100 r pirmojo užsakymo premija

Pasirinkti darbo pobūdį Baigiamasis darbas Kursinis darbas Santrauka Magistro darbo ataskaita apie praktiką Straipsnis Pranešimas Apžvalga Testinis darbas Monografija Problemų sprendimas Verslo planas Atsakymai į klausimus Kūrybinis darbas Esė Piešimas Kompozicijos Vertimai Pristatymai Rašymas Kita Teksto išskirtinumo didinimas Kandidato darbas Laboratorinis darbas Pagalba on- linija

Klauskite kainos

Biosferoje, kaip ir kiekvienoje ekosistemoje, nuolat vyksta anglies, azoto, vandenilio, deguonies, fosforo, sieros ir kitų medžiagų ciklas. Anglies dioksidą absorbuoja augalai, gamintojai ir fotosintezės procese virsta angliavandeniais, baltymais, lipidais ir kitais organiniais junginiais. Šias medžiagas su maistu vartoja gyvūnai. Tuo pačiu gamtoje vyksta atvirkštinis procesas. Visi gyvi organizmai kvėpuoja, išskirdami CO2, kuris patenka į atmosferą. Negyvas augalų ir gyvūnų liekanas bei gyvūnų ekskrementus skaido skaidantys mikroorganizmai. CO2 išsiskiria į atmosferą. Dalis anglies kaupiasi dirvožemyje organinių junginių pavidalu. Anglies ciklo metu biosferoje susidaro energijos ištekliai: nafta, anglis, degiosios dujos, durpės ir mediena.

Anglies ciklas:

Augalams ir gyvūnams skylant, azotas išsiskiria amoniako pavidalu. Nitrifikuojančios bakterijos amoniaką paverčia azoto ir azoto rūgščių druskomis, kurias pasisavina augalai. Kai kurios azotą fiksuojančios bakterijos sugeba pasisavinti atmosferos azotą. Taip uždaromas azoto ciklas gamtoje.

Azoto ciklas:

Deguonies ciklas:

Vandens ciklas:

Sieros ciklas

Dėl medžiagų cirkuliacijos biosferoje vyksta nuolatinė biogeninė elementų migracija: augalų ir gyvūnų gyvenimui reikalingi cheminiai elementai iš aplinkos patenka į organizmą, organizmams irstant šie elementai vėl grįžta į aplinką, iš kur jie patenka į organizmą. Biosferos pagrindas – organinių medžiagų ciklas, vykdomas dalyvaujant visiems biosferoje gyvenantiems organizmams, buvo vadinamas biotiniu ciklu.

Biosferos energijos balansas- sugertos ir spinduliuojamos energijos santykis. Tai lemia Saulės ir kosminių spindulių atėjimas, kurį fotosintezės metu augalai sugeria, dalis paverčiama kitų rūšių energija, kita dalis išsisklaido kosmose.

Cirkuliacija biosferoje- pasikartojantys medžiagų, turinčių tam tikrą transliacinį judėjimą, transformacijų ir erdvinių poslinkių procesai, išreikšti kokybiniais ir kiekybiniais atskirų ciklų skirtumais.

Yra du cirkuliacijos tipai:

didelis(geologinis) (medžiagos ciklas tęsiasi nuo kelių tūkstančių iki kelių milijonų metų, įskaitant tokius procesus kaip vandens ciklas ir žemės denudacija. Žemės denudaciją sudaro bendras sausumos medžiagų pašalinimas (52990 mln. tonų per metus), bendras tiekimas medžiagos patenka į žemę (4043 mln. tonų per metus) ir sudaro 48947 mln. tonų per metus. Dėl antropogeninių trukdžių paspartėja denudacija, o tai, pavyzdžiui, gali sukelti žemės drebėjimus rezervuarų zonose, pastatytose seismiškai aktyviose vietose)

mažas(biotinis) (medžiagos ciklas vyksta biogeocenozės arba biogeocheminio ciklo lygiu)

3. Svarbiausių cheminių elementų ciklas biosferoje: anglis, azotas, fosforas, deguonis.

Anglies biosferoje dažnai atstovaujama judriausia forma – C0 2 . Šaltinis – vulkaninė veikla, susijusi su pasaulietiniu mantijos ir apatinių žemės plutos sluoksnių degazavimu.

