Deoarece Pământul este un corp fizic finit, orice elemente chimice (în formă pură sau sub formă de compuși) este de asemenea finită fizic. De-a lungul a milioane de ani, asimilarea lor de fotosinteză, adică, devenind o chestiune mai complexă, acestea ar trebui, s-ar părea a fi epuizate pentru o lungă perioadă de timp, pe deplin legat în materia organică moartă, se transformă în materie inertă. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă.
Pentru a Biosferei a continuat să existe în lume nu a oprit dezvoltarea vieții, în mod constant trebuie să fie continue transformări chimice ale materiei sale de viață. Cu alte cuvinte, materialul după utilizare trebuie să comuta între organisme din organisme altă formă asimilabilă. Astfel de elemente de migrare și chimice ciclice pot fi efectuate numai în consumul specific de energie, sursa care este soarele. Academicianul VR Williams a subliniat că singura modalitate de a da ceva la proprietățile finale ale infinit - este de a face centrifugare finală într-o curbă închisă, adică, să-l implice în ciclul.
Datorită modificărilor geologice fața substanțelor biosferei Pământului pot fi excluse din acest ciclu. De exemplu, sedimente biogene, cum ar fi cărbunele, petrolul pe mai multe mii de ani sunt păstrate în interiorul scoarța Pământului, dar, în principiu, este posibil reintroducere ciclului lor Biosferei.
Ciclarea materiei - un multiplu agenți implicați în procesele care au loc în atmosfera, hidrosfera, litosfera, inclusiv cele ale straturilor care fac parte din biosferă. Astfel, există două cicluri principale: mari (geologice) și mici (biogene și biochimice).
mare ciclu durează de sute de milioane de ani. Roci expuse la distrugere, intemperii si la intemperii produse, inclusiv nutrienți solubili în apă, purtați de curenții de apă în oceane. Acolo ele formează așternut marine și, parțial, a revenit pe teren cu precipitarea organismelor de apă persoană extrase. Mare, dar se schimbă încet apar geotectonice (continente coborârea și ridicarea mișcării fundul mării a mărilor și oceanelor) conduc la faptul că aceste straturi sunt returnate terenurilor, iar procesul se repetă. Limitele ciclului geologic este limite mult mai largi ale biosferei, magnitudinea acestuia surprinde straturile de scoarța terestră cu mult dincolo de biosfera. Si cel mai important - joacă un rol minor în procesele de acest ciclu de organisme vii.
Dimpotrivă, ciclul biologic al substanței are loc în limitele biosferei locuibile și întruchipează proprietățile unice ale materiei planetei vie. Fiind parte dintr-un mare ciclu, lumina la nivelul biogeocoenose, aceasta constă în faptul că substanțele nutritive din sol, apa, carbonul acumulat în materialul vegetal, sunt cheltuite pentru construirea corpului și a proceselor vitale, deoarece acestea sunt ele însele, și organisme - a consumatorilor. Produsele de descompunere a substanțelor organice prin microflorei din sol și mesofauna (bacterii, fungi, moluște, viermi, insecte, protozoare, etc.) pentru a descompune componenta din nou mineral, din nou disponibil pentru plante și, prin urmare, recent implicate în fluxul de material.
Circulația substanțelor chimice anorganice din mediu prin intermediul organismelor vegetale și animale înapoi în mediu anorganic cu energie solară, iar reacțiile chimice se numește cicluri biogeochimice. El este adesea menționată ca o gama larga de biosferă, referindu-se la un proces non-stop de redistribuire planetară a materiei, energiei și informații în mod repetat în cadrul biosfera actualizarea continuă a sistemului de mediu.
ciclurile biogeochimice din biosferă este subdivizat în: 1) cicluri de tipul de gaz cu un fond de rezervă de substanțe în atmosferă sau hidrosferă (azot, oxigen, dioxid de carbon, vaporii de apă) și 2) cicluri de tip sedimentar cu rezervoare mai puțin extinse în scoarța terestră (fosfor, calciu, fier ).
Ciclul apei. Standing de transfer de apă are loc la un loc la altul pe o scară globală, mai ales între ocean și pământul. El este, în principal din cauza energiei solare directe, dar organismele vii au pe el un efect important de reglare. În timpul transferului de apă se produce schimba frecvent starea de agregat al doilea (transformarea apei în stare lichidă într-un solid, vapori sau invers), care să permită menținerea echilibrului între evaporarea totală și precipitații pe planetă.
Evaporatoare apa din anumite substanțe conținute de către curenții de aer transferați la zeci, sute și mii de kilometri. Scăparea ca precipitații, ea promovează fractura de roca, minerale le face disponibile plante și microorganisme estompează sol vegetal, apoi se lasă împreună cu particulele dizolvate în oceane și mări. Se estimează că, odată cu suprafața pământului numai timp de 1 minut pentru a se evapore aproximativ un miliard. T. Și aceeași apă cade înapoi în formă de precipitate.
