חומרים אשראי בטבע. ביולוגי עגול. תפקידו של אורגניזמים חיים במחזור ביולוגי אשר האורגניזמים משתתפים במחזור הביולוגי של חומרים

קיומו לטווח ארוך של החיים על כדור הארץ אפשרי בשל זרימת החומרים המתמידים של החומרים בביוספרה. כל הפריטים שנמצאים על הפלנטה נמצאים בכמויות מוגבלות. השימוש בכל עתודות יוביל להיעלמותם של כל היצורים החיים. לכן, בטבע ישנם מנגנונים המבטיחים את התנועה של תרכובות כימיות מחיים לטבע ודומם ובחזרה.

סוגי מחזור של חומרים

שימוש חוזר של אלמנטים קיימים תורם לקביעות של תהליכי החיים עם כמויות מספיקות של משאבי אנרגיה. המקור העיקרי של האנרגיה המספק את מחזור החומרים בביוספרה הוא השמש.

שלושה cyphans מבודדים: גיאולוגי, ביוגיוכימי ואנתרופוגני (הופיע לאחר התרחשות האנושות).

גֵאוֹלוֹגִי

מחזור גיאולוגי או גדול של חומרים פונקציות עקב תהליכים גיאולוגיים חיצוניים ופנימיים.

תהליכים אנדוגניים (עמוקים) מתרחשים תחת השפעת האנרגיה הפנימית של הפלנטה. מקורו מגיש רדיואקטיביות, וכן מספר תגובות ביוכימיות בהיווצרות מינרלים, וכו 'לתהליכי העומק כוללים: התנועה של קרום כדור הארץ, רעידת האדמה, התרחשות של נמס המגדל, ההמרה של סלעים מוצקים.

תהליכים אקסוגניים נגרמים על ידי ההשפעה של אנרגיה סולארית. העיקריים הם הרס ושינוי של סלעים מינרליים ואורגניים, והעברת שאריות אלה לקטעים אחרים של כדור הארץ, היווצרות של סלעים משקעים. תהליכים אקסוגניים כוללים גם את פעילות חיות הבר ואדם.

היבשות, הדיכאון של הקרקעית האוקיינוס \u200b\u200b- תוצאה של ההשפעה של גורמים אנדוגניים, ושינויים קלים של ההקלה הקיימת הוקמו בפעולת תהליכים אקסוגניים (גבעות, ראות, דיונות). בעיקרו של דבר, הפעילות של גורמים אנדוגניים ואקסוגניים מכוונים זה לזה. אנדוגני אחראי ליצירת צורה גדולה של הקלה, ואקסוגני חלקה אותם.

סיליקט מתמוסס של קרום כדור הארץ (Magma) לאחר weathelation נכנס לסלעים משקעים. עוברים דרך תנועת קרום כדור הארץ, הם הולכים עמוק לתוך הגלובוס, שם הם נמס ופונים למגמה. זה שוב מתפרץ על פני השטח, ולאחר קפוא, הופך לסלעים Magmatic.

אז, מחזור גדול מספק חילופי מטבוליים מתמדת בין הביוספרה לבין מעמקי כדור הארץ.

ביוכימי

חזית ביוגאוכימית או קטנה מתבצעת בשל האינטראקציה של כל חייהם. ההבדל מהגיאולוגי הוא שהגבולות הקטנים של הביוספרה.

תודה לאנרגיה סולארית הנה תהליך חשוב - פוטוסינתזה. במקרה זה, חומרים אורגניים מיוצרים על ידי autotrophs, על ידי סינתזה מאת אורגני. לאחר מכן, הם נספגים על ידי heterotrophs. לאחר מכן, חיות מתות וצמחים הם mineralized (להפוך למוצרים אנאורגניים). חומרים אורגניים וכתוצאה מכך משמשים שוב על ידי אורגניזמים autotrophic.

מחזור קטן של חומרים מחולקים לשני מרכיבים:

• קרן המילואים היא חלקם של חומרים שאינם משמשים עדיין על ידי אנשים חיים;
• קרן החליפין היא חלק קטן של חומר מעורב בתהליכים מטבוליים.

קרן המילואים מחולקת ל -2 סוגים:

• סוג הגז הוא קרן מילואים של המדיום האוויר ואת מימית (האלמנטים הבאים מעורבים: C, O, N);
• סוג משקע הוא קרן מילואים, הנמצאת בקליפה מוצקה של כדור הארץ (האלמנטים הבאים מעורבים: P, CA, FE).

תהליכים מטבוליים אינטנסיביים אפשריים עם צריכת מים מספיק מצב טמפרטורה אופטימלי. לכן, בקווי רוחב טרופיים, המחזור מתכוננת מהר יותר מאשר בצפון.

איזו פונקציה עושה את מחזור החומרים בביוספרה?

אחדות הביוספרה נשמרת על ידי מחזור של חומר ואנרגיה. אינטראקציה מתמדת תומכת בחיים ברחבי כדור הארץ. פחמן הוא אחד האלמנטים החיוניים של יצורים חיים. מחזור פחמן נתמך על ידי פעילויות של נציגי העולם הצמח.

פחמן נכנס למעגל של חומרים בביוספרה ומשלים אותו בצורה פחמן דו חמצני. במהלך פוטוסינתזה של האטמוספרה, פחמן דו חמצני נספג מן האטמוספירה, אשר מומרת על ידי אורגניזמים פוטוסינתטית לתוך פחמימות. מחזירה CO 2 בתהליך הנשימה.

חנקן הוא אלמנט חשוב, חלק מבני של DNA, ATP, חלבונים. זה מיוצג בעיקר על ידי חנקן מולקולרי, ובצורה זו זה לא נספג על ידי צמחים. מחזור החנקן תורם לחיידקים וציאנובקטריה. הם יכולים לתרגם N מולקולות בקידונים הזמינים עבור צמחים. לאחר מותו של אורגני, הפעולה של חיידקים sraprogenic וקליטים לאמוניה. חלקו הוא גדל לשכבות העליונות של האטמוספירה, יחד עם דו תחמוצת הפחמן, שומר על החום של הפלנטה.

פונקציה ומשמעות של אורגניזמים חיים

כל החיים משתתפים במחזור של חומרים, תוך סופג כמה חומרים ודגשת אחרים. ישנם מספר פונקציות המבוצעות על ידי אורגניזמים חיים.

1. אֵנֶרְגִיָה
2. גַז
3. ריכוז
4. חמצון ושחזור
5. הַרסָנִי
6. תַחְבּוּרָה
7. Media-Forming.

תפקידו של חומרים במחזור החומרים

נסוג בתהליך של מחזור של חומרים להחזיר מינרלים ומשאבי מים לאדמה, בעוד שהם הופכים זמינים לאורגניזמים זורמים אוטומטית. לכן, כל טֶבַע לא יכול להתקיים בלי שולט. נציגים אופייניים של המיניבוסים הם פטריות וחיידקים.

את הערך של חיידקים

חיידקים במעגל של חומרים בביוספרה לשחק תפקיד עצום. המשמעות של מיקרואורגניזמים נקבעת בעיקר על ידי התהליכים המטבוליים הנרחבים, המהירים שלהם.

חיידקים לפרק תרכובות אורגניות של צמחים מתים ו פחמן משוחרר לתוך הביוספרה. כמו כן, חיידקים מסוגלים לבצע תגובות כימיות, נגישות ליצורים חיים אחרים (חיידקים תיקון חנקן).

מהו תפקיד הפטריות במחזור החומרים בביוספרה?

הם להמיר תרכובות אורגניות לתוך אורגני, אשר הופכים מקור כוח עבור צמחים. כמו כן, כמה פטריות מעורבים היווצרות הקרקע. סוכן אורגני שנצבר בגוף הפטרייה לאחר שהוא הופך להיות לחומוס.

חזרה קדימה

תשומת הלב! תצוגה מקדימה שקופיות משמש באופן בלעדי למטרות מידע ולא יכול לספק רעיונות לגבי כל יכולות המצגת. אם אתה מעוניין בעבודה זו, אנא הורד את הגירסה המלאה.

מטרת השיעור:לתת מושג על מחזור החומרים, היחסים בין חומרים בביוספרה, עמידה בחוקי הטבע המאוחדים.

שיעור משימות:

1. הרחב את הידע על מחזור החומרים.
2. להראות חומרים נעים בביוספרה.
3. להראות את התפקיד של מחזור של חומרים בביוספרה.

ציוד: שולחנות "גבולות הביוספרה וצפיפות החיים בו", מעגל של מחזור של חומרים, מחשבים אישיים, מקרן, מצגת.

מערך שיעור.

I. בעיה בעיית.

II. בדיקת ידע.

III. חומר חדש.

3.1. בעיה.

3.2. הגדרת הביוספרה ב V.I. ורנאדסקי.

3.3. אופייני לביוספרה.

3.4. שקופיות 4. תפקידם של אורגניזמים חיים בביוספרה.

3.5. בקבוק של חומרים במערכת האקולוגית.

IV. Slide 8. עבודה עם התוכנית מעורבת במחזור.

V.Slide 9. עבודה עם תוכנית זרימת מים.

Vi. שקופית 10. עבודה עם מעגל של מחזור חמצן.