C0 2 migracija Žemės biosferoje vyksta dviem būdais:

1-as būdas yra absorbuojamas fotosintezės procese, kai susidaro organinės medžiagos, o vėliau jas užkasa litosferoje durpių, anglių, uolienų skalūnų, išsibarsčiusių organinių medžiagų, nuosėdinių uolienų pavidalu. Taigi tolimose geologinėse epochose, prieš šimtus milijonų metų, nemaža dalis fotosintetinės organinės medžiagos nebuvo panaudota nei vartotojų, nei skaidytojų, o kaupėsi ir palaipsniui palaidojo po įvairiomis mineralinėmis nuosėdomis. Būdamas uolienose milijonus metų, šis detritas, veikiamas didelio t ir P (metamorfizacijos procesas), virto nafta, gamtinėmis dujomis ir anglimi (priklausomai nuo žaliavos, buvimo uolienose trukmės ir sąlygų). Dabar šis iškastinis kuras išgaunamas ribotais kiekiais, kad būtų patenkinti energijos poreikiai, o jį deginant tam tikra prasme užbaigiamas anglies ciklas.

Autorius 2-as būdas C migracija vykdoma sukuriant karbonatinę sistemą įvairiuose vandens telkiniuose, kur CO 2 pereina į H 2 CO 3, HCO 3 1-, CO 3 2-. Tada vandenyje ištirpusio kalcio pagalba biogeniniu ir abiogeniniu būdu nusodinami CaCO 3 karbonatai. Atsiranda stori klinčių sluoksniai. Kartu su šiuo dideliu anglies ciklu žemės paviršiuje ir vandenyne yra keletas mažesnių ciklų. Žemėje, kurioje auga augalai, atmosferos CO 2 dienos metu pasisavinama fotosintezės būdu. Naktį dalį jo augalai išleidžia į išorinę aplinką. Augalams ir gyvūnams mirštant paviršiuje, organinės medžiagos oksiduojasi ir susidaro CO 2 . Ypatingą vietą šiuolaikinėje medžiagų apyvartoje užima masinis organinių medžiagų deginimas ir laipsniškas CO 2 kiekio atmosferoje didėjimas, susijęs su pramonės gamybos ir transporto augimu.

Azotas.

Skilstant organinėms medžiagoms, nemaža dalis juose esančio azoto paverčiama NH 4, kuris, veikiamas dirvožemyje gyvenančių trifingo bakterijų, oksiduojasi į azoto rūgštį. Dirvožemyje reaguoja su karbonatais (pavyzdžiui, su CaCO 3), susidaro nitratai:

2HN0 3 + CaCO 3  Ca (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 0

Dalis azoto skilimo metu laisvos formos visada išsiskiria į atmosferą. Laisvasis azotas išsiskiria ir degant organinėms medžiagoms, degant malkoms, anglims, durpėms. Be to, yra bakterijų, kurios, nepakankamai patekdamos į orą, gali atimti O 2 iš nitratų, sunaikindamos juos išskirdamos laisvąjį azotą. Šių denitrifikuojančių bakterijų veikla lemia tai, kad dalis azoto iš žaliųjų augalų turimos formos (nitratų) pereina į neprieinamą formą (laisvąjį azotą). Taigi toli gražu ne visas azotas, kuris buvo negyvų augalų dalis, grįžta atgal į dirvą; dalis jo palaipsniui išleidžiama laisva forma. Nuolatinis mineralinių azoto junginių nykimas jau seniai turėjo lemti visišką gyvybės Žemėje nutrūkimą, jei gamtoje nebūtų procesų, kompensuojančių azoto praradimą. Šie procesai visų pirma apima atmosferoje vykstančias elektros iškrovas, kuriose visada susidaro tam tikras kiekis azoto oksidų; pastarieji su vandeniu duoda azoto rūgšties, dirvoje virsta nitratais. Kitas dirvožemio azoto junginių šaltinis – gyvybiškai svarbi vadinamųjų azotobakterijų, gebančių pasisavinti atmosferos azotą, veikla. Dalis šių bakterijų nusėda ant ankštinių šeimos augalų šaknų, todėl susidaro būdingi paburkimai – „mazgeliai“. Sugerdamos atmosferos azotą, gumbelinės bakterijos jį paverčia azoto junginiais, o augalai, savo ruožtu, pastarąjį paverčia baltymais ir kitomis sudėtingomis medžiagomis. Taigi gamtoje vyksta nenutrūkstamas azoto ciklas. Tačiau kasmet, nuimant derlių, iš laukų pašalinamos daugiausia baltymų turinčios augalų dalys, pavyzdžiui, grūdai. Todėl į dirvą reikia įberti trąšų, kurios kompensuotų joje esančių svarbių augalų maistinių medžiagų praradimą.

