Təbiətdəki maddələrin böyük geoloji dövranı. Maddələrin böyük geoloji dövrü

Görkəmli rusdur alim akademik V.İ. Vernadski.

Biosfer- bütün canlı orqanizmlərin məcmusunu və bu orqanizmlərlə davamlı mübadilə prosesində olan planetin maddə hissəsini ehtiva edən Yerin mürəkkəb xarici qabığı. Bu, əsas komponent olmaqla, Yerin ən vacib geosferlərindən biridir təbii mühit bir insanı əhatə edir.

Yer konsentrikdən ibarətdir mərmilər(geosferlər) həm daxili, həm də xarici. Daxili olanlara nüvə və mantiya və xarici olanlar daxildir: litosfer - Yerin qayalı qabığı, o cümlədən yer qabığı (şəkil 1) qalınlığı 6 km (okeanın altında) ilə 80 km ( dağ sistemləri);hidrosfer - Yerin su qabığı; atmosfer- müxtəlif qazların, su buxarının və tozun qarışığından ibarət olan Yerin qaz zərfi.

10 ilə 50 km hündürlükdə 20-25 km hündürlükdə maksimum konsentrasiyası olan ozon təbəqəsi var, Yeri bədən üçün ölümcül olan həddindən artıq ultrabənövşəyi şüalardan qoruyur. Biosfer də buraya (xarici geosferlərə) aiddir.

Biosfer - atmosferin 25-30 km hündürlüyə qədər bir hissəsini (ozon təbəqəsinə qədər), demək olar ki, bütün hidrosferi və yuxarı hissəsi litosferin təxminən 3 km dərinliyinə qədər

düyü. 1. Yer qabığının quruluşunun sxemi

(Şəkil 2). Bu hissələrin özəlliyi ondadır ki, onlarda planetin canlı maddəsini təşkil edən canlı orqanizmlər yaşayır. Qarşılıqlı əlaqə biosferin abiotik hissəsidir- hava, su, qayalar və üzvi maddələr - biotas torpaqların və çökmə süxurların əmələ gəlməsinə səbəb olmuşdur.

düyü. 2. Biosferin strukturu və əsas struktur vahidlərinin tutduğu səthlərin nisbəti.

Biosferdə və ekosistemlərdə maddələrin dövranı

Biosferdə canlı orqanizmlər üçün mövcud olan bütün kimyəvi birləşmələr məhduddur. Assimilyasiya üçün uyğun olan kimyəvi maddələrin tükənməsi çox vaxt quru və ya okeanın yerli ərazilərində müəyyən orqanizm qruplarının inkişafına mane olur. Akademik V.R. Williams, sonsuzluğun sonlu xüsusiyyətlərini vermənin yeganə yolu onu qapalı əyri boyunca fırlatmaqdır. Deməli, biosferin sabitliyi maddələrin dövranı və enerji axınları hesabına qorunur. Mövcuddur maddələrin iki əsas dövrü: böyük - geoloji və kiçik - biogeokimyəvi.

Böyük geoloji dövr (Şəkil 3). Kristal süxurlar (maqmatik) fiziki, kimyəvi və təsiri altında bioloji amillərçöküntü süxurlarına çevrilmişdir. Qum və gil tipik çöküntülər, dərin süxurların çevrilməsi məhsullarıdır. Lakin çöküntülərin əmələ gəlməsi təkcə mövcud süxurların dağılması hesabına deyil, həm də biogen mineralların - mikroorqanizmlərin skeletlərinin sintezi nəticəsində baş verir. təbii sərvətlər- okean, dəniz və göllərin suları. Boş sulu çöküntülər, çöküntü materialının yeni hissələri ilə anbarların dibində təcrid olunduğundan, dərinliyə batırıldığı və yeni termodinamik şəraitə (daha yüksək temperatur və təzyiqlərə) məruz qaldığı üçün su itirir, bərkiyir və çöküntü süxurlarına çevrilir.

Sonradan bu süxurlar daha da dərin üfüqlərə batır, burada onların yeni temperatur və təzyiq şəraitinə dərin çevrilmə prosesləri baş verir - metamorfizm prosesləri baş verir.

Endogen enerji axınlarının təsiri altında dərin süxurlar əriyir, maqma əmələ gətirir - yeni maqmatik süxurların mənbəyi. Bu süxurlar Yer kürəsinin səthinə qalxdıqdan sonra aşınma və nəql proseslərinin təsiri altında yenidən yeni çöküntü süxurlarına çevrilirlər.

Beləliklə, böyük girdab günəş (ekzogen) enerjisinin Yerin dərin (endogen) enerjisi ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. O, biosfer və planetimizin daha dərin üfüqləri arasında maddələri yenidən bölüşdürür.

düyü. 3. Maddələrin böyük (geoloji) dövrü (nazik oxlar) və müxtəlifliyin dəyişməsi yer qabığı(bərk enli oxlar - böyümə, qırıq oxlar - müxtəlifliyin azalması)

Böyük Gyre tərəfindən Günəşin enerjisi ilə hərəkət edən hidrosfer, atmosfer və litosfer arasındakı su dövranı da adlanır. Su anbarların və quruların səthindən buxarlanır və sonra yağış şəklində Yerə qayıdır. Okean üzərində buxarlanma yağıntıları üstələyir, əksinədir. Bu fərqlər çay axını ilə kompensasiya edilir. IN qlobal dövriyyə torpaq bitkiləri suda mühüm rol oynayır. Ayrı-ayrı sahələrdə bitkilərin transpirasiyası yer səthi burada düşən yağıntıların 80-90%-ə qədərini təşkil edə bilər və orta hesabla hamı üçün iqlim zonaları- təxminən 30%. Böyük dövrədən fərqli olaraq, maddələrin kiçik dövranı yalnız biosferdə baş verir. Böyük və kiçik su dövranı arasındakı əlaqə Şəkildə göstərilmişdir. 4.

Gyres planet miqyası ayrı-ayrı ekosistemlərdə orqanizmlərin həyat fəaliyyəti ilə idarə olunan atomların saysız-hesabsız yerli siklik hərəkətlərindən və landşaft və geoloji səbəblərdən (yerüstü və yeraltı axıntılar, külək eroziyası, dəniz dibinin hərəkəti, vulkanizm, dağ quruculuğu və s.) səbəb olduğu hərəkətlərdən yaranır.

düyü. 4. Suyun böyük geoloji dövrü (GGC) ilə suyun kiçik biogeokimyəvi dövrü (SBC) arasında əlaqə

Orqanizm tərəfindən bir vaxtlar istiliyə çevrilən və itirilən enerjidən fərqli olaraq, maddələr biosferdə dövr edir və biogeokimyəvi dövrələr yaradır. Təbiətdə mövcud olan doxsandan çox elementdən canlı orqanizmlər üçün qırxa yaxın element lazımdır. Ən vacib olanlar böyük miqdarda tələb olunur - karbon, hidrogen, oksigen, azot. Elementlərin və maddələrin dövrləri bütün komponentlərin iştirak etdiyi özünü tənzimləyən proseslər hesabına həyata keçirilir. Bu proseslər tullantısızdır. Mövcuddur biosferdə biogeokimyəvi dövrün qlobal bağlanması qanunu, inkişafının bütün mərhələlərində fəaliyyət göstərir. Biosferin təkamülü prosesində biogeokimyəvi proseslərin bağlanmasında bioloji komponentin rolu artır.
kimin dövrü. İnsanların biogeokimyəvi dövrəyə daha çox təsiri var. Lakin onun rolu əks istiqamətdə özünü büruzə verir (girələr açıq olur). Maddələrin biogeokimyəvi dövrünün əsasını Günəşin enerjisi və yaşıl bitkilərin xlorofili təşkil edir. Digər ən mühüm dövrlər - su, karbon, azot, fosfor və kükürd biogeokimyəvi dövrə ilə əlaqələndirilir və ona töhfə verir.

