Grundlaget for selvopretholdende liv på Jorden er biogeokemiske kredsløb. Alle kemiske elementer, der bruges i organismers livsprocesser, gennemgår konstante bevægelser, der bevæger sig fra levende kroppe til forbindelser af livløs natur og tilbage. Muligheden for at genbruge de samme atomer gør livet på Jorden næsten evigt, forudsat at der er en konstant tilførsel af den nødvendige mængde energi.

Typer af stofkredsløb. Jordens biosfære er karakteriseret ved en vis kredsløb af stoffer og energistrømmen. Stoffers kredsløb – gentagen deltagelse af stoffer i processer, der foregår i atmosfæren, hydrosfæren og lithosfæren, herunder de lag, der er en del af jordens biosfære. Cirkulationen af ​​stoffer sker med en kontinuerlig tilførsel (strømning) af Solens ydre energi og Jordens indre energi.

Afhængigt af drivkraften, med en vis grad af konvention, kan man inden for stoffernes kredsløb skelne mellem geologiske, biologiske og menneskeskabte kredsløb. Før menneskets fremkomst på Jorden var kun de to første realiseret.

Geologisk kredsløb (stort kredsløb af stoffer i naturen) – cyklus af stoffer, hvis drivkraft er eksogene og endogene geologiske processer.

Endogene processer(processer af indre dynamik) forekommer under indflydelse af Jordens indre energi. Dette er den energi, der frigives som følge af radioaktivt henfald, kemiske reaktioner ved dannelse af mineraler, krystallisation af klipper osv. Endogene processer omfatter: tektoniske bevægelser, jordskælv, magmatisme, metamorfose. Eksogene processer(processer af ekstern dynamik) forekommer under påvirkning af Solens ydre energi. Eksogene processer omfatter forvitring af klipper og mineraler, fjernelse af ødelæggelsesprodukter fra nogle områder af jordskorpen og deres overførsel til nye områder, aflejring og ophobning af ødelæggelsesprodukter med dannelse af sedimentære bjergarter. Eksogene processer omfatter den geologiske aktivitet af atmosfæren, hydrosfæren (floder, midlertidige vandløb, grundvand, have og oceaner, søer og sumpe, is) såvel som levende organismer og mennesker.

De største landformer (kontinenter og havbassiner) og store former (bjerge og sletter) blev dannet på grund af endogene processer, og mellemstore og små landformer (floddale, bakker, kløfter, klitter osv.), overlejret på større former, skyldes til eksogene processer. Endogene og eksogene processer er således modsatte i deres handling. Førstnævnte fører til dannelsen af ​​store reliefformer, sidstnævnte - til deres udjævning.

Magmatiske bjergarter omdannes til sedimentære bjergarter som følge af forvitring. I bevægelige zoner af jordskorpen styrter de dybt ned i jorden. Der smelter de under påvirkning af høje temperaturer og tryk og danner magma, som stiger op til overfladen og størkner og danner magmatiske bjergarter.

Stoffernes geologiske kredsløb sker således uden deltagelse af levende organismer og omfordeler stoffer mellem biosfæren og de dybere lag af Jorden.

Biologisk (biogeokemisk) cyklus (lille kredsløb af stoffer i biosfæren) – kredsløbet af stoffer, hvis drivkraft er levende organismers aktivitet. I modsætning til det store geologiske kredsløb opstår det lille biogeokemiske kredsløb af stoffer i biosfæren. Den vigtigste energikilde i kredsløbet er solstråling, som genererer fotosyntese. I et økosystem syntetiseres organiske stoffer af autotrofer fra uorganiske stoffer. De forbruges derefter af heterotrofer. Som et resultat af udskillelse under livsprocesser eller efter organismers død (både autotrofer og heterotrofer) undergår organiske stoffer mineralisering, det vil sige omdannelse til uorganiske stoffer. Disse uorganiske stoffer kan genbruges til syntese af organiske stoffer ved hjælp af autotrofer.