Vii. שקופית 12. עבודה עם ערכת מחזור פחמן.

Viii. שקופית 13. יצירת חנקן.

Ix. שקופית 14. מעגל של גופרית.

H. Slide15. זרחן מעוקם.

Xi. שיא נסיגה בנושא השיעור.

במהלך הכיתות

I. רגע ארגוני. מעוין בעבודה.

II. בדיקת ידע.

ביצוע הבדיקה לפי אפשרויות. בדיקות מודפסות.

אופציה 1

1. הגורם המתמיד ביותר המשפיע על האטמוספירה הוא:

א) לחץ ב) שקיפות ג) קומפוזיציה גז ד) טמפרטורה

2. לפונקציות של הביוספרה, בשל תהליכי פוטוסינתזה, ניתן לייחס:

א) גז ב) חמצון וצמצום ג) ריכוז

ד) כל הפונקציות הרשומות D) גז ו Redox

3. כל החמצן האטמוספרי נוצר לפי פעילות:

א) ציאנובקטריה של אצות כחול ירוק ב) אורגניזמים הטרוטרופיים ג) קולוניאלי פרוטוזואה ג) אורגניזמים auttrophic

4. ב טרנספורמציה של הביוספרה, התפקיד הראשי הוא שיחק:

א) אורגניזמים חיים ב) biorhythms

ג) מחזור חומרים מינרליים ג) תהליכים רגולציה עצמית.

אפשרות 2.

1. ניתן לזהות חיים:

א) כל נקודה של הביוספרה

ב) כל נקודת כדור הארץ

ג) כל נקודה של הביוספרה

ד) כל נקודה של הביוספרה, למעט אנטארקטיקה והארקטי

ה) רק האבולוציה הגיאולוגית מתרחשת בביוספרה

2. זרם האנרגיה לתוך הבוסוספירה מבחוץ הוא הכרחי כי:

א) פחמימות שנוצרו במפעל משמשים כמקור אנרגיה לאורגניזמים אחרים

ב) תהליכים חמצוניים מתרחשים באורגניזמים

ג) אורגניזמים להרוס את שרידי ביומסה

ד) אף אחד מהסוג של אורגניזמים יוצר עתודות אנרגיה

3. בחר את הגורמים הסביבתיים העיקריים שבהם השגשוג של אורגניזמים באוקיינוס \u200b\u200bתלוי:

א) זמינות המים ב) כמות המשקעים

ג) שקיפות בינונית ד) рх

ה) מים מלוחים ה) שיעור אידוי מים

ז) ריכוז של פחמן דו חמצני

4. ביוספרה - מערכת אקולוגית גלובלית, המרכיבים המבניים שלם:

א) שיעורים ומחלקות הצמח ב) האוכלוסייה

ג) biogeocenoses ד) שיעורים וסוגים.

III. חומר חדש.

3.1. שאלה בעייתית

זכור את חוק שימור חומרים מהכימיה. איך חוק זה יכול להיות קשור לביוספרה?

3.2. הגדרת הביוספרה

ביוספרה, על פי v.i. Vernadsky, זהו קליפה מוזרה בדרך כלל, אזור של כדור הארץ, שם יש חיים או קיים אשר נתון או חשוף אליו. הביוספרה מכסה את כל פני השטח של סושי, הים והאוקיינוסים, כמו גם את החלק של תת הקרקע של כדור הארץ, שם נמצאים סלעים שנוצרו על ידי פעילות אורגניזמים חיים.

V. I. Vernadsky
(1863-1945)

מדען רוסי יוצא מן הכלל
אקדמיה, מייסד של גיאוכימיה מדע
יצר דוקטרינה של הביוספרה של כדור הארץ.

3.3. אופייני לביוספרה

ביוספירה הוא מכסה את כל פני השטח של סושי, הים והאוקיינוסים, כמו גם את החלק של תת הקרקע של כדור הארץ, שם נמצאים סלעים שנוצרו על ידי פעילויות אורגניזמים חיים נמצאים. באטמוספירה נקבעו גבולות החיים העליונים מסך האוזון - שכבה דקה של גז אוזון בגובה של 16-20 ק"מ. הוא עיכב את קרני השמש האולטרה-סגולה של השמש. האוקיינוס \u200b\u200bרווי בחיים שלמים, לתחתית הדיכאונות העמוקים ביותר של 10-11 ק"מ. בעומק החלק המוצק של כדור הארץ, החיים פעילים חודרים מקומות עד 3 ק"מ (חיידקים בשדות הנפט). תוצאות הפעילות החיונית של אורגניזמים בצורת סלעים משקענים מסובכות עוד יותר.

רפרודוקציה, צמיחה, מטבוליזם ופעילות של אורגניזמים חיים למיליארדים של שנים השתנו לחלוטין את החלק הזה של הפלנטה שלנו.

כל המסה של אורגניזמים של כל המינים v.i. ורנאדסקי קרא לחיות חומר כדור הארץ.

ב תרכובת כימית סוכן החיים כולל את אותם אטומים המרכיבים טבע שאינו חי, אבל ביחס אחר. במהלך מטבוליזם, יצורים חיים כל הזמן להפיץ מחדש אלמנטים כימיים בטבע. כך, הכימותרים של הביוספרה משתנה.

In ו. ורנדיסקי כתב כי אין כוח כימי על פני כדור הארץ יותר קבוע, ולכן חזק יותר בתוצאותיו מאשר אורגניזמים חיים שנלקחו בכללותה. עבור מיליארדי שנים, פוטוסינתזינג אורגניזמים (איור 1) היו קשורים והפכו לעבודה כימית כמות עצומה של אנרגיה סולארית. חלק מתרדמות במהלך ההיסטוריה הגיאולוגית צבר בצורה של פיקדונות פחם וחומרים אורגניים מאובנים אחרים - שמן, כבול, וכו '

תאנה. 1. צמחי הסושי הראשונים (400 מיליון שנה)

שקופית 4.

3.4. תפקידם של אורגניזמים חיים בביוספרה

אורגניזמים חיים יוצרים את המחזור החשוב ביותר בביוספרה אלמנטים ביוגנייםאשר לעבור לסירוגין מחומר חי לתוך חומר אורגני. מחזורים אלה מחולקים לשתי קבוצות עיקריות: גזים ומשקע. במקרה הראשון, הספק העיקרי של האלמנטים הוא האווירה (פחמן, חמצן, חנקן), בשפע השני - ההר (זרחן, גופרית, וכו ').

בזכות היצורים החיים, סלעים רבים על כדור הארץ. אורגניזמים יש את היכולת לספוג באופן סלקטיבי ולצבור אלמנטים נפרדים בכמויות גדולות הרבה יותר מאשר בסביבה.

עושה ענקית מחזור ביולוגי של חומרים בביוספרה, החיים תומכים בתנאים יציבים לקיומה ובקיים האנושי בו.

אורגניזמים חיים ממלאים תפקיד גדול בהרס ובסלעים על הקרקע. הם המשחתים העיקריים של החומר האורגני המת.

V. V. Dokuchaev.
(1846 - 1903)
מייסד מדעי הקרקע המודרנית,
בהתבסס על הרעיון של חיבוץ עמוק של חיי חיים ודוממים

כך, על פני תקופת קיומו, החיים הפכו את האווירה של כדור הארץ, הרכב של מי האוקיינוס, יצר את מסך האוזון, אדמה, סלעים רבים. תנאי הליה השתנו, מיקרו אקלים שנוצר על ידי צמחייה הפך לתפקיד מרכזי, האקלים של כדור הארץ השתנה.

3.5. יוצר חומרים במערכת האקולוגית

IV. עבודה עם התוכנית מעורבת במחזור

בכל מערכת אקולוגית, יש מחזור של חומר כתוצאה של יחסים אקו-פיזיולוגיים של autotrophs ו heterotrophs.

פחמן, מימן, חנקן, גופרית, זרחן וכ -30 חומרים פשוטים הדרושים כדי ליצור חיי תאים מתמשכים חומרים אורגניים (גליצידים, ליפידים, חומצות אמינו ...) או נספג בצורה של יונים אנאורגניים על ידי אורגניזמים אוטוטרופיים, לאחר מכן בשימוש על ידי heterotrophic, ולאחר מכן - הרס מיקרואורגניזמים. האחרון לפרק את השחרור, בעלי חיים ושאריות צמחים על אלמנטים מינרליים מסיסים או תרכובות גזים שחזרו לקרקע, במים ולטמוספירה.

V. עבודה עם תוכנית זרימת מים

תאנה. 6. מעגל המים בביוספרה

Vi. עבודה עם מעגל של זרימת חמצן

Slide 10.

מחזור חמצן.

מחזור החמצן תופסת כ -2000 שנה, מים הם כ -2 מיליון שנים (איור 6). משמעות הדבר היא כי האטומים של חומרים אלה עבור ההיסטוריה של כדור הארץ עבר שוב ושוב דרך סוכן חי, לאחר שביקרו בגופות של חיידקים עתיקים, אצות, פרן עץ, דינוזאורים וממאמות.