Biosferdə suyun dövranı

Bitkilər tikinti üçün fotosintez zamanı sudan hidrogendən istifadə edirlər üzvi birləşmələr, molekulyar oksigenin sərbəst buraxılması. Bütün canlıların tənəffüs proseslərində üzvi birləşmələrin oksidləşməsi zamanı yenidən su əmələ gəlir. Həyat tarixində hidrosferdəki bütün sərbəst sular planetin canlı maddəsində dəfələrlə parçalanma və yeni formalaşma dövrlərindən keçmişdir. Hər il Yer kürəsində su dövranında təxminən 500.000 km 3 su iştirak edir. Su dövranı və onun ehtiyatları Şəkildə göstərilmişdir. 5 (nisbi dəyərlərdə).

Biosferdə oksigen dövranı

Öz unikal atmosferi ilə yüksək məzmun Yer sərbəst oksigenini fotosintez prosesinə borcludur. Atmosferin yüksək təbəqələrində ozonun əmələ gəlməsi oksigen dövranı ilə sıx bağlıdır. Oksigen su molekullarından ayrılır və mahiyyətcə bitkilərdə fotosintetik fəaliyyətin əlavə məhsuludur. Abiotik olaraq, oksigen atmosferin yuxarı qatlarında su buxarının fotodissosiasiyası nəticəsində yaranır, lakin bu mənbə fotosintezlə təmin olunanın yalnız mində birini təşkil edir. Atmosferdəki oksigen miqdarı ilə hidrosfer arasında maye tarazlığı mövcuddur. Suda təxminən 21 dəfə azdır.

düyü. 6. Oksigen dövrünün diaqramı: qalın oxlar - oksigen təchizatı və istehlakının əsas axınları

Buraxılan oksigen bütün aerob orqanizmlərin tənəffüs proseslərində və müxtəlif mineral birləşmələrin oksidləşməsində intensiv şəkildə istehlak olunur. Bu proseslər atmosferdə, torpaqda, suda, lildə və qayalarda baş verir. Çöküntü süxurlarında bağlanan oksigenin əhəmiyyətli bir hissəsinin fotosintetik mənşəli olduğu göstərilmişdir. Atmosferdəki mübadilə fondu O ümumi fotosintetik istehsalın 5%-dən çoxunu təşkil etmir. Çox anaerob bakteriyalar Onlar həmçinin sulfatlar və ya nitratlardan istifadə edərək anaerob tənəffüs zamanı üzvi maddələri oksidləşdirirlər.

Bitkilərin yaratdığı üzvi maddələrin tam parçalanması üçün fotosintez zamanı buraxılan oksigenin tam eyni miqdarı tələb olunur. Üzvi maddələrin çöküntü süxurlarında, kömürlərdə və torflarda basdırılması atmosferdə oksigen mübadiləsi fondunun saxlanması üçün əsas olmuşdur. Tərkibindəki bütün oksigen təxminən 2000 il ərzində canlı orqanizmlər vasitəsilə tam dövriyyədən keçir.

Hazırda atmosfer oksigeninin əhəmiyyətli bir hissəsi nəqliyyat, sənaye və digər antropogen fəaliyyət formaları nəticəsində bağlanır. Məlumdur ki, bəşəriyyət artıq fotosintez prosesləri ilə təmin edilən 430-470 milyard ton ümumi məbləğdən 10 milyard tondan çox sərbəst oksigen sərf edir. Nəzərə alsaq ki, fotosintetik oksigenin yalnız kiçik bir hissəsi mübadilə fonduna daxil olur, bu baxımdan insan fəaliyyəti həyəcanverici nisbətlər qazanmağa başlayır.

Oksigen dövrü karbon dövrü ilə sıx bağlıdır.

Biosferdə karbon dövrü

Kimyəvi element kimi karbon həyatın əsasını təşkil edir. O bilər müxtəlif yollarla bir çox başqa elementlərlə birləşərək canlı hüceyrələri meydana gətirən sadə və mürəkkəb üzvi molekulları əmələ gətirir. Planetdə paylanması baxımından karbon on birinci yerdədir (yer qabığının çəkisinin 0,35%-i), canlı maddədə isə quru biokütlənin orta hesabla 18 və ya 45%-ni təşkil edir.

Atmosferdə karbon karbon dioksid CO 2 və daha az dərəcədə metan CH 4-ün bir hissəsidir. Hidrosferdə CO 2 suda həll olunur və onun ümumi tərkibi atmosferdən xeyli yüksəkdir. Okean atmosferdə CO 2-nin tənzimlənməsi üçün güclü bir tampon rolunu oynayır: havada onun konsentrasiyası artdıqca, karbon qazının su tərəfindən udulması artır. CO 2 molekullarının bəziləri su ilə reaksiyaya girərək, karbon turşusu əmələ gətirir, sonra isə HCO 3 - və CO 2 - 3 ionlarına ayrılır suyun sabit pH.

Atmosferdə və hidrosferdə olan karbon qazı, yerüstü bitkilər və yosunlar tərəfindən götürüldüyü karbon dövriyyəsində mübadilə fondudur. Fotosintez Yerdəki bütün bioloji dövrlərin əsasını təşkil edir. Sabit karbonun sərbəst buraxılması fotosintetik orqanizmlərin özlərinin və bütün heterotrofların - canlı və ya ölü üzvi maddələr hesabına qida zəncirinə daxil olan bakteriyaların, göbələklərin, heyvanların tənəffüs fəaliyyəti zamanı baş verir.

düyü. 7. Karbon dövrü

Xüsusilə aktiv olan CO2-nin aktivliyin cəmləşdiyi torpaqdan atmosferə qaytarılmasıdır. çoxsaylı qruplarölü bitki və heyvanların qalıqlarını parçalayan orqanizmlər və bitki kök sistemlərinin tənəffüsü baş verir. Bu inteqral proses “torpağın tənəffüsü” adlanır və havada CO2 mübadiləsi fondunun doldurulmasına mühüm töhfə verir. Üzvi maddələrin minerallaşması prosesləri ilə paralel olaraq torpaqlarda humus - karbonla zəngin mürəkkəb və sabit molekulyar kompleks əmələ gəlir. Torpağın humusu qurudakı vacib karbon anbarlarından biridir.

Dağıdıcıların fəaliyyətinin amillər tərəfindən maneə törədildiyi şəraitdə xarici mühit(məsələn, torpaqlarda və su anbarlarının dibində anaerob rejim baş verdikdə) bitki örtüyü ilə yığılmış üzvi maddələr parçalanmır, zaman keçdikcə kömür və ya qəhvəyi kömür, torf, sapropellər, neft şistləri və s. kimi süxurlara çevrilir, zəngin toplanmış günəş enerjisində. Uzun müddət bioloji dövriyyədən ayrılaraq karbon ehtiyat fondunu doldururlar. Karbon həmçinin müvəqqəti olaraq canlı biokütlədə, ölü zibildə, okeanın həll olunmuş üzvi maddələrində və s. Lakin əsas karbon ehtiyat fondu yazılı şəkildə canlı orqanizmlər və ya qalıq yanacaqlar deyil, lakin çöküntü süxurları - əhəngdaşları və dolomitlər. Onların əmələ gəlməsi həm də canlı maddənin fəaliyyəti ilə bağlıdır. Bu karbonatların karbonu uzun müddət Yerin bağırsaqlarında basdırılır və yalnız eroziya zamanı süxurların tektonik dövrələrə məruz qalması zamanı dövrəyə daxil olur.