Fosforas yra genų ir molekulių, pernešančių energiją į ląsteles, dalis. Įvairiuose mineraluose P yra neorganinio fosfationo (PO 4 3-) pavidalu. Fosfatai tirpsta vandenyje, bet nėra lakūs. Augalai sugeria PO 4 3- iš vandeninio tirpalo ir įtraukia fosforą į įvairius organinius junginius, kur jis veikia vadinamojo pavidalo. organinis fosfatas. Maisto grandinėmis P pereina iš augalų į visus kitus ekosistemos organizmus. Kiekvieno perėjimo metu yra didelė tikimybė, kad esantis P junginys oksiduosis ląstelių kvėpavimo procese, kad būtų gauta organinė energija. Kai tai atsitiks, šlapime esantis fosfatas arba jo ekvivalentas išleidžiamas atgal į aplinką, o po to augalai gali jį reabsorbuoti ir pradėti naują ciklą. Skirtingai nuo, pavyzdžiui, CO 2, kuris, kad ir kur jis būtų išleistas į atmosferą, laisvai pernešamas oro srovėmis, kol vėl jį sugeria augalai, fosforas neturi dujinės fazės, todėl nėra „laisvos“. grįžti“ į atmosferą. Patekęs į vandens telkinius, fosforas prisotina, o kartais ir persotina ekosistemas. Tiesą sakant, kelio atgal nėra. Su žuvimi mintančių paukščių pagalba gali kažkas sugrįžti į sausumą, tačiau tai yra labai maža dalis, kuri taip pat yra netoli kranto. Dėl geologinių procesų vandenyno fosfatų nuosėdos laikui bėgant pakyla virš vandens paviršiaus, tačiau tai vyksta per milijonus metų.

Deguonis. Deguonis yra aktyviausios dujos. Biosferoje vyksta greitas deguonies pasikeitimas aplinkoje su gyvais organizmais arba jų liekanomis po mirties.

Žemės atmosferoje deguonis nusileidžia tik azotui. Dominuojanti deguonies forma atmosferoje yra O2 molekulė. Deguonies ciklas biosferoje yra labai sudėtingas, nes jis patenka į daugelį mineralinių ir organinių pasaulių cheminių junginių.

Laisvas deguonis šiuolaikinėje žemės atmosferoje yra žalumynų fotosintezės proceso šalutinis produktas, o bendras jo kiekis atspindi pusiausvyrą tarp deguonies gamybos ir įvairių medžiagų oksidacijos bei irimo procesų. Žemės biosferos istorijoje atėjo laikas, kai laisvo deguonies kiekis pasiekė tam tikrą lygį ir pasirodė esantis taip subalansuotas, kad išsiskiriančio deguonies kiekis tapo lygus absorbuoto deguonies kiekiui.

Vanduo yra būtinas visų gyvų organizmų elementas. Didžioji planetos vandens dalis yra sutelkta hidrosferoje. Garavimas nuo vandens telkinių paviršiaus yra atmosferos drėgmės šaltinis; jo kondensacija sukelia kritulius, su kuriais vanduo ilgainiui grįžta į vandenyną. Šis procesas sudaro puikų vandens ciklą. Žemės rutulio paviršiuje.

Ekosistemose vyksta procesai, kurie apsunkina didelį ciklą ir užtikrina biologiškai svarbią jo dalį. Perėmimo procese augmenija prisideda prie to, kad dalis kritulių išgaruotų į atmosferą dar jiems nepasiekus žemės paviršiaus, kritulių vanduo, pasiekęs dirvožemį, prasiskverbia į jį ir sudaro vieną iš dirvožemio formų. drėgmės arba prisijungia prie paviršiaus nuotėkio; iš dalies dirvožemio drėgmė gali pakilti į paviršių per kapiliarus ir išgaruoti. Iš gilesnių dirvožemio sluoksnių drėgmę sugeria augalų šaknys; dalis jo pasiekia lapus ir patenka į atmosferą.

Evapotranspiracija yra bendras vandens grįžimas iš ekosistemos į atmosferą. Tai apima ir fiziškai išgaruojantį vandenį, ir augalų išskiriamą drėgmę. Transpiracijos lygis skirtingoms rūšims ir skirtingose ​​kraštovaizdžio bei klimato zonose yra skirtingas.

Jei į dirvą patenkančio vandens kiekis viršija jo talpą, jis pasiekia gruntinio vandens lygį ir patenka į jų sudėtį. Požeminis nuotėkis suriša dirvožemio drėgmę su hidrosfera.

Taigi vandens ciklui ekosistemose svarbiausi yra perėmimo, evapotranspiracijos, infiltracijos ir nuotėkio procesai.

Apskritai vandens ciklas pasižymi tuo, kad, skirtingai nuo anglies, azoto ir kitų elementų, vanduo nesikaupia ir nesijungia gyvuose organizmuose, o praeina per ekosistemas beveik be nuostolių; tik apie 1 % vandens, kuris iškrenta su krituliais, sunaudojama ekosistemos biomasei formuoti.

Taigi, Mažoji cirkuliacija turi tokią struktūrą: drėgmės išgarinimas nuo vandenyno paviršiaus (rezervuaro) - vandens garų kondensacija - krituliai ant to paties vandenyno vandens paviršiaus (rezervuaro).

