cykle biogeochemiczne

Chemia

2022

Wyjaśniamy, jakie są cykle biogeochemiczne lub cykle materii i jakie typy istnieją. Obieg węgla, fosforu i azotu.

Cykle biogeochemiczne to obwody przemieszczania się materii.

Czym są cykle biogeochemiczne?

Jest znany jako cykle biogeochemiczne lub cykle materii do obwodów wymiany pierwiastki chemiczne między żywymi istotami a środowisko która je otacza, poprzez szereg procesów transportu, produkcji i rozkładu. Jego nazwa pochodzi od przedrostki grecki bio, "życie i geo, "Ziemia".

W cyklach biogeochemicznych różne formy życie (roślinne, zwierzęce, mikroskopijne itp.), jako nieorganiczne naturalne pierwiastki i związki (deszcze, wiatry itp.). To jest wieczne przemieszczenie materii z jednego miejsca do drugiego, co pozwala na recykling składników odżywczych dostępnych w biosfera.

Przez „składniki odżywcze” rozumiemy wszystkie te elementy lub molekuły których obecność w organizmie Żyjąca istota ma zasadnicze znaczenie dla ciągłości twojego istnienie i reprodukcja od jego gatunek. Składniki odżywcze składają się zwykle z około 31 i 40 różnych pierwiastków chemicznych i, w zależności od gatunku, zarówno składniki odżywcze, jak i pierwiastki, które je tworzą, są potrzebne w różnych proporcje. Te składniki odżywcze mogą być różnego rodzaju:

  • Makroelementy. Jego obecność w organizmie w różnych jego związkach stanowi około 95% masa wszystkich żywych organizmów. Składają się z węgla, tlenu, wodoru, azotu, siarki, wapnia, sodu, chlorku, potasu i fosforu. Są to składniki odżywcze, które w większej ilości znajdują się w organizmie każdej żywej istoty.
  • Mikroelementy. Jego obecność w ciele istot żywych jest niezbędna, ale w mniejszości. Składają się z żelaza, Miedź, cynk, jod i witamina A.
  • Energetyczny. Są to te, których organizm żywych istot używa do uzyskania Energia niezbędne do wykonywania funkcji życiowych. Na przykład aminokwasy i tłuszcze.
  • Strukturalny. Są to te, które tworzą strukturę organizmu istot żywych i umożliwiają ich wzrost. Na przykład, białko, fosfor, wapń i niektóre lipidy.
  • Regulatorzy Kontrolują ewolucję wielu reakcji zachodzących w ciele. Główne z nich to witaminy, sód i potas.
  • Niekonieczne. Mogą być syntetyzowane przez organizm istot żywych. Nie są całkowicie niezbędne do funkcjonowania organizmu.
  • Kluczowy Nie mogą być syntetyzowane przez organizm istot żywych, więc nieuchronnie muszą zostać wydobyte z środowisko. Na przykład niezbędne aminokwasy i kwasy tłuszczowe.

Cykle biogeochemiczne różnią się w zależności od właściwości danego pierwiastka i dlatego obejmują również różne formy życia.

Rodzaje cykli biogeochemicznych

Istnieje kilka rodzajów cykli biogeochemicznych:

  • Hydrologiczna. Te, w których rower wodny lub cykl hydrologiczny, który służy jako środek transportu pierwiastków z jednego miejsca do drugiego. Sam obieg wody można zaliczyć do tej kategorii.
  • Gazowy. Te, w których atmosfera do transportu pierwiastków chemicznych cyklu, takich jak obieg azotu, tlenu i węgla.
  • Osadowy. Takie, w których transport pierwiastka chemicznego odbywa się na drodze sedymentacji, czyli jego powolnej akumulacji i wymiany w Skorupa ziemska, podobnie jak cykl fosforu.

Znaczenie cykli biogeochemicznych

Cykle biogeochemiczne są odpowiedzialne za recykling ważnych pierwiastków chemicznych, w przeciwnym razie zostałyby wyczerpane, przez co życie na planecie byłoby niemożliwe.

W tym sensie cykle biogeochemiczne to różne mechanizmy, dzięki którym Natura musi cyrkulować materię od jednych żywych istot do innych, pozwalając w ten sposób na stały dostęp do pewnego marginesu.

Żaden ze składników odżywczych, których potrzebuje żywa istota, nie będzie w nim na zawsze. Wszystkie muszą zostać zwrócone do środowiska, aby mogły być ponownie wykorzystane przez innych.

Cykl azotu

Cykl azotowy jest centralny, ponieważ tworzy wiele biocząsteczek.

Cykl azotowy jest jednym z głównych cykli biogeochemicznych, w którym mikroorganizmy prokariota (bakteria) i rośliny Wiążą w swoich ciałach azot, jeden z głównych gazów w atmosferze. Jest niezbędny dla różnych związków w organizmie Zwierząt, włączając istota ludzka.