Biogeokimyəvi dövrədə Yerdəki ümumi karbonun yalnız yüzdə bir hissəsi iştirak edir. Atmosferdən və hidrosferdən gələn karbon canlı orqanizmlərdən dəfələrlə keçir. Quru bitkiləri havadakı ehtiyatlarını 4-5 ilə, torpaq humusundakı ehtiyatlarını 300-400 ilə bitirə bilir. Karbonun mübadilə fonduna əsas qayıdışı canlı orqanizmlərin fəaliyyəti hesabına baş verir və onun yalnız kiçik bir hissəsi (yüzdə mində biri) vulkanik qazların bir hissəsi kimi Yerin bağırsaqlarından buraxılmaqla kompensasiya olunur.

Hazırda nəhəng qalıq yanacaq ehtiyatlarının çıxarılması və yanması karbonun ehtiyatdan biosferin mübadilə fonduna köçürülməsində güclü amilə çevrilir.

Biosferdə azot dövranı

Atmosfer və canlı maddə Yerdəki bütün azotun 2%-dən azını ehtiva edir, lakin bu, planetdəki həyatı dəstəkləyir. Azot ən mühüm üzvi molekulların bir hissəsidir - DNT, zülallar, lipoproteinlər, ATP, xlorofil və s. Bitki toxumalarında onun karbona nisbəti orta hesabla 1: 30, dəniz yosunu I isə: 6. Azotun bioloji dövrü buna görə də karbonla sıx bağlıdır.

Atmosferin molekulyar azotu bitkilər üçün əlçatmazdır, onlar bu elementi yalnız ammonium ionları, nitratlar şəklində və ya torpaqdan və ya sulu məhlullar. Buna görə də, azot çatışmazlığı çox vaxt məhdudlaşdırıcı amildir. ilkin məhsullar- qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələrin yaradılması ilə əlaqəli orqanizmlərin işi. Buna baxmayaraq, atmosfer azotu xüsusi bakteriyaların (azot fiksatorlarının) aktivliyinə görə bioloji dövrədə geniş şəkildə iştirak edir.

Ammonifikasiya edən mikroorqanizmlər də azot dövranında böyük rol oynayır. Onlar zülalları və digər azot tərkibli üzvi maddələri ammonyaka parçalayırlar. Ammonium şəklində azot qismən bitki kökləri tərəfindən reabsorbsiya olunur və qismən mikroorqanizmlər qrupunun - denitrifikatorların funksiyalarının əksinə olan nitrifikasiya edən mikroorqanizmlər tərəfindən tutulur.

düyü. 8. Azot dövrü

Torpaqlarda və ya sularda anaerob şəraitdə, həyatları üçün enerji əldə edərək, üzvi maddələri oksidləşdirmək üçün nitratlardan oksigen istifadə edirlər. Azot molekulyar azota qədər azalır. Azotun fiksasiyası və denitrifikasiyası təbiətdə təxminən balanslaşdırılmışdır. Beləliklə, azot dövrü ilk növbədə bakteriyaların fəaliyyətindən asılıdır, bitkilər isə bu dövrün ara məhsullarından istifadə edərək və biokütlə istehsalı ilə biosferdə azot dövriyyəsinin miqyasını xeyli artıraraq ona inteqrasiya edir.

Azot dövranında bakteriyaların rolu o qədər böyükdür ki, onların yalnız 20 növü məhv olarsa, planetimizdə həyat dayanacaq.

Azotun qeyri-bioloji fiksasiyası və onun oksidlərinin və ammonyakın torpağa daxil olması da atmosferin ionlaşması və ildırım atqıları zamanı yağıntılarla baş verir. Müasir sənaye gübrələr kənd təsərrüfatı bitkilərinin istehsalını artırmaq üçün atmosfer azotunu təbii azot fiksasiyasından artıq miqdarda fiksasiya edir.

Hal-hazırda insan fəaliyyəti azot dövrünə getdikcə daha çox təsir edir, əsasən onun molekulyar vəziyyətə qayıtma proseslərindən daha çox bağlı formalara keçməsi istiqamətində.

Biosferdə fosfor dövranı

ATP, DNT, RNT daxil olmaqla bir çox üzvi maddələrin sintezi üçün zəruri olan bu element bitkilər tərəfindən yalnız ortofosfor turşusu ionları (P0 3 4+) şəklində sorulur. Torpaqlarda və sularda fosforun mübadilə fondu kiçik olduğu üçün həm quruda, həm də xüsusilə okeanda ilkin istehsalı məhdudlaşdıran elementlərə aiddir. Bu elementin biosfer miqyasında dövrü qapalı deyil.

Quruda bitkilər, parçalanan üzvi qalıqların parçalanmasından ayrılan torpaqdan fosfatlar çəkirlər. Lakin qələvi və ya turşu torpaqda fosfor birləşmələrinin həllolma qabiliyyəti kəskin şəkildə azalır. Fosfatların əsas ehtiyat fondu geoloji keçmişdə okean dibində yaradılmış süxurlardadır. Süxurların yuyulması zamanı bu ehtiyatların bir hissəsi torpağa keçir və suspenziyalar və məhlullar şəklində su hövzələrinə yuyulur. Hidrosferdə fosfatlar qida zəncirləri vasitəsilə digər hidrobiontlara keçərək fitoplankton tərəfindən istifadə olunur. Bununla belə, okeanda fosfor birləşmələrinin çoxu heyvan və bitki qalıqları ilə dibində basdırılır, ardınca çöküntü süxurlarla böyük geoloji dövrəyə keçid olur. Dərinlikdə həll olunmuş fosfatlar kalsiumla birləşərək fosforitlər və apatitlər əmələ gətirir. Biosferdə, əslində, quru süxurlarından okeanın dərinliklərinə bir istiqamətli fosfor axını var, buna görə də hidrosferdə onun mübadilə fondu çox məhduddur.

düyü. 9. Fosfor dövrü

Fosforitlərin və apatitlərin yerüstü yataqları gübrə istehsalında istifadə olunur. Fosforun şirin su hövzələrinə daxil olması onların "çiçəklənməsinin" əsas səbəblərindən biridir.

Biosferdə kükürd dövranı

Bir sıra amin turşularının qurulması üçün zəruri olan kükürdün dövrü zülalların üçölçülü strukturundan məsuldur və biosferdə geniş spektrli bakteriyalar tərəfindən saxlanılır. Bu dövrədə fərdi əlaqələrə üzvi qalıqların kükürdünü sulfatlara oksidləşdirən aerob mikroorqanizmlər, həmçinin sulfatları hidrogen sulfidinə qədər azaldan anaerob sulfat reduktorları daxildir. Sadalanan kükürd bakteriyaları qruplarına əlavə olaraq, onlar hidrogen sulfidini elementar kükürdə, sonra isə sulfatlara oksidləşdirirlər. Bitkilər torpaqdan və sudan yalnız SO2-4 ionlarını udur.

