- Τι είναι οι βιογεωχημικοί κύκλοι;
- Τύποι βιογεωχημικών κύκλων
- Σημασία βιογεωχημικών κύκλων
- Κύκλος αζώτου
- Κύκλος άνθρακα
- Κύκλος φωσφόρου
Εξηγούμε ποιοι είναι οι βιογεωχημικοί κύκλοι ή κύκλοι της ύλης και ποιοι τύποι υπάρχουν. Ο κύκλος του άνθρακα, του φωσφόρου και του αζώτου.
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι είναι τα κυκλώματα μετατόπισης της ύλης.Τι είναι οι βιογεωχημικοί κύκλοι;
Είναι γνωστό ως βιογεωχημικοί κύκλοι ή κύκλοι ύλης στα κυκλώματα ανταλλαγής του χημικά στοιχεία μεταξύ των ζωντανών όντων και του περιβάλλον που τα περιβάλλει, μέσω μιας σειράς διαδικασιών μεταφοράς, παραγωγής και αποσύνθεσης. Το όνομά του προέρχεται από το προθέματα Ελληνικά βιο, «η ζωή και geo, «Γη».
Στους βιογεωχημικούς κύκλους, οι διάφορες μορφές του ΖΩΗ (φυτικό, ζωικό, μικροσκοπικό κ.λπ.), ως ανόργανα φυσικά στοιχεία και ενώσεις (βροχές, άνεμοι κ.λπ.). Είναι ένα διαρκές μετατόπιση της ύλης από το ένα μέρος στο άλλο, το οποίο επιτρέπει την ανακύκλωση των θρεπτικών ουσιών που διατίθενται στο βιόσφαιρα.
Με τον όρο «θρεπτικά συστατικά» εννοούμε όλα εκείνα τα στοιχεία ή μόρια του οποίου η παρουσία στον οργανισμό του α Ζωντανό ον είναι απαραίτητη για τη συνέχεια του ύπαρξη και το αναπαραγωγή από το δικό του είδος. Τα θρεπτικά συστατικά συνήθως αποτελούνται από περίπου 31 και 40 διαφορετικά χημικά στοιχεία και, ανάλογα με το είδος, τόσο τα θρεπτικά συστατικά όσο και τα στοιχεία που τα συνθέτουν χρειάζονται σε διαφορετικά αναλογίες. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων:
- Μακροθρεπτικά συστατικά. Η παρουσία του στο σώμα στις διάφορες ενώσεις του αποτελεί περίπου το 95% του μάζα όλων των ζωντανών οργανισμών. Αποτελούνται από άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, θείο, ασβέστιο, νάτριο, χλώριο, κάλιο και φώσφορο. Είναι τα θρεπτικά συστατικά που βρίσκονται σε μεγαλύτερη ποσότητα στον οργανισμό κάθε ζωντανού όντος.
- Μικροθρεπτικά συστατικά. Η παρουσία του στο σώμα των ζωντανών όντων είναι ουσιαστική, αλλά μειοψηφία. Αποτελούνται από σίδηρο, χαλκός, ψευδάργυρο, ιώδιο και βιταμίνη Α.
- Ενεργητικός. Είναι αυτά που χρησιμοποιεί ο οργανισμός των ζωντανών όντων για να αποκτήσει το Ενέργεια απαραίτητο για την εκτέλεση ζωτικών λειτουργιών. Για παράδειγμα, τα αμινοξέα και λίπη.
- Κατασκευαστικός. Είναι αυτά που σχηματίζουν τη δομή του οργανισμού των ζωντανών όντων και επιτρέπουν την ανάπτυξή τους. Για παράδειγμα, πρωτεΐνη, φώσφορο, ασβέστιο και μερικά λιπίδια.
- ρυθμιστικές αρχές Ελέγχουν την εξέλιξη πολλών αντιδράσεων που συμβαίνουν στο σώμα. Τα κυριότερα είναι βιταμίνες, νάτριο και κάλιο.
- Όχι ουσιαστικό. Μπορούν να συντεθούν από τον οργανισμό των ζωντανών όντων. Δεν είναι απολύτως ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία του σώματος.
- Ουσιώδης Δεν μπορούν να συντεθούν από τον οργανισμό των ζωντανών όντων, επομένως πρέπει αναπόφευκτα να εξαχθούν από περιβάλλον. Για παράδειγμα, απαραίτητα αμινοξέα και λιπαρά οξέα.
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι ποικίλλουν ανάλογα με τις ιδιότητες του εμπλεκόμενου στοιχείου και επομένως περιλαμβάνουν και διαφορετικές μορφές ζωής.