הביוספרה התקיימה תקופה ארוכה של פיתוח, שבמהלכו שינו החיים את הטופס, התפשטו מן המים לנחות, שינו את מערכת המחזורים. תכולת החמצן באטמוספירה גדלה בהדרגה (ראה איור 2).

במשך 600 מיליון השנים האחרונות של מהירות ואופי, התקרבו המחזורים המודרניים. הביוספרה פונקציות כאקולוגית ענקית, שבהן האורגניזמים אינם מתאימים רק לסביבה, אלא גם ליצור ולשמור על תנאים נוחים לחיים על פני כדור הארץ

Vii. עבודה עם מעגל פחמן

שאלות סטודנטים:

1. זכור מה פוטוסינתזה תפקיד משחק בטבע?

2. אילו תנאים הדרושים לפוטוסינתזה?

ליצור פחמן (איור 4). המקור של זה פוטוסינתזה הוא מגיש דו תחמוצת הפחמן (פחמן דו חמצני), הממוקם באווירה או מומס במים. פחמן, הקשורים בסלעים, הוא איטי יותר באופן משמעותי לתוך זרימת הדם. בהרכב של חומרים אורגניים חומרים אורגניים מסונתז להגיע, אז ב שרשראות חשמל באמצעות בדים חיים או מתים של צמחים וחוזרים לאטמוספירה שוב בצורה של דו תחמוצת הפחמן כתוצאה של נשימה, תסיסה או שריפה של דלק (עץ, שמן, פחם, וכו '). משך מחזור הפחמן שווה לשלוש ארבעים מאות שנים.

תאנה. 4. מחזור פחמן בביוספרה

Viii. לעבוד עם תוכנית של מחזור חנקן.

זכור, איזה תפקיד הוא שיחק הצטברות של חנקן?

מחזור חנקן (איור 5). צמחים מקבלים חנקן בעיקר מן המתים המתים המתים החומר באמצעות פעילויות של חיידקים להמיר חנקן חלבון לתוך הטופס נספג על ידי צמחים. מקור נוסף הוא אווירה חנקן חינם - צמחים אינם זמינים ישירות. אבל זה קשור, כלומר הם מועברים לצורות כימיות אחרות, כמה קבוצות של חיידקים ואצות ירוקות כחולות, הם מעשירים להם אדמה. צמחים רבים נמצאים סִימבִּיוֹזָה עם חיידקים תיקון חנקן היוצרים את הגושים על השורשים שלהם. של הצמחים המתים או גוויות בעלי חיים, חלק מחנקן, בשל פעילות של קבוצות חיידקים אחרים, הופכת צורה חופשית ונכנסת לאטמוספירה.

תאנה. 5. מחזור חנקן בביוספרה

Ix. גופרית עגולה

שקופית 14.

זרחן מעוקם וגופרית. (איור 6, 7). זרחן וסירה נכללו ב סלעים. כאשר הם נהרסים ושחיקה, הם באים אל האדמה, משם משמשים על ידי צמחים. פעילות האורגניזמים - רינוזנט מחזירה אותם שוב אל האדמה. כמה תרכובות חנקן וזרחן נשטפים על ידי גשמים בנהר, ומשם - בים ובאוקיינוסים ומשמש אצות. אבל בסופו של דבר, בהרכב של חומר אורגני מת, הם מתיישבים בתחתית והם נכללים שוב בהרכב של סלעים.

X. צו פוספורוס

במשך 600 מיליון השנים האחרונות של מהירות ואופי, התקרבו המחזורים המודרניים. הביוספרה מתפקדת כאקולוגית ענקית קוהרנטית, שבה האורגניזמים לא רק להסתגל למדיום, אלא גם ליצור ולשמור על תנאים נוחים לחיים על פני כדור הארץ.

Xi. שיא עם פלט במחברת

1. Biosfer - מערכת פתיחה אנרגיה

2. הצטברות של חומרים בביוספרה הולך על חשבון הצמחים המסוגלים להמיר את האנרגיה של אור השמש.

3. בקבוק של חומרים - תנאי הכרחי לקיומה של החיים על פני כדור הארץ.

4. בתהליך האבולוציה בביוספרה הוקם איזון בין אורגניזמים.

שאלות לחזרה:

1. מהם האורגניזמים הביוספרים המעורבים במעגל של חומרים?

2. מה סכום ביומסה בביוספירה תלויים?

3. מהו תפקידו של פוטוסינתזה במעגל של חומרים?

4. מהו התפקיד של מחזור הפחמן בביוספרה?

5. איזה אורגניזמים לוקחים חלק במעגל של חנקן?

שיעורי בית: למד סעיף 76, 77.

מחקר אצבעות: בחר חומר על הראשי בעיות סביבתיותאה המודרניות.

1. G.i. Lerner כללי ביולוגיה: הכנה לבחינה. שליטה I. עבודה עצמאית - M: Eksmo, 2007. - 240 s.
2. E.a. קונפלוס אקולוגיה: הדרכה. אד. התפשטות. ותוסיף. - M: MGIU, 2000 - 96 עמ '
3. ספריית אינטרנט: http://allbest.ru/nauch.htm
4. אקולוגיה אתר: http://www.anriintern.com/ecology/spisok.htm
5. מגזין אלקטרוני "אקולוגיה וחיים".: Http://www.ecolife.ru/index.shtml

• שיעור היכרות בחינם;
• מספר רב של מורים מנוסים (ניטבי ריב ורוסית);
• קורסים לא לתקופה מסוימת (חודש, שישה חודשים, שנה), אבל על מספר מסוים של שיעורים (5, 10, 20, 50);
• יותר מ -10,000 לקוחות מרוצים.
• עלות השיעורים עם מורה לשפה רוסית - מ 600 רובל, עם דובר יליד - מ 1500 רובל

יוצר חומרים בביוספרה

הבסיס של חיים מתמשכים על פני כדור הארץ הוא זרימת ביוגאוכימיים. כל האלמנטים הכימיים המשמשים בתהליכי חיוניות של אורגניזמים עושים תנועה מתמדת, נע ממי גופים למתחם של אופי דומם ובחזרה. האפשרות של שימוש חוזר של אטומים זהה עושה את החיים על כדור הארץ כמעט נצחית תחת מצב של infrow קבוע של כמות הרצוי של אנרגיה.

סוגי חומרים במחזור. הביוספרה של כדור הארץ מאופיינת בדרך מסוימת של מחזור החומרים וכתוצאה מכך זרימת האנרגיה. יוצר של חומרים – השתתפות מרובות של חומרים בתהליכים המתרחשים באטמוספירה, הידרוספירה והליתוספירה, כולל אלה של השכבות הכלולות בביוספרה של כדור הארץ. מחזור החומרים מתבצע עם הודאה מתמשכת (זרם) של האנרגיה החיצונית של השמש ואת האנרגיה הפנימית של כדור הארץ.

בהתאם לכוח המניע, עם חלק מסוים של האמנה, ניתן להבחין בין מחזור גיאולוגי, ביולוגי ואנתרופוגני בתוך מחזור החומרים. לפני הופעתה של אדם על פני כדור הארץ, רק שני הראשונים בוצעו.

מחזור גיאולוגי (מעגל גדול של חומרים בטבע) – מחזור החומרים על ידי הכוח המניע שבו הם תהליכים גיאולוגיים אקסוגניים ואנדוגניים.

תהליכים אנדוגניים (תהליכי הרמקולים הפנימיים) מתרחשים תחת השפעת האנרגיה הפנימית של כדור הארץ. זוהי האנרגיה כי הוא שוחרר כתוצאה של ריקבון רדיואקטיבי, תגובות כימיות של היווצרות של מינרלים, התגבשות של סלעים, וכו 'תהליכים אנדוגניים כוללים: תנועות טקטוניות, רעידת אדמה, מגמאזם, מטמורפיזם. תהליכים אקסוגניים (תהליכי רמקולים חיצוניים) זרימת השפעת האנרגיה החיצונית של השמש. תהליכים אקסוגניים כוללים סלעים ומינרלים של בליה, הסרת מוצרי הרס מחלקים מסוימים של קרום כדור הארץ ולהעבירם לסעיפים חדשים, בתצהיר והצטברות של מוצרי הרס כדי ליצור סלעים משקעיים. תהליכים אקסוגניים כוללים את הפעילות הגיאולוגית של האטמוספרה, הידרוספרה (נהרות, מים זמניים, מי תהום, ים ואוקיינוסים, אגמים וביצות, קרח), כמו גם אורגניזמים חיים ובני אדם.

הצורה הגדולה ביותר של הקלה (היבשת דיכאון אושיאנים) וצורות גדולות (הרים ומישורים) הוקמו על חשבון תהליכים אנדוגניים, וצורות הקלה בינוניות וקטנות (עמ 'נהר, גבעות, גדולות יותר טפסים - בשל תהליכים אקסוגניים. כך, תהליכים אנדוגניים ואקסוגניים הם הפוכה לפעולה שלהם. הראשון להוביל להיווצרות של צורה גדולה של הקלה, השני - להחליק שלהם.

סלעים מגמטים כתוצאה של בליה מומרים לשקע. באזורים המטלטלים של קרום כדור הארץ הם צונחים את האדמה. יש תחת השפעה טמפרטורה גבוהה והם נמסים וליצור לחץ וליצור מגמה, אשר עולה על פני השטח וקפוא, צורות סלעים Magmatic.