Mərkəzdəki halqa torpağın və çöküntülərin dərinliklərində mövcud sulfat hovuzu ilə dəmir sulfid hovuzu arasında kükürd mübadiləsini aparan oksidləşmə (O) və reduksiya (R) prosesini göstərir.

düyü. 10. Kükürd dövrü. Mərkəzdəki halqa oksidləşmə (0) və reduksiya (R) prosesini təsvir edir, bu proses vasitəsilə kükürd mövcud sulfat hovuzu ilə torpağın dərinliklərində və çöküntülərdə yerləşən dəmir sulfidlər hovuzu arasında mübadilə edilir.

Kükürdün əsas toplanması sulfat ionlarının çay axını ilə qurudan davamlı olaraq axdığı okeanda baş verir. Sudan hidrogen sulfid ayrıldıqda, kükürd qismən atmosferə qaytarılır, burada dioksidə oksidləşərək yağış suyuna çevrilir. sulfat turşusu. Böyük miqdarda sulfatların və elementar kükürdün sənaye istifadəsi və qalıq yanacaqların yanması atmosferə böyük həcmdə kükürd dioksidi buraxır. Bitkilərə, heyvanlara, insanlara zərər verir və mənbə rolunu oynayır turşu yağışı, kükürd dövrünə insan müdaxiləsinin mənfi təsirlərini gücləndirir.

Maddələrin dövriyyə sürəti

Maddələrin bütün dövrləri ilə baş verir müxtəlif sürətlərdə(Şəkil 11)

Beləliklə, planetdəki bütün qida maddələrinin dövrləri kompleks qarşılıqlı təsirlərlə dəstəklənir müxtəlif hissələr. Onlar müxtəlif funksiyalı orqanizm qruplarının fəaliyyəti, okeanı və quruyu birləşdirən axın və buxarlanma sistemi, suyun dövranı və prosesləri nəticəsində əmələ gəlir. hava kütlələri, cazibə qüvvəsinin hərəkəti, tektonika litosfer plitələri və digər irimiqyaslı geoloji və geofiziki proseslər.

Biosfer bir kimi fəaliyyət göstərir mürəkkəb sistem, maddələrin müxtəlif dövrlərinin baş verdiyi. Bunların əsas sürücüsü dövrlər planetin, bütün canlı orqanizmlərin canlı maddəsidir,üzvi maddələrin sintezi, çevrilməsi və parçalanması proseslərini təmin edir.

düyü. 11. Maddələrin dövriyyə sürətləri (P. Cloud, A. Jibor, 1972)

Dünyanın ekoloji baxışının mərkəzində hər bir fikir dayanır canlı məxluq ona təsir edən çoxlu müxtəlif amillərlə əhatə olunmuş və birlikdə onun yaşayış mühitini - biotopu təşkil edir. Beləliklə, biotop - bitki və ya heyvanların müəyyən növləri üçün yaşayış şəraiti baxımından homogen olan ərazi bölməsi(dərənin yamacı, şəhər meşə parkı, kiçik göl və ya böyük gölün bir hissəsi, lakin bircins şəraitdə - sahil hissəsi, dərin su hissəsi).

Müəyyən bir biotop üçün xarakterik olan orqanizmlər təşkil edir həyat icması və ya biosenoz(göllərin, çəmənlərin, sahillərin heyvanları, bitkiləri və mikroorqanizmləri).

Canlı icma (biosenoz) adlanan biotopu ilə vahid bir bütöv təşkil edir ekoloji sistem (ekosistem). Təbii ekosistemlərə misal olaraq qarışqa yuvası, göl, gölməçə, çəmənlik, meşə, şəhər, fermadır. Süni ekosistemin klassik nümunəsi kosmik gəmi. Gördüyünüz kimi, burada ciddi fəza quruluşu yoxdur. Ekosistem anlayışına yaxın olan anlayışdır biogeosenoz.

Ekosistemlərin əsas komponentləri bunlardır:

• cansız (abiotik) mühit. Bu sudur minerallar, qazlar, həmçinin üzvi maddələr və humus;
• biotik komponentlər. Bunlara aşağıdakılar daxildir: istehsalçılar və ya istehsalçılar (yaşıl bitkilər), istehlakçılar və ya istehlakçılar (istehsalçılarla qidalanan canlılar) və parçalayıcılar və ya parçalayıcılar (mikroorqanizmlər).

Təbiət fəaliyyət göstərir ən yüksək dərəcə iqtisadi cəhətdən. Beləliklə, orqanizmlərin yaratdığı biokütlə (orqanizmlərin bədənlərinin maddəsi) və onların tərkibindəki enerji ekosistemin digər üzvlərinə ötürülür: heyvanlar bitkiləri yeyir, bu heyvanları başqa heyvanlar yeyir. Bu proses adlanır qida və ya trofik, zəncir. Təbiətdə qida zəncirləri tez-tez kəsişir, qida şəbəkəsini əmələ gətirir.

Qida zəncirlərinə nümunələr: bitki - ot yeyən - yırtıcı; taxıl - sahə siçanı- tülkü və s. və qida şəbəkəsi Şəkildə göstərilmişdir. 12.

Beləliklə, biosferdə tarazlıq vəziyyəti ekosistemlərin bütün komponentləri arasında davamlı maddə və enerji mübadiləsi yolu ilə saxlanılan biotik və abiotik mühit amillərinin qarşılıqlı təsirinə əsaslanır.

Təbii ekosistemlərin qapalı dövrlərində digərləri ilə birlikdə iki amilin iştirakı zəruridir: parçalayıcıların olması və daimi tədarük. günəş enerjisi. Şəhər və süni ekosistemlərdə parçalayıcılar azdır və ya yoxdur, buna görə də maye, bərk və qaz halında tullantılar yığılaraq ətraf mühiti çirkləndirir.

düyü. 12. qida şəbəkəsi və maddənin hərəkət istiqaməti

Təbiətdəki maddələrin dövranı ayrı-ayrı kimyəvi elementlərin və onların birləşmələrinin çevrilməsinin və hərəkətinin təkrarlanan tsiklik prosesidir. Yerin inkişafının bütün tarixi boyunca meydana gəlmiş və bu gün də davam edir. Dolaşan maddənin tərkibində və kəmiyyətində həmişə müəyyən bir sapma var, buna görə təbiətdə dövrün tam təkrarlanması yoxdur. Bu, Yerin bir planet kimi mütərəqqi inkişafını müəyyən edir. Maddələrin dövranı xüsusilə əsas formasiyaların əmələ gəldiyi geoloji inkişaf mərhələsi üçün xarakterikdir. yerin qabığı. Təzahür miqyasına görə birinci yerdədir geoloji dövr. O, maddənin ilk növbədə daxili qabıqlarda hərəkətini təmsil edir: yüksələn tektonik hərəkətlər və vulkanizm nəticəsində yüksəlmə; onun xarici qabıqlarda üfüqi köçürülməsi və yığılması; aşağıya doğru hərəkətlər - çöküntülərin basdırılması, aşağıya doğru tektonik hərəkətlər nəticəsində çökmə. Dərinlikdə metamorfizm baş verir, maqma və metamorfik süxurların əmələ gəlməsi ilə maddənin əriməsi. Yaradılmasında əsas rolu coğrafi zərf oynayır su dövrü.