Didysis ciklas yra vandens cirkuliacija tarp žemės ir vandenyno (vandens telkinio). Iš Pasaulinio vandenyno paviršiaus išgaravusi drėgmė (kuri sunaudoja beveik pusę į Žemės paviršių patenkančios saulės energijos) perkeliama į sausumą, kur iškrenta kritulių pavidalu, kurie vėl grįžta į vandenyną paviršiaus pavidalu ir požeminis nuotėkis. Skaičiuojama, kad vandens cikle Žemėje kasmet dalyvauja daugiau nei 500 tūkstančių km3 vandens.

Vandens ciklas kaip visuma vaidina svarbų vaidmenį formuojant gamtines sąlygas mūsų planetoje. Atsižvelgiant į augalų transpiraciją ir jo įsisavinimą biocheminiame cikle, visas vandens tiekimas Žemėje suyra ir atsistato per 2 mln.

Deguonies ciklas

Deguonies ciklas. Deguonis (O2) vaidina svarbų vaidmenį daugelio mūsų planetos gyvų organizmų gyvenime. Kiekybine prasme tai yra pagrindinis gyvosios medžiagos komponentas. 349

Pavyzdžiui, jei atsižvelgsime į audiniuose esantį vandenį, žmogaus kūne yra 62,8% deguonies ir 19,4% anglies. Apskritai biosferoje šis elementas, palyginti su anglimi ir vandeniliu, yra pagrindinis elementas tarp paprastų medžiagų. Biosferoje vyksta greitas deguonies keitimasis su gyvais organizmais arba jų liekanomis po mirties. Augalai, kaip taisyklė, gamina laisvą deguonį, o gyvūnai yra jo vartotojai kvėpuodami. Būdamas labiausiai paplitęs ir judriausias elementas Žemėje, deguonis neriboja ekosferos egzistavimo ir funkcijų, nors deguonies prieinamumas vandens organizmams gali būti laikinai apribotas. Deguonies ciklas biosferoje yra labai sudėtingas, nes su juo reaguoja daug organinių ir neorganinių medžiagų. Dėl to tarp litosferos ir atmosferos arba tarp hidrosferos ir šių dviejų terpių atsiranda daug epiciklų. Deguonies ciklas yra šiek tiek panašus į atvirkštinį anglies dioksido ciklą. Vienas juda priešinga kryptimi nei kitas

Atmosferos deguonies suvartojimas ir jo pakeitimas pirminiais gamintojais vyksta gana greitai. Taigi, norint visiškai atnaujinti visą atmosferos deguonį, reikia 2000 metų. Mūsų laikais fotosintezė ir kvėpavimas natūraliomis sąlygomis, neatsižvelgiant į žmogaus veiklą, labai tiksliai vienas kitą subalansuoja. Šiuo atžvilgiu deguonies kaupimasis atmosferoje nevyksta, o jo kiekis (20,946%) išlieka pastovus.

Pagrindinis vandens šaltinis, pagrindinis mūsų planetos rezervuaras yra Pasaulio vandenynas. Jį galima palyginti su milžinišku saulės šildomu garo katilu. Tai yra pagrindinis pasaulio vandens ciklo šaltinis gamtoje. Kas valandą iš kvadratinio kilometro šio katilo vandens paviršiaus į Žemės atmosferą patenka vidutiniškai apie 1000 tonų garų, o tropikuose, po skaisčiais vidurdienio saulės spinduliais, išgaruoja 2-3 kartus daugiau. Čia, virš didžiulių vandenyno platybių, ore susirenka didžiulis vandens garų kiekis, susidaro galingi debesys. Čia gimsta baisūs atogrąžų uraganai ir prasideda galingos oro srovės. Jie, kaip konvejeris, perneša drėgmę visame pasaulyje.

didelis ciklas

Didelė cirkuliacija ryškiausiai pasireiškia oro masių ir vandens cirkuliacija. Didelio (geologinio) ciklo esmė yra medžiagų, daugiausia mineralinių junginių, pernešimo iš vienos vietos į kitą planetiniu mastu procesas.

Maždaug 30% Saulės energijos, patenkančios į Žemę, sunaudojama judant orui, garinant vandenį, atlaikant uolienas, tirpinant mineralus ir kt. Vandens ir vėjo judėjimas savo ruožtu sukelia dirvožemio ir uolienų eroziją, transportavimą, persiskirstymą, nusėdimą ir mechaninių bei cheminių nuosėdų kaupimąsi sausumoje ir vandenyne. Per ilgą laiką susidarančios jūrinės nuosėdos gali grįžti į žemės paviršių, o procesai atsinaujinti. Su šiais ciklais susiję vulkaninė veikla, žemės drebėjimai ir vandenyno plokščių judėjimas žemės plutoje.

