Биогеохимические циклы и антропогенное влияние на них

реферат

2. Биогеохимические циклы

Земная кора, поверхность континентов, океан и атмосфера исконне связанны геохимически между собой и с космосом. Но эта связь прямая и обратная еще более усилилась с появлением жизни в океане и особенно растений на суше.

Геохимические связи стали биогеохимическими, более сложными и разнообразными. Развитие и функционирование активного живого вещества, т.е. всей совокупности организмов, изменило океан, атмосферу, поверхность земной коры. Оформился почвенный покров суши и мелководий. Сложилась многокомпонентная открытая система - биосфера, т.е. планетная оболочка, охватывающая земную кору, организмы, почвенный покров, атмосферу и океан.(рис1)

Рис.1 Схема биогеохимической цикличности в биосфере.

Преобладающими химическими элементами как в биосфере, так и в любой слагающей ее экосистеме являются углерод, водород, кремний, кислород, азот, кальций, фосфор, железо и сера.(табл№1)(Рис.2)

Табл.№1

Среднее содержание некоторых химических элементов в земной коре, почвах и организмах (% по массе, данные на 1968) http://slovari.yandex.ru/~книги/БСЭ/Биогеохимия/

Химические элементы

Земна кора (осадочные породы)

Почвенный покров

Организмы (растения)

В

1*10-2

1*10-3

1*10-4

С

1,0

2,0

18,0

N

6*10-2

1*10-1

3*10-1

O

52,8

49,0

70

F

5*10-2

2*10-2

1*10-5

Na

0,66

0,63

2*10-2

Mg

1,34

0,63

7*10-2

Mg

1,34

0,63

7*10-2

Si

23,8

33,0

1,5*10-1

P

7*10-2

8*10-2

7*10-2

S

3*10-1

8*10-2

5*10-2

Cl

1,6*10-2

1*10-2

10-2

К

2,28

1,36

3,10-2

Ca

2,53

1,37

3?10-1

Ti

0,45

4,6*10-1

1*10-4

Mn

6,7*10-2

8*10-2

1*10-3

Fe

3,3

3,8

2*10-2

Cu

5,7*10-3

2*10-3

2*10-4

Sr

4,5*10-2

3*10-2

10-4

Zr

2*10-2

3*10-2

10-4

I

1*10-4

5*10-4

1*10-5

Ba

8*10-2

5*10-2

10-4

U

3*10-4

5*10-5

5*10-7

Рис.2 Среднее содержание в почвах различных химических элементов.

Происходит постоянный обмен элементов между живыми организмами и их отмирающими органическими остатками, между организмами и окружающей средой. Вследствие химических и биохимических реакций осуществляется циклическое перераспределение элементов между различными средами. Такое же перераспределение может быть вызвано физическими, биологическими и геологическими процессами. Эти превращения и называются биогеохимическими циклами, которые происходят в газовой (атмосфера), жидкой (вода суши и моря) и твердой (литосфера и педосфера) фазах. Выделяют также эндогенные (в литосфере или породах) и экзогенные (в месте обитания живых организмов) циклы. (картинку!)

В природе протекают как биологические циклы веществ, так и абиогенные циклы веществ. Биологические циклы обусловлены во всех звеньях, жизнедеятельностью организмов в самом широком смысле (питание, пищевые связи, размножение, рост, передвижение, выделение метаболитов, смерть, разложение, минерализация). Абиогенные циклы сложились на планете намного раньше биогенных циклов. Они включают весь комплекс геологических, геохимических, гидрологических, атмосферных процессов. В условиях развитой биосферы на протяжении последних нескольких сотен миллионов лет круговорот веществ в природе направляется уже в разном направлении, но обязательно совместным действием биологических, геохимических и геофизических факторов. Нормальные ненарушенные биогеохимические циклы носят «почти круговой», «почти замкнутый» характер. Степень повторяющегося воспроизводства циклов в природе очень велика и вероятно достигает 90 - 98%. Этим поддерживается известное постоянство и «равновесие» состава, количества и концентрации компонентов, вовлеченных в круговорот, а также генетическая и физиологическая приспособленность и «гармоничность» организмов и окружающей биосферы. Однако в аспекте геологического времени неполная замкнутость биогеохимических циклов приводит к миграции и дифференциации элементов и соединений в пространстве и различных средах и компонентах биосферы, к концентрированию или к рассеиванию тех или иных элементов. Таково, например, биогенное накопление азота и кислорода в атмосфере, биогенное и хемогенное накопление соединений углерода в земной коре (нефть, уголь, известняки) и постепенное уменьшение содержания СО2 в воздухе; накопление водорода и кислорода в виде масс воды в океане, вынос легкорастворимых солей из коры выветривания суши в океан и пустыни, концентрирование соединений железа, меди, никеля, в одних частях планеты и их рассеивание в других и т.д.

Делись добром ;)