Yer üzündə həyat yaranandan bəri bioloji dövr. Davamlı çevrilmələri təmin edir, bunun nəticəsində maddələr bəzi orqanizmlər tərəfindən istifadə edildikdən sonra digər orqanizmlər üçün həzm olunan formaya keçir. Enerji əsasını Yerə gələn günəş enerjisi təşkil edir. Bitki orqanizmləri qida zəncirləri ilə heyvanların orqanizminə daxil olan mineralları udur, sonra parçalayıcıların (bakteriyalar, göbələklər və s.) köməyi ilə torpağa və ya atmosferə qayıdır. Bu dövrün intensivliyi Yerdəki canlı orqanizmlərin sayını və müxtəlifliyini və onların topladığı enerjinin miqdarını müəyyən edir. biokütlə. Maks. quruda bioloji dövrün intensivliyi rütubətdə müşahidə olunur tropik meşələr, burada bitki qalıqları çətinliklə yığılır və sərbəst buraxılan minerallar dərhal bitkilər tərəfindən udulur. Dövrün intensivliyi bataqlıqlarda və tundrada çox aşağıdır, burada çürüməyə vaxtı olmayan bitki qalıqları yığılır. Xüsusi əhəmiyyət kəsb edən biogen kimyəvi elementlərin dövrləridir, ilk növbədə karbon. Bitki orqanizmləri hər il atmosferdən 300 milyard tona qədər karbon qazı (və ya 100 milyard ton karbon) çıxarır. Bitkilər qismən heyvanlar tərəfindən yeyilir və qismən ölür. Orqanizmlərin tənəffüsü, qalıqlarının parçalanması, qıcqırma və çürümə prosesləri nəticəsində üzvi maddələr karbon qazına çevrilir və ya sapropel, humus, torf şəklində çökür, onlardan kömür, neft və yanan qazlar əmələ gəlir. sonradan formalaşırlar. Onun çox kiçik bir hissəsi aktiv karbon dövrəsində iştirak edir, əhəmiyyətli məbləğ yanar fosil əhəngdaşları və digər süxurlar şəklində qorunub saxlanılmışdır. Əsas azotun kütləsi atmosferdə cəmləşmişdir (3,8510N? t); Dünya Okeanının sularında onun tərkibində 2510Ni ton var. Hər il quruda, təqribən. 4510? ton azot, su mühitində 4 dəfə azdır. Ölü qalıqlardan azot tərkibli birləşmələr nitrifikasiya edən mikroorqanizmlər tərəfindən azot oksidlərinə çevrilir, sonradan molekulyar azotu buraxmaq üçün denitrifikasiya edən bakteriyalar tərəfindən parçalanır. Dövrlər də canlı maddə ilə bağlıdır oksigen, fosfor, kükürd və bir çox başqa elementlər. Maddələrin dövriyyəsinə insan təsirinin nəticələri getdikcə əhəmiyyətli olur. Onlar geoloji proseslərin nəticələri ilə müqayisə oluna bildi: biosferdə maddələr üçün yeni miqrasiya yolları yaranır, əvvəllər mövcud olmayan yeni kimyəvi birləşmələr meydana çıxır və suyun dövranı dəyişir.

Səhifə 1

Geoloji dövr (təbiətdəki maddələrin böyük dövranı) hərəkətverici qüvvəsi ekzogen və endogen geoloji proseslər olan maddələrin dövriyyəsidir.  

Geoloji dövran, hərəkətverici qüvvəsi ekzogen və endogen geoloji proseslər olan maddələrin dövranıdır.  

Geoloji dövrün hüdudları biosferin hüdudlarından xeyli genişdir, onun amplitudası biosferin hüdudlarından xeyli kənarda olan yer qabığının təbəqələrini əhatə edir. Və ən əsası, canlı orqanizmlər bu dövrün proseslərində ikinci dərəcəli rol oynayırlar.  

Beləliklə, maddələrin geoloji dövrü canlı orqanizmlərin iştirakı olmadan baş verir və maddələri biosferlə Yerin daha dərin təbəqələri arasında yenidən bölüşdürür.  

Ən vacib rol Geoloji dövrün böyük tsiklində həm biosfer, həm də texnosferik maddənin kiçik dövrləri oynayır, bir dəfə maddə uzun müddət böyük geokimyəvi axından ayrılır, sonsuz sintez və parçalanma dövrlərinə çevrilir.  

Geoloji dövrün böyük dövrəsində ən mühüm rolu həm biosfer, həm də texnosferik maddənin kiçik dövrləri oynayır, bu dövrlərdə maddə uzun müddət böyük geokimyəvi axınlardan ayrılır, sonsuz sintez dövrlərinə çevrilir və parçalanma.  

Bu karbon yavaş geoloji dövrədə iştirak edir.  

Məhz bu karbon yavaş geoloji dövrədə iştirak edir. Yerdəki həyat və atmosferin qaz balansı kiçik (biogen) dövrədə iştirak edən bitki (5 10 t) və heyvan (5 109 t) toxumalarında olan nisbətən az miqdarda karbon tərəfindən dəstəklənir. Bununla belə, hazırda insanlar maddələrin, o cümlədən karbonun dövranını intensiv şəkildə bağlayır. Məsələn, bütün ev heyvanlarının ümumi biokütləsinin bütün vəhşi quru heyvanlarının biokütləsindən artıq olduğu təxmin edilir. Mədəni bitkilərin sahələri təbii biogeosenozların ərazilərinə yaxınlaşır və bir çox mədəni ekosistemlər insanlar tərəfindən davamlı olaraq artırılan məhsuldarlığına görə təbii ekosistemlərdən əhəmiyyətli dərəcədə üstündür.  

Zaman və məkan baxımından ən geniş olanı maddələrin geoloji dövrü deyilən dövrdür.  

Təbiətdə maddələrin dövriyyəsinin 2 növü vardır: quru və okean arasında maddələrin böyük və ya geoloji dövranı; kiçik və ya bioloji - torpaq və bitkilər arasında.  

Bitki tərəfindən torpaqdan buxar halında çıxarılan su atmosferə daxil olur, sonra soyudulur, kondensasiya olunur və yağıntı şəklində torpağa və ya okeana qayıdır. Geoloji su dövrü bərk çöküntülərin quruda və su anbarlarının dibində, eləcə də qruntların və süxurların mexaniki məhvi prosesində mexaniki yenidən bölüşdürülməsini, çökməsini, yığılmasını təmin edir. Lakin suyun kimyəvi funksiyası canlı orqanizmlərin və ya onların metabolik məhsullarının iştirakı ilə həyata keçirilir. Təbii sular, torpaqlar kimi mürəkkəb bioinert maddədir.  

İnsanın geokimyəvi fəaliyyəti miqyasına görə bioloji və geoloji proseslərlə müqayisə oluna bilir. Geoloji dövrədə denudasiya əlaqəsi kəskin şəkildə artır.  

Üzərində əsas iz buraxan amil ümumi xarakter və bioloji Eyni zamanda, geoloji su dövrü davamlı olaraq bütün bu elementləri dağılan quru təbəqələrindən okean hövzəsinə yumağa çalışır. Buna görə də torpaq daxilində bitki qida elementlərinin mühafizəsi onların suda qətiyyən həll olunmayan formaya çevrilməsini tələb edir. Bu tələb canlı üzvi maddələr tərəfindən ödənilir.  

Yer üzündə həyatın özünü təmin etməsi üçün əsasdır biogeokimyəvi dövrələr. Hamısı kimyəvi elementlər, orqanizmlərin həyati proseslərində istifadə olunur, daimi hərəkətlərə məruz qalır, canlı bədənlərdən birləşmələrə keçir cansız təbiət və geri. Eyni atomların təkrar istifadəsi ehtimalı, lazımi miqdarda enerjinin daimi tədarükü olması şərti ilə Yerdəki həyatı demək olar ki, əbədi edir.

