biogeokemični cikli

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj so biogeokemični cikli ali cikli snovi in ​​kakšne vrste obstajajo. Kroženje ogljika, fosforja in dušika.

Biogeokemični cikli so premični krogi snovi.

Kaj so biogeokemični cikli?

Poznan je kot biogeokemični cikli ali cikli snovi do menjalnih krogov kemični elementi med živimi bitji in okolje ki jih obdaja skozi vrsto transportnih, proizvodnih in razgradnih procesov. Njegovo ime izhaja iz predpone grški bio, "življenje in geo, "Zemlja".

V biogeokemičnih ciklih se pojavljajo različne oblike življenje (rastlinski, živalski, mikroskopski itd.), kot anorganski naravni elementi in spojine (dež, veter itd.). Je večna premik snovi z enega kraja na drugega, kar omogoča recikliranje hranil, ki so na voljo v biosfero.

Pod »hranili« mislimo na vse tiste elemente oz molekule katerega prisotnost v organizmu a Živo bitje je bistvenega pomena za kontinuiteto vašega obstoj in razmnoževanje od njegovega vrste. Hranila so običajno sestavljena iz približno 31 in 40 različnih kemičnih elementov in, odvisno od vrste, so hranila in elementi, ki jih sestavljajo, potrebni v različnih razmerja. Ta hranila so lahko različnih vrst:

  • Makrohranila. Njegova prisotnost v telesu v njegovih različnih spojinah predstavlja približno 95 % maso vseh živih organizmov. Sestavljajo jih ogljik, kisik, vodik, dušik, žveplo, kalcij, natrij, klorid, kalij in fosfor. So hranila, ki so v večji količini v organizmu katerega koli živega bitja.
  • Mikrohranila. Njegova prisotnost v telesu živih bitij je bistvena, vendar v manjšini. Sestavljeni so iz železa, baker, cink, jod in vitamin A.
  • Energičen. So tiste, ki jih organizem živih bitij uporablja za pridobivanje Energija potrebno za izvajanje vitalnih funkcij. Na primer, aminokisline in maščobe.
  • Strukturni. So tiste, ki tvorijo strukturo organizma živih bitij in omogočajo njihovo rast. na primer beljakovine, fosfor, kalcij in nekaj lipidov.
  • Regulatorji Nadzirajo razvoj številnih reakcij, ki se pojavijo v telesu. Glavni so vitamini, natrij in kalij.
  • Ni nujno. Lahko jih sintetizira organizem živih bitij. Niso popolnoma bistveni za delovanje telesa.
  • Bistveno Organizem živih bitij jih ne more sintetizirati, zato jih je treba neizogibno izločiti iz okolje. Na primer, esencialne aminokisline in maščobne kisline.

Biogeokemični cikli se razlikujejo glede na lastnosti vpletenega elementa in zato vključujejo tudi različne oblike življenja.

Vrste biogeokemičnih ciklov

Obstaja več vrst biogeokemičnih ciklov:

  • Hidrološki. Tisti, v katerih je vodni krog ali hidrološki cikel, ki služi kot transportno sredstvo za elemente iz enega kraja v drugega. V to kategorijo lahko uvrstimo sam vodni krog.
  • Plinasti. Tisti, v katerih je vzdušje za transport kemičnih elementov cikla, kot so cikel dušika, kisika in ogljika.
  • Sedimentna. Tisti, pri katerih transport kemičnega elementa poteka s sedimentacijo, to je z njegovim počasnim kopičenjem in izmenjavo v zemeljska skorja, kot je cikel fosforja.

Pomen biogeokemičnih ciklov

Biogeokemični cikli so odgovorni za recikliranje vitalnih kemičnih elementov, sicer bi bili ti izčrpani, zaradi česar bi bilo življenje na planetu nemogoče.

V tem smislu so biogeokemični cikli različni mehanizmi, s katerimi se narave mora krožiti snov od nekaterih živih bitij do drugih in tako omogočiti, da je določena meja vedno na voljo.

Nobena od hranil, ki jih živo bitje potrebuje, ne bo večno v njem. Vse je treba vrniti v okolje, da jih lahko drugi ponovno uporabijo.

Dušikov cikel

Dušikov cikel je osrednji, ker tvori številne biomolekule.

Dušikov cikel je eden glavnih biogeokemičnih ciklov, v katerem mikroorganizmi prokariotov (bakterije) in rastline V svojih telesih fiksirajo dušik, enega glavnih plinov v ozračju. Je bistvenega pomena za različne spojine v telesu živali, vključno z človeško bitje.

