cicluri biogeochimice (ciclism biogeochimic materiei), schimbul de materie și energie între diversele componente ale biosferei, datorită funcțiilor vitale ale organismelor si ursi ciclice. Conceptul de „ciclu biogeochimic“ a fost introdus în secolul al 20-lea, VI Vernadsky, care a dezvoltat baza teoretică a ciclurilor biogeochimice. cicluri biogeochimice în înțelegerea planetară privită ca mișcare constantă a elementelor chimice sub influența energiei solare cu participarea organismelor vii. Astfel, diverse elemente chimice muta continuu de la unul la ceilalți compuși, este un schimb de materie și energie între însuflețite și neînsuflețite. Rolul exclusiv Ciclul biogeochimic aparține fotosinteză, prin care energia solară este stocată sub formă de energie a legăturilor chimice ale compușilor organici și servește ca forță motrice din spatele tuturor proceselor biogeochimice. Cicluri biogeochimice implicate necesare în primul rând pentru activitatea organismelor nutrienți, inclusiv C, H, N, O, Ca, P, S, Fe, Zn, Mn, Cu. Astfel, datorită fotosintezei și ciclul de funcționare continuu de elemente interconectate creează o biosferă organizație stabilă.
Inițial dezvoltat pe ciclurile abiogenic planetei, inclusiv întregul complex de procese geologice, geochimice, hidrologice și atmosferice. Un rol decisiv a fost jucat în principal apă și migrația aerului și acumularea substanțelor. Cu toate acestea, cu îmbunătățirea diferitelor forme ale ciclului de viață al substanțelor în natură au fost direcționate prin acțiunea combinată a factorilor biologici, geochimice și geofizice. Organisme fiind în permanentă comunicare cu mediul lor, și având în vedere să perceapă o varietate de compuși organici ca gaze, soluții solide minerale. Ecosisteme de teren și a oceanelor sunt interconectate prin flux hidrologic și aerul să migreze prin formarea, transportul și depunerea de precipitare, aerosuspenzy și aerosoli, precum și prin schimbul de mase uscat și apă poluare trăiesc și substanță moartă.
Diferitele componente ale biosferei în funcție de climă locală și geologice are ciclu planetar trece în mod diferit, cu o intensitate inegală, direcția, viteza, diversitatea de calitate implicată în ciclism a materiei. E. În diferite părți ale biosferă creează ciclurile sale stabile biogeochimice care caracterizează ca un teren stabil fundal biogeochimic. Izolat ca circulație individuală de ramură, care diferă în rata metabolică. Cele mai rapide elemente de schimb are loc între organisme (de la minute la zile) în sistemul sol-plantă, durează săptămâni până la zeci și chiar sute de ani, și în ecosisteme și a peisajelor - zeci, sute sau chiar mii de ani. Ciclul planetar al substanței, care să acopere toate corpurile naturale ale biosferei (inclusiv orizonturi profunde ale sedimente și crusta) este lent și calculat, probabil, sute de mii și milioane de ani.
Normal (neperturbate) cicluri biogeochimice nu sunt închise; gradul de reversibilitate a celor mai importante cicluri anuale de nutrienți ajunge la 95-98%. Acest lucru este susținut de constanța relativă și „echilibru“, compoziția, cantitatea și concentrația componentelor implicate în ciclul, armonia în relațiile de organisme și mediul înconjurător. Cu toate acestea, în scara de timp geologic este închiderea incompletă a ciclurilor biogeochimice conduce la migrarea și diferențierea celulelor, concentrarea sau împrăștierea acestora. O parte a elementelor este îndepărtat din ciclul biogeochimic de ședere într-un fond de rezervă așa-numitele. Carbon, de exemplu, este în măsură să rămână în standul de pădure câteva sute de ani, în sol humus - mii de ani, depozitele de turbă de zeci de mii de ani, cărbune - milioane de ani. În întreaga istorie a biosferei (3,5-3,8 miliarde de ani) a fost o consecință a acestor procese, acumularea de nutrienți în atmosferă de O2 și N2. apariția ecranului de ozon; Aceasta a avut loc concentrația de carbon biogen (acum 600 de milioane de ani au format combustibili fosili - șisturi bituminoase, petrol, cărbune, bitum și calcar, dolomit), dioxid de siliciu (diatomit, tripoli), fosfor, fier, cupru și alți compuși. biogeochimice de concentrare și dispersia elementelor contrastante relevat eterogenitatea chimica a biosferă, imaginea ei mozaic geochimice.
