biogeocheminiai ciklai

Chemija

2022

Mes paaiškiname, kas yra biogeocheminiai ciklai arba medžiagų ciklai ir kokie yra jų tipai. Anglies, fosforo ir azoto ciklas.

Biogeocheminiai ciklai yra medžiagos poslinkio grandinės.

Kas yra biogeocheminiai ciklai?

Jis žinomas kaip biogeocheminiai ciklai arba medžiagų ciklai į mainų grandines cheminiai elementai tarp gyvų būtybių ir aplinką kurie juos supa per daugybę transportavimo, gamybos ir skilimo procesų. Jo pavadinimas kilęs iš priešdėliai graikų biografija, „gyvenimas ir geo, „Žemė“.

Biogeocheminiuose cikluose įvairios formos gyvenimą (augaliniai, gyvūniniai, mikroskopiniai ir kt.), kaip neorganiniai gamtos elementai ir junginiai (lietūs, vėjai ir kt.). Tai amžinas poslinkis medžiagos iš vienos vietos į kitą, o tai leidžia perdirbti maistines medžiagas biosfera.

„Maistinėmis medžiagomis“ turime omenyje visus tuos elementus arba molekules kurių buvimas organizme a Gyva būtybė yra būtinas jūsų tęstinumui egzistavimas ir dauginimasis iš jo rūšių. Maistinės medžiagos paprastai susideda iš maždaug 31 ir 40 skirtingų cheminių elementų ir, priklausomai nuo rūšies, tiek maistinių medžiagų, tiek jas sudarančių elementų reikia skirtingose. proporcijas. Šios maistinės medžiagos gali būti įvairių tipų:

  • Makroelementai. Jo buvimas organizme įvairiuose junginiuose sudaro apie 95 % masė visų gyvų organizmų. Jie sudaryti iš anglies, deguonies, vandenilio, azoto, sieros, kalcio, natrio, chlorido, kalio ir fosforo. Tai yra maistinės medžiagos, kurių didesnis kiekis yra bet kurios gyvos būtybės organizme.
  • Mikroelementai. Jo buvimas gyvų būtybių kūne yra būtinas, tačiau mažuma. Jie sudaryti iš geležies, vario, cinko, jodo ir vitamino A.
  • Energingas. Tai tie, kuriuos gyvų būtybių organizmas naudoja, kad gautų Energija būtini gyvybinėms funkcijoms atlikti. Pavyzdžiui, amino rūgštys ir riebalų.
  • Struktūrinis. Jie yra tie, kurie sudaro gyvų būtybių organizmo struktūrą ir leidžia jiems augti. Pavyzdžiui, baltymas, fosforo, kalcio ir kai kurių lipidų.
  • Reguliatoriai Jie kontroliuoja daugelio organizme vykstančių reakcijų evoliuciją. Pagrindiniai yra vitaminai, natrio ir kalio.
  • Nebūtina. Juos gali susintetinti gyvų būtybių organizmas. Jie nėra visiškai svarbūs organizmo funkcionavimui.
  • Esminis Jų negali susintetinti gyvų būtybių organizmas, todėl jie neišvengiamai turi būti išgaunami iš aplinką. Pavyzdžiui, nepakeičiamos aminorūgštys ir riebalų rūgštys.

Biogeocheminiai ciklai skiriasi priklausomai nuo elemento savybių, todėl apima ir skirtingas gyvybės formas.

Biogeocheminių ciklų tipai

Yra keletas biogeocheminių ciklų tipų:

  • Hidrologinis. Tie, kuriuose vandens ciklas arba hidrologinis ciklas, kuris tarnauja kaip elementų pernešimo iš vienos vietos į kitą agentas. Pats vandens ciklas gali būti įtrauktas į šią kategoriją.
  • Dujinis. Tie, kuriuose atmosfera ciklo cheminių elementų, tokių kaip azoto, deguonies ir anglies ciklas, transportavimui.
  • Nuosėdinės. Tie, kuriuose cheminis elementas pernešamas nusėdimo būdu, ty lėtai kaupiasi ir keičiasi Žemės pluta, kaip ir fosforo ciklas.

Biogeocheminių ciklų svarba

Biogeocheminiai ciklai yra atsakingi už gyvybiškai svarbių cheminių elementų perdirbimą, kitaip jie būtų išeikvoti ir dėl to gyvybė planetoje būtų neįmanoma.

Šia prasme biogeocheminiai ciklai yra skirtingi mechanizmai, kuriais gamta ji turi cirkuliuoti materiją iš vienų gyvų būtybių kitoms, taip leisdama visada turėti tam tikrą maržą.

Jokių maistinių medžiagų, kurių reikia gyvai būtybei, jos viduje nebus amžinai. Visi turi būti grąžinti į aplinką, kad kiti galėtų juos pakartotinai panaudoti.

Azoto ciklas

Azoto ciklas yra pagrindinis, nes jis sudaro daug biomolekulių.