לפיכך, המעגל הגיאולוגי של חומרים מתמשכים ללא השתתפות של אורגניזמים חיים ומבצע חלוקה מחדש של החומר בין הביוספרה לשכבות עמוקות של כדור הארץ.

מחזור ביולוגי (ביוגיוכימי) (מחזור קטן של חומרים בביוספירה) – את מחזור החומרים על ידי הכוח המניע של פעילות האורגניזמים החיים. שלא כמו גיאולוגי גדול, זרימת ביוגיוכימיים קטנה של חומרים מבוצעת בתוך הביוספרה. המקור העיקרי של מחזור האנרגיה הוא קרינה סולארית, אשר מייצר פוטוסינתזה. במערכת האקולוגית, חומרים אורגניים מסונתזים על ידי autotrophs מחומרים אנאורגניים. ואז הם נצרכים על ידי heterotrophs. כתוצאה מהבחירה בתהליך הפעילות החיונית או לאחר מותו של אורגניזמים (הן אוטוטרופים והן הטרוטרופים), חומרים אורגניים נתונים למינרליזציה, כלומר, הטרנספורמציה לחומרים אנאורגניים. חומרים אנאורגניים אלה יכולים להיות המשמשים מחדש את הסינתזה של סינתזה חומר אורגני.

במעגלים ביוגאוכימיים יש להבחין שני חלקים:

1) קרן שמורה - זהו חלק מחומר שאינו קשור לאורגניזמים בחיים;

2) חילופי קרן - חלק קטן בהרבה מחומר הקשור לחילופי ישירים בין אורגניזמים לסביבה המיידית שלהם. בהתאם למיקום קרן מילואים, ניתן לחלק את זרימת הביוגרפיים לשני סוגים:

1) זרימת גז עם קרן מילואים של חומרים באטמוספרה ו הידרוספירה (מחזור פחמן, חמצן, חנקן).

2) צור סוג משקעים עם קרן מילואים ב כדור הארץ kore. (זרחן, סידן, ברזל וכו ').

סוג הגז ציקולים מושלמים יותר, שכן יש להם שער חליפין גדול, ולכן, הם מסוגלים להסדרו עצמית מהירה. זרימת הסוג המשקע מושלם פחות, הן אינרטי יותר, שכן עיקר החומר נכלל בקרן מילואים של קרום כדור הארץ באורגניזמים החיים "הבלתי נגישים". Cyphans כאלה מופרעים בקלות מ סוגים שונים של השפעות, וחלק של חומר החליפין יוצא מן המחזור. זה יכול להיות מוחזר במעגל שוב רק כתוצאה של תהליכים גיאולוגיים או על ידי חילוץ חומר חי. עם זאת, כדי להסיר את החומרים מן הקרום של כדור הארץ הרצוי על ידי אורגניזמים חיים מאשר מן האטמוספירה.

עוצמת המחזור הביולוגי נקבעת בעיקר על ידי טמפרטורת הסביבה ואת כמות המים. לדוגמה, המחזור הביולוגי מתמשך באופן אינטנסיבי ביערות הגשם הרטובים מאשר בטונדרה.

עם כניסתו של אדם, התעוררה מחזור אנתרופוגני, או חילופי, חומרים. מחזור אנתרופוגני (חילופי) – מחזור הדם (החליפין) של חומרים של הכוח המניע של פעילות האדם. זה יכול לבחור שני רכיבים: בִּיוֹלוֹגִי הקשורים לתפקוד של אדם כאורגניזם חי טֶכנִי הקשורים בפעילויות הכלכליות של אנשים (מחזור טכנוני).

ציקאים גיאולוגיים וביולוגיים סגורים במידה רבה, שלא ניתן לומר על מחזור אנתרופוגני. לכן, לעתים קרובות הם אומרים לא על מחזור אנתרופוגני, אלא על מטבוליזם אנתרופוגני. מחזור אנתרופוגני ללא תחרות של חומרים מוביל דִלדוּל משאבים טבעיים וזיהום סביבה טבעית – הסיבות העיקריות לכל הבעיות הסביבתיות של האנושות.

קורסים של החומרים הביוגניים העיקריים ואת האלמנטים. שקול את cyphans של המשמעותי ביותר עבור אורגניזמים חיים של חומרים ואלמנטים. מעגל המים מתייחס לגיאולוגי הגדול, והמחזור של אלמנטים ביוגניים (פחמן, חמצן, חנקן, זרחן, גופרית, אלמנטים ביוגניים אחרים) - אל ביוגאוכימית קטנה.

מחזור המים בין הקרקע לבין האוקיינוס \u200b\u200bדרך האווירה מתייחסת למחזור גיאולוגי גדול. מים מתאדים מפני השטח של האוקיינוס, והוא מועבר לנחות, שבו משקעים נופלים בצורה של משקעים, אשר מוחזרים לאוקיינוס \u200b\u200bבצורת פני השטח והתחתון, או נופל בצורה של משקעים על פני השטח של האוקיינוס. במחזור המים על פני כדור הארץ, יותר מ -500 אלף ק"מ המים משתתפת מדי שנה. מחזור המים כולה ממלא את התפקיד העיקרי במבנה תנאים טבעיים על הפלנטה שלנו. בהתחשב בחשבון את התברר של מים על ידי צמחים ולספוג אותו במחזור הביוגרפי, כל אספקת המים על כדור הארץ מתפורר והוא משוחזר במשך 2 מיליון שנים.

מחזור הפחמן. מוצרים ללכוד פחמן דו חמצני מן האטמוספירה ולתרגם אותו לחומרים אורגניים, לגזרות לספוג פחמן בצורה של חומרים אורגניים עם גופים של יצרנים וביקורת של סדר נמוך יותר, Relyuznuts מינרליזציה חומרים אורגניים והחזר פחמן לאטמוספירה בצורה של פחמן דו חמצני . באוקיינוס \u200b\u200bהעולמי, מחזור הפחמן מסובך על ידי העובדה כי חלק הפחמן הכלול באורגניזמים מתים הוא הוריד לתחתית ו מצטבר סלעים משקעים. חלק זה של פחמן מכבה מהמחזור הביולוגי ונכנס למעגל הגיאולוגי של חומרים.

המאגר העיקרי של פחמן ביולוגי הקשורים הם יערות, הם מכילים עד 500 מיליארד טון של אלמנט זה, זה אומר 2/3 של המניות שלה באטמוספרה. התערבות אנושית במחזור פחמן (פחם, נפט, גז, dehumfing) מובילה לעלייה בתוכן CO2 באטמוספרה ופיתוח אפקט החממה.

המהירות של מחזור CO2, כלומר, הזמן שבו כל פחמן דו חמצני של האטמוספירה עובר דרך חומר חי, הוא בערך 300 שנים.

חמצן עגול. בעיקר מחזור החמצן מתרחש בין האטמוספירה לבין האורגניזמים החיילים. ביסודו של דבר, חמצן חינם (0 ^) נכנס לאווירה כתוצאה של פוטוסינתזה של צמחים ירוקים, ובתהליך הנשימה על ידי בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים ובמינרליזציה של שאריות אורגניות. כמות קטנה של חמצן נוצרת מים ואוזון תחת השפעת קרינה אולטרה סגולה. כמות גדולה של חמצן הוא בילה על תהליכים חמצוניים בקרום כדור הארץ, עם התפרצויות וולקני, וכו ' השיעור העיקרי של החמצן מיוצר על ידי צמחי קרקעות - כמעט 3/4, השאר הוא אורגניזמים פוטוסינתטי של האוקיינוס \u200b\u200bהעולמי. המהירות של המחזור הוא כ 2000 שנים.

הוא הוקם כי 23% חמצן הוא נצרך מדי שנה על צרכים תעשייתיים ומקומיים, אשר נוצר במהלך פוטוסינתזה, ואת הנתון הזה הוא כל הזמן גדל.

מחזור חנקן. אספקת חנקן (N2) באטמוספרה ענקית (78% מהנפח שלה). עם זאת, צמחים לספוג חנקן חינם לא יכול, אבל רק בצורה קשורה, בעיקר בצורה של NN4 + או NO3-. חנקן חינם מן האטמוספרה קשורה חיידקים תיקון חנקן ולתרגם אותו לצמחים בעלי הצמחים משתלמת. במפעלי חנקן, הוא קבוע בחומר האורגני (בחלבונים, חומצות גרעין וכו ') והוא מועבר על ידי רשתות אספקה. לאחר הזזת את האורגניזמים החיים, המינונית מינרליזציה חומר אורגני ולהפוך אותם לתרכובות אמוניום, חנקות, ניטריטים, כמו גם בחנקן חופשי, אשר מוחזר לאטמוספירה.

חנקות ו nitrites הם מסיסים היטב במים והוא יכול להגר לתוך מי תהום וצמחים מועבר על שרשראות אכילה. אם מספרם גדול שלא לצורך, אשר נצפתה לעתים קרובות עם שימוש לא תקין של דשנים חנקן, אז יש זיהום של מים ומזון, גורם למחלה אנושית.