Maddə dövrünün növləri. Yerin biosferi müəyyən mənada maddələrin dövranı və enerji axını ilə xarakterizə olunur. Maddələrin dövranı – atmosferdə, hidrosferdə və litosferdə, o cümlədən Yer biosferinin bir hissəsi olan təbəqələrdə baş verən proseslərdə maddələrin təkrar iştirakı. Maddələrin dövranı Günəşin xarici enerjisinin və Yerin daxili enerjisinin fasiləsiz təchizatı (axınması) ilə baş verir.

Müəyyən dərəcədə konvensiya ilə hərəkətverici qüvvədən asılı olaraq, maddələrin dövranı daxilində geoloji, bioloji və antropogen dövrləri ayırd etmək olar. Yer üzündə insan yaranmazdan əvvəl yalnız ilk ikisi həyata keçirildi.

Geoloji dövr (təbiətdəki maddələrin böyük dövranı) – hərəkətverici qüvvəsi ekzogen və endogen geoloji proseslər olan maddələrin dövranı.

Endogen proseslər(daxili dinamika prosesləri) Yerin daxili enerjisinin təsiri altında baş verir. Bu, radioaktiv parçalanma, mineralların əmələ gəlməsinin kimyəvi reaksiyaları, süxurların kristallaşması və s. nəticəsində ayrılan enerjidir. Endogen proseslərə: tektonik hərəkətlər, zəlzələlər, maqmatizm, metamorfizm daxildir. Ekzogen proseslər(xarici dinamika prosesləri) Günəşin xarici enerjisinin təsiri altında baş verir. Ekzogen proseslərə süxurların və mineralların aşınması, yer qabığının bəzi ərazilərindən dağılma məhsullarının çıxarılması və yeni ərazilərə köçürülməsi, çöküntü süxurlarının əmələ gəlməsi ilə məhv məhsullarının çökməsi və toplanması daxildir. Ekzogen proseslərə atmosferin, hidrosferin (çayların, müvəqqəti axarların, yeraltı suların, dənizlərin və okeanların, göllərin və bataqlıqların, buzların), həmçinin canlı orqanizmlərin və insanların geoloji fəaliyyəti daxildir.

Ən böyük relyef formaları (materiklər və okean hövzələri) və böyük formalar (dağlar və düzənliklər) hesabına formalaşmışdır. endogen proseslər və orta və kiçik relyef formaları ( çay dərələri, təpələr, yarğanlar, qum təpələri və s.) daha böyük formalara üst-üstə düşür - ekzogen proseslər hesabına. Beləliklə, endogen və ekzogen proseslər öz təsirlərinə görə əksdir. Təhsilə ilk səbəb böyük formalar relyef, ikincisi - onları hamarlamaq.

Maqmatik süxurlar aşınma nəticəsində çökmə süxurlara çevrilir. Yer qabığının hərəkət zonalarında onlar Yerin dərinliyinə qərq olurlar. Orada təsiri altında yüksək temperatur və təzyiqlə əriyir və maqma əmələ gətirir ki, bu da səthə qalxaraq bərkidərək maqmatik süxurları əmələ gətirir.

Beləliklə, maddələrin geoloji dövrü canlı orqanizmlərin iştirakı olmadan baş verir və maddələri biosferlə Yerin daha dərin təbəqələri arasında yenidən bölüşdürür.

Bioloji (biogeokimyəvi) dövr (biosferdəki maddələrin kiçik dövranı) – hərəkətverici qüvvəsi canlı orqanizmlərin fəaliyyəti olan maddələrin dövranı. Böyük geoloji dövriyyədən fərqli olaraq, maddələrin kiçik biogeokimyəvi dövrü biosferdə baş verir. Dövrün əsas enerji mənbəyi fotosintez yaradan günəş radiasiyasıdır. Ekosistemdə üzvi maddələr qeyri-üzvi maddələrdən avtotroflar tərəfindən sintez olunur. Daha sonra heterotroflar tərəfindən istehlak edilir. Həyat prosesləri zamanı və ya orqanizmlərin ölümündən sonra (həm avtotroflar, həm də heterotroflar) ifrazat nəticəsində üzvi maddələr minerallaşmaya, yəni qeyri-üzvi maddələrə çevrilir. Bu qeyri-üzvi maddələr avtotroflar tərəfindən üzvi maddələrin sintezi üçün təkrar istifadə edilə bilər.

Biogeokimyəvi dövrlərdə iki hissəni ayırmaq lazımdır:

1) ehtiyat fondu - bu, canlı orqanizmlərlə əlaqəli olmayan bir maddənin bir hissəsidir;

2) mübadilə fondu - orqanizmlər və onların yaxın mühiti arasında birbaşa mübadilə ilə əlaqəli olan maddənin əhəmiyyətli dərəcədə kiçik hissəsi. Ehtiyat fondunun yerləşdiyi yerdən asılı olaraq biogeokimyəvi dövrləri iki növə bölmək olar:

1) Qaz tipli döngələr atmosfer və hidrosferdəki maddələrin ehtiyat fondu ilə (karbon, oksigen, azot dövrləri).

2) Çöküntü döngələri yer qabığında ehtiyat fondu ilə (fosfor, kalsium, dəmir və s. dövrlər).

Qaz tipli dövriyyələr daha mükəmməldir, çünki onlar böyük mübadilə fonduna malikdirlər və buna görə də sürətli özünütənzimləmə qabiliyyətinə malikdirlər. Çöküntü dövrləri daha az mükəmməldir, daha inertdir, çünki maddənin əsas hissəsi yer qabığının ehtiyat fondunda canlı orqanizmlər üçün "əlçatmaz" bir formada olur. Bu cür dövrlər müxtəlif növ təsirlərlə asanlıqla pozulur və mübadilə olunan materialın bir hissəsi dövranı tərk edir. O, yalnız geoloji proseslər nəticəsində və ya canlı maddə tərəfindən çıxarılaraq dövrəyə qayıda bilər. Ancaq canlı orqanizmlər üçün lazım olan maddələri yer qabığından çıxarmaq atmosferdən qat-qat çətindir.

Bioloji dövrün intensivliyi ilk növbədə ətraf mühitin temperaturu və suyun miqdarı ilə müəyyən edilir. Məsələn, bioloji dövr tropik tropik meşələrdə tundra ilə müqayisədə daha intensivdir.

İnsanın meydana gəlməsi ilə maddələrin antropogen dövranı və ya mübadiləsi yarandı. Antropogen dövr (mübadilə) – hərəkətverici qüvvəsi insan fəaliyyəti olan maddələrin dövranı (maddələr mübadiləsi). Tərkibində iki komponent var: bioloji, insanın canlı orqanizm kimi fəaliyyəti ilə bağlı və texniki, insanın iqtisadi fəaliyyəti ilə bağlıdır (texnogen dövr).

Geoloji və bioloji dövrlərəsasən qapalıdır, bunu antropogen sikl haqqında demək olmaz. Buna görə də çox vaxt antropogen dövrandan deyil, antropogen maddələr mübadiləsindən danışırlar. Maddələrin antropogen dövrünün açıqlığına gətirib çıxarır təbii ehtiyatların tükənməsi və təbii mühitin çirklənməsi - hamının əsas səbəbləri ekoloji problemlər insanlıq.

Əsas qida maddələrinin və elementlərin dövrləri. Canlı orqanizmlər üçün ən əhəmiyyətli maddələrin və elementlərin dövrlərini nəzərdən keçirək. Su dövranı böyük geoloji dövrəyə, biogen elementlərin (karbon, oksigen, azot, fosfor, kükürd və digər biogen elementlər) dövrləri isə kiçik biogeokimyəvi dövrəyə aiddir.