I biogeokemiske kredsløb skal der skelnes mellem to dele:

1) reservefond – dette er en del af et stof, der ikke er forbundet med levende organismer;

2) byttefond – en væsentlig mindre del af stof, der er forbundet ved direkte udveksling mellem organismer og deres umiddelbare miljø. Afhængigt af placeringen af ​​reservefonden kan biogeokemiske kredsløb opdeles i to typer:

1) Gyrer af gastype med en reservefond af stoffer i atmosfæren og hydrosfæren (kulstof, ilt, nitrogen kredsløb).

2) Sedimentære gyres med en reservefond i jordskorpen (cyklusser af fosfor, calcium, jern osv.).

Gas-type cirkulationer er mere perfekte, da de har en stor udvekslingsfond og derfor er i stand til hurtig selvregulering. Sedimentære cyklusser er mindre perfekte, de er mere inerte, da hovedparten af ​​stoffet er indeholdt i jordskorpens reservefond i en form "utilgængelig" for levende organismer. Sådanne kredsløb forstyrres let af forskellige slags påvirkninger, og en del af det udvekslede materiale forlader kredsløbet. Det kan kun vende tilbage til kredsløbet som et resultat af geologiske processer eller gennem udvinding af levende stof. Det er dog meget vanskeligere at udvinde stoffer, som levende organismer har brug for, fra jordskorpen end fra atmosfæren.

Intensiteten af ​​den biologiske cyklus er primært bestemt af den omgivende temperatur og mængden af ​​vand. For eksempel er den biologiske cyklus mere intens i tropiske regnskove end i tundraen.

Med menneskets fremkomst opstod den menneskeskabte cirkulation eller udveksling af stoffer. Antropogen cyklus (udveksling) – kredsløbet (metabolismen) af stoffer, hvis drivkraft er menneskelig aktivitet. Der er to komponenter i det: biologiske, forbundet med menneskets funktion som en levende organisme, og teknisk, relateret til menneskelige økonomiske aktiviteter (teknologisk cyklus).

Geologiske og biologiske kredsløb er stort set lukkede, hvilket ikke kan siges om det menneskeskabte kredsløb. Derfor taler de ofte ikke om den menneskeskabte cyklus, men om menneskeskabt stofskifte. Åbenheden af ​​den menneskeskabte cyklus af stoffer fører til udtømning af naturressourcer og forurening af det naturlige miljø – hovedårsagerne til alle menneskehedens miljøproblemer.

Cyklusser af grundlæggende næringsstoffer og grundstoffer. Lad os overveje cyklusserne af de vigtigste stoffer og elementer for levende organismer. Vandets kredsløb refererer til det store geologiske kredsløb, og kredsløbet af biogene grundstoffer (kulstof, oxygen, nitrogen, fosfor, svovl og andre biogene grundstoffer) refererer til det lille biogeokemiske kredsløb.

Vandets kredsløb mellem land og hav gennem atmosfæren refererer til den store geologiske cyklus. Vand fordamper fra havenes overflade og transporteres enten til land, hvor det falder som nedbør, der vender tilbage til havet i form af overflade- og underjordisk afstrømning, eller falder som nedbør på havets overflade. Mere end 500 tusinde km 3 vand deltager årligt i vandkredsløbet på Jorden. Vandets kredsløb som helhed spiller en stor rolle i at forme de naturlige forhold på vores planet. Under hensyntagen til planters transpiration af vand og dets absorption i det biogeokemiske kredsløb, går hele vandforsyningen på Jorden i opløsning og genoprettes på 2 millioner år.

Kulstofkredsløb. Producenter opfanger kuldioxid fra atmosfæren og omdanner det til organiske stoffer, forbrugere optager kulstof i form af organiske stoffer med organer af producenter og forbrugere af lavere orden, nedbrydere mineraliserer organiske stoffer og returnerer kulstof til atmosfæren i form af kuldioxid . I Verdenshavet kompliceres kulstofkredsløbet af, at noget af kulstoffet i døde organismer synker til bunds og ophobes i sedimentære bjergarter. Denne del af kulstoffet er udelukket fra det biologiske kredsløb og går ind i stoffernes geologiske kredsløb.