Vandens ciklas, įskaitant jo perėjimą iš skystos į dujinę ir kietą būseną ir atvirkščiai, yra vienas iš pagrindinių abiotinės medžiagų cirkuliacijos komponentų. Hidrologinio ciklo eigoje vyksta reikšmingas planetos vandens atsargų persiskirstymas ir reikšmingas apsivalymas. Kartu pažymėtina, kad didžiausią atsinaujinimo greitį turi svarbiausi žemės gyvenamosios aplinkos egzistavimui – gėlieji vandenys. Jų apyvartos laikotarpis yra vidutiniškai apie 11 dienų.

Mažas ratas.

Didelio geologinio ciklo pagrindu susidaro organinių medžiagų ciklas arba mažas biologinis (biotinis) ciklas.

Mažas medžiagų ciklas pagrįstas organinių junginių sintezės ir naikinimo procesais. Šie du procesai suteikia gyvybę ir yra vienas iš pagrindinių jo savybių.

Skirtingai nuo geologinio ciklo, biologiniam ciklui būdingas nereikšmingas energijos kiekis. Kaip jau minėta, tik apie 1% Žemėje patenkančios spinduliuotės energijos išleidžiama organinėms medžiagoms kurti. Tačiau ši energija, dalyvaujanti biologiniame cikle, atlieka puikų darbą kurdama gyvąją medžiagą. Kad gyvybė egzistuotų ir toliau, cheminiai elementai turi nuolat cirkuliuoti iš išorinės aplinkos į gyvus organizmus ir atvirkščiai, pereidami iš vienų organizmų protoplazmos į kitų asimiliuotą formą.

Visos abiotinės ir biotinės planetinės medžiagų cirkuliacijos yra glaudžiai susipynusios ir sudaro globalią sisteminę cirkuliaciją, perskirstant Saulės energiją, be prieštaravimų tarp atskirų jos atšakų ir praktiškai su nuline medžiagų pusiausvyra.

Medžiagų ciklas biosferoje – tai tam tikrų cheminių elementų „kelionė“ per gyvų organizmų mitybos grandinę Saulės energijos dėka. „Kelionės“ metu kai kurie elementai dėl įvairių priežasčių iškrenta ir, kaip taisyklė, lieka žemėje. Jų vietą užima tie patys, kurie dažniausiai ateina iš atmosferos. Tai labiausiai supaprastintas aprašymas, kas yra gyvybės Žemės planetoje garantija. Jei tokia kelionė dėl kokių nors priežasčių nutrūks, tada visa gyva būtybė nutrūks.

Norint trumpai apibūdinti medžiagų cirkuliaciją biosferoje, būtina pateikti keletą atskaitos taškų. Pirma, iš daugiau nei devyniasdešimties gamtoje žinomų ir aptinkamų cheminių elementų apie keturiasdešimt yra būtini gyviems organizmams. Antra, šių medžiagų kiekis yra ribotas. Trečia, mes kalbame tik apie biosferą, tai yra apie gyvybę turintį žemės apvalkalą, taigi ir apie gyvų organizmų sąveiką. Ketvirta, energija, kuri prisideda prie ciklo, yra energija, gaunama iš Saulės. Energija, susidaranti Žemės žarnyne dėl įvairių reakcijų, nagrinėjamame procese nedalyvauja. Ir paskutinis. Būtina aplenkti šios „kelionės“ pradžios tašką. Tai sąlyginė, nes apskritimui negali būti pabaigos ir pradžios, bet tai būtina norint iš kažkur pradėti apibūdinti procesą. Pradėkime nuo žemiausios trofinės grandinės grandies – nuo ​​skaidytojų ar kapų.

Vėžiagyviai, kirminai, lervos, mikroorganizmai, bakterijos ir kiti kapai, vartodami deguonį ir naudodami energiją, perdirba neorganinius cheminius elementus į organinę medžiagą, tinkamą gyvų organizmų mitybai ir tolesniam jos judėjimui maisto grandinėje. Be to, šias jau organines medžiagas valgo vartotojai arba vartotojai, tarp kurių yra ne tik gyvūnai, paukščiai, žuvys ir panašiai, bet ir augalai. Pastarieji yra gamintojai arba gamintojai. Jie, naudodami šias maistines medžiagas ir energiją, gamina deguonį, kuris yra pagrindinis elementas, tinkamas visai planetos gyvybei kvėpuoti. Miršta vartotojai, gamintojai ir net skaidytojai. Jų palaikai kartu su juose esančiomis organinėmis medžiagomis „patenka“ į kapų kasėjų rankas.