Τύποι βιογεωχημικών κύκλων
Υπάρχουν διάφοροι τύποι βιογεωχημικών κύκλων:
- Υδρολογική. Αυτά στα οποία η ο κύκλος του νερού ή υδρολογικός κύκλος, ο οποίος χρησιμεύει ως μεταφορικός παράγοντας για τα στοιχεία από το ένα μέρος στο άλλο. Ο ίδιος ο κύκλος του νερού μπορεί να συμπεριληφθεί σε αυτή την κατηγορία.
- Αεριώδης. Αυτά στα οποία η ατμόσφαιρα για τη μεταφορά των χημικών στοιχείων του κύκλου, όπως ο κύκλος του αζώτου, του οξυγόνου και του άνθρακα.
- Ιζηματογενής. Αυτά στα οποία η μεταφορά του χημικού στοιχείου γίνεται με καθίζηση, δηλαδή με αργή συσσώρευση και ανταλλαγή του στο ο φλοιός της Γης, όπως ο κύκλος του φωσφόρου.
Σημασία βιογεωχημικών κύκλων
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι είναι υπεύθυνοι για τα ζωτικά χημικά στοιχεία που ανακυκλώνονται, διαφορετικά θα εξαντλούνταν λόγω της οποίας η ζωή στον πλανήτη θα ήταν αδύνατη.
Υπό αυτή την έννοια, οι βιογεωχημικοί κύκλοι είναι οι διαφορετικοί μηχανισμοί με τους οποίους το φύση πρέπει να κυκλοφορεί ύλη από μερικά ζωντανά όντα σε άλλα, επιτρέποντας έτσι ένα συγκεκριμένο περιθώριο να είναι πάντα διαθέσιμο.
Κανένα από τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζεται ένα ζωντανό ον δεν θα βρίσκεται μέσα του για πάντα. Όλα πρέπει να επιστραφούν στο περιβάλλον ώστε να μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν από άλλους.
Κύκλος αζώτου
Ο κύκλος του αζώτου είναι κεντρικός γιατί σχηματίζει πολλά βιομόρια.Ο κύκλος του αζώτου είναι ένας από τους κύριους βιογεωχημικούς κύκλους, στον οποίο μικροοργανισμών προκαρυώτες (βακτήρια) και το φυτά Καθορίζουν το άζωτο, ένα από τα κύρια αέρια της ατμόσφαιρας, στο σώμα τους. Είναι απαραίτητο για διάφορες ενώσεις στο σώμα του των ζώων, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπινο ον.
Ο κύκλος μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
- Ορισμένα βακτήρια δεσμεύουν το αέριο άζωτο (N2) από την ατμόσφαιρα στα σώματά τους, σχηματίζοντας μαζί του οργανικά μόρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά, όπως η αμμωνία (NH3).
- Τα φυτά εκμεταλλεύονται αυτά τα αζωτούχα μόρια και τα μεταδίδουν μέσω των ιστών τους στο φυτοφάγα ζώα και αυτά μέσω των ιστών τους στο σαρκοφάγα ζώα και αυτά σε τους αρπακτικά, σε όλη την τροφική αλυσίδα.
- Τελικά, τα ζωντανά όντα επιστρέφουν άζωτο στο έδαφος, είτε μέσω των ούρων (πλούσια σε αμμωνία), είτε όταν πεθαίνουν και αποσυντίθενται από βακτήρια, τα οποία σταθεροποιούν τα πλούσια σε άζωτο μόρια, απελευθερώνοντας το άζωτο πίσω στην ατμόσφαιρα στο αέρια κατάσταση.
Κύκλος άνθρακα
Ο κύκλος του άνθρακα είναι ο πιο σημαντικός και πολύπλοκος από τους βιογεωχημικούς κύκλους, αφού όλη η γνωστή ζωή αποτελείται χωρίς εξαίρεση από ενώσεις που προέρχονται από αυτό το στοιχείο. Επιπλέον, αυτός ο κύκλος περιλαμβάνει τις κύριες διαδικασίες μεταβολικός των φυτών και των ζώων: η φωτοσύνθεση και το αναπνοή.
Ο κύκλος μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
- Η ατμόσφαιρα αποτελείται από σημαντικό όγκο διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Τα φυτά και τα φύκια το συλλαμβάνουν και το μετατρέπουν σε σάκχαρα (γλυκόζη) μέσω της φωτοσύνθεσης, χρησιμοποιώντας για αυτό το ηλιακή ενέργεια. Έτσι παίρνουν ενέργεια και μπορούν να αναπτυχθούν. Σε αντάλλαγμα απελευθερώνουν οξυγόνο (Ο2) στην ατμόσφαιρα.