Det vigtigste reservoir af biologisk bundet kulstof er skove, de indeholder op til 500 milliarder tons af dette grundstof, hvilket er 2/3 af dets reserve i atmosfæren. Menneskelig indgriben i kulstofkredsløbet (forbrænding af kul, olie, gas, affugtning) fører til en stigning i CO 2 -indholdet i atmosfæren og udvikling af drivhuseffekten.

CO 2 -cirkulationshastigheden, det vil sige den tid, hvori al kuldioxid i atmosfæren passerer gennem levende stof, er omkring 300 år.

Ilt cyklus. Iltkredsløbet foregår hovedsageligt mellem atmosfæren og levende organismer. Grundlæggende kommer fri ilt (0^) ind i atmosfæren som følge af fotosyntese af grønne planter og forbruges i respirationsprocessen af ​​dyr, planter og mikroorganismer og under mineralisering af organiske rester. En lille mængde ilt dannes fra vand og ozon under påvirkning af ultraviolet stråling. En stor mængde ilt forbruges af oxidative processer i jordskorpen, under vulkanudbrud osv. Den største andel af ilt produceres af landplanter - næsten 3/4, resten - af fotosyntetiske organismer i Verdenshavet. Cyklushastigheden er omkring 2 tusind år.

Det er blevet fastslået, at 23% af den ilt, der produceres under fotosyntesen, årligt forbruges til industrielle og huslige behov, og dette tal er konstant stigende.

Nitrogen kredsløb. Tilførslen af ​​nitrogen (N 2) i atmosfæren er enorm (78 % af dens volumen). Planter kan dog ikke optage frit kvælstof, men kun i bundet form, hovedsageligt i form af NH 4 + eller NO 3 –. Frit kvælstof fra atmosfæren fikseres af nitrogenfikserende bakterier og omdannes til former, der er tilgængelige for planter. I planter fikseres nitrogen i organisk stof (i proteiner, nukleinsyrer osv.) og overføres gennem fødekæder. Efter levende organismers død mineraliserer nedbrydere organiske stoffer og omdanner dem til ammoniumforbindelser, nitrater, nitritter samt frit nitrogen, som vender tilbage til atmosfæren.

Nitrater og nitritter er meget opløselige i vand og kan migrere til grundvand og planter og overføres gennem fødekæder. Hvis deres mængde er for stor, hvilket ofte observeres, når nitrogengødning bruges forkert, er vand og mad forurenet og forårsager menneskelige sygdomme.

Fosfor kredsløb. Hovedparten af ​​fosfor er indeholdt i klipper dannet i tidligere geologiske epoker. Fosfor indgår i det biogeokemiske kredsløb som følge af stenforvitringsprocesser. I terrestriske økosystemer udvinder planter fosfor fra jorden (hovedsageligt i form af PO 4 3–) og inkorporerer det i organiske forbindelser (proteiner, nukleinsyrer, fosfolipider osv.) eller efterlader det i uorganisk form. Fosfor overføres derefter gennem fødekæderne. Efter levende organismers død og med deres udskillelse vender fosfor tilbage til jorden.

Ved forkert brug af fosforgødning, vand- og vinderosion af jord, fjernes store mængder fosfor fra jorden. På den ene side fører dette til et for stort forbrug af fosforgødning og udtømning af reserver af fosforholdige malme (phosphoritter, apatitter osv.). På den anden side forårsager indtrængen af ​​store mængder af biogene grundstoffer såsom fosfor, nitrogen, svovl osv. fra jorden til vandområder den hurtige udvikling af cyanobakterier og andre vandplanter (“opblomstring” af vand) og eutrofiering reservoirer. Men det meste af fosforet føres til havet.

