6.3 Круговороты веществ в природе, их виды
Основных круговоротов веществ в природе два: большой (геологический) и малый (биогеохимический).
Большой круговорот веществ в природе (геологический) обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.
Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы. Новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным изменениям.
Малый круговорот веществ в биосфере (биогеохимический), в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения.
Этот круговорот для жизни биосферы главный.
В ряде экосистем перенос вещества и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических цепей. Такой круговорот обычно называют биологическим. В масштабах всей биосферы такой круговорот невозможен.
Круговорот отдельных веществ В. И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в следующем: химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходя в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т. д. Такие элементы называют биофильными. Этими циклами и круговоротом в целом обеспечиваются важнейшие функции живого веществам биосфере.
В биогеохимических круговоротах следует различать две части:
1) резервный фонд это огромная масса движущихся веществ, не связанных с организмами;
2) обменный фонд значительно меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменом биогенным веществом между организмами и их непосредственным окружением.
Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней можно выделить:
1) круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере (океан);
2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре (в геологическом круговороте).
Некоторое количество вещества может на время выбывать из биологического круговорота (осаждаться на дне океанов, морей, выпадать в глубины земной коры и т. п.). Однако в результате протекания тектонических и геологических процессов (вулканической деятельности, подъема и опускания земной коры, изменения границ между сушей и водой и др.) осадочные породы вновь включаются в круговорот, называемый геологическим циклом или круговоротом.
Различают следующие виды круговоротов веществ:
5. Кругооборот воды и другие
Для примера разберем круговорот углерода. Углерод составная часть скальных пород и в виде СО2 часть атмосферного воздуха. Источники СО2 — вулканы, дыхание, лесные пожары, сжигание топлива, промышленность и др. Атмосфера интенсивно обменивается СО2 с мировым океаном, где его в 60 раз больше, чем в атмосфере, т.к. СО2 хорошо растворяется в воде (чем ниже температура тем выше растворимость, т.е. СО2 больше в низких широтах). Океан действует как гигантский насос: поглощает СО2 в холодных областях и частично «выдувает» в тропиках.
Избыточное количество СО2 в океане соединяется с водой, образуя угольную кислоту. Соединяясь с Са, К, Na, образует стабильные соединения в виде карбонатов, которые оседают на дно.
Фитопланктон в океане в процессе фотосинтеза поглощает СО2. Умирая, организмы попадают на дно и становятся частью осадочных пород. Это показывает взаимодействие большого и малого кругооборота веществ. Углерод С из молекулы СО2 в ходе фотосинтеза включается в состав глюкозы, а затем в состав более сложных соединений, из которых построены растения. В дальнейшем они переносятся по пищевым цепям и образуют ткани всех остальных живых организмов в экосистеме и возвращаются в окружающую среду в составе СО2.
Также углерод присутствует в нефти и угле. Сжигая топливо, человек также завершает цикл углерода, содержащегося в топливе так возникает биотехнический кругооборот углерода.
Оставшаяся масса углерода находится в карбонатных отложениях дна океана (1,3 10 т), в кристаллических породах (1 10 т), в угле и нефти (3,4 10 т). Этот углерод принимает участие в экологическом кругообороте. Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддерживается относительно небольшим количеством углерода (5 10 т).
Источник
Какие круговороты веществ на Земле вы знаете?
Для меня всегда было удивительно, как вещество расходуется в больших количествах, но все же, никогда не исчезает из нашей планеты. Позже, когда я поступил на химический факультет и начал изучать химию, мне открылось множество удивительной информации, именно так я открыл для себя круговорот веществ в природе. Только благодаря круговороту веществ, на нашей Земле существует гармония, и ни единый организм не умирает напрасно, а со смертью питает другое существо. Как гениально сложила природа свой закон — ничто не исчезает в никуда и не берется ниоткуда.
Круговорот веществ на Земле
На нашей планете никогда не заканчиваются вещества, они только переходят из одной формы в другую, из одного животного в другое. Именно это и называется — круговоротом веществ. Вот несколько из них:
Перечисленные вещества составляют большую часть в организме человека, поэтому их круговорот тесно переплетается с жизнью самого человека.
Круговорот воды
Вода попадает на землю в виде осадков, тем самым наполняя реки, моря, океаны; питает организмы и благодаря ей существует жизнь на планете. В процессе жизнедеятельности организмы потребляют и выделяют воду. Некоторые животные получают воду, поедая большое количество растительности. После выделения организмами воды, она скапливается на огромных участках и оттуда, с помощью солнечных лучей, испаряется обратно в атмосферу.
