Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?

Типи біогеохімічних циклів

Біогеохімічний цикл (цикл речовин) описує цикл поживних речовин та інших речовин між біотичною (біосферою) та абіотною (літосферою, атмосферою та гідросферою) частин Землі.

Термін "біогеохімічний" походить від "біо", що означає біосферу, "ГЕО" означає геологічні компоненти, а "хімічні" означає елементи, які переміщуються через цикл .

Матерія на землі зберігається і присутня у вигляді атомів. Оскільки справа не може бути створена або знищена, вона обробляється в системі Землі в різних формах.

Земля отримує енергію від сонця, яка випромінюється у вигляді тепла, тоді як всі інші елементи присутні в замкнутій системі. Основні елементи включають:

  • Вуглець
  • Водневий
  • Азот
  • Кисень
  • Фосфор
  • Сірка

Ці елементи обробляються біотичними та абіотичними компонентами екосистеми. Атмосфера, гідросфера та літосфера є абіотичними компонентами екосистеми.

Типи біогеохімічних циклів

Біогеохімічні цикли переважно поділяються на два типи:

  • Газові цикли - включають цикли вуглецю, кисень, азот та воду
  • Осадові цикли - включають цикли сірки, фосфор, скелі та т. D.

Давайте коротко розглянемо кожен з цих біогеохімічних циклів:

Водний цикл

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема циркуляції води в природі

Вода з різних резервуарів випаровується, охолоджується, конденсується і знову падає до землі у вигляді дощу.

Цей біогеохімічний цикл відповідає за підтримку погодних умов. Вода в різних формах взаємодіє з навколишнім середовищем і змінює температуру та тиск атмосфери.

Існує ще один процес, що називається евапотранспірацією (т. Е. Пари, вироблені листям), що допомагає водному циклу. Це випаровування води з листя, грунтів та водних тіл в атмосферу, яка знову конденсується і падає у вигляді опадів.

Цикл вуглецю

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема з вуглецевої схеми показує кількість вуглецю в атмосфері, гідросфері та геосферу Землі, а також річна передача вуглецю між ними. Всі значення в гігатонні (млрд. Тонн). В результаті спалювання викопного палива, людство щорічно додає 5,5 Гігатон-вуглець до атмосфери. Зображення: Wikimedia Commons

Це один з біогеохімічних циклів, в яких вуглецеві обміни між біосферою, геосферою, гідросферою, атмосферою та песосферою.

Всі зелені рослини використовують діоксид вуглецю та сонячне світло для фотосинтезу. Таким чином, вуглець накопичується на заводі. Мертві рослини розкладаються і відрізняються діоксидом вуглецю до атмосфери.

Крім того, тварини, які споживають рослини в їжу, отримують у них вуглець. Цей вуглець повертається до атмосфери після смерті тварин. Вуглець також повертається до середовища через клітинне дихання тварин.

Величезна кількість вуглецю складається з викопного палива (вугілля, масло і т. Р.) Коли рослини та фабрики використовують це паливо у своїй діяльності, при цьому його згоряння діоксид вуглецю входить до атмосфери.

Цикл азоту

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема циклу азоту в природі. Зображення: Переклад Стефана Парвіаніна, заснований на зображенні Йоганна Дре (Користувач: Nojhan) / Wikimedia Commons

Це біогеохімічний цикл азоту, під час якого азот перетворюється на кілька форм і циркулює в атмосфері та різних екосистемах, таких як земляні та морські екосистеми.

Азот - важливий елемент життя. Азот з атмосфери фіксується за допомогою азот-фіксаційних бактерій, присутніх у кореневих вузлах бобових, і входить до грунту та рослин.

Бактерії, присутні в коренях рослин, перетворюють цей газ азотний газ у корисну сполуку, що називається аміаком. Аміак також входить у рослини у вигляді добрив. Цей аміак перетворюється на нітрити та нітрати. Денітні бактерії перетворюють нітрати в азоті і повертають його до атмосфери.

Кисневий цикл

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема циклу кисню. Зображення: EME Chicano / Wikimedia Commons

Біогеохімічний кисневий цикл проходить через атмосферу, літосферу та біосферу. Кисень є загальним елементом на землі. До 21% атмосфери складається з кисню.

Кисень виділяється рослинами під час фотосинтезу. Люди та інші тварини Вдихають кисень, видихають діоксид вуглецю, який знову поглинається рослинами. Вони використовують цей вуглекислий газ у фотосинтезі для виробництва кисню, а цикл продовжується.

Фосфорний цикл

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема циклу фосфору. Зображення: Bonniemf / Wikimedia Commons

У цьому біогеохімічний цикл фосфор рухається через гідросферу, літосферу та біосферу. Фосфор вивітрювання від скель. Через дощі та ерозії фосфор потрапляє в грунт і водосховищі. Рослини та тварини отримують цей фосфор з грунту та води. Мікроорганізми також потребують фосфору для його зростання. Коли рослини і тварини вмирають, вони розкладаються, а накопичений фосфор повертається до грунту та водосховищ, які знову споживаються рослинами та тваринами, а цикл продовжується.

Цикл сірки

Що таке біогеохімічний цикл? Які типи циклу речовин існують у природі?
Схема циклу Sawa. Зображення: Pashute / Wikimedia Commons

Цей біогеохімічний цикл проходить через порід, водойми та живі системи. Сірка кидається в атмосферу внаслідок вивітрювання порід і перетворюється на сульфати. Ці сульфати поглинаються мікроорганізмами та рослинами і перетворюються на органічні форми. Органічна сірка споживається тваринами з їжею. Коли тварини вмирають і розкладають, сірка повертається до грунту, які рослини та мікроби знову використовуються, а цикл триває.