Su dövrü atmosfer vasitəsilə quru və okean arasında böyük geoloji dövrə aiddir. Su okeanların səthindən buxarlanır və ya quruya daşınır, orada yağıntı şəklində düşür, yerüstü və yeraltı axıntılar şəklində okeana qayıdır, ya da okeanın səthinə yağıntı şəklində düşür. Hər il Yer kürəsində su dövranında 500 min km 3-dən çox su iştirak edir. Su dövranı bütövlükdə planetimizdəki təbii şəraitin formalaşmasında böyük rol oynayır. Suyun bitkilər tərəfindən transpirasiyasını və biogeokimyəvi dövrədə udulmasını nəzərə alsaq, Yer kürəsində bütün su ehtiyatı dağılır və 2 milyon ildən sonra bərpa olunur.

Karbon dövrü.İstehsalçılar atmosferdən karbon qazını tutub üzvi maddələrə çevirir, istehlakçılar karbonu aşağı dərəcəli istehsalçı və istehlakçıların bədənləri ilə üzvi maddələr şəklində udur, parçalayıcılar üzvi maddələri minerallaşdırır və karbonu karbon qazı şəklində atmosferə qaytarır. . Dünya Okeanında karbon dövranı ona görə çətinləşir ki, ölü orqanizmlərin tərkibində olan karbonun bir hissəsi dibinə çökür və çöküntü süxurlarda toplanır. Karbonun bu hissəsi bioloji dövrədən xaric edilir və maddələrin geoloji dövrünə daxil olur.

Bioloji bağlı karbonun əsas anbarı meşələrdir, onların tərkibində 500 milyard tona qədər bu element var ki, bu da onun atmosferdəki ehtiyatının 2/3 hissəsini təşkil edir. İnsanın karbon dövrünə müdaxiləsi (kömürün, neftin, qazın yanması, nəmsizləşdirmə) atmosferdə CO 2 tərkibinin artmasına və istixana effektinin inkişafına səbəb olur.

CO 2 dövriyyəsinin sürəti, yəni atmosferdəki bütün karbon qazının canlı maddədən keçdiyi müddət təxminən 300 ildir.

Oksigen dövrü. Oksigen dövranı əsasən atmosferlə canlı orqanizmlər arasında baş verir. Əsasən sərbəst oksigen (0^) yaşıl bitkilərin fotosintezi nəticəsində atmosferə daxil olur və heyvanların, bitkilərin və mikroorqanizmlərin tənəffüs prosesində və üzvi qalıqların minerallaşması zamanı istehlak olunur. Ultrabənövşəyi şüaların təsiri altında su və ozondan az miqdarda oksigen əmələ gəlir. Böyük miqdarda oksigen yer qabığındakı oksidləşmə prosesləri, vulkan püskürmələri və s. Oksigenin əsas payı quru bitkilər tərəfindən istehsal olunur - demək olar ki, 3/4, qalan hissəsi - Dünya Okeanının fotosintetik orqanizmləri. Dövrün sürəti təxminən 2 min ildir.

Müəyyən edilmişdir ki, fotosintez zamanı yaranan oksigenin 23%-i hər il sənaye və məişət ehtiyacları üçün sərf olunur və bu rəqəm durmadan artır.

Azot dövrü. Atmosferdə azotun (N 2) tədarükü çox böyükdür (həcminin 78%-i). Bununla belə, bitkilər sərbəst azotu qəbul edə bilməz, ancaq birləşdirilmiş formada, əsasən NH 4 + və ya NO 3 - şəklində. Atmosferdən sərbəst azot azot fiksasiya edən bakteriyalar tərəfindən sabitlənir və bitkilər üçün mövcud olan formalara çevrilir. Bitkilərdə azot üzvi maddələrdə (zülallarda, nuklein turşuları ah və s.) və güc dövrələri boyunca ötürülür. Canlı orqanizmlərin ölümündən sonra parçalayıcılar üzvi maddələri minerallaşdırır və onları ammonium birləşmələrinə, nitratlara, nitritlərə, həmçinin atmosferə qayıdan sərbəst azota çevirir.

Nitratlar və nitritlər suda yüksək dərəcədə həll olunur və yeraltı sulara və bitkilərə miqrasiya edə və qida zəncirləri ilə ötürülə bilər. Əgər onların miqdarı həddindən artıq çox olarsa, bu, azot gübrələrindən düzgün istifadə olunmadıqda tez-tez müşahidə olunur, o zaman su və qida çirklənir və insan xəstəliklərinə səbəb olur.

Fosfor dövrü. Fosforun əsas hissəsi keçmiş geoloji dövrlərdə əmələ gələn süxurlarda olur. Fosfor süxurların aşınma prosesləri nəticəsində biogeokimyəvi dövrəyə daxil olur. Quru ekosistemlərində bitkilər fosforu torpaqdan çıxarır (əsasən PO 4 3– şəklində) və onu üzvi birləşmələrə (zülallar, nuklein turşuları, fosfolipidlər və s.) daxil edir və ya qeyri-üzvi formada qoyurlar. Fosfor daha sonra qida zəncirləri vasitəsilə ötürülür. Canlı orqanizmlərin ölümündən sonra və onların ifrazatı ilə fosfor torpağa qayıdır.

Fosforlu gübrələrin düzgün istifadə edilməməsi, torpaqların su və külək eroziyasına məruz qalması ilə torpaqdan çoxlu miqdarda fosfor çıxarılır. Bu, bir tərəfdən, fosfor gübrələrinin həddindən artıq istehlakına və tərkibində fosfor olan filizlərin (fosforitlər, apatitlər və s.) ehtiyatlarının tükənməsinə səbəb olur. Digər tərəfdən, torpaqdan çoxlu miqdarda fosfor, azot, kükürd və s. kimi biogen elementlərin su hövzələrinə daxil olması siyanobakteriyaların və digər su bitkilərinin sürətlə inkişafına (“suyun çiçəklənməsinə”) səbəb olur. evtrofikasiya su anbarları. Lakin fosforun böyük hissəsi dənizə daşınır.

IN su ekosistemləri fosfor fitoplankton tərəfindən udulur və trofik zəncir boyunca ötürülür. dəniz quşları. Onların nəcisləri ya dərhal yenidən dənizə düşür, ya da əvvəlcə sahildə toplanır, sonra isə hər halda dənizə yuyulur. Ölən dəniz heyvanlarından, xüsusən də balıqlardan fosfor yenidən dənizə və dövrəyə qayıdır, lakin bəzi balıq skeletləri böyük dərinliklərə çatır və onların tərkibindəki fosfor yenidən çöküntü süxurlarına düşür, yəni biogeokimyəvi dövrandan kənarlaşdırılır. .

Kükürd dövrü. Kükürdün əsas ehtiyat fondu çöküntülərdə və torpaqdadır, lakin fosfordan fərqli olaraq atmosferdə ehtiyat fondu var. Əsas rol kükürdün biogeokimyəvi dövrədə iştirakında mikroorqanizmlərə aiddir. Onların bəziləri azaldıcı, digərləri isə oksidləşdirici maddələrdir.

Süxurlarda kükürd sulfidlər şəklində (FeS 2 və s.), məhlullarda - ion şəklində (SO 4 2–), qaz fazasında hidrogen sulfid şəklində (H 2 S) olur. və ya kükürd dioksidi (SO 2). Bəzi orqanizmlərdə kükürd toplanır təmiz forma onlar öləndə isə dənizlərin dibində yerli kükürd yataqları əmələ gəlir.