Ir vėl viskas kartojasi. Pavyzdžiui, visas biosferoje esantis deguonis savo revoliuciją padaro per 2000 metų, o anglies dioksidas – per 300. Tokia cirkuliacija paprastai vadinama biogeocheminiu ciklu.

Kai kurios organinės medžiagos savo „kelionės“ procese reaguoja ir sąveikauja su kitomis medžiagomis. Dėl to susidaro mišiniai, kurių tokia forma, kokia jie yra, negali apdoroti skaidytojai. Tokie mišiniai lieka „sandėliuoti“ žemėje. Ne visų organinių medžiagų, kurios patenka ant kapų „stalo“, jie negali apdoroti. Ne visi gali pūti nuo bakterijų. Tokie nesuirę likučiai patenka į saugyklą. Viskas, kas lieka saugykloje ar rezerve, pašalinama iš proceso ir neįtraukiama į medžiagų apykaitą biosferoje.

Taigi biosferoje medžiagų cirkuliaciją, kurios varomoji jėga yra gyvų organizmų veikla, galima suskirstyti į du komponentus. Vienas – rezervinis fondas – tai su gyvų organizmų veikla nesusijusi ir apyvartoje iki tam tikro laiko nedalyvaujanti medžiagos dalis. O antrasis – apyvartinis fondas. Tai tik nedidelė medžiagos dalis, kurią aktyviai naudoja gyvi organizmai.

Kokių pagrindinių cheminių elementų atomai taip reikalingi gyvybei Žemėje? Tai yra: deguonis, anglis, azotas, fosforas ir kai kurie kiti. Iš junginių pagrindinis apyvartoje gali būti vadinamas vandeniu.

Deguonis

Deguonies ciklas biosferoje turėtų prasidėti nuo fotosintezės proceso, dėl kurio jis atsirado prieš milijardus metų. Jį augalai išskiria iš vandens molekulių veikiami saulės energijos. Deguonis susidaro ir viršutiniuose atmosferos sluoksniuose vykstant cheminėms reakcijoms vandens garuose, kur veikiant elektromagnetinei spinduliuotei cheminiai junginiai suyra. Tačiau tai yra nedidelis deguonies šaltinis. Pagrindinė yra fotosintezė. Deguonies taip pat yra vandenyje. Nors ten jo yra, 21 kartą mažiau nei atmosferoje.

Gautą deguonį gyvi organizmai naudoja kvėpavimui. Jis taip pat yra įvairių mineralinių druskų oksidatorius.

O žmogus yra deguonies vartotojas. Tačiau prasidėjus mokslo ir technologinei revoliucijai šis suvartojimas išaugo daug kartų, nes deguonis deginamas arba surišamas eksploatuojant daugybę pramonės produkcijos, transporto, siekiant patenkinti buitinius ir kitus žmogaus gyvenimo poreikius. Anksčiau buvęs vadinamasis deguonies mainų fondas atmosferoje sudarė 5% viso jos tūrio, tai yra, fotosintezės procese buvo pagaminama tiek deguonies, kiek buvo sunaudota. Dabar ši apimtis tampa katastrofiškai maža. Yra deguonies suvartojimas, taip sakant, iš avarinio rezervo. Iš ten, kur nėra kam jo pridėti.

Šią problemą šiek tiek sušvelnina tai, kad dalis organinių atliekų nėra apdorojamos ir nepatenka į puvimo bakterijų įtaką, o lieka nuosėdinėse uolienose, sudarydamos durpes, anglis ir panašias fosilijas.

Jei fotosintezės rezultatas yra deguonis, tai jo žaliava yra anglis.

Azotas

Azoto ciklas biosferoje yra susijęs su tokių svarbių organinių junginių susidarymu kaip: baltymai, nukleino rūgštys, lipoproteinai, ATP, chlorofilas ir kt. Molekulinės formos azotas randamas atmosferoje. Kartu su gyvais organizmais tai sudaro tik apie 2% viso Žemėje esančio azoto. Tokia forma jį gali vartoti tik bakterijos ir melsvadumbliai. Likusioje augalų pasaulio dalyje azotas molekulinės formos negali būti maistas, bet gali būti perdirbamas tik neorganinių junginių pavidalu. Kai kurios tokių junginių rūšys susidaro per perkūniją ir su krituliais patenka į vandenį ir dirvožemį.

Mazgelių bakterijos yra aktyviausios azoto „perdirbėjos“ arba azoto fiksatoriai. Jie nusėda ankštinių augalų šaknų ląstelėse ir molekulinį azotą paverčia jo junginiais, tinkamais augalams. Po jų mirties dirvožemis taip pat praturtinamas azotu.