Cikel lahko povzamemo na naslednji način:

  • Nekatere bakterije fiksirajo plinasti dušik (N2) iz ozračja v svojih telesih in z njim tvorijo organske molekule, ki jih lahko uporabljajo rastline, kot je amoniak (NH3).
  • Rastline izkoriščajo te dušikove molekule in jih prenašajo skozi svoja tkiva v rastlinojedih živali in ti skozi njihova tkiva do mesojede živali in to svojim plenilci, v celotnem prehranjevalna veriga.
  • Sčasoma živa bitja vračajo dušik v tla bodisi z urinom (bogat z amoniakom) bodisi ko umrejo in jih razgradijo bakterije, ki fiksirajo molekule, bogate z dušikom, in sproščajo dušik nazaj v ozračje plinasto stanje.

Ogljikov cikel

Ogljikov cikel je najpomembnejši, saj vsi organizmi vsebujejo ogljik.

Ogljikov cikel je najpomembnejši in najkompleksnejši biogeokemični cikel, saj je vse znano življenje sestavljeno brez izjeme iz spojin, pridobljenih iz tega elementa. Poleg tega ta cikel vključuje glavne procese presnovni rastlin in živali: fotosinteza in dihanje.

Cikel lahko povzamemo takole:

  • Ozračje je sestavljeno iz velike količine ogljikov dioksid (CO2). Rastline in alge ga ujamejo in pretvorijo v sladkorje (glukozo) s fotosintezo, pri čemer uporabijo sončna energija. Tako dobijo energijo in lahko rastejo. V zameno sproščajo kisik (O2) v ozračje.
  • Poleg pridobivanja kisika med svojimi dihalnimi procesi živali dostopajo do ogljika iz rastlinskih tkiv, da bi nato lahko rasle in se razmnoževale. Tako živali kot rastline, ko umirajo, zagotavljajo jaz ponavadi ogljik v njihovih telesih, ki se s sedimentnimi procesi (zlasti na dnu oceana, kjer je ogljik tudi raztopljen v vodi) pretvori v različne fosile in minerali.
  • Ogljik v svojem fosilnem ali mineralnem stanju lahko zdrži milijone let pod zemeljsko skorjo in se podvrže transformacijam, ki odvržejo tako drugačno snov kot mineralni premog, Nafta ali diamanti. Ta zadeva se bo ponovno pojavila zahvaljujoč erozija, izbruhi in zlasti človeško delo: izkoriščanje fosilna goriva, pridobivanje cementa in drugo industrije ki sproščajo tone CO2 v ozračje tako pri ocean pa tudi na zemljo, poleg drugih tekočih in trdnih odpadkov, bogatih z ogljikom.
  • Po drugi strani pa živali nenehno sproščajo CO2, ko dihajo. Drugi energetski procesi kot npr fermentacija ali razgradnjo organski material proizvajajo CO2 ali ustvarjajo druge pline, bogate z ogljikom, kot je metan (CH4), ki prav tako gredo v ozračje.

Cikel fosforja

Cikel fosforja je bistven za tvorbo DNK in RNA.

The cikel fosforja Je zadnji in najbolj zapleten od glavnih biogeokemičnih ciklov, saj je fosfor v zemeljski skorji v mineralni obliki v izobilju element, ki pa ga živa bitja v bistvu potrebujejo, čeprav v zmernih količinah. Fosfor je del tako vitalnih spojin, kot je DNK in RNA, njegov cikel pa lahko povzamemo takole:

  • Fosfor prihaja iz zemeljskih mineralov, ki z delovanjem erozija (sonce, veter, voda) se sproščajo in prevažajo na različne ekosistemov. K tej stopnji lahko prispeva tudi človeško rudarjenje, čeprav ne nujno na pozitiven okoljski način.
  • Kamnine, bogate s fosforjem, zagotavljajo rastlinam hranila, ki fiksirajo fosfor v svojih tkivih in ga ponovno prenašajo v druge oblike živalskega sveta. prehranjevalna veriga. Po drugi strani pa živali vračajo presežek fosforja v tla z iztrebljanjem in razgradnjo svojih trupel, pri čemer fosfor ohranjajo v ciklu znotraj cikla med živimi bitji.
  • Vendar pa fosfor doseže tudi morje, kjer ga alge fiksirajo in prenašajo na živali. V tem primeru se element počasi odlaga na morsko dno, kjer se bo zaradi različnih sedimentnih procesov vrnil v kamnine, ki se bodo kasneje, v zelo počasnem in zelo dolgem geološkem procesu, izpostavile in bodo ponovno zagotovile fosfor. biosfero.
!-- GDPR -->