זרחן מעוקם. עיקר הזרחן נכלל בסלעים שנוצרו בעידן הגיאולוגי. בזרחן הביוגרפי של זרימת הפנים פונה כתוצאה מתהליכי בליה של סלעים. במערכות אקולוגיות של הצמח הארצי, זרחן מהקרקע (בעיקר בצורת PO43) מופק וכללה אותו להרכב של תרכובות אורגניות (חלבונים, חומצות גרעין, פוספוליפידים וכו ') או שמאלה בטופס אנאורגני. לאחר מכן, זרחן מועבר על ידי מעגלי חשמל. לאחר העברת האורגניזמים החיים ועם פריקה, זרחן חוזר לקרקע.

עם שימוש לא תקין של דשנים זרחניים, מים ושחיקת רוח אדמה כמויות גדולות של זרחן מוסרים מן האדמה. מצד אחד, זה מוביל את הצפות של דשנים זרחניים ואת התשישות של המניות של עפרות המכילות זרחן (זרחפורים, apatite, וכו '). מאידך גיסא, את הזרימה מן האדמה במאגרים של כמויות גדולות של אלמנטים ביוגניים כאלה, כמו זרחן, חנקן, גופרית, וכו ', גורמת לפיתוח מהיר של ציאנובקטריה ומפעלי ימיים אחרים ("פורח" מים) ו eutroply מאגרים. אבל רוב הזרחן מתרחק לים.

במערכות אקולוגיות מימיות, זרחן נספג על ידי Phytoplankton והוא מועבר לאורך שרשרת trophic עד ציפורים. הצואה שלהם או מיד לחזור לים, או הראשון לצבור על החוף, ולאחר מכן לשטוף בים. מתוך בעלי חיים ימיים דיאטה, במיוחד דגים, זרחן שוב נופל לתוך הים ובמחזור, אבל חלק של שלדי דגים מגיע מעמקים גדולים, וזרחן מוקף בהם שוב נופל לתוך סלעים משקע, כלומר, הוא מכבה מבי ביוגיוכימי מחזור.

גופרית עקומה. מסגרת השמורה העיקרית של הגופרית נמצאת משקעים ואדמה, אך שלא כמו זרחן יש קרן מילואים ובאווירה. התפקיד העיקרי במעורבות הגופרית במחזור הביוגרגי שייך למיקרואורגניזמים. חלקם צמצום סוכנים, אחרים - סוכנים חמצון.

בסלעים סלעים, גופרית נמצא בצורה של סולפידים (FES2, וכו '), בפתרונות - בצורה של יון (SO42-), בשלב גזי בצורת מימן גופרית (H2S) או גז גופרית (SO2 ). חילוץ אורגניזמים גופריים מצטברים בצורה טהורה וכאשר הם נהרגים בתחתית הים, פיקדונות של גופרית יליד נוצרים.

במערכות אקולוגיות יבשתיות, גופרית נכנסת למפעלים מהקרקע בעיקר בצורת סולפט. באורגניזמים חיים, גופרית מכילה בחלבונים, בצורה של יונים וכו '. לאחר מותו של אורגניזמים חיים, חלק מהגופרית משוחזר באדמה על ידי מיקרואורגניזמים ל H2S, החלק השני הוא חמצון כדי sulfates והוא נכלל שוב במחזור. מימן הגופרית המתקבל נהרס לתוך האטמוספירה, הוא מחומצן וחוזר לקרקע עם משקעים.

בעירה של דלק מאובנים (במיוחד פחם), כמו גם את פליטות של התעשייה הכימית, להוביל הצטברות בגופור גז (SO2), אשר מגיבים עם אדי מים נופל על הקרקע בצורה של גשמי חומצה.

מחזורים ביוגאוכימיים אינם כה גדולים כמו גיאולוגיים חשופים באופן משמעותי להשפעה אנושית. הפעילות הכלכלית מפרה את סגירתם, הן הופכות acyclic.

הביוספרה היא הקליפה החיצונית של הפלנטה שלנו, היא מתרחשת בה התהליכים החשובים ביותר, אחד הגיאוגרפיים העיקריים שלה. מחזור החומרים בביוספרה - מאות שנים היו עד עצם היום הזה, נשאר אובייקט של תשומת לב הדוק של מדענים. בשל מחזור של חומרים, חילופי כימיה גלובלית לכל החיים על פני כדור הארץ נוצר, התומך בפעילות החיונית של כל מינים, נלקח בנפרד.

ניווט מהיר על המאמר

שני מחזור

ישנם שני צימוד עיקרי:

1. גיאולוגי, זה נקרא גם גדול,
2. ביולוגי, הוא קטן.

גיאולוגי היא משמעות גלובלית, כפי שהיא מביאה את זרימת החומרים בין משאבי המים של כדור הארץ לבין הקרקע על הפלנטה. הוא מספק מחזור של מים ברחבי העולם, הידוע לכל תלמיד: משקעים, אידוי, משקעים, כלומר, ערכת ספציפית.

גורם הקמת המערכת כאן הוא מים בכל שלה מצבים מצטברים. מחזור מלא של פעולה זו מאפשר ליזום אורגניזמים, הפיתוח שלהם, רבייה ואבולוציה. האלגוריתם של מחזור החומרים הגדולים, בנוסף לרוויה של מגרשי הקרקע של לחות, מספק לחינוך ואחרים תופעת טבע: חינוך של סלעים משקעים, מינרלים, לבה מגמטית ומינרלים.

המחזור הביולוגי נקרא מטבוליזם מתמיד בין אורגניזמים חיים ורכיבים. מרכיבים טבעיים. זה קורה בדרך זו: אורגניזמים חיים מקבלים זורם אנרגיה, ולאחר מכן, עובר את תהליך הפירוק של אורגני, האנרגיה שוב נופל לתוך אלמנטים של הסביבה.

מחזור של חומר אורגני הוא אחראי ישירות לחילוף החומרים בין נציגי הצמחייה, עלי חיים, מיקרואורגניזמים, סלעי אדמה וכן הלאה. המחזור הביולוגי מסופק ברמות שונות של המערכת האקולוגית, ויצרו מחזור מוזר של תגובות כימיות ושינויים באנרגיה שונים בביוספרה. תוכנית זו הוקמה הרבה לפני אלפי שנים וכל הזמן הזה עובד באותו מצב.

אלמנטים עיקריים

בטבע יש רבים יסודות כימייםעם זאת, הדרוש עבור חיות הבר של אותם הוא לא כל כך הרבה. חמורים ארבעה אלמנטים עיקריים:

1. חַמצָן,
2. מֵימָן,
3. פַּחמָן,
4. חַנקָן.

מספר החומרים הללו תופסת יותר ממחצית מחזור הביולוגי כולו של חומרים בטבע. יש גם אלמנטים חשוב, אבל נעשה שימוש בכרכים קטנים בהרבה. זה זרחן, גופרית, ברזל וכמה אחרים.

Cyphans ביוגאוכימיים מחולקים שתי פעולות חשובות כמו ייצור של אנרגיה סולארית על ידי השמש צמחים ירוקים chlorophyll. האלמנטים הכימיים יש נקודות בלתי נמנעות של מגע עם ביוגאוכימי ופשוט משלימים את הליך זה.

פַּחמָן

אלמנט כימי זה הוא המרכיב החשוב ביותר של כל תא חי, אורגניזם או מיקרואורגניזם. תרכובות פחמן אורגני ניתן לקרוא את המרכיב העיקרי של האפשרות של דולף ופיתוח החיים.

בטבע, גז זה הוא שכבות אטמוספריות, ובחלקו, בפח הקידוספירה. זה מהם כי פחמן פחמן הוא מופעל על ידי פחמן, אצות וכמה מיקרואורגניזמים.

שחרורו של גז מתרחש על ידי פעילות נשימתית וחיונית של אורגניזמים חיים. בנוסף, סכום הפחמן בביוספרה מתחדשת משכבות הקרקע, בשל חילופי גז על ידי צמחי שורש, פירוק שאריות וקבוצות אחרות של אורגניזמים.

הרעיון של הביוספרה והמחזור הביולוגי לא ניתן לדמיין ללא חילופי פחמן. על כדור הארץ יש מלאי מוצק של אלמנט כימי זה והוא ממוקם בכמה סלעים משקעיים, לא אורגניזמים שאינם מאובנים.

קבלות פחמן אפשריים מאבן גיר, הם יכולים למצוא בפיתוח של פיקדונות או שחיקות אקראיות של אדמה.

מחזור פחמן בביוספרה מתרחשת על ידי עובר מרובים דרך מערכות נשימה אורגניזמים חיים והצטברות בגורמים אקולוגיים אביוטים.

זַרחָן

זרחן, כמרכיב של הביוספרה, אינו כל כך בעל ערך בצורת טהורה, כחלק מתרכובות אורגניות רבות. חלקם חיוניים: קודם כל תאים של DNA, RKN ו- ATP. התוכנית של זרימת הזרחן מבוססת על תתחם אורתופוספי, שכן סוג זה של חומר הוא בסיוע הטוב ביותר.