Quru ekosistemlərində kükürd torpaqdan bitkilərə əsasən sulfatlar şəklində daxil olur. Canlı orqanizmlərdə kükürd zülallarda, ion şəklində və s. Canlı orqanizmlərin ölümündən sonra kükürdün bir hissəsi torpaqda mikroorqanizmlər tərəfindən H 2 S-ə qədər azalır, digər hissəsi sulfatlara qədər oksidləşir və yenidən dövrəyə daxil olur. Yaranan hidrogen sulfid atmosferə buxarlanır, burada oksidləşir və yağıntı ilə torpağa qaytarılır.

Qalıq yanacaqların (xüsusilə kömür) insanların yanması, həmçinin emissiyalar kimya sənayesi, atmosferdə kükürd dioksidin (SO 2) toplanmasına gətirib çıxarır ki, bu da su buxarı ilə reaksiyaya girərək turşu yağışı şəklində yerə düşür.

Biogeokimyəvi dövrələr geoloji dövrlər qədər geniş miqyaslı deyil və əsasən insan təsirinə məruz qalır. İqtisadi fəaliyyət onların izolyasiyasını pozur, onlar asiklik olurlar.

Biosferin yaranmasından əvvəl Yer kürəsində maddənin üç dövrü var idi: mineral dövrü - maqmatik məhsulların dərinliklərdən səthə və geriyə hərəkəti; qaz dövrü - Günəş tərəfindən vaxtaşırı qızdırılan hava kütlələrinin dövranı;su dövrü - suyun buxarlanması və onun hava kütlələri ilə ötürülməsi, yağıntı (yağış, qar). Bu üç dövr bir terminlə birləşir - geoloji (abiotik) dövr. Həyatın meydana gəlməsi ilə qaz, mineral və su dövriyyəsi tamamlandı biotik (biogen) dövr - orqanizmlərin həyati fəaliyyəti ilə həyata keçirilən kimyəvi elementlərin dövrü. Geoloji ilə birlikdə tək biogeokimyəvi dövr Yerdəki maddələr.

Geoloji dövr.

Yer səthinə çatan günəş enerjisinin təxminən yarısı suyun buxarlanmasına, süxurların aşınmasına, mineralların həllinə, hava kütlələrinin və onlarla birlikdə su buxarının, tozun və bərk aşınma hissəciklərinin hərəkətinə sərf olunur.

Su və küləyin hərəkəti torpağın aşınmasına, hərəkətinə, hidrosfer və litosferdə mexaniki və kimyəvi yağıntıların yenidən paylanmasına və toplanmasına səbəb olur. Bu dövrə bu gün də davam edir.

Böyük maraq doğurur su dövrü. Bir il ərzində hidrosferdən təxminən 3,8 10 14 ton su buxarlanır və yağıntılarla birlikdə yenidən qayıdır. su qabığı Yerdə cəmi 3,4 10 14 ton su var. Çatışmayan hissə quruya düşür. Ümumilikdə quruya təxminən 1 10 14 ton yağıntı düşür və təxminən 0,6 10 14 ton su buxarlanır. Litosferdə əmələ gələn artıq su göllərə və çaylara, sonra isə Dünya Okeanına axır (şək. 2.4). Səth axını təqribən 0,2 10 14 t, yerdə qalan 0,2 10 14 t su yeraltı sulu təbəqələrə daxil olur, buradan su çaylara, göllərə və okeana axır, həmçinin yeraltı su anbarlarını doldurur.

biotik dövr. Bu, üzvi maddələrin sonradan orijinal minerallara məhv edilməsi ilə sintez proseslərinə əsaslanır. Üzvi maddələrin sintezi və məhv edilməsi prosesləri canlı maddənin mövcudluğunun əsasını və biosferin fəaliyyətinin əsas xüsusiyyətini təşkil edir.

Hər hansı bir orqanizmin həyat fəaliyyəti maddələr mübadiləsi olmadan mümkün deyil mühit. Maddələr mübadiləsi prosesində bədən lazımi maddələri istehlak edir və mənimsəyir və tullantı məhsulları buraxır, planetimizin ölçüsü sonsuz deyil və nəticədə bütün faydalı maddələr lazımsız tullantılara çevriləcəkdir. Bununla belə, təkamül prosesində əla həll yolu tapıldı: cansız maddədən canlı maddə qura bilən orqanizmlərlə yanaşı, bu mürəkkəb üzvi maddələri yeni istifadəyə hazır olan ilkin minerallara parçalayan başqa orqanizmlər də meydana çıxdı. “Verməyin yeganə yolu məhdud miqdar sonsuzun xassələri, yazırdı V.R. Williams, onu qapalı əyri boyunca fırlatmaqdır."

Canlı və cansız təbiətin qarşılıqlı əlaqə mexanizmi cansız materiyanın həyat sahəsinə cəlb edilməsindən ibarətdir. Canlı orqanizmlərdə cansız maddənin bir sıra çevrilmələrindən sonra o, əvvəlki ilkin vəziyyətinə qayıdır. Canlı orqanizmlərin cansız təbiətlə eyni kimyəvi elementləri ehtiva etməsi səbəbindən belə bir dövrə mümkündür.

Bu dövrə necə baş verir? V.I.Vernadski əsaslandırdı ki, kosmosdan gələn enerjinin əsas çeviricisi (əsasən günəş) bitkilərin yaşıl maddəsidir. Yalnız onlar günəş enerjisinin təsiri altında ilkin üzvi birləşmələri sintez etməyə qadirdirlər. Alim hesablamışdır ki, ilin vaxtından asılı olaraq enerji udan bitkilərin yaşıl maddəsinin ümumi səthi Günəşin səthinin 0,86-4,2%-i arasında dəyişir. Eyni zamanda, Yerin səthinin sahəsi

Qidası bitkilər və ya digər heyvanlar olan heyvanlar bədənlərində yeni üzvi birləşmələr sintez edirlər.

Heyvanların və bitkilərin qalıqları qurdlar, göbələklər və mikroorqanizmlər üçün qida rolunu oynayır və nəticədə onları orijinal minerallara çevirərək karbon qazını buraxır. Bu minerallar yenidən bitkilər tərəfindən ilkin üzvi birləşmələrin yaradılması üçün ilkin xammal kimi xidmət edir. Beləliklə, dairə bağlanır və atomların yeni bir hərəkəti başlayır.

Bununla belə, maddələrin dövranı tam qapalı deyil. Atomların bəziləri dövrandan çıxır, canlı orqanizmlərin yeni formaları və onların həyat fəaliyyətinin məhsulları ilə sabitləşir və təşkil olunur. Litosferə, hidrosferə və troposferə nüfuz edən canlı orqanizmlər mövcud maddələrin hərəkəti və yenidən bölüşdürülməsi və yenilərinin yaradılması üzrə nəhəng geokimyəvi işlər görmüş və istehsal edirlər. Bu, biosferin mütərəqqi inkişafının mahiyyətidir, çünki bu, biogeokimyəvi dövrlərin əhatəsini genişləndirir və biosferi gücləndirir. V.I.Vernadskinin qeyd etdiyi kimi, biosferdə atomların “vortekslər” şəklində daimi biogen hərəkəti var.

Geoloji dövrdən fərqli olaraq, biotik dövr cüzi enerji istehlakı ilə xarakterizə olunur. Artıq qeyd edildiyi kimi, Yer səthinə çatan günəş enerjisinin təxminən 1%-i ilkin üzvi maddələrin yaradılmasına sərf olunur. Bu enerji planetdəki ən mürəkkəb biogeokimyəvi proseslərin işləməsi üçün kifayətdir.