Puvimo bakterijos skaido azoto turinčius organinius junginius iki amoniako. Dalis jo patenka į atmosferą, o kitą kitų rūšių bakterijos oksiduoja iki nitritų ir nitratų. Jie savo ruožtu veikia kaip maistas augalams ir nitrifikuojančios bakterijos redukuoja į oksidus ir molekulinį azotą. kurios vėl patenka į atmosferą.

Taigi matyti, kad azoto cikle pagrindinį vaidmenį atlieka įvairių tipų bakterijos. Ir jei sunaikinsite bent 20 šių rūšių, gyvenimas planetoje nutrūks.

Ir vėl nusistovėjusį ciklą nutraukė žmogus. Siekdamas padidinti pasėlių derlių, jis pradėjo aktyviai naudoti azoto turinčias trąšas.

Anglies

Anglies ciklas biosferoje yra neatsiejamai susijęs su deguonies ir azoto cirkuliacija.

Biosferoje anglies ciklo schema pagrįsta žaliųjų augalų gyvybine veikla ir jų gebėjimu anglies dioksidą paversti deguonimi, tai yra fotosinteze.

Anglis įvairiais būdais sąveikauja su kitais elementais ir yra beveik visų organinių junginių klasių sudedamoji dalis. Pavyzdžiui, tai yra anglies dioksido, metano dalis. Jis ištirpsta vandenyje, kur jo kiekis yra daug didesnis nei atmosferoje.

Nors anglis nepatenka į gausiausią dešimtuką, gyvuose organizmuose ji sudaro nuo 18 iki 45% sausos masės.

Vandenynai tarnauja kaip anglies dioksido kiekio reguliatorius. Kai tik jo dalis ore pakyla, vanduo išlygina pozicijas, sugerdamas anglies dioksidą. Kitas anglies vartotojas vandenyne yra jūrų organizmai, kurie ją naudoja kriauklėms kurti.

Anglies ciklas biosferoje pagrįstas anglies dioksido buvimu atmosferoje ir hidrosferoje, kuri yra tam tikras mainų fondas. Jį papildo gyvų organizmų kvėpavimas. Atmosferos papildyme anglies dioksidu dalyvauja ir bakterijos, grybai ir kiti mikroorganizmai, dalyvaujantys dirvožemyje esančių organinių liekanų irimo procese.Anglis „konservuojama“ mineralizuotose nesuirusiose organinėse liekanose. Kietųjų ir rudųjų anglių, durpių, naftingųjų skalūnų ir panašiuose telkiniuose. Tačiau pagrindinės anglies atsargos yra kalkakmeniai ir dolomitai. Juose esanti anglis yra „saugiai paslėpta“ planetos gelmėse ir išsiskiria tik tektoninių poslinkių ir ugnikalnių dujų emisijų metu išsiveržimų metu.

Dėl to, kad kvėpavimo procesas su anglies išsiskyrimu ir fotosintezės procesas su jos absorbcija labai greitai praeina per gyvus organizmus, cirkuliacijoje dalyvauja tik nedidelė dalis visos planetos anglies. Jei šis procesas būtų neabipusis, tik sausumoje esantys augalai visą anglį sunaudotų vos per 4–5 metus.

Šiuo metu dėl žmogaus veiklos augalų pasaulyje anglies dvideginio netrūksta. Jis papildomas iš karto ir vienu metu iš dviejų šaltinių. Deginant deguonį dirbant gamybos ir transporto pramonėje, taip pat naudojant tuos "konservuotus maisto produktus" - anglis, durpes, skalūnus ir pan. - šio tipo žmogaus veiklai. Kodėl anglies dioksido kiekis atmosferoje padidėjo 25%.

Fosforas

Fosforo ciklas biosferoje yra neatsiejamai susijęs su tokių organinių medžiagų sinteze kaip: ATP, DNR, RNR ir kt.

Fosforo kiekis dirvožemyje ir vandenyje yra labai mažas. Pagrindinės jo atsargos yra tolimoje praeityje susidariusiose uolienose. Šioms uolienoms dūstant, prasideda fosforo ciklas.

Fosforą augalai pasisavina tik ortofosforo rūgšties jonų pavidalu. Tai daugiausia kapų kasėjų atliekamų organinių likučių perdirbimo produktas. Bet jei dirvožemiuose yra padidėjęs šarminis ar rūgštinis faktorius, fosfatai juose praktiškai netirpsta.

Fosforas yra puiki maistinė medžiaga įvairių tipų bakterijoms. Ypač melsvadumbliai, kurie sparčiai vystosi esant padidėjusiam fosforo kiekiui.

Nepaisant to, didžioji dalis fosforo su upėmis ir kitais vandenimis nunešama į vandenyną. Ten jį aktyviai minta fitoplanktonas, o kartu su juo ir jūros paukščiai bei kitos gyvūnų rūšys. Vėliau fosforas patenka į vandenyno dugną ir sudaro nuosėdines uolienas. Tai yra, jis grįžta į žemę, tik po jūros vandens sluoksniu.