Круговорот азота
В воздухе, азот содержится в самом большом количестве, но растения не способны поглощать его из воздуха. Самую большую часть азота поглощают азотистые бактерии — они насыщают почву соединениями азота. Из почвы азот потребляют растения и грибы, используя его для своего роста. В свою очередь, растения и грибы поглощают животные, таким образом азот питает их. Животные способны выделять соединения азота в виде жидкости и газа, который после опять попадает в воздух.
Круговорот углерода
Органическая жизнь существует, благодаря углероду. Углерод содержится в атмосфере в виде углекислого газа. Из воздуха углекислый газ поглощают растения, превращая его в сахарозу и выделяя кислород. Растения поглощают животные, для восполнения энергии. В организме животного сахароза раскладывается с образованием углекислого газа, который выделяется с организма и попадает в атмосферу.
Круговорот кальция
Кальций в больших количествах находится в горных породах. С водой ионы кальция попадают в организм животного, формируя его скелет. После смерти животное попадает в землю, где его скелет формирует известняковую породу.
Источник
Круговороты веществ в природе, их виды
Основных круговоротов веществ в природе два: большой (геологический) и малый (биогеохимический).
Большой круговорот веществ в природе (геологический) обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.
Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму — источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы. Новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным изменениям.
Малый круговорот веществ в биосфере (биогеохимический), в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения.
Этот круговорот для жизни биосферы — главный.
В ряде экосистем перенос вещества и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических цепей. Такой круговорот обычно называют биологическим. В масштабах всей биосферы такой круговорот невозможен.
Круговорот отдельных веществ В. И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в следующем: химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходя в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т. д. Такие элементы называют биофильными. Этими циклами и круговоротом в целом обеспечиваются важнейшие функции живого веществам биосфере.
В биогеохимических круговоротах следует различать две части:
1) резервный фонд — это огромная масса движущихся веществ, не связанных с организмами;
2) обменный фонд — значительно меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменом биогенным веществом между организмами и их непосредственным окружением.
Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней можно выделить:
1) круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере (океан);
2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре (в геологическом круговороте).
Некоторое количество вещества может на время выбывать из биологического круговорота (осаждаться на дне океанов, морей, выпадать в глубины земной коры и т. п.). Однако в результате протекания тектонических и геологических процессов (вулканической деятельности, подъема и опускания земной коры, изменения границ между сушей и водой и др.) осадочные породы вновь включаются в круговорот, называемый геологическим циклом или круговоротом.
Различают следующие виды круговоротов веществ:
5. Кругооборот воды и другие
Для примера разберем круговорот углерода. Углерод — составная часть скальных пород и в виде СО2 — часть атмосферного воздуха. Источники СО2 — вулканы, дыхание, лесные пожары, сжигание топлива, промышленность и др. Атмосфера интенсивно обменивается СО2 с мировым океаном, где его в 60 раз больше, чем в атмосфере, т.к. СО2 хорошо растворяется в воде (чем ниже температура — тем выше растворимость, т.е. СО2 больше в низких широтах). Океан действует как гигантский насос: поглощает СО2 в холодных областях и частично «выдувает» в тропиках.
Избыточное количество СО2 в океане соединяется с водой, образуя угольную кислоту. Соединяясь с Са, К, Na, образует стабильные соединения в виде карбонатов, которые оседают на дно.
Фитопланктон в океане в процессе фотосинтеза поглощает СО2. Умирая, организмы попадают на дно и становятся частью осадочных пород. Это показывает взаимодействие большого и малого кругооборота веществ. Углерод С из молекулы СО2 в ходе фотосинтеза включается в состав глюкозы, а затем в состав более сложных соединений, из которых построены растения. В дальнейшем они переносятся по пищевым цепям и образуют ткани всех остальных живых организмов в экосистеме и возвращаются в окружающую среду в составе СО2.
Также углерод присутствует в нефти и угле. Сжигая топливо, человек также завершает цикл углерода, содержащегося в топливе — так возникает биотехнический кругооборот углерода.
Оставшаяся масса углерода находится в карбонатных отложениях дна океана (1,3 — 10 т), в кристаллических породах (1 — 10 т), в угле и нефти (3,4 — 10 т). Этот углерод принимает участие в экологическом кругообороте. Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддерживается относительно небольшим количеством углерода (5 — 10 т).
Источник