סיבוב הזרחן בביוספרה, בערך, מורכב משני חלקים:

1. חלק המים של הפלנטה - מן העיבוד של פלנקטון פרימיטיבי להפקיד בצורה של שלדי דגים הים,
2. המדיום הקרקע הוא כאן הוא מרוכז ביותר בצורה של אלמנטים אדמה.

זרחן הוא הבסיס של מינרל ידוע כזה, כמו Apatit. פיתוח של מינרלים עם מאובנים המכילים זרחן הוא מאוד פופולרי, אבל הנסיבות האלה לא תומך בכלל זרימת הזרחן בביוספרה, אבל להיפך, הוא מתרוקן את עתודותיו.

חַנקָן

האלמנט הכימי של חנקן קיים על הפלנטה בכמויות הדלות. התוכן המשוער הוא בכל גורל חי, רק כ -2%. אבל בלי זה, החיים על הפלנטה לא אפשרי.

במעגל של חנקן בביוספרה, תפקיד מכריע שייך לסוגים מסוימים של חיידקים. מידה רבה של השתתפות כאן מוקצה מיקרואורגניזמים חנקניים. השתתפותם באלגוריתם זה היא כל כך, אם כמה נציגים של מינים אלה לא הופכים, הסבירות לחיים על כדור הארץ יהיה מוטל בספק.

הנקודה כאן היא כי אלמנט זה בצורת מולקולרית, כגון זה נראה בשכבות האטמוספירה לא ניתן להתבולל על ידי צמחים. כתוצאה מכך, על מנת לספק סך של חנקן בביוספירה, העיבוד שלו נדרש לאמוניה או אמוניום. עיבוד ניטרה עיבוד, ולכן, תלוי לחלוטין על פעילויות של חיידקים.

גם מעורבות חשובה בתהליך של מחזור חנקן באקולוגית לוקח את המעגל של מחזור פחמן בביוספרה - הן של מחזורי אלה קשורים זה לזה.

תהליכי ייצור דשנים מודרניים וגורמים תעשייתיים אחרים יש השפעה עצומה על התוכן של סוג החנקן האטמוספרי - עבור יישוב כלשהו, \u200b\u200bמספרו חריגה פעמים רבות.

חַמצָן

בביוספרה, יש כל הזמן מחזור של חומרים ואת ההמרה של אנרגיה ממין אחד למשנהו. המחזור החשוב ביותר בהקשר זה הוא פונקציה של פוטוסינתזה. זוהי פוטוסינתזה המספקת מקום אוויר עם חמצן חופשי, אשר מסוגל להשיב שכבות מסוימות של האטמוספירה.

חמצן שוחרר גם ממולקולות מים בתהליך של מחזור מים בביוספרה. עם זאת, גורם אביוטי זה לנוכחות אלמנט זה הוא זניח לעומת הסכום כי צמחים לייצר.

מחזור החמצן בביוספרה הוא תהליך ארוך טווח, אבל אינטנסיבי מאוד. אם אתה לוקח את כל נפח של אלמנט כימי זה באטמוספרה, אז זה מחזור מלא מן הפירוק של החומר האורגני לפני שחרורו של הצמח במהלך פוטוסינתזה, זה נמשך כאלפיים שנה! מחזור זה אין הפסקות, זה קורה מדי יום, מדי שנה, רבים אלפי שנים.

כיום, בתהליך של מטבוליזם, כמות משמעותית של חמצן חופשי היא מליטה בשל פליטות תעשייתיות, פליטה הובלה ומזהמים אחרים של אווירת גורמים.

מים

הרעיון של הביוספרה ומעגל ביולוגי של חומרים קשה לדמיין ללא תרכובת כימית חשובה כמו מים. כנראה להסביר למה - אין צורך. ערכת זרימת מים בכל מקום: כל האורגניזמים החיים הם שלושה רבעים מורכבים מים. יש צורך עבור הצמחים עבור פוטוסינתזה, וכתוצאה מכך חמצן. עם נשימה, מים נוצרים גם. אם אתה מעריך בקצרה את כל ההיסטוריה של החיים ופיתוח של הפלנטה שלנו, אז את מחזור המים המלא של הביוספרה, מ פירוק לניסלסמה, עברו אלפי פעמים.

מאז הביוספרה מתרחשת כל הזמן במעגל של חומרים ולהפוך את האנרגיה של אחד למשנהו, היא הטרנספורמציה של מים קשורה ללא הרף כמעט עם כל מחזורי מחזור אחרים בטבע.

גוֹפרִית

גופרית, כמרכיב כימי, חשוב בבניית המבנה הנכון של מולקולת החלבון. זרימת הגופרית היא בשל סוגים רבים של חיידקים פשוטים, או די מדברים. חיידקים אירוביים לחמצן את הגופרית הכלול בארגיציה כדי סולפטים, ולאחר מכן, סוגים אחרים של חיידקים משלימים את תהליך החמצון לגופרית בסיסית. ערכת פשוטה עבורו ניתן לתאר את זרימת הגופרית בביוספרה, נראה כמו תהליכי חמצון ושחזור מתמשך.

בתהליך של נפח החומרים בביוספרה, הצטברות של שאריות גופרית מתרחשת באוקיינוס \u200b\u200bהעולמי. מקורות של אלמנט כימי זה - מניות מי נהרכי לשאת את הזרמים הגופרית של מים קרקעות ומדרונות ההר. לאחר שפורסם מנהר ומי תהום בצורה של מימן גופרתי, הגופרית נכנסת באופן חלקי את האווירה ומשם, כולל במחזור של חומרים, מחזירה במסגרת מי הגשמים.

גופרית סולפט, כמה סוגים של פסולת דליקה וכדומה פליטות בהכרח להוביל תכולת דו תחמוצת הגופרית גבוהים באטמוספרה. ההשלכות של זה הם doplorable: גשמי חומצה, מחלות של איברי הנשימה, הרס של צמחייה ואחרים. ההמרה של גופרית, המיועדת במקור לתפקוד הנורמלי של המערכת האקולוגית, כיום הופכת לנשק של נגע של אורגניזמים חיים.

בַּרזֶל

מינים נקיים ברזל בטבע מתרחש לעתים רחוקות מאוד. בעיקרון, למשל, ניתן לזהות את שרידי מטאוריטים. מתכת זו עצמה היא רכה וחלב, אבל באוויר הפתוח מגיע מיד לתגובה עם חמצן ויוצר תחמוצות ותחמוצות. לכן, הסוג העיקרי של חומר המכיל ברזל הוא עפרות ברזל.

ידוע כי מחזור החומרים בביוספרה מתבצע בצורה של תרכובות שונות, כולל ברזל יש גם מחזור טיפול פעיל בטבע. בשכבות הקרקע או באוקיינוס \u200b\u200bהעולמי, Ferrum מקבל מסלעים או יחד עם אפר וולקני.

בחיות הבר, ברזל משחק תפקיד מכריע, בלי שזה לא מתרחש תהליך של פוטוסינתזה, כלורופיל לא נוצר. באורגניזמים חיים, ברזל משמש ליצירת המוגלובין. לאחר שבילה את מחזור, נופל בצורה של שאריות אורגנית לתוך האדמה.

יש גם זרימת ברזל ימית בביוספרה. העיקרון העיקרי דומה לקרקע. סוגים מסוימים של אורגניזמים מחמצנים ברזל; הוא משתמש באנרגיה כאן, ולאחר השלמת מחזור החיים, המתכת מתיישבת במעמקים מימיים בצורה של עפרות.

חיידקים, אורגניזמים המעורבים במחזורים טבעיים של מערכת אקולוגית

מעגל החומרים והאנרגיה בביוספרה הוא תהליך מתמשך, מתן פעולה ללא הפרעות של החיים על פני כדור הארץ. את היסודות של מחזור זה מוכר אפילו תלמידי תלמידים: צמחים, האכלה עם פחמן דו חמצני, חמצן מבודד, בעלי חיים ואנשים שאפו חמצן, משאירים פחמן דו חמצני כתוצר של עיבוד הנשימה. עבודתם של חיידקים ופטריות - לעבד את שרידי אורגניזמים חיים, הופך אותם מן האורגני מינרליםכתוצאה מכך, נספג על ידי צמחים.

איזו פונקציה עושה את המחזור הביולוגי של חומרים? התשובה היא פשוטה: מאז אספקת אלמנטים כימיים ומינרלים על הפלנטה עשוי להיות נרחב, אבל, זה עדיין מוגבל. זהו תהליך אופנתי של הפיכת מחזור של כל המרכיבים החשובים של הביוספרה. הרעיון של הביוספרה ומטבוליזם ביולוגי נותן את ההגדרה של תהליכי החיים הנצחיים על פני כדור הארץ.

יצוין כי מיקרואורגניזמים בנושא זה ממלאים תפקיד גדול מאוד. לדוגמה, זרימת הזרחן היא בלתי אפשרית ללא חיידקים nitrifying, תהליכי ברזל חמצון לא עובדים ללא חביות. חיידקים גולם לשחק תפקיד גדול יחס חנקן - בלעדיהם, מחזור דומה היה פשוט להפסיק. במחזור של חומרים בביוספירה, פטריות עובש הם סוג של לוחות סניטריים כי לפרק שאריות אורגניות רכיבים מינרליים.

