биогеохимични цикли

химия

2022

Обясняваме какви са биогеохимичните цикли или цикли на материята и какви видове съществуват. Цикълът на въглерода, фосфора и азота.

Биогеохимичните цикли са вериги на изместване на материята.

Какво представляват биогеохимичните цикли?

Той е известен като биогеохимични цикли или цикли на материята към обменните вериги на химични елементи между живите същества и заобикаляща среда която ги заобикаля чрез поредица от процеси на транспорт, производство и разлагане. Името му идва от префикси Гръцки био, "живот и гео, "Земя".

В биогеохимичните цикли различните форми на живот (растителни, животински, микроскопични и др.), като неорганични природни елементи и съединения (дъждове, ветрове и др.). То е вечно изместване на материята от едно място на друго, което позволява рециклирането на хранителните вещества, налични в биосфера.

Под "хранителни вещества" имаме предвид всички онези елементи или молекули чието присъствие в организма на a Живо същество е от съществено значение за приемствеността на вашата съществуване и на възпроизвеждане от неговия видове. Хранителните вещества обикновено се състоят от приблизително 31 и 40 различни химични елемента и в зависимост от вида, както хранителните вещества, така и елементите, които ги съставят, са необходими в различни пропорции. Тези хранителни вещества могат да бъдат от различни видове:

  • Макронутриенти. Неговото присъствие в тялото в различните му съединения съставлява около 95% от маса на всички живи организми. Те се състоят от въглерод, кислород, водород, азот, сяра, калций, натрий, хлорид, калий и фосфор. Те са хранителните вещества, които са в по-голямо количество в организма на всяко живо същество.
  • Микроелементи. Неговото присъствие в тялото на живите същества е от съществено значение, но незначително. Те са съставени от желязо, медни, цинк, йод и витамин А.
  • Енергичен. Те са тези, които организмът на живите същества използва, за да получи Енергия необходими за осъществяване на жизненоважни функции. Например, аминокиселини и мазнини.
  • Структурни. Те са тези, които формират структурата на организма на живите същества и позволяват растежа им. Например, протеин, фосфор, калций и някои липиди.
  • Регулатори Те контролират развитието на много реакции, които се случват в тялото. Основните са витамини, натрий и калий.
  • Не е съществено. Те могат да бъдат синтезирани от организма на живите същества. Те не са напълно жизненоважни за функционирането на тялото.
  • От съществено значение Те не могат да бъдат синтезирани от организма на живите същества, така че неизбежно трябва да бъдат извлечени от заобикаляща среда. Например незаменими аминокиселини и мастни киселини.

Биогеохимичните цикли варират в зависимост от свойствата на участващия елемент и следователно включват и различни форми на живот.

Видове биогеохимични цикли

Има няколко вида биогеохимични цикли:

  • Хидрологични. Тези, в които воден цикъл или хидроложки цикъл, който служи като транспортен агент за елементите от едно място на друго. Самият воден цикъл може да бъде включен в тази категория.
  • Газообразна. Тези, в които атмосфера за транспортирането на химичните елементи от цикъла, като цикъла на азот, кислород и въглерод.
  • Утаечен. Тези, при които транспортирането на химичния елемент става чрез утаяване, тоест чрез бавното му натрупване и обмен в Земна кора, като цикъла на фосфора.

Значението на биогеохимичните цикли

Биогеохимичните цикли са отговорни за рециклирането на жизненоважните химични елементи, в противен случай те биха били изчерпани, поради което животът на планетата би бил невъзможен.

В този смисъл биогеохимичните цикли са различните механизми, чрез които природата той трябва да циркулира материята от едни живи същества до други, като по този начин позволява определена граница да бъде винаги достъпна.

Нито едно от хранителните вещества, от които се нуждае едно живо същество, няма да остане в него завинаги. Всички трябва да бъдат върнати в околната среда, за да могат да бъдат използвани повторно от други.

Цикъл на азот

Азотният цикъл е централен, защото образува много биомолекули.

Азотният цикъл е един от основните биогеохимични цикли, в който микроорганизми прокариоти (бактерии) и растения Те фиксират в телата си азот, един от основните газове в атмосферата. Той е от съществено значение за различни съединения в тялото на животни, включително човешко същество.