Azoto ciklas yra vienas iš pagrindinių biogeocheminių ciklų, kuriame mikroorganizmai prokariotai (bakterijos) ir augalai Jie savo kūnuose fiksuoja azotą, vieną iš pagrindinių atmosferos dujų. Jis būtinas įvairiems junginiams organizme gyvūnai, įskaitant zmogus.

Ciklą galima apibendrinti taip:

  • Tam tikros bakterijos iš atmosferos savo kūnuose fiksuoja dujinį azotą (N2), sudarydamos su juo organines molekules, kurias gali panaudoti augalai, pavyzdžiui, amoniaką (NH3).
  • Augalai naudojasi šiomis azoto molekulėmis ir perduoda jas per savo audinius į žolėdžiai gyvūnai o šie per savo audinius į mėsėdžiai gyvūnai o šie jiems plėšrūnų, Per mitybos grandinė.
  • Galiausiai gyvos būtybės grąžina azotą į dirvą arba per šlapimą (turintis daug amoniako), arba kai miršta ir yra suskaidomi bakterijos, kurios fiksuoja azoto turinčias molekules, išleisdamos azotą atgal į atmosferą. dujinė būsena.

Anglies ciklas

Anglies ciklas yra pats svarbiausias, nes visi organizmai turi anglies.

Anglies ciklas yra svarbiausias ir sudėtingiausias iš biogeocheminių ciklų, nes visa žinoma gyvybė be išimties susideda iš junginių, gautų iš šio elemento. Be to, šis ciklas apima pagrindinius procesus medžiagų apykaitos augalų ir gyvūnų: fotosintezė ir kvėpavimas.

Ciklą galima apibendrinti taip:

  • Atmosferą sudaro didelis tūris anglies dioksidas (CO2). Augalai ir dumbliai jį sugauna ir fotosintezės būdu paverčia cukrumi (gliukoze), naudodami saulės energija. Taip jie gauna energijos ir gali augti. Savo ruožtu jie išskiria deguonį (O2) į atmosferą.
  • Gyvūnai ne tik gauna deguonies kvėpavimo procesų metu, bet ir pasiekia anglį iš augalų audinių, kad galėtų augti ir daugintis. Ir gyvūnai, ir augalai, mirdami, suteikia aš dažniausiai jų kūnuose esanti anglis, kuri per nuosėdų procesus (ypač vandenyno dugne, kur anglis taip pat ištirpsta vandenyje) virsta įvairiomis fosilijomis ir mineralai.
  • Anglies iškasenos arba mineralinės būsenos gali išsilaikyti milijonus metų po žemės pluta, vykstant transformacijoms, dėl kurių medžiaga išsiskiria tokia pat skirtinga kaip mineralinė anglis. Naftos arba deimantais. Šis reikalas vėl iškils dėka erozija, išsiveržimai ir ypač žmogaus darbas: išnaudojimas iškastinis kuras, cemento gavyba ir kt pramonės šakoms kurios į atmosferą išskiria tonas CO2 tiek prie vandenynas taip pat į žemę, be kitų skystų ir kietų atliekų, kuriose gausu anglies.
  • Kita vertus, gyvūnai kvėpuodami nuolat išskiria CO2. Kiti energetiniai procesai, pvz fermentacija arba skilimas organinė medžiaga jie generuoja CO2 arba kitas anglies turinčias dujas, pavyzdžiui, metaną (CH4), kurios taip pat patenka į atmosferą.

Fosforo ciklas

Fosforo ciklas yra būtinas DNR ir RNR susidarymui.

The fosforo ciklas Tai paskutinis ir sudėtingiausias iš pagrindinių biogeocheminių ciklų, nes fosforas yra gausus mineralų pavidalo žemės plutoje esantis elementas, tačiau jo iš esmės reikia gyvoms būtybėms, nors ir nedideliais kiekiais. Fosforas yra tokių gyvybiškai svarbių junginių dalis kaip DNR ir RNR, o jo ciklą galima apibendrinti taip:

  • Fosforas gaunamas iš sausumos mineralų, kurie veikiant erozija (saulė, vėjas, vandens) išleidžiami ir vežami į įvairius ekosistemoms. Žmogaus kasybos veikla taip pat gali prisidėti prie šio etapo, nors nebūtinai teigiamai aplinkai.
  • Fosforo turtingos uolienos aprūpina augalus maistinėmis medžiagomis, kurios fiksuoja fosforą jų audiniuose ir perneša jį kitoms gyvūnų gyvybės formoms. mitybos grandinė. Savo ruožtu gyvūnai grąžina fosforo perteklių į dirvą tuštindamiesi ir skaidydami savo skerdenas, palaikydami fosforą cikle tarp gyvų būtybių.
  • Tačiau fosforas pasiekia ir jūrą, kur jį fiksuoja dumbliai ir perduoda gyvūnams. Šiuo atveju elementas lėtai nusėda ant jūros dugno, kur dėl įvairių nuosėdų procesų jis sugrįš į uolienas, kurios vėliau labai lėto ir labai ilgo geologinio proceso metu bus atskleistos ir vėl aprūpins fosforu. biosfera.
!-- GDPR -->