I akvatiske økosystemer optages fosfor af fytoplankton og føres gennem fødekæden til havfugle. Deres ekskrementer ender enten straks tilbage i havet eller samler sig først på kysten og skylles derefter ud i havet alligevel. Fra døende havdyr, især fisk, kommer fosfor igen ind i havet og ind i kredsløbet, men nogle fiskeskeletter når store dybder, og fosforet indeholdt i dem ender igen i sedimentære bjergarter, det vil sige, at det lukkes ud af det biogeokemiske kredsløb. .

Svovl cyklus. Den vigtigste reservefond for svovl er i sedimenter og jord, men i modsætning til fosfor er der en reservefond i atmosfæren. Hovedrollen i inddragelsen af ​​svovl i det biogeokemiske kredsløb tilhører mikroorganismer. Nogle af dem er reduktionsmidler, andre er oxidationsmidler.

I bjergarter findes svovl i form af sulfider (FeS 2 osv.), i opløsninger - i form af en ion (SO 4 2–), i gasfasen i form af svovlbrinte (H 2 S) eller svovldioxid (SO 2). I nogle organismer ophobes svovl i sin rene form, og når de dør, dannes aflejringer af naturligt svovl på bunden af ​​havene.

I terrestriske økosystemer kommer svovl hovedsageligt ind i planter fra jorden i form af sulfater. I levende organismer er svovl indeholdt i proteiner, i form af ioner osv. Efter levende organismers død reduceres en del af svovlet i jorden af ​​mikroorganismer til H 2 S, den anden del oxideres til sulfater og indgår igen i kredsløbet. Det resulterende svovlbrinte fordamper til atmosfæren, hvor det oxideres og returneres til jorden med nedbør.

Menneskets forbrænding af fossile brændstoffer (især kul) samt emissioner fra den kemiske industri fører til ophobning af svovldioxid (SO 2) i atmosfæren, som reagerer med vanddamp og falder til jorden i form af sur regn .

Biogeokemiske kredsløb er ikke så storstilede som geologiske og er i vid udstrækning underlagt menneskelig indflydelse. Økonomisk aktivitet krænker deres isolation, de bliver acykliske.

Der er to hovedcyklusser af stoffer i naturen: store (geologiske) og små (biogeokemiske).

Geologisk - stort kredsløb af stoffer(Bilag A), er forårsaget af solenergiens interaktion med Jordens dybe energi og udfører omfordelingen af ​​stof mellem biosfæren og Jordens dybere horisonter. Sedimentære bjergarter, dannet på grund af forvitring af magmatiske bjergarter, i mobile zoner af jordskorpen er igen nedsænket i en zone med høje temperaturer og tryk. Der smelter de og danner magma - kilden til nye magmatiske bjergarter. Efter at disse klipper stiger til jordens overflade og gennemgår forvitringsprocesser, omdannes de igen til nye sedimentære bjergarter. Symbolet på stoffernes kredsløb er spiralformet, ikke en cirkel. Det betyder, at den nye cyklus ikke ligefrem gentager den gamle, men introducerer noget nyt, som over tid fører til meget væsentlige ændringer.

The Great Gyre er også en gyre vand mellem land og hav gennem atmosfæren. Fugt fordampet fra verdenshavets overflade overføres til land, hvor det falder i form af nedbør, som vender tilbage til havet i form af overflade- og underjordisk afstrømning.

Vandets kredsløb følger også et enklere skema: fordampning af fugt fra havets overflade - kondensering af vanddamp - nedbør på den samme vandoverflade af havet.

Det anslås, at mere end 500 tusinde km3 vand årligt deltager i vandkredsløbet på Jorden. Vandets kredsløb som helhed spiller en stor rolle i at forme de naturlige forhold på vores planet. Under hensyntagen til planters transpiration af vand og dets absorption i det biogeokemiske kredsløb, nedbrydes hele vandforsyningen på Jorden og genoprettes på 2 millioner år.