Cykl można podsumować w następujący sposób:

  • Niektóre bakterie wiążą gazowy azot (N2) z atmosfery w swoich ciałach, tworząc z nim cząsteczki organiczne, które mogą być wykorzystywane przez rośliny, takie jak amoniak (NH3).
  • Rośliny wykorzystują te cząsteczki azotu i przekazują je przez swoje tkanki do zwierzęta roślinożerne a te przez ich tkanki do zwierzęta mięsożerne a te do ich drapieżniki, przez łańcuch pokarmowy.
  • W końcu żywe organizmy zwracają azot do gleby, albo poprzez mocz (bogate w amoniak), albo kiedy umierają i są rozkładane przez bakteria, które wiążą cząsteczki bogate w azot, uwalniając azot z powrotem do atmosfery w stan gazowy.

Obieg węgla

Cykl węglowy jest najważniejszy, ponieważ wszystkie organizmy zawierają węgiel.

Cykl węglowy jest najważniejszym i najbardziej złożonym z cykli biogeochemicznych, ponieważ całe znane życie składa się bez wyjątku ze związków pochodzących z tego pierwiastka. Ponadto cykl ten obejmuje główne procesy metaboliczny roślin i zwierząt: fotosynteza i oddechowy.

Cykl można podsumować tak:

  • Atmosfera składa się ze znacznej objętości dwutlenek węgla (CO2). Rośliny i glony wychwytują je i przekształcają w cukry (glukozę) poprzez fotosyntezę, wykorzystując do tego energia słoneczna. W ten sposób zyskują energię i mogą się rozwijać. W zamian uwalniają tlen (O2) do atmosfery.
  • Oprócz pozyskiwania tlenu podczas procesów oddychania, zwierzęta uzyskują dostęp do węgla z tkanek roślinnych, aby z kolei móc rosnąć i rozmnażać się. Zarówno zwierzęta, jak i rośliny, umierając, zapewniają ja zwykle węgiel w ich ciałach, który w wyniku procesów sedymentacyjnych (zwłaszcza na dnie oceanu, gdzie węgiel jest również rozpuszczany w wodzie) jest przekształcany w różne skamieniałości i minerały.
  • Węgiel w stanie kopalnym lub mineralnym może trwać miliony lat pod skorupą ziemską, przechodząc przemiany, które wyrzucają materię tak odmienną jak węgiel mineralny, Ropa naftowa lub diamenty. Ta sprawa pojawi się ponownie dzięki erozja, ten erupcje a zwłaszcza praca ludzka: wyzysk paliwa kopalne, wydobycie cementu i inne branże które uwalniają do atmosfery tony CO2 zarówno w ocean jak również do ziemi, oprócz innych odpadów ciekłych i stałych bogatych w węgiel.
  • Z drugiej strony zwierzęta podczas oddychania nieustannie uwalniają CO2. Inne procesy energetyczne, takie jak fermentacja lub rozkład materiał organiczny generują CO2 lub inne gazy bogate w węgiel, takie jak metan (CH4), które również trafiają do atmosfery.

Cykl fosforu

Cykl fosforu jest niezbędny do tworzenia DNA i RNA.

ten cykl fosforu Jest to ostatni i najbardziej złożony z głównych cykli biogeochemicznych, ponieważ fosfor jest pierwiastkiem występującym w skorupie ziemskiej w postaci mineralnej, którego zasadniczo potrzebują istoty żywe, chociaż w umiarkowanych ilościach. Fosfor wchodzi w skład takich ważnych związków jak DNA i RNA, a jego cykl można podsumować tak:

  • Fosfor pochodzi z minerałów lądowych, które pod wpływem działania erozja (wiatr słoneczny, woda) są wypuszczane i transportowane do różnych ekosystemy. Działania wydobywcze człowieka również mogą przyczynić się do tego etapu, choć niekoniecznie w pozytywny sposób dla środowiska.
  • Skały bogate w fosfor dostarczają roślinom składników odżywczych, które wiążą fosfor w swoich tkankach i ponownie przekazują go innym formom życia zwierzęcego poprzez łańcuch pokarmowy. Z kolei zwierzęta oddają nadmiar fosforu do gleby poprzez defekację i rozkład ich zwłok, utrzymując fosfor w cyklu w cyklu między żywymi istotami.
  • Jednak fosfor dociera również do morza, gdzie jest wiązany przez glony i przenoszony na zwierzęta. W tym przypadku pierwiastek osadza się powoli na dnie morskim, gdzie różne procesy sedymentacyjne spowodują jego powrót do skał, które później, w bardzo powolnym i bardzo długim procesie geologicznym, zostaną odsłonięte i ponownie dostarczą fosfor do biosfera.
!-- GDPR -->