Круговорот у природі

Круговорот в природе.

Діяльність живих організмів супроводжується витяганням з довколишнього їх неживої природи великих кількостей мінеральних речовин. Після смерті організмів складові їх хімічні елементи повертаються до довкілля. Так виникає біогенний круговорот речовин, у природі, тобто. циркуляція речовин між атмосферою, гидросферой, літосферою і живими організмами.

Наведемо приклади.

Круговорот воды.

Під впливом енергії Сонця вода випаровується із поверхні водоёмов і повітряними течіями переносяться великі відстані. Випадаючи на поверхню суходолу на вигляді опадів, вона сприяє руйнації гірських порід і робить складові їх мінерали доступними для рослин, мікроорганізмів і тварин. Вона розмиває верхній грунтовий шар і геть разом із растворёнными у ній хімічними сполуками і зваженими органічними і неорганічними частинками в моря, и океани. Циркуляція води між океаном і суходолом найважливіше ланка у підтримці життя Землі.

Рослини беруть участь у круговерті води двояким способом: витягають її з грунтів та випаровують у повітря; частина води у клітинах рослин розщеплюється у процесі фотосинтезу. У цьому водень фіксується як органічних сполук, а кисень вступає у атмосферу.

Тварини споживають воду підтримки осмотического і сольового рівноваги в організмі й виділяють її в навколишнє середовище разом із продуктами обміну речовин.

Круговорот углерода.

Вуглець вступає у біосферу внаслідок фіксації їх у процесі фотосинтезу. Кількість вуглецю, щорічно связываемого рослинами, становить 46 млрд. т. Частину його ще вступає у тіло тварин і звинувачують звільняється внаслідок дихання як СО2, що знову вступає у атмосферу. З іншого боку, запаси вуглецю у атмосфері поповнюються рахунок вулканічної роботи і спалювання людиною горючих копалин. Хоча переважна більшість що надходить атмосферу діоксиду вуглецю поглинається океаном і відкладають у вигляді карбонатів, зміст СО2 повітря повільно, але неухильно підвищується.

Круговорот азота.

Азот одна з основних біогенних елементів в величезних кількостях міститься у атмосфері, де становить 80% загальної маси її газоподібних компонентів. Однак у молекулярної формі вона може використовуватися ні вищими рослинами, ні тваринами.

У форму, придатну від використання, атмосферне азот переводять електричні розряди (у яких утворюються оксиди азоту, у поєднанні із жовтою водою дають азотисту й азотну кислоти), азотфиксирующие бактерії і синезелёные водорості. Одночасно утворюється аміак, який інші хемосинтезирующие бактерії послідовно переводять їх у нітрити і нітрати. Останні найбільш усвояемы для рослин. Біологічна фіксація азоту суші становить приблизно г/м2, а родючих областях сягає 20 г/м2.

Після відмирання організмів гнильні бактерії розкладають азотомісткі сполуки до аміаку. Частину його ще іде у атмосферу, частина відновлюється денитрифицирующими бактеріями до молекулярного азоту, але переважна більшість окислюється до нітритів і нітратів і знову використовується. Певний кількість сполук азоту осідає в глибоководних осадах i надовго (мільйони) вимикається з круговороту. Ці втрати компенсуються надходженням азоту у повітря з вулканічними газами.

Круговорот серы.

Сірка входить до складу білків і є життєво важливим елементом. У нинішньому вигляді сполук із металами сульфидов вона залягає як руд суші і у склад глибоководних відкладень. У доступну для засвоєння розчинну форму ці сполуки переводяться хемосинтезирующими бактеріями, здатними отримувати енергію шляхом окислення відновлених сполук сірки. Через війну утворюються сульфати, що використовуються рослинами. Глибоко які сульфати втягуються в круговорот інший групою мікроорганізмів, відновлюють сульфати до сірководню.

Круговорот фосфора.

Резервуаром фосфору служать поклади його сполук, у гірських породах. У результаті вимивання він потрапляє у річкові системи та частиною використовується рослинами, а частиною несеться у морі, де осідає в глибоководних відкладеннях. З іншого боку, у світі щорічно видобувається від 1 до 2 млн. т. фосфорсодержащих порід. Переважна частина цього фосфору також вимивається і виключається з круговороту. Завдяки лову риби частина фосфору повертається на суходіл у невеликих розмірах (близько 60 тис. т. елементарного фосфору на рік) .

З приведених прикладів видно, яку значної ролі в еволюції неживої природи грають живі організми. Їхню діяльність серйозно впливає формування складу атмосфери і земної кори. Вагомий внесок у розуміння взаємозв'язків між живої та неживої природою вніс видатний радянський учений У. І. Вернадський. Він виявив геологічну роль живих організмів і показав, що й діяльність є важливий чинник перетворення мінеральних оболонок планети.

Отже, живі організми, відчуваючи у собі вплив чинників неживої природи, своєї діяльністю змінюють умови довкілля, тобто. середовища свого перебування. Це спричиняє зміни структури всього світового співтовариства біоценозу.

Встановлено, що азот, фосфор і калій можуть надавати найбільше позитивний вплив на врожаї культурних рослин, і тому ці три елемента у найбільших кількостях вносять у ґрунт з добривами, застосовуваними сільському господарстві. Тому азот і фосфор виявилися головна причина прискореної эвтрофизации озер країни з інтенсивним землеробством. Эвтрофизация це процес збагачення водоёмов поживою. Це природне явище в озёрах, оскільки річки приносять живильні речовини з оточуючих дренажних площ. Але його зазвичай йде надто повільно, протягом тисяч літ.