Lille kredsløb af stoffer i biosfæren (biogeokemisk) (Bilag B). I modsætning til den store cyklus forekommer den kun i biosfæren. Dens essens er dannelsen af ​​levende stof fra uorganiske forbindelser under fotosynteseprocessen og omdannelsen af ​​organisk stof under nedbrydning tilbage til uorganiske forbindelser. Denne cyklus er den vigtigste for biosfærens liv, og den er selv skabelsen af ​​liv. Ved at ændre sig, blive født og dø, understøtter levende stof livet på vores planet og sikrer det biogeokemiske kredsløb af stoffer. Den vigtigste energikilde i kredsløbet er solstråling, som genererer fotosyntese. Denne energi er ret ujævnt fordelt over klodens overflade. For eksempel er mængden af ​​varme pr. arealenhed ved ækvator tre gange større end på Spitsbergen-øgruppen (80°N). Derudover går det tabt ved refleksion, absorberes af jorden og bruges på vandtranspiration. Som vi allerede har bemærket, bruges ikke mere end 5% af al energi på fotosyntese, men oftest 2-3%.

I en række økosystemer sker overførslen af ​​stof og energi primært gennem trofiske kæder.

Denne cyklus kaldes normalt biologiske. Det forudsætter en lukket cyklus af stoffer, der gentagne gange bruges af den trofiske kæde. Den findes i akvatiske økosystemer, især plankton med dets intensive stofskifte, men ikke i terrestriske økosystemer, med undtagelse af tropiske regnskove, hvor plante-til-plante overførsel af næringsstoffer kan forekomme med rødder på jordoverfladen.

Men på skalaen af ​​hele biosfæren er en sådan cyklus umulig. Her fungerer det biogeokemiske kredsløb, som er udvekslingen af ​​makro- og mikroelementer og simple uorganiske stoffer med stoffet i atmosfæren, hydrosfæren og lithosfæren.

Kredsløb af individuelle stoffer - V.I. Vernadsky kaldte biogeokemiske kredsløb. Det vigtigste er, at kemiske elementer absorberet af organismen efterfølgende forlader den, går ind i det abiotiske miljø, og derefter, efter nogen tid, kommer de igen ind i den levende organisme. Sådanne elementer kaldes biofile. Disse kredsløb og cirkulationen som helhed giver de vigtigste funktioner af levende stof i biosfæren. V. I. Vernadsky identificerer fem sådanne funktioner:

- først funktion - gas - de vigtigste gasser i jordens atmosfære, nitrogen og oxygen, af biogen oprindelse, som alle underjordiske gasser - et produkt af nedbrydning af dødt organisk materiale;

- anden funktion - koncentration - organismer akkumulerer i deres kroppe mange kemiske elementer, blandt hvilke kulstof kommer først, blandt metaller - calcium, siliciumkoncentratorer er kiselalger, jod - alger (tang), fosfor - skeletterne af hvirveldyr;

- tredje funktion - redox - organismer, der lever i vandområder, regulerer iltregimet og skaber betingelser for opløsning eller udfældning af en række metaller (V, Mn, Fe) og ikke-metaller (S) med variabel valens;

- fjerde funktion - biokemisk - reproduktion, vækst og bevægelse i rummet ("spredning") af levende stof;

- femte funktion - menneskelig biogeokemisk aktivitet - dækker hele den voksende mængde stoffer i jordskorpen.

Derfor skal det bemærkes, at der kun er én proces på Jorden, der ikke spilder, men tværtimod binder solenergi og endda akkumulerer den - dette er skabelsen af ​​organisk stof som et resultat af fotosyntese. Den vigtigste planetariske funktion af kredsløbet af stoffer på Jorden ligger i binding og lagring af solenergi.

Side 1

Den store geologiske cyklus trækker sedimentære bjergarter dybt ind i jordskorpen og udelukker permanent de elementer, de indeholder, fra det biologiske cirkulationssystem. I løbet af den geologiske historie bliver transformerede sedimentære bjergarter, igen på Jordens overflade, gradvist ødelagt af aktiviteten af ​​levende organismer, vand og luft og indgår igen i biosfærens cyklus.