כל סוג של אורגניזמים המאכלסים את הפלנטה מבצע את תפקידו החשוב בעיבוד של אלמנטים כימיים מסוימים, תורמת למושג הביוספרה ובמחזור הביולוגי. הדוגמה הפרימיטיבית ביותר להייררכיה של עולם החי היא שרשרת המזון, לעומת זאת, את הפונקציות באורגניזמים חיים הרבה יותר גדול, והתוצאה הגלובלית.

כל אורגניזם הוא למעשה את הרכיב של biosystem. על מנת שהמחזור של חומרים בביוספירה באופן מחזורי וכהלכה, חשוב לציית לאיזון בין כמות החומרים שנכנסים לביוספרה לבין הסכום שהמיקרואורגניזמים יכולים לעבד. למרבה הצער, עם כל מחזור הבא של זרימת הטבע, תהליך זה הופרד יותר ויותר עקב התערבות אנושית. נושאים סביבתיים הופכים לבעיות מערכת אקולוגיות גלובלית ודרכים לפתור אותם מבחינה כלכלית יקרה, עוד יותר יקר, אם אנו מעריכים אותם מן המעבר של תהליכים טבעיים טבעיים.

מחזור החומרים בביוספרה הוא "מסע" של אלמנטים כימיים מסוימים על שרשרת האורגניזמים החיים, בשל האנרגיה של השמש. בתהליך של "נסיעות", איזה אלמנט, מסיבות שונות, נופלים ונשאר כמו הכללים, באדמה. מקומם נכבש על ידי אותו דבר, אשר, בדרך כלל נופל מן האטמוספירה. זוהי התיאור הפשוט ביותר של מה הוא ערבות של החיים על כדור הארץ כדור הארץ. אם המסע הזה מסיבה כלשהי מופרע, קיומו של כל החיים יעצור.

כדי לתאר מחזור קצר של חומרים בביוספרה, עליך לשים כמה נקודות התחלה. ראשית, מיותר מ -90 אלמנטים כימיים, ידועים ומצאו בטבע, לאורגניזמים חיים, יש צורך בערך ארבעים. שנית, מספר חומרים אלה מוגבל. שלישית, אנחנו מדברים רק על הביוספרה, כלומר, על חיי כדור הארץ המכילים את הקליפה, וזה אומר שהאינטראקציות בין אורגניזמים חיים. רביעית, אנרגיה שתורמת למחזור היא האנרגיה שמגיעה מהשמש. אנרגיה, שנולדת במעמקי כדור הארץ כתוצאה מתגובות שונות, אינה מקבלת את ההשתתפות בתהליך. ואחרון. אתה חייב להתקדם נקודת ההתייחסות של "נסיעות" זה. זה מותנה, כי לא יכול להיות סוף והתחלתי במעגל, אבל זה הכרחי כדי להתחיל לתאר את התהליך ממשהו. בואו נתחיל מהקישור הנמוך ביותר של השרשרת האטרופית - עם הסיבות או graveters.

שיוט, תולעים, זחלים, מיקרואורגניזמים, חיידקים וחזרות אחרות, צריכת חמצן ושימוש באנרגיה, תהליך אלמנטים כימיים אנאורגניים לתוך חומר אורגני המתאים למזון עם אורגניזמים חיים ותנועה נוספת לאורך שרשרת המזון. יתר על כן, אלה, כבר חומרים אורגניים, לאכול גזרות או צרכנים שאינם רק בעלי חיים, ציפורים, דגים וכדומה, אלא גם צמחים. האחרון הם יצרנים או יצרנים. הם, באמצעות חומרים מזינים אלה ואנרגיה, לייצר חמצן, שהוא האלמנט העיקרי מתאים לנשום את כל חייהם על הפלנטה. צורכת, מפיקים, ואפילו מרוכזים מתים. שרידי שרידים, יחד עם החומרים האורגניים בהם, "סתיו" לרשותכם של החצצים.

והכל חוזר על עצמו שוב. לדוגמה, כל החמצן הקיים בביוספרה הופך את מחזורו בשנת 2000, ופחמן דו חמצני עבור 300. מעגל כזה נקרא מחזור ביוגיאוכימי.

כמה חומרים אורגניים בתהליך של "הנסיעות" שלהם לבוא לתגובות ואינטראקציות עם חומרים אחרים. כתוצאה מכך, תערובות נוצרים, אשר שבו הם, לא ניתן למחזר על ידי rinduzers. תערובות כאלה נשארות "מאוחסנות" באדמה. לא כל החומרים האורגניים נופלים על "השולחן" של החזרות לא יכול למחזר אותם. לא כל אחד יכול להמשיך עם חיידקים. שרידים כאלה גמישים נופלים על אחסון. כל מה שנותר על אחסון או במילואים הוא ירד מתוך התהליך ובמחזור של חומרים בביוספרה אינם כלולים.

כך, בביוספרה של החומר, ניתן לחלק את הכוח המניע של אורגניזמים חיים, לשני מרכיבים. אחת - קרן המילואים היא חלק מחומר שאינו קשור לפעילות של אורגניזמים חיים ואינו מעורב במחזור. והשני הוא קרן מסתובבת. הוא מייצג רק חלק קטן של חומר המשמש באופן פעיל על ידי אורגניזמים בחיים.

אטומים של אלמנטים כימיים גדולים הם כל כך הכרחי לכל החיים על פני כדור הארץ? זהו: חמצן, פחמן, חנקן, זרחן וכמה אחרים. מן התרכובות, הראשי במעגל יכול להיקרא מים.

חַמצָן

מחזור החמצן בביוספרה צריך להתחיל עם תהליך התוכן צילום, כתוצאה של אשר מיליארדי שנים, הוא הופיע. הוא שוחרר על ידי צמחים ממולקולות מים תחת השפעת האנרגיה הסולארית. חמצן נוצר גם בשכבות העליונות של האטמוספרה במהלך תגובות כימיות אדי מים, שם תרכובות כימיות מפורקות תחת השפעת קרינה אלקטרומגנטית. אבל זה מקור קל של חמצן. הראשי הוא פוטוסינתזה. חמצן נכלל במים. למרות שזה שם, 21 פעמים פחות מאשר באטמוספירה.

החמצן המתקבל משמש על ידי אורגניזמים בחיים לנשימה. זה גם סוכן מחמצן למלחים מינרלים שונים.

ואדם הוא צרכן חמצן. אבל עם תחילת המהפכה המדעית והטכנית, הצריכה הזאת גדלה שוב ושוב, שכן החמצן נשרף או נקשר לפעולה של תעשיות תעשייתיות רבות, הובלה, לפגוש משק בית וצרכים אחרים בחייו של אנשים. מה שנקרא חמצן שער החליפין באטמוספירה בסכום של 5% מכלל נפח הקיים לפני כן, כלומר, הוא הופק בתהליך של פוטוסינתזה כל כך הרבה חמצן כפי שהוא נצרך. עכשיו נפח זה הופך קטסטרופלי לא מספיק. יש צריכת חמצן, כביכול, ממלאי בלתי נפרד. משם, שם הוא כבר לא הוסיף.

מעט מרכך את הבעיה הזאת, שחלק מהפסולת האורגנית אינה מעובדת ואינה מזינה את ההשפעות של חיידקים סיבוביים, אך נשארת בסלעים משקעים, ויצרו כבול, פחם וכמויות כמו מאובנים.

אם תוצאה של פוטוסינתזה היא חמצן, אז חומר הגלם שלה הוא פחמן.

חַנקָן

מחזור חנקן בביוספרה קשור עם היווצרות של תרכובות אורגניות חיוניות כגון: חלבונים, חומצות גרעין, ליפופרוטאינים, ATP, כלורופיל ואחרים. חנקן, בצורת מולקולרית, נכלל באווירה. יחד עם אורגניזמים בחיים, זה רק כ 2% מכל דבר שיש לו חנקן על פני כדור הארץ. בטופס זה, זה יכול לשמש רק על ידי חיידקים וכחול ירוק אצות. במשך שאר העולם הצמחייה בצורה המולקולרית של חנקן, זה לא יכול להיות מופעל, והוא יכול להיות מעובד רק בצורה של תרכובות אנאורגניות. סוגים מסוימים של תרכובות כאלה נוצרים במהלך סופות רעמים ועם טיפות גשם ליפול לתוך מים ואדמה.

הפעילים ביותר "recycres" של חנקן או phyxators חנקן הם חיידקים גולם. הם התיישבו בתאי שורשי הקטניות והמרת חנקן מולקולרי במרכיבים המתאימים לצמחים. אחרי מותם, האדמה מועשרת בחנקן.

להחליק חיידקים לפצל חנקן המכיל תרכובות אורגניות לאמוניה. חלק זה נכנס לאטמוספירה, ואת סוגים אחרים של חיידקים הוא חמצון nitrites ו חנקות. אלה, בתורו, לבוא כמו תזונה עבור צמחים חיידקים ניטריזציה שוחזר תחמוצות חנקן מולקולרי. אשר שוב ליפול לתוך האטמוספירה.