Цикълът може да бъде обобщен по следния начин:

  • Някои бактерии фиксират газообразния азот (N2) от атмосферата в телата си, образувайки с него органични молекули, които могат да се използват от растенията, като амоняк (NH3).
  • Растенията се възползват от тези азотни молекули и ги предават през тъканите си на тревопасни животни а тези през техните тъкани към месоядни животни а тези на техните хищници, през хранителна верига.
  • В крайна сметка живите същества връщат азота в почвата или чрез урина (богата на амоняк), или когато умрат и се разлагат от бактерии, които фиксират богатите на азот молекули, освобождавайки азота обратно в атмосферата газообразно състояние.

Въглероден цикъл

Въглеродният цикъл е най-важният, защото всички организми съдържат въглерод.

Въглеродният цикъл е най-важният и сложен от биогеохимичните цикли, тъй като целият известен живот се състои без изключение от съединения, получени от този елемент. Освен това този цикъл включва основните процеси метаболитни на растенията и животните: в фотосинтеза и на дишане.

Цикълът може да бъде обобщен по следния начин:

  • Атмосферата се състои от значителен обем от въглероден двуокис (CO2). Растенията и водораслите го улавят и го превръщат в захари (глюкоза) чрез фотосинтеза, използвайки за това слънчева енергия. По този начин те получават енергия и могат да растат. В замяна те отделят кислород (O2) в атмосферата.
  • Освен че получават кислород по време на дихателните си процеси, животните получават достъп до въглерод от растителните тъкани, за да могат от своя страна да растат и да се възпроизвеждат. И животните, и растенията, когато умират, осигуряват аз обикновено въглеродът в телата им, който чрез седиментни процеси (особено на дъното на океана, където въглеродът също се разтваря във вода) се превръща в различни вкаменелости и минерали.
  • Въглеродът в своето изкопаемо или минерално състояние може да продължи милиони години под земната кора, като претърпява трансформации, които изхвърлят материя, различна от минералните въглища, петрол или диаманти. Този въпрос ще се появи отново благодарение на ерозия, на изригвания и особено човешкия труд: експлоатацията на изкопаеми горива, добив на цимент и др индустрии които изпускат тонове CO2 в атмосферата и при океан както и към земята, в допълнение към други течни и твърди отпадъци, богати на въглерод.
  • От друга страна, животните непрекъснато отделят CO2, когато дишат. Други енергийни процеси като напр ферментация или разлагането на органичен материал те генерират CO2 или генерират други богати на въглерод газове, като метан (CH4), които също влизат в атмосферата.

Цикъл на фосфора

Цикълът на фосфора е от съществено значение за образуването на ДНК и РНК.

В цикъл на фосфора Това е последният и най-сложен от основните биогеохимични цикли, тъй като фосфорът е изобилен елемент в земната кора в минерална форма, но който живите същества по същество се нуждаят, макар и в умерени количества. Фосфорът е част от жизненоважни съединения като ДНК и на РНК, и неговият цикъл може да бъде обобщен по следния начин:

  • Фосфорът идва от земни минерали, които под действието на ерозия (Слънчев вятър, вода) се освобождават и транспортират до различни екосистеми. Човешките минни дейности също могат да допринесат за този етап, макар и не непременно по положителен екологичен начин.
  • Скалите, богати на фосфор, осигуряват хранителни вещества на растенията, които фиксират фосфора в техните тъкани и отново го предават на други форми на животински живот чрез хранителна верига. От своя страна животните връщат излишния фосфор в почвата чрез дефекация и разлагане на труповете си, като поддържат фосфора в цикъл в рамките на цикъла между живите същества.
  • Фосфорът обаче достига и до морето, където се фиксира от водораслите и се предава на животните. В този случай елементът бавно се отлага на морското дъно, където различни седиментни процеси ще го накарат да се върне в скалите, които по-късно, в много бавен и много дълъг геоложки процес, ще бъдат разкрити и отново ще осигурят фосфор на биосфера.
!-- GDPR -->