Den store geologiske cyklus foregår over hundredtusinder eller millioner af år. Det er som følger: klipper udsættes for ødelæggelse, forvitring og skylles i sidste ende væk af vandstrømme ind i verdenshavet. Her aflejres de på bunden, danner sediment, og vender kun delvist tilbage til land med organismer fjernet fra vandet af mennesker eller andre dyr.

Grundlaget for den store geologiske cyklus er processen med at overføre mineralske forbindelser fra et sted til et andet på planetarisk skala uden deltagelse af levende stof.

Ud over det lille kredsløb er der et stort, geologisk kredsløb. Nogle stoffer trænger ind i jordens dybe lag (gennem havbundsedimenter eller andre midler), hvor der sker langsomme transformationer med dannelse af forskellige forbindelser, mineralske og organiske. Processerne i den geologiske cyklus understøttes hovedsageligt af Jordens indre energi, dens aktive kerne. Den samme energi bidrager til frigivelsen af ​​stoffer til jordens overflade. Dermed er det store kredsløb af stoffer lukket. Det tager millioner af år.

Med hensyn til hastigheden og intensiteten af ​​den store geologiske cyklus af stoffer, er det i øjeblikket umuligt at give nogen nøjagtige data, der er kun omtrentlige skøn, og da kun for den eksogene komponent af den generelle cyklus, dvs. uden at tage højde for stoftilstrømningen fra kappen til jordskorpen.

Dette kulstof deltager i det store geologiske kredsløb. Dette kulstof, i processen med det lille biotiske kredsløb, opretholder gasbalancen i biosfæren og livet generelt.

Solid afstrømning fra nogle floder i verden.

Bidraget fra biosfære- og teknosfærekomponenter til det store geologiske kredsløb af jordens stoffer er meget betydeligt: ​​der er en konstant progressiv vækst af teknosfærekomponenter på grund af udvidelsen af ​​omfanget af menneskelig produktionsaktivitet.

Da den tekno-geokemiske hovedstrøm på jordens overflade ledes inden for rammerne af et stort geologisk kredsløb af stoffer for 70 % af jorden ud i havet og for 30 % ind i lukkede drænløse lavninger, men altid fra højere til lavere højder, som et resultat af gravitationskræfternes virkning, differentieringen af ​​jordskorpens substans fra høje til lave højder, fra land til hav. Omvendte strømme (atmosfærisk transport, menneskelig aktivitet, tektoniske bevægelser, vulkanisme, migration af organismer) komplicerer til en vis grad denne generelle nedadgående bevægelse af stof, hvilket skaber lokale migrationscyklusser, men ændrer den ikke som helhed.

Cirkulationen af ​​vand mellem land og hav gennem atmosfæren er en del af det store geologiske kredsløb. Vand fordamper fra havenes overflade og transporteres enten til land, hvor det falder som nedbør, der vender tilbage til havet i form af overflade- og underjordisk afstrømning, eller falder som nedbør på havets overflade. Mere end 500 tusinde km3 vand deltager årligt i vandkredsløbet på Jorden. Vandets kredsløb som helhed spiller en stor rolle i at forme de naturlige forhold på vores planet. Under hensyntagen til planters transpiration af vand og dets absorption i det biogeokemiske kredsløb, nedbrydes hele vandforsyningen på Jorden og genoprettes på 2 millioner år.

Ifølge hans formulering udvikler stoffernes biologiske kredsløb sig på en del af banen for et stort, geologisk kredsløb af stoffer i naturen.

Overførsel af stof med overflade- og underjordiske vand er hovedfaktoren i differentieringen af ​​jordens jord i geokemiske termer, men ikke den eneste, og hvis vi taler om den store geologiske cirkulation af stoffer på jordens overflade generelt, så strømmer spiller en meget væsentlig rolle i det, især oceanisk og atmosfærisk transport.

Med hensyn til hastigheden og intensiteten af ​​den store geologiske cyklus af stoffer, er det i øjeblikket umuligt at give nogen nøjagtige data, der er kun omtrentlige skøn, og da kun for den eksogene komponent af den generelle cyklus, dvs. uden at tage højde for stoftilstrømningen fra kappen til jordskorpen. Den eksogene komponent i det store geologiske kredsløb af stoffer er en konstant igangværende proces med denudering af jordens overflade.