Kaip matote, fosforo ciklas yra specifinis. Sunku tai pavadinti grandine, nes ji nėra uždaryta.

Siera

Biosferoje sieros ciklas būtinas aminorūgščių susidarymui. Jis sukuria trimatę baltymų struktūrą. Jame dalyvauja bakterijos ir organizmai, kurie energijos sintezei sunaudoja deguonį. Jie sierą oksiduoja iki sulfatų, o vienaląsčiai ikibranduoliniai gyvi organizmai sulfatus redukuoja iki vandenilio sulfido. Be jų, ištisos sieros bakterijų grupės oksiduoja sieros vandenilį iki sieros, o toliau į sulfatus. Augalai iš dirvožemio gali suvartoti tik sieros joną – SO 2-4. Taigi vieni mikroorganizmai yra oksidatoriai, kiti – reduktoriai.

Sieros ir jos darinių kaupimosi biosferoje vietos yra vandenynas ir atmosfera. Siera patenka į atmosferą, kai iš vandens išsiskiria vandenilio sulfidas. Be to, siera į atmosferą patenka dioksido pavidalu, kai iškastinis kuras deginamas pramonėje ir buitinėms reikmėms. Visų pirma, anglis. Ten jis oksiduojasi ir, lietaus vandenyje pavirtęs į sieros rūgštį, kartu su ja nukrenta ant žemės. Rūgštūs lietūs savaime daro didelę žalą visai florai ir faunai, be to, su audros ir tirpsmo vandenimis jie patenka į upes. Upės neša sieros sulfato jonus į vandenyną.

Siera taip pat randama uolienose sulfidų pavidalu, dujinėje – vandenilio sulfido ir sieros dioksido pavidalu. Jūrų dugne yra vietinės sieros telkinių. Bet visa tai yra „rezervas“.

Vanduo

Biosferoje nėra įprastesnės medžiagos. Jo atsargos daugiausia yra sūriai karčios jūrų ir vandenynų vandenyse - tai yra apie 97%. Likusi dalis yra gėlas vanduo, ledynai ir požeminis bei požeminis vanduo.

Vandens ciklas biosferoje sąlyginai prasideda jo išgaravimu nuo vandens telkinių paviršiaus ir augalų lapų ir siekia apie 500 000 kubinių metrų. km. Jis grįžta atgal kaip krituliai, kurie arba patenka tiesiai atgal į vandens telkinius, arba prasiskverbdami per dirvožemį ir gruntinius vandenis.

Vandens vaidmuo biosferoje ir jo evoliucijos istorija yra tokia, kad visa gyvybė nuo pat atsiradimo momento buvo visiškai priklausoma nuo vandens. Biosferoje vanduo ne kartą pergyveno gyvų organizmų skilimo ir gimimo ciklus.

Vandens ciklas daugiausia yra fizinis procesas. Tačiau gyvūnų ir ypač augalų pasaulis čia vaidina svarbų vaidmenį. Vanduo iš medžių lapų paviršių išgaruoja taip, kad, pavyzdžiui, hektaras miško per parą išgaruoja iki 50 tonų vandens.

Jei vandens garavimas nuo rezervuarų paviršių yra natūralus jo cirkuliacijai, tai žemynams su jų miško zonomis toks procesas yra vienintelis ir pagrindinis būdas jį išsaugoti. Čia cirkuliacija vyksta tarsi uždaru ciklu. Krituliai susidaro išgaruojant nuo dirvožemio ir augalų paviršių.

Fotosintezės metu augalai naudoja vandenilį, esantį vandens molekulėje, kad sukurtų naują organinį junginį ir išleistų deguonį. Ir atvirkščiai, gyvuose organizmuose kvėpavimo procese vyksta oksidacijos procesas ir vėl susidaro vanduo.

Apibūdindami įvairių rūšių cheminių medžiagų apyvartą, susiduriame su aktyvesne žmogaus įtaka šiems procesams. Šiuo metu gamta dėl kelių milijardų metų trukusios išlikimo istorijos susitvarko su sutrikusios pusiausvyros reguliavimu ir atkūrimu. Tačiau pirmieji „ligos“ simptomai jau yra. Ir tai yra šiltnamio efektas. Kai dvi energijos: saulės ir Žemės atspindimos, neapsaugo gyvų organizmų, o, priešingai, stiprina viena kitą. Dėl to pakyla aplinkos temperatūra. Kokios yra tokio padidėjimo pasekmės, be pagreitėjusio ledynų tirpimo, vandens išgaravimo nuo vandenyno, žemės ir augalų paviršių?

Vaizdo įrašas – medžiagų ciklas biosferoje