Cantitatea totală de apă din atmosferă pe suprafața pământului într-un an este de aproximativ 500 mii. Km 3 și este aceeași cantitate de apă evaporată. mai mare (448 mii. km 3) Din moment ce apa se evaporă suprafața oceanului decât ploaia cade Prieteni (441 mii. 3 km). Diferența este compensată de apă de râu de scurgere. „Excesul“ apa vaporizat este transferat din fluxul atmosferic, cade sub formă de ploaie peste pământ și hrănite înapoi la oceanele din scurgerile și a apelor subterane, prin.
Apa disponibilă pentru organismele terestre, este doar aproximativ o sutime de procent din totalul acesteia.
Ciclul de carbon într-o măsură mult mai mare decât ciclul apei depinde de activitatea organismelor vii. atmosferă de dioxid de carbon asimilat plante terestre în timpul fotosintezei și este inclus în compoziția materiei organice. În procesul de respirație a plantelor, animalelor și carbon microorganisme conținute în organism, reintră în atmosferă ca și C02. Aceste două procese sunt complet echilibrate: doar aproximativ 1% carbon asimilat de plante, este depozitată sub formă de turbă și scoase din circulație.
De fapt divitelny: în doar 7-8 ani organisme au trecut prin corpul său toate de carbon în atmosferă de viață. Se estimează că toate plantele terestre verzi eliminate anual din atmosferă la 300 miliarde. T. Dioxid de carbon (86 miliarde de tone. Carbon). In acest ciclu anual al masei de carbon pe uscat este definită ca masa unităților constitutive ale biosferei, iar cantitatea de carbon captat de către fiecare link.
cantități mult mai mari de carbon decât în atmosferă este conținută în formă dizolvată în mări și oceane (ca C02. carbonică Acid H2 C03 și ionii săi). Acest carbon este disponibil, de asemenea, pentru asimilarea de către organismele vii și este consumată în procesul de fotosinteză, și formarea scheletelor de organisme, inclusiv carbonat de calciu. atmosferă de dioxid de carbon și hidrosferei este schimbat și actualizat cu organismele vii timp de 395 de ani.
Ciclul azotului. Deși atmosfera conține aprovizionare mare de azot (15 3,8h10 t), Oceans -2h10 13 m, dar azotul atmosferic sub formă de N2 nu pot fi utilizate în mod direct de către majoritatea organismelor vii.
La efectuarea compușilor cu azot ciclu microorganisme joacă un rol major: azot-fixatori, nitrifiers, denitrifiers care promovează fixarea biologică a azotului din aer, adică traduce aceasta într-o formă digerabila pentru organismele vii.
Retur azot în atmosferă se datorează denitrificarea, care se efectuează cu participarea ambelor bacterii și în cursul reacțiilor chimice fără organisme. Alte etape ale ciclului sunt dependente în mare măsură de activitatea bacteriilor care transformă azotul de la o formă la alta. Cele mai importante etape - descompunerea cadavrelor de organisme, având ca rezultat compuși anorganici fundație compensatăși azot sunt disponibile pentru utilizare de către plante.
Circulation oxigen proces planetar se conectează cu atmosfera și hidrosfera din scoarța terestră. Nodul principal funcționarea acestuia sunt: formarea de oxigen liber prin fotosinteză, costurile ulterioare ale respirației, cursul reacțiilor de reziduuri organice și agenți anorganici de oxidare (de exemplu, arderea combustibililor) și alte transformări chimice. Ele promovează formarea de compuși oxigenați, cum ar fi dioxidul de carbon, apă și apoi aceste substanțe sunt implicate într-un nou ciclu de reacții fotosintetice. Se estimează că tot oxigenul din atmosferă trece prin substanța vie a Pământului timp de 2000 de ani.
Ciclul de oxigen are o activitate geochimică activă pronunțată a materiei vii, rolul de lider în acest proces ciclic. Producția anuală a planetei verdeață oxigen este de aproximativ 300 x 10 9 m Astfel, aproape 3/4 din această sumă este alocată vegetație terestră și puțin peste un sfert. - oceanografică organisme fotosintetice. gaz de oxigen în coajă Pământului aproximativ 1,2 • Octombrie 15 m; se estimează că o cantitate de organisme fotosintetice ar putea dezvolta peste 4 mii. ani.
Pe lângă elementele de bază de mai sus, care iau parte la ciclul biologic al substanțelor joacă un rol important ca potasiu, fosfor, sulf, sodiu și alte elemente care alcătuiesc nutriția plantelor. În grade diferite, toate elementele de masă D. I. Mendeleeva implicate în ciclul biologic.
