Biosferos medžiagų ciklas

Beveik kiekvienas mokinys žino, kad cheminių medžiagų ciklas biosferoje, kartu su energijos transformacija, yra gamtos ir visko su juo susijusios buvimo pagrindas. Labai schematiškai šis ciklas gali būti išreikštas taip. Esami gamtos gyvieji organizmai sunaudoja didelį mineralų kiekį iš tos pačios rūšies, o po jų mirties - įvairių cheminių elementų pavidalu - grįžta į tą pačią aplinką, todėl sudaro biosferos medžiagų ciklą. Šis procesas taip pat vadinamas biogeniniu procesu, jo srauto vieta yra atmosfera, litosfera ir hidrosfera. Ciklinis cheminių medžiagų pertvarkymo reiškinių pobūdis ir dažnumas skirtinguose cikluose nustatė pavadinimą - ciklas.

Beveik be išimčių šiame cikle dalyvauja visi gyvieji organizmai. Pvz., Žalieji augalai ore sunaudoja anglies dioksidą, mineralus ir išskiria deguonį į aplinką.

Faunos atstovai įkvepia tą patį deguonį, kurį išskiria augalai, ir valgydami šiuos augalus, virškindami ir perdirbdami organines medžiagas. Be to, po augalų ir gyvūnų mirties, jų liekanas apdoroja įvairios bakterijos, susidarančios anglies dioksido ir organinių junginių pavertimo mineralais.

Tada medžiagų ciklas biosferoje - medžiagų transformacijos ir judėjimo procesas tęsiasi dirvožemyje, kur šie mineralai patenka , o po to, savo ruožtu, įsisavina augalų pasaulis. Apibendrinant šį ciklą atominiame lygmenyje, iš to išplaukia gana paprasta išvada: kai kurių pagrindinių cheminių medžiagų atomai vykdo nuolatinį migracijos procesą ne tik iš vieno organizmo į kitą, bet ir iš vienos rūšies aplinkos į kitą - nuosekliai esančio dirvožemyje, atmosferoje ir Hidrosfera.

Tokių ciklų skaičius beveik begalinis, pavyzdžiui, apskaičiuota, kad absoliutus atmosferos deguonis per du tūkstančius metų praeina per gyvus organizmus. Tas pats judėjimas daro ir anglies dioksidą, tik tada ciklas trunka daug mažiau laiko - tik 200-300 metų. Pagal tokį procesą, kuris yra medžiagų ciklas biosferoje, vienas toks uždaras apykaitos ratas vadinamas biogeocheminiu ciklu.

Kas lemia tokį ciklą? Deja, kol kas nėra išsamių ir, svarbiausia, išsamių atsakymų į šį klausimą. Galima pakankamai tiksliai teigti, kad viena iš priežasčių yra mūsų planetos išteklių apribojimas. Kitas atsakymo variantas gali būti pasikliovimas Didžiosios Vernadskio mokymu apie biosferą, kurioje nustatoma kosminės apyvartos egzistavimas, kuris lemia ne tik medžiagų apytaką, bet ir racionalų visatos turinio pasikeitimą. Pripažįstama, kad visi ciklo tipai, tačiau kiek mes lokalizuojame juos laiko ir erdvėje, turi vieną visiems visiems būdingą nuosavybę. Visi jie susiję su energijos mainų procesais . Iš pradžių Saulės energija yra ciklo pagrindas. Tada jis paverčiamas į įvairius cheminių ir fizinių transformacijų tipus, todėl galima kalbėti apie biosferoje sudarytą energijos potencialo ciklą. Energijos ir biologinės apykaitos procesų stabilumas yra pagrindinė normalios ir stabilios biosferos būklės sąlyga.

Kaip jau minėta, anglies dioksidas yra vienas iš labiausiai aktyvių dalyvių grandinėje. Šio elemento buvimas beveik visose organinėse medžiagose logiškai aiškina anglies ciklą biosferoje. Fotosintezės procese anglies biosferos zonose pasisavina augalai ir konvertuojami į angliavandenius. Su gyvųjų organizmų kvėpavimu įvyksta atvirkštinis procesas, todėl šio ciklo metu išleidžiami didžiuliai ištekliai. Pagrindiniai veiksniai, lemianti anglies apykaitą, yra kvėpavimas ir fotosintezė.

Be to, vienas iš pagrindinių visų organinių medžiagų elementų yra azotas. Tai, kaip būtinas komponentas, yra ATP, baltymai, nukleino rūgštys. Azotas pirmiausia yra atmosferoje, o jo molekulinė formulė neleidžia augalams tiesiogiai ją naudoti. Todėl augalai sunaudoja azotą neorganinių medžiagų pavidalu . Atitai, kuriais azotas patenka į žemę ar vandenį, yra skirtingos, todėl azoto ciklas biosferoje yra gana įvairus. Pavyzdžiui, atmosferoje per grūstis susidaro azoto junginiai. Patekę lietaus arba kriauklės, jie patenka į upes, dirvožemį ir ežerus, iš kur jie vėliau absorbuojami augalais.

Matyt, visais atvejais gyvieji organizmai yra biosferos medžiagų apykaitos pagrindas.