Неприродна эвтрофизация, яка веде до стрімкому збільшення продуктивності озер, відбувається внаслідок стоку з сільськогосподарських угідь, які можна збагачені поживою добрив.

Є також дві інші важливих джерела фосфору стічні води та миття. Стічні води, як і своєму початковому вигляді, і оброблені, збагачені фосфатами. Побутові детергенты містять від 15% до 60% біологічно разрушаемого фосфату. Коротко можна резюмувати, що эвтрофизация зрештою призводить до виснаження ресурсів кисню і загибель більшості живих організмів у озёрах, а крайніх ситуаціях та у річках.

Організми в екосистемі пов’язані спільністю енергії і поживних речовин, і потрібно чітко розмежувати ці поняття. Усю екосистему можна уподібнити єдиному механізму, потребляющему енергію та живильні речовини з метою роботи. Живильні речовини спочатку походять із абиотического компонента системи, куди зрештою і повертаються або у ролі відходів життєдіяльності, або після загибелі і руйнувань організмів. Отже, в екосистемі відбувається постійний круговорот поживних речовин, у якому беруть участь і живий і неживої компоненти. Такі круговороти називаються биогеохимическими циклами.

На глибині кілька десятків кілометрів гірські породи і мінерали піддаються впливу високого тиску і температур. У результаті відбувається метаморфизм (зміна) їх структури, мінерального, котрий іноді хімічного складу, що зумовлює освіті метаморфических порід.

Опускаючись ще більше вглиб Землі, метаморфічні породи можуть розплавитися й утворити магму. Внутрішня енергія Землі (тобто. ендогенні сили) піднімає магму до. З розплавленими гірськими породами, тобто. магмою, хімічні елементи виносяться на поверхні Землі під час вивержень вулканів, застигають в товщі земної кори як интрузий. Процеси гороутворення піднімають глибинні гірські породи і мінерали на поверхні Землі. Тут гірські породи піддаються впливу сонця, води, тварин і звинувачують рослин, тобто. руйнуються, переносяться і отлагаются як опадів на на новому місці. Через війну утворюються осадові гірські породи. Вони накопичуються в рухливих зонах земної кори і за пригибании знову опускаються великі глибини (понад 10 км) .

Знову починаються процеси метаморфізму, переправления, кристалізації, і хімічні елементи повертаються на поверхні Землі. Такий «маршрут «хімічних елементів називається великим геологічним круговоротом. Геологічний круговорот не замкнутий, т.к. частина хімічних елементів виходить із круговороту: несеться до космосу, закріплюється міцними зв’язками на земної поверхні, а частина надходить ззовні, з космосу, з метеоритами.

Геологічний круговорот це глобальне подорож хімічних елементів всередині планети. Більше короткі подорожі вони роблять Землі не більше окремих її ділянок. Головний ініціатор живе речовина. Організми інтенсивно поглинають хімічні елементи з грунту, повітря води. Але водночас і повертає їх. Хімічні елементи вимиваються з рослин дощовими водами, виділяються у повітря при подиху і отлагаются у грунті по смерті організмів. Возвращённые хімічні елементи знову і знову втягуються живим речовиною в «подорожі «. Все разом і як біологічний, чи дрібний, круговорот хімічних елементів. Він також не замкнутий.

Частина елементів- «мандрівників «несеться його межі з поверхневими і грунтовими водами, частина на час «вимикається «з круговороту і затримується в деревах, грунті, торфі.

Ще один маршрут хімічних елементів проходить згори донизу від вершин і вододілів до долин і руслам річок, западинам, западинам. На вододіли хімічні елементи роблять лише з атмосферними опадами, а виносяться донизу й з водою, й під дією сили тяжкості. Витрата речовини переважає над надходженням, що ж свідчить сам назва ландшафтів вододілів элювиальные.

На схилах життя хімічних елементів змінюється. Швидкість їх пересування різко зростає, і вони «проїжджають «схили, як пасажири, зручно влаштувалися укупі поїзда. Ландшафти схилів і називаються транзитними.

" Відпочити «від дороги хімічним елементам вдається лише аккумулятивных (які нагромаджували) ландшафтах, розміщених у понижениях рельєфу. У в цих місцях часто і є, створюючи для рослинності сприятливі умови харчування. У окремих випадках рослинності доводиться змагатися вже з головою хімічних елементів.

Вже років тому у розподіл хімічних елементів втрутився людина. З початку двадцятого століття діяльність людини стала головним способом їх подорожі. При видобутку корисних копалин дуже багато речовин вихоплюється із земної кори. Їх промислову переробку супроводжується викидами хімічних елементів з відходами виробництва, у атмосферу, води, грунту. Це забруднює середовище проживання живих організмів. На землі з’являються нові ділянки із високим концентрацією хімічних елементів рукотворні геохімічні аномалії. Вони поширені навколо рудників кольорових металів (міді, свинцю). Ці ділянки інколи нагадують місячні пейзажі, оскільки позбавлені життя через високі змісті шкідливих елементів у ґрунтах і водах. Зупинити науково-технічний прогрес неможливо, але повинен пам’ятати, що є поріг в забруднення природного довкілля, переходити який можна, на яких неминучі хвороби покупців, безліч навіть вимирання цивілізації.

Створивши біогеохімічні «звалища », природа, можливо, хотіла застерегти людини від непродуманої, аморальної діяльності, показати йому на наочному прикладі, до чого приводить порушення розподілу хімічних елементів в земної корі і її поверхні.