Stort geologisk kredsløb af stoffer. Lille biologisk (geografisk) kredsløb af stoffer

Det store geologiske kredsløb af stoffer er forårsaget af solenergiens interaktion med Jordens dybe energier og udfører omfordelingen af ​​stoffer mellem biosfæren og Jordens dybere horisonter. Sedimentære bjergarter er nedsænket i en zone med høje temperaturer og tryk i mobile zoner af jordskorpen. Der smelter de og danner magma - kilden til nye magmatiske bjergarter. Efter at disse klipper stiger til jordens overflade og gennemgår forvitringsprocesser, omdannes de igen til nye sedimentære bjergarter.

Den Store Cyklus omfatter også cirkulationen af ​​vand mellem land og hav gennem atmosfæren. Fugt, der fordamper fra overfladen af ​​verdenshavene, overføres til land, hvor det falder i form af nedbør, som vender tilbage til havet i form af overfladeafstrømning og underjordisk afstrømning. Vandets kredsløb opstår også efter et enklere skema: fordampning af fugt fra havets overflade - kondensering af vanddamp - nedbør på overfladen af ​​havet. Mere end 500 tusinde kubikmeter deltager i vandkredsløbet hver dag. km. vand. Hele forsyningen af ​​vand på Jorden bryder sammen og genoprettes på 2 millioner år.

Den lille cyklus af stoffer (biogeokemisk) forekommer kun i biosfæren. Dens essens ligger i dannelsen af ​​levende stof fra uorganiske forbindelser under fotosynteseprocessen og i omdannelsen af ​​organisk stof under nedbrydning tilbage til uorganiske forbindelser. Denne cyklus for biosfærens liv er den vigtigste og er en fortsættelse af selve livet. Ved at ændre sig, blive født og dø, understøtter levende stof livet på vores planet og sikrer det biogeokemiske kredsløb af stoffer. Den vigtigste energikilde i kredsløbet er sollys, som giver fotosyntese.

Essensen af ​​den biogeokemiske cyklus er, at kemiske elementer absorberet af en organisme efterfølgende forlader den og går ind i det abiotiske miljø, efter nogen tid kommer de igen ind i den levende organisme. I biogeokemiske kredsløb er det sædvanligt at skelne mellem en reservefond eller stoffer, der ikke er forbundet med organismer; udvekslingsfond på grund af den direkte udveksling af næringsstoffer mellem organismer og deres nærmiljø. Hvis vi betragter biosfæren som en helhed, kan vi skelne kredsløbet af gasformige stoffer med en reservefond i atmosfæren og hydrosfæren og det sedimentære kredsløb med en reservefond i jordskorpen i det geologiske kredsløb.

Som helhed sikrer cyklusser opfyldelsen af ​​de følgende vigtigste funktioner af levende stof i biosfæren:

• o Gas: et produkt af nedbrydning af dødt organisk stof.
• o Koncentration: organismer akkumulerer mange kemiske grundstoffer.
• o Redox: organismer, der lever i vandområder, regulerer syreregimet.
• o Biokemisk: reproduktion, vækst og bevægelse af levende stof i rummet
• o Biogeokemisk menneskelig aktivitet: inddragelse af naturlige stoffer til menneskers økonomiske og huslige behov.

Den eneste proces på Jorden, der ikke forbruger, men akkumulerer solenergi, er skabelsen af ​​organisk stof som følge af fotosyntese. Binding og lagring af solenergi er den vigtigste planetariske funktion af levende stof på Jorden. De vigtigste næringsstoffer er kulstof, nitrogen, ilt, fosfor og svovl.

For at spore forholdet mellem levende og livløs natur er det nødvendigt at forstå, hvordan kredsløbet af stoffer opstår i biosfæren.

Betyder

Stoffernes kredsløb er den gentagne deltagelse af de samme stoffer i processer, der finder sted i lithosfæren, hydrosfæren og atmosfæren.