Cantitatea de elemente mobile ale biosferei la scară în timpul vieții organismelor vii este enorm. Astfel, plantele terestre superioare in timpul fotosintezei asimila anual 60-70 miliarde de tone de dioxid de carbon și carbon, care este echivalentă cu 8-10% din cantitatea sa totală în atmosferă. Aproximativ aceeași cantitate de CO2 eliberat în procesul de respirație de către microorganismele din sol. CO2 brut cifra de afaceri atmosfera Pământului are loc la fiecare opt ani.
Cicluri de multe elemente (incluzând Ca, Mg, Al, Mn, Fe, Zn, Cu, P, S, F, Br, I) aparțin tipului sedimentară, adică. E. foarte mic număr participă în procesele metabolice și partea principală sub formă de săruri cu solubilitate redusă este derivată din ciclurile. Acest lucru conduce la o distribuție inegală a elementelor în scoarța terestră și formarea așa-numitelor provincii biogeochimice naturale concentrație crescută sau scăzută a unui anumit element în ceea ce privește fondul geochimic „normal“. Lipsa sau excesul în sol de elemente, cum ar fi F, Br, In, Cu, Co și alte cauze de apariție a bolilor endemice ale omului și animalelor.
În biosfera modernă ciclurile biogeochimice sunt supuse unor influențe puternice din activitatea economică umană, cu extinderea influenței umane comparabile cu procesele biogeochimice naturale. Pe suprafața interioară a Pământului este extras în fiecare an, mai mult de 160 de miliarde de tone de diferite roci; pe an, este ars atât de mult combustibilii fosili ca natura lor a creat peste milioane de ani; în procesul de producție industrială, în timpul funcționării centralelor termice electrice și transportul în atmosferă cantități uriașe nesigure pentru organismele vii, și de multe ori gaze toxice (vezi poluarea mediului). Perturbat echilibru între asimilare a CO2 pre-existente în timpul fotosintezei, și intră în atmosferă. Produsele fotosintetice anual este (1,2-1,9) 10 11 tone, și consumate în diferite activități umane (care ard combustibil, metalurgie, industria chimică etc.) (8-9) x 10 9 m, m. F . cantitate anual consumat în continuare de aproximativ 5% O2. produse în natură. Creșterea anuală a conținutului de CO2 atmosferic este de 3 miliarde de tone (convertit la carbon), în principal datorită arderii combustibililor fosili și exploatarea necontrolată. Aceasta atrage după sine o creștere a efectului de seră. ciclu de azot efectuată întotdeauna prin continuu procedând proces de fixare a azotului, amonificare, nitrificarea și denitrificarea (vezi azot biogen). Industria modernă de îngrășăminte cu azot fixat din atmosferă și întoarce-l la sol, în exces de fixare biologică. Există o creștere constantă în nitrați în apele și oxizi de azot din atmosferă, însoțite respectiv de acidifiere și eutrofizare corpurilor de precipitare a apei; acumularea de oxid de azot (N2 O) în atmosferă contribuie la efectul de seră și distrugerea stratului de ozon. manmade format (antropic) anomalii geochimice în zone apropiate de instalațiile industriale mari; acumularea în soluri și organismele vii, metale grele (în unele zone în care industriile periculoase și de-a lungul autostrăzilor). De multe ori, în marile centre industriale ale anomalii locale se deplasează în planetare regionale și generale (creșterea CO2 în atmosferă). Măsuri împotriva încălcării ciclurilor biogeochimice legate de mediu, crearea de tehnologii de deșeuri reduse, reutilizarii largă de produse industriale și agricole, căutarea de modalități de a optimiza caracteristicile de bază ale ciclurilor biogeochimice și posibilitatea de management inteligent. A se vedea, de asemenea, articolul biosferă și literatura cu ea.