЦЕНУХЛХВЕЯЙНИ ПНКХ ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ. яНЦКЮЯМН б.ю. йНБДЕ, АХНЯТЕПЮ – ЩРН ЯКНФМЮЪ ЛМНЦНЙНЛОНМЕМРМЮЪ НАЫЕОКЮМЕРЮПМЮЪ РЕПЛНДХМЮЛХВЕЯЙХ НРЙПШРЮЪ ЯЮЛНПЕЦСКХПСЧЫЮЪЯЪ ЯХЯРЕЛЮ ФХБНЦН БЕЫЕЯРБЮ Х МЕФХБНИ ЛЮРЕПХХ, ЮЙЙСЛСКХПСЧЫЮЪ Х ОЕПЕПЮЯОПЕДЕКЪЧЫЮЪ НЦПНЛМШЕ ПЕЯСПЯШ ЩМЕПЦХХ Х НОПЕДЕКЪЧЫЮЪ ЯНЯРЮБ Х ДХМЮЛХЙС ГЕЛМНИ ЙНПШ, ЮРЛНЯТЕПШ Х ЦХДПНЯТЕПШ. нЯМНБМШЛХ ЙНЛОНМЕМРЮЛХ АХНЯТЕПШ ЪБКЪЧРЯЪ: ФХБНЕ БЕЫЕЯРБН (ЯНБНЙСОМНЯРЭ ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ), АХНЦЕММНЕ БЕЫЕЯРБН (ОПНДСЙРШ, ЯНГДЮММШЕ ФХБШЛ БЕЫЕЯРБНЛ, МЮОПХЛЕП: СЦКХ, РНПТЮ, ЯЮОПНОЕКХ, ЦСЛСЯ) Х АХНЙНЯМНЕ БЕЫЕЯРБН (ОПНДСЙРШ, НАПЮГНБЮБЬХЕЯЪ Б ПЕГСКЭРЮРЕ БГЮХЛНДЕИЯРБХЪ ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ Х МЕФХБНИ ЛЮРЕПХХ – ОНВБШ, НЯЮДНВМШЕ ОНПНДШ, МЕЙНРНПШЕ ЦЮГШ). й БЮФМЕИЬХЛ ЯБНИЯРБЮЛ АХНЯТЕПШ НРМНЯЪР: ПЮГМННАПЮГХЕ ФХБШУ НПЦЮМХГЛНБ, ЮЯЯХЛЕРПХВМНЯРЭ ПЮЯОПЕДЕКЕМХЪ ФХБНЦН БЕЫЕЯРБЮ ОН КХЙС ОКЮМЕРШ, Ю РЮЙФЕ ОКЮЯРХВМНЯРЭ Х ПЕГХЯРЕМРМНЯРЭ. рНКЫХМЮ АХНЯТЕПШ ЯНЯРЮБКЪЕР НЙНКН 40 ЙЛ. нЯМНБМНИ ЩКЕЛЕМРЮПМНИ ЪВЕИЙНИ АХНЯТЕПШ ЪБКЪЕРЯЪ АХНЦЕНЖЕМНГ. рЮЙЯНМШ АХНЯТЕПШ – ЕДХМХЖШ ХЕПЮПУХВЕЯЙНЦН ОНДПЮГДЕКЕМХЪ АХНЯТЕПШ:

1) РЮЙЯНМШ ОЕПБНЦН ОНПЪДЙЮ НАЗЕДХМЪЧР ПЕЦХНМШ АХНЯТЕПШ, ХЛЕЧЫХЕ ЦЕНЦПЮТХВЕЯЙХЕ ОПХГМЮЙХ ОНВБЕММН-ЙКХЛЮРХВЕЯЙХУ ГНМ ХКХ ХУ ЯНВЕРЮМХИ, МН Я СВЕРНЛ ЙЮВЕЯРБЕММНИ Х ЙНКХВЕЯРБЕММНИ УЮПЮЙРЕПХЯРХЙХ АХНЦЕНУХЛХВЕЯЙНИ ОХЫЕБНИ ЖЕОХ УХЛХВЕЯЙХУ ЩКЕЛЕМРНБ (АХНЦЕММШУ ЖХЙКНБ) Х ОПЕНАКЮДЮЧЫХУ АХНКНЦХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ НПЦЮМХГЛНБ МЮ ЕЯРЕЯРБЕММШИ УХЛХВЕЯЙХИ ЯНЯРЮБ ЯПЕДШ ХКХ ЕЕ РЕУМНЦЕММШЕ ХГЛЕМЕМХЪ (Й ОНЯКЕДМХЛ НРМНЯЪРЯЪ, МЮОПХЛЕП, ХГЛЕМЕМХЕ УХЛХВЕЯЙНЦН ЯНЯРЮБЮ НПЦЮМХГЛНБ, НАЛЕМЮ БЕЫЕЯРБ, ОНПНЦНБНИ ВСБЯРБХРЕКЭМНЯРХ, ПЮГКХВМШУ ПЕЮЙЖХИ Б БХДЕ ЩМДЕЛХВЕЯЙХУ ГЮАНКЕБЮМХИ); 