- Εκτός από τη λήψη οξυγόνου κατά τη διαδικασία της αναπνοής, τα ζώα έχουν πρόσβαση σε άνθρακα από τους φυτικούς ιστούς, προκειμένου να μπορέσουν με τη σειρά τους να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν. Τόσο τα ζώα όσο και τα φυτά, όταν πεθαίνουν, παρέχουν το συνηθως ο άνθρακας στο σώμα τους που, μέσω ιζηματογενών διεργασιών (ειδικά στον πυθμένα του ωκεανού, όπου ο άνθρακας επίσης διαλύεται στο νερό), μετατρέπεται σε διάφορα απολιθώματα και μεταλλικά στοιχεία.
- Ο άνθρακας στην απολιθωμένη ή ορυκτή του κατάσταση μπορεί να διαρκέσει για εκατομμύρια χρόνια κάτω από τον φλοιό της γης, υφίσταται μετασχηματισμούς που εκτοξεύουν ύλη τόσο διαφορετική όσο ο ορυκτός άνθρακας, Πετρέλαιο ή διαμάντια. Αυτό το θέμα θα επανέλθει χάρη στο διάβρωση, ο εκρήξεις και, ιδιαίτερα, η ανθρώπινη εργασία: η εκμετάλλευση του ορυκτά καύσιμα, την εξόρυξη τσιμέντου και άλλα βιομηχανίες που απελευθερώνουν τόνους CO2 στην ατμόσφαιρα τόσο σε ωκεανός καθώς και στη γη, εκτός από άλλα υγρά και στερεά απόβλητα πλούσια σε άνθρακα.
- Από την άλλη πλευρά, τα ζώα απελευθερώνουν συνεχώς CO2 όταν αναπνέουν. Άλλες ενεργειακές διεργασίες όπως π.χ ζύμωση ή η αποσύνθεση του οργανικό υλικό παράγουν CO2 ή παράγουν άλλα αέρια πλούσια σε άνθρακα, όπως το μεθάνιο (CH4) που επίσης πηγαίνουν στην ατμόσφαιρα.
Κύκλος φωσφόρου
ο κύκλος φωσφόρου Είναι ο τελευταίος και πιο περίπλοκος από τους κύριους βιογεωχημικούς κύκλους, αφού ο φώσφορος είναι ένα άφθονο στοιχείο στον φλοιό της γης, σε ορυκτή μορφή, αλλά που ουσιαστικά το απαιτούν τα ζωντανά όντα, αν και σε μέτριες ποσότητες. Ο φώσφορος είναι μέρος τέτοιων ζωτικών ενώσεων όπως DNA και το RNA, και ο κύκλος του μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
- Ο φώσφορος προέρχεται από χερσαία ορυκτά, τα οποία με τη δράση του διάβρωση (ηλιακός άνεμος, νερό) απελευθερώνονται και μεταφέρονται σε διάφορα οικοσυστήματα. Η ανθρώπινη δράση εξόρυξης μπορεί να συμβάλει και σε αυτό το στάδιο, αν και όχι απαραίτητα με θετικό περιβαλλοντικό τρόπο.
- Βράχοι πλούσιοι σε φώσφορο παρέχουν θρεπτικά συστατικά στα φυτά, τα οποία στερεώνουν τον φώσφορο στους ιστούς τους και, πάλι, τον μεταδίδουν σε άλλες μορφές ζωικής ζωής μέσω του τροφική αλυσίδα. Με τη σειρά τους, τα ζώα επιστρέφουν την περίσσεια του φωσφόρου στο έδαφος μέσω της αφόδευσης και της αποσύνθεσης των σφαγίων τους, διατηρώντας τον φώσφορο σε έναν κύκλο εντός του κύκλου μεταξύ των ζωντανών όντων.
- Ωστόσο, ο φώσφορος φτάνει και στη θάλασσα, όπου στερεώνεται από τα φύκια και μεταδίδεται στα ζώα. Σε αυτή την περίπτωση, το στοιχείο εναποτίθεται αργά στον πυθμένα, όπου διάφορες ιζηματογενείς διεργασίες θα το κάνουν να επιστρέψει στα πετρώματα που αργότερα, σε μια πολύ αργή και πολύ μεγάλη γεωλογική διαδικασία, θα εκτεθούν και θα δώσουν ξανά φώσφορο στο βιόσφαιρα.