לכן, ניתן לראות כי סוגים שונים של חיידקים לשחק תפקיד מרכזי במחזור של חנקן. ואם אתה להרוס לפחות 20 מינים כאלה, אז החיים על הפלנטה יפסיקו.

ושוב, המעגל הוקם נשבר על ידי האדם. זה לצורך הגדלת התשואה של יבולים, החל באופן פעיל ליישם דשנים המכילים חנקן.

פַּחמָן

מחזור הפחמן בביוספרה קשורה באופן בלתי פוגל למעגל החמצן והחנקן.

בביוספרה, דיאגרמת מחזור הפחמן מבוססת על פרנסתם של צמחים ירוקים ויכולתן להמיר דו תחמוצת הפחמן לחמצן, כלומר, פוטוסינתזה.

פחמן אינטראקציה עם אלמנטים אחרים בדרכים שונות והוא חלק כמעט כל הכיתות של תרכובות אורגניות. לדוגמה, זה חלק פחמן דו חמצני, מתאן. הוא מומס במים, שם התוכן שלה הוא משמעותי יותר מאשר באטמוספירה.

למרות פחמן הוא לא בין השכיחות של עשר, אבל אורגניזמים חיים זה נע בין 18 ל 45% מסה יבשה.

האוקיינוס \u200b\u200bהעולמי משמש הרגולטור של פחמן דו חמצני. ברגע חלקו באוויר עולה, מים מיישרים את העמדות, לספוג פחמן דו חמצני. עוד צרכן פחמן באוקיינוס \u200b\u200bהוא אורגניזמים ימיים המשתמשים בו לבניית פגזים.

מחזור הפחמן בביוספרה מבוסס על נוכחות של דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה והידרוספירה, שהוא סוג של קרן החליפין. הוא מתחדשת על ידי נשימת אורגניזמים חיים. חיידקים, פטריות ומיקרואורגניזמים אחרים המעורבים בתהליך של פירוק של שאריות אורגנית בקרקע מעורבים גם בחידוש של דו תחמוצת הפחמן האטמוספרה. פחמן הוא "נשמר" בשאריות אורגניות לא גמישות לא גמישות. באבן ובפחם חום, כבול, לוחות דליקים וסדמים כאלה. אבל קרן המילואים העיקרית של פחמן היא אבן גיר ודולומיטים. הפחמן הכלול בהם הוא "אמין מוסתר" במעמקי הפלנטה והוא שוחרר רק במהלך משמרות טקטוניות ופליטות של גזים וולקניים במהלך התפרצויות.

בשל העובדה כי תהליך הנשימה עם הפרדת הפחמן ותהליך של פוטוסינתזה עם קליטתו עובר דרך אורגניזמים חיים מהר מאוד, רק חלק קל של פחמן כולו של הפלנטה מעורב במעגל. אם תהליך זה היה לא נוח, אז הצמחים רק סושי השתמשו כל פחמן סה"כ במשך 4-5 שנים.

נכון לעכשיו, בזכות הפעילות האנושית, עולם המפעל אין חסרון עם פחמן דו חמצני. הוא מתחדשת מיד באותו זמן משני מקורות. על ידי שריפת חמצן כאשר התעשייה של תעשיות והובלה, כמו גם בקשר עם השימוש של מינים אלה פעילות אנושית אלה "משומרים" - פחם, כבול, פצצה וכן הלאה. למה תוכן דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה עלה ב -25%.

זַרחָן

זרימת הזרחן בביוספרה קשורה מאוד עם סינתזה של חומרים אורגניים כאלה, כמו: ATP, DNA, RNA ועוד.

באדמה ובמים, תוכן הזרחן קטן מאוד. המניות העיקריות שלה בסלעים נוצרו בעבר הרחוק. עם מזג האוויר של הסלעים האלה מתחיל את מעגל הזרחן.

הזרחן מתעכל רק בצורה של יונים של חומצה אורתופוספורית. בעיקרון, זהו עיבוד מוצר על ידי חוצפך של שאריות אורגניות. אבל אם לקרקעות יש גורם אלקליין או חומצה מוגבר, אז פוספטים הם למעשה מומס בהם.

זרחן הוא בסדר מֵזִין עבור סוגים שונים של חיידקים. במיוחד אצות כחולות ירוקות, אשר, עם תוכן זרחן מוגדל, מתפתח באלימות.

עם זאת, רוב הזרחן הוא שחוק עם נהר ומים אחרים לתוך האוקיינוס. שם, הוא אכל באופן פעיל על ידי Phytoplankton, ועמו על ידי ציפורים ים ומינים אחרים של בעלי חיים. לאחר מכן, זרחן נופל על הקרקעית האוקיינוס \u200b\u200bויוצר סלעים משקעיים. כלומר, היא חוזרת לקרקע, רק תחת שכבת המים.

כפי שאתה יכול לראות את מעגל זרחן הוא ספציפי. זה קשה וקרא מעגל, כפי שהוא לא סגור.

גוֹפרִית

בביוספרה, זרימת הגופרית נחוצה להיווצרות חומצות אמינו. הוא יוצר מבנה תלת מימדי של חלבונים. זה כרוך חיידקים ואורגניזמים לצרוך חמצן עבור סינתזה אנרגיה. הם חמצון גופרית לסופרת, ואת תא יחיד חליבה אורגניזמים חיים, לשחזר סולפט מימן גופרתי. בנוסף להם, קבוצות שלמות של serobacteria, חמצון מימן גופרתי לגופרית ועוד סולפטים. צמחים יכולים לצרוך רק יון גופרית מן הקרקע - 4- 4 בדרך זו, כמה מיקרואורגניזמים הם חמצון, בעוד אחרים צמצום סוכנים.

במקום הצטברות של גופרית ונגזרותיו בביוספרה היא האוקיינוס \u200b\u200bוהאווירה. זה בא לאטמוספירה של גופרית עם שחרורו של מימן גופרית מן המים. בנוסף, גופרית נכנסת לאטמוספירה בצורה של דו תחמוצתית כאשר בוער על הייצור ובצרכים המקומיים של דלקים מאובנים דלק. קודם כל פחם. שם הוא חמצון, והפך לחומצה גופרית במי גשמים, והוא נופל על הקרקע. חומצה גשם עצמם עושים נזק משמעותי בעולם של צמחים ובעלי חיים, וחוץ מזה, עם סערה ו waters מופשרים, נופלים לתוך הנהר. נהרות לשאת גופרית יונים סולפט לים.

הוא מכיל גם גופרית בסלעים בצורה של סולפידים, בצורת גזי - מימן גופרית וגז גופרית. בתחתית הים יש פיקדונות של גופרית יליד. אבל זה הכל "שמורה".

מים

אין חומר נפוץ יותר בביוספרה. עתודותיה הן בעיקר בצורת מלח מרה של מים ואוקיינוסים - זה בערך 97%. שאר המים הטריים, הקרחונים והמתקה והתחייבות.

מחזור המים בביוספרה מותנית מתחיל עם אידוי של פני השטח של גופי מים ועלים של צמחים הוא כ 500,000 מ"ק. ק"מ. הוא מוחזר בצורה של משקעים, אשר נופל ישירות בחזרה לתוך המאגרים, או, עובר דרך הקרקע ואת מי התהום.

תפקיד המים בביוספרה והיסטוריה של האבולוציה היא כי כל החיים מאז הופעתה היה תלוי לחלוטין במים. בביוספרה, מים שוב ושוב דרך אורגניזמים חיים עברו פירוק ומחזורים לידה.

למעגל המים יש תהליך פיזי גדול יותר. עם זאת, החיה, במיוחד, העולם הצמח לוקח השתתפות חשובה זה. אידוי של מים מקטעי פני השטח של עלים של עצים הוא כזה, למשל, הדונם של היער מתאדה יום עד 50 טונות של מים.

אם אידוי של מים מן המשטחים של גופי מים הוא טבעי עבור המעגל שלה, אז ליבשות עם אזורי היער שלהם, תהליך כזה הוא רק הדרך העיקרית להציל את זה. כאן המעגל הולך כמו במחזור סגור. המשקע נוצר מאידידות מן המשטחים של הקרקע והצמחים.

בתהליך של פוטוסינתזה של צמחים, מימן משמש הכלול במולקולת המים כדי ליצור חדש תרכובת אורגנית ואת שחרור חמצן. והנוגד, בתהליך הנשימה, אורגניזמים חיים, תהליך החמצון והמים נוצרו שוב.

המתאר מעגל מינים שונים כימיקלים, אנו מתמודדים עם השפעה פעילה יותר של אדם על תהליכים אלה. כיום, הטבע, בשל ההיסטוריה הרב-מיליארדית של הישרדותו, מתמודד עם הרגולציה ושחזור יתרות מופרעות. אבל הסימפטומים הראשונים של "מחלה" כבר שם. וזה אפקט חממה. כאשר שתי אנרגיות: השמש והרחבה, לא להגן על אורגניזמים חיים, ולהפך, לשפר את השני. כתוצאה מכך, טמפרטורת הסביבה עולה. אילו תוצאות של עלייה כזו יכולה להיות, בנוסף להיתוך מואצת של קרחונים, אידוי של מים משטחים של האוקיינוס, סושי וצמחים?

וידאו - מחזור של חומרים בביוספרה