Este în același timp, pentru a clarifica faptul că termenul „ciclu de substanțe“ este folosit la figurat. Adevăratul ciclu comite elemente: carbon, oxigen, hidrogen, azot, etc. La fiecare etapă a ciclului din care fac parte compuși diferiți - simplu (apă) sau un ester (proteină vii), și, uneori, de asemenea, să acționeze într-o stare liberă .. Prin urmare, este mai corect să vorbim despre ciclul de elemente, nu ciclul materiei.
Acest termen se referă la schimbări regulate în mediul de stare a sistemului de organisme vii, și, în consecință statutul acestor organisme ele însele, precum și încălcările lor continue.
După cum se știe, o granițele biosferă se potrivesc diferitelor tipuri de spațiu și, mai presus de toate, energia solară și fluxul de materie (lumina vizibilă, razele infraroșii termice, radiațiile ultraviolete și radiațiile, precum și scurte, și razele X); cea mai mare parte este reținut în straturile înalte ale atmosferei și pe marginea acestuia cu spațiul cosmic. În acest caz, cauza principala a dinamicii biosferă este un flux de energie solară de intrare pe Pământ. Trecând prin atmosfera și să interacționeze simultan cu acesta, se definește un set de procese climatice. Condițiile particulare ale acesteia din urmă, în fiecare loc în orice moment dat se numește vremea.
Acesta este în continuă schimbare condițiile meteorologice sunt principala cauza a diferitelor schimbări de vibrație în natura biosferei. După cum se știe, atmosfera se încălzește neuniform, care la rândul său, determină aerul este amestecat în mod constant; în care suprafața eterogenitate Pământului, mai degrabă complică amestecul de mai sus. Este necesar să se ia în considerare efectul continentelor și oceanelor. Deci, continente consolida contraste de temperatură: în apropierea polilor în timpul iernii acestea sunt mai rece, iar vara la tropice se încălzește mai puternic. Dimpotrivă, aceste contraste ocean se relaxeze.
Deasupra continentele si oceanele circulatia atmosferica are loc în principal sub formă de circulație a aerului. Acestea din urmă sunt volumul de aer troposferic; Ele sunt direct proporționale cu zonele continentelor și oceanelor și caracterizate prin proprietăți relativ omogene interne (temperatură, umiditate și praf), care, cu toate acestea, diferă de alte mase de aer. Astfel de proprietăți mase de aer dobândi atunci când acestea sunt deasupra suprafeței, locul formării lor: Atlanticul de Nord sau piscina larg tropicale, arctic, deserturi, latitudini temperate Eurasiatic, etc. Notă moduri mișcări care distribuția climatică suprafață zonelor de teren definite în mod substanțial maselor de aer și rata lor de transformare. Ca urmare, zona pădurilor mixte și foioase în Europa este rezultatul cele mai puternice influențe ale aerului Atlantic și deșert - un produs al vetrei de aer tropical continental, etc.
Fluxul de aer din biosferă vieții joacă un rol mai mare. Datorită ei, livrat sute de miliarde de tone de apa din oceane, care apoi umeziti pământul, ei aduc, de asemenea, despre toate necesare pentru viață procesele de iod. Cu toate acestea, datorită impactului mai multor factori, traiectoria fluxului de aer se abat periodic de la poziția centrală. Din acest motiv, în diferite locuri ale înghețării avansarea sau dezghețului, ploaia sau seceta, dezastre naturale, sau, dimpotrivă, perioade de stabilitate a factorilor naturali.
considerare obligatorie a rolului factorilor geologici care refractă și concretizează efectul modificărilor în procesele meteorologice în natură. În special, acțiunea de îngheț a slăbit în pozitiv și amplificat în formele negative ale reliefului, seceta este mai pronunțată, nu numai pe pantele sudice, dar, de asemenea, pe pante de lut. În cele din urmă, în estimarea efectelor modificărilor climaterice nu poate ignora rolul solului și mai ales reacția sa întârziat la modificarea condițiilor meteorologice. Ea, la rândul său, inhibă răspunsul vegetației la modificările recente, care într-un anumit mod de a stabiliza starea tuturor acoperire de viață. Numitul de frânare fenomen se manifestă, în special, că seceta atmosferică poate fi foarte puternică, dar în sol, cu toate acestea, sunt rezervele de umiditate care rămân în sol din anii anteriori. Prin urmare, deficitul de umiditate nu este la fel de răspândită.
Dinamica biosferei este în mare măsură influențată de activitatea umană. Astfel, spre deosebire de factorii naturali de mediu cauzează nici o vibrație, de preferință schimbări incrementale natură. Astfel, dezvoltarea transportului pe apă atrage după sine crearea de canale de conectare diferite sisteme de dezvoltare râu și schimburi în consecință, elemente ale florei și faunei între bazine cu apă. În ceea ce privește fenomenele oscilatorii în natură, care rezultă din activitatea umană, acestea sunt foarte rare. Acesta este un ritmic, de multe ori procese pe termen lung ale schimbărilor în rotația culturilor, sau fenomene anormale.