Der er to typer stofkredsløb:

• geologisk(stor cyklus);
• biologiske(lille gyre).

Drivkraften i den geologiske cirkulation af stoffer er ydre (solstråling, tyngdekraft) og indre (energi i Jordens indre, temperatur, tryk) geologiske processer, biologiske processer - levende væseners aktivitet.

Den Store Cyklus sker uden deltagelse af levende organismer. Under påvirkning af eksterne og interne faktorer dannes og udjævnes lettelsen. Som et resultat af jordskælv, forvitring, vulkanudbrud og bevægelse af jordskorpen dannes dale, bjerge, floder, bakker og geologiske lag.

Ris. 1. Geologisk kredsløb.

Den biologiske cirkulation af stoffer i biosfæren sker med deltagelse af levende organismer, der omdanner og overfører energi langs fødekæden. Et stabilt system af interaktion mellem levende (biotiske) og ikke-levende (abiotiske) stoffer kaldes biogeocenose.

TOP 3 artiklerder læser med her

For at cirkulationen af ​​stoffer skal opstå, Flere betingelser skal være opfyldt:

• tilstedeværelsen af ​​ca. 40 kemiske grundstoffer;
• tilstedeværelse af solenergi;
• interaktion mellem levende organismer.

Ris. 2. Biologisk kredsløb.

Stoffernes kredsløb har ikke noget specifikt udgangspunkt. Processen er kontinuerlig, og et trin flyder uvægerligt ind i et andet. Du kan begynde at se på cyklussen fra ethvert punkt, essensen forbliver den samme.

Den generelle cyklus af stoffer omfatter følgende processer:

• fotosyntese;
• stofskifte;
• nedbrydning.

Planter, som er producenter i fødekæden, omdanner solenergi til organiske stoffer, som kommer ind i nedbrydningsdyrs krop med føde. Efter døden sker nedbrydning af planter og dyr ved hjælp af forbrugere - bakterier, svampe, orme.

Ris. 3. Fødekæde.

Stoffers kredsløb

Afhængigt af stoffernes placering i naturen skelnes de to typer cirkulation:

• gas- forekommer i hydrosfæren og atmosfæren (ilt, nitrogen, kulstof);
• sedimentære- forekommer i jordskorpen (calcium, jern, fosfor).

Stoffets og energiens kredsløb i biosfæren er beskrevet i tabellen ved hjælp af eksemplet med flere elementer.

Stof	Cyklus	Betyder
	Stor cirkel. Fordamper fra havets eller jordens overflade, dvæler i atmosfæren, falder som nedbør og vender tilbage til vandområder og til jordens overflade.	Former de naturlige og klimatiske forhold på planeten
	På landjorden er der et lille kredsløb af stoffer. De modtages af producenter og videregives til nedbrydere og forbrugere. Returnerer som kuldioxid. Der er en stor cyklus i havet. Tilbageholdt som sediment	Er grundlaget for alle organiske stoffer
	Kvælstoffikserende bakterier, der findes i planternes rødder, fikserer frit kvælstof fra atmosfæren og fikserer det i planter i form af planteprotein, som føres videre i fødekæden.	Indeholder proteiner og nitrogenholdige baser
Ilt	Lille cyklus - kommer ind i atmosfæren under fotosyntese og forbruges af aerobe organismer. Great Gyre - dannet af vand og ozon under påvirkning af ultraviolet stråling	Deltager i oxidations- og respirationsprocesser
	Findes i atmosfæren og jorden. Absorberes af bakterier og planter. Nogle slår sig ned på havbunden	Nødvendig til opbygning af aminosyrer
	Store og små gyres. Indeholdt i klipper, forbrugt af planter fra jorden og transmitteret gennem fødekæden. Efter at organismerne er nedbrudt, vender den tilbage til jorden. I reservoiret optages det af planteplankton og overføres til fisk. Efter fisken dør, forbliver nogle i skelettet og sætter sig på bunden