2) РЮЙЯНМШ БРНПНЦН ОНПЪДЙЮ, ХЛЕМСЕЛШЕ ЯСАПЕЦХНМЮЛХ, ПЮГДЕКЪЧРЯЪ МЮ ДБЕ ЦПСООШ:

• ЯСАПЕЦХНМШ АХНЯТЕПШ, Б ЙНРНПШУ ЙНЛАХМХПСЧРЯЪ ОПХГМЮЙХ ПЕЦХНМЮ ОН ЙНМЖЕМРПЮЖХЪЛ, ДНЯРХЦЮЧЫХЛ ОНПНЦНБШУ БЕКХВХМ, Х БНГЛНФМНЛС ОПНЪБКЕМХЧ ЯОЕЖХТХВЕЯЙХУ АХНКНЦХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ;
• ЯСАПЕЦХНМШ, ОПХГМЮЙХ ЙНРНПШУ МЕ ЯОНЯНАЯРБСЧР УЮПЮЙРЕПХЯРХЙЕ ПЕЦХНМЮ — НМХ НАШВМН НАПЮГСЧРЯЪ ОНД ПСДМШЛХ РЕКЮЛХ ОПХ ПЮЯЯЕЪМХХ ЙНМЖЕМРПХПНБЮММШУ Б МХУ ЩКЕЛЕМРНБ, Б АЕЯЯРНВМШУ ПЮИНМЮУ, Б ПЮИНМЮУ БСКЙЮМХГЛЮ, Ю РЮЙФЕ ОПХ РЕУМНЦЕММШУ ГЮЦПЪГМЕМХЪУ АХНЯТЕПШ;

3) РЮЙЯНМШ РПЕРЭЕЦН ОНПЪДЙЮ БЙКЧВЮЧР Б ЯЕАЪ ацу ОПНБХМЖХХ – РЕППХРНПХХ ПЮГКХВМШУ ПЮГЛЕПНБ Б ЯНЯРЮБЕ ЯСАПЕЦХНМНБ АХНЯТЕПШ Я ОНЯРНЪММШЛХ УЮПЮЙРЕПМШЛХ ПЕЮЙЖХЪЛХ НПЦЮМХГЛНБ (МЮОПХЛЕП, ЩМДЕЛХВЕЯЙХЕ ГЮАНКЕБЮМХЪ). пЮГКХВЮЧР ЕЯРЕЯРБЕММШЕ Х РЕУМНЦЕММШЕ ацу ОПНБХМЖХХ (йНБЮКЭЯЙХИ, 1978).

Что такое биогеохимические циклы?

Биогеохимические циклы или циклы вещества – это цепи обмена химическими элементами между живыми существами и окружающей их средой через серию процессов переноса, производства и разложения. Его название происходит от греческих префиксов bio – жизнь и geo – земля

Биогеохимические циклы включают как различные формы жизни (растительные, животные, микроскопические и т.д.), так и природные неорганические элементы и соединения (осадки, ветры и т.д.). Это вечное движение материи из одного места в другое, которое позволяет перерабатывать имеющиеся питательные вещества в биосфере

Под питательными веществами мы понимаем все те элементы или молекулы , присутствие которых в организме живого существа необходимо для непрерывности его существования воспроизводства его видов. Питательные вещества обычно состоят примерно из 31-40 различных химических элементов, и, в зависимости от вида, как питательные вещества, так и составляющие их элементы необходимы в различных пропорциях. Эти питательные вещества могут быть разных типов:

• Макронутриенты. Их присутствие в организме в различных соединениях составляет около 95 % от массы всех живых организмов. Они состоят из углерода, кислорода, водорода, азота, серы, кальция, натрия, хлорида, калия и фосфора. Это питательные вещества, которые в наибольшем количестве содержатся в организме любого живого существа.
• Микроэлементы. Их присутствие в организме живых существ обязательно, но их меньшинство. В их состав входят железо, медь , цинк, йод и витамин А.
• Энергичный. Это те, которые живой организм использует для получения энергии , необходимой для выполнения жизненно важных функций. Например, аминокислоты и жиры
• Структурный. Те, которые формируют структуру организма живых организмов и позволяют ему расти. Например, белки , фосфор, кальций и некоторые липиды.
• Регуляторы. Они контролируют развитие многих реакций, происходящих в организме. Основными из них являются витамины , натрий и калий.
• Несущественное. Они могут синтезироваться организмом живых существ. Они не являются абсолютно жизненно важными для функционирования организма.
• Essential. Они не могут быть синтезированы организмом живых существ, поэтому их неизбежно приходится извлекать из окружающей среды. Например, незаменимые аминокислоты и жирные кислоты.

Биогеохимические циклы различаются в зависимости от свойств вовлеченного элемента, и поэтому в них также вовлечены различные формы жизни