Gran ciclo geológico de sustancias. Pequeño ciclo biológico (geográfico) de sustancias.

La gran circulación geológica de sustancias es provocada por la interacción de la energía solar con las energías profundas de la Tierra y lleva a cabo la redistribución de sustancias entre la biosfera y los horizontes más profundos de la Tierra. Las rocas sedimentarias se encuentran inmersas en una zona de altas temperaturas y presiones en zonas móviles de la corteza terrestre. Allí se derriten y forman magma, fuente de nuevas rocas ígneas. Después de que estas rocas suben a la superficie de la tierra y sufren procesos de erosión, se transforman nuevamente en nuevas rocas sedimentarias.

El Gran Ciclo también incluye la circulación del agua entre la tierra y el océano a través de la atmósfera. La humedad que se evapora de la superficie de los océanos del mundo se transfiere a la tierra, donde cae en forma de precipitación, que regresa al océano en forma de escorrentía superficial y subterránea. El ciclo del agua también ocurre según un esquema más simple: evaporación de la humedad de la superficie del océano - condensación del vapor de agua - precipitación en la superficie del océano. Más de 500 mil metros cúbicos participan cada día en el ciclo del agua. km. agua. Todo el suministro de agua en la Tierra decae y se restablece en 2 millones de años.

El pequeño ciclo de sustancias (biogeoquímico) ocurre sólo dentro de la biosfera. Su esencia radica en la formación de materia viva a partir de compuestos inorgánicos durante el proceso de fotosíntesis y en la transformación de la materia orgánica durante la descomposición en compuestos inorgánicos. Este ciclo de vida de la biosfera es el principal y es una continuación de la vida misma. Al cambiar, nacer y morir, la materia viva sustenta la vida en nuestro planeta, asegurando el ciclo biogeoquímico de las sustancias. La principal fuente de energía en el ciclo es la luz solar, que proporciona la fotosíntesis.

La esencia del ciclo biogeoquímico es que los elementos químicos absorbidos por un organismo lo abandonan posteriormente y pasan al ambiente abiótico, después de un tiempo vuelven a ingresar al organismo vivo. En los ciclos biogeoquímicos se acostumbra distinguir entre un fondo de reserva o sustancias no asociadas a organismos; Fondo de intercambio debido al intercambio directo de nutrientes entre los organismos y su entorno inmediato. Si consideramos la biosfera en su conjunto, podemos distinguir el ciclo de las sustancias gaseosas con un fondo de reserva en la atmósfera y la hidrosfera y el ciclo sedimentario con un fondo de reserva en la corteza terrestre en el ciclo geológico.

En su conjunto, los ciclos aseguran el desempeño de las siguientes funciones más importantes de la materia viva en la biosfera:

• o Gas: producto de la descomposición de la materia orgánica muerta.
• o Concentración: los organismos acumulan muchos elementos químicos.
• o Redox: los organismos que viven en los cuerpos de agua regulan el régimen ácido.
• o Bioquímica: reproducción, crecimiento y movimiento de la materia viva en el espacio.
• o Actividad humana biogeoquímica: implicación de sustancias naturales para las necesidades económicas y domésticas del ser humano.

El único proceso en la Tierra que no consume, sino que acumula energía solar, es la creación de materia orgánica como resultado de la fotosíntesis. La unión y almacenamiento de energía solar es la principal función planetaria de la materia viva en la Tierra. Los nutrientes más importantes son el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo y el azufre.

Red trófica

Por lo general, para cada eslabón de la cadena, se puede especificar no uno, sino varios eslabones más conectados a él por la relación “alimento-consumidor”. Entonces, no solo las vacas, sino también otros animales comen pasto, y las vacas son alimento no solo para los humanos. El establecimiento de tales conexiones convierte la cadena alimentaria en una estructura más compleja: Red alimentaria.

Nivel trópico

El nivel trófico es una unidad convencional que indica la distancia de los productores en la cadena trófica de un ecosistema determinado. En algunos casos, en una red trófica, es posible agrupar enlaces individuales en niveles de tal manera que los enlaces de un nivel actúen sólo como alimento para el siguiente. Esta agrupación se llama nivel trófico.

Ciclo de sustancias y flujos de energía en los ecosistemas.

La nutrición es la principal vía de movimiento de sustancias y energía. Los organismos de un ecosistema están conectados por una comunidad de energía y nutrientes que son necesarios para sustentar la vida. La principal fuente de energía para la gran mayoría de los organismos vivos de la Tierra es el Sol. Los organismos fotosintéticos (plantas verdes, cianobacterias, algunas bacterias) utilizan directamente la energía de la luz solar. En este caso, a partir de dióxido de carbono y agua se forman sustancias orgánicas complejas, en las que parte de la energía solar se acumula en forma de energía química. Las sustancias orgánicas sirven como fuente de energía no sólo para la propia planta, sino también para otros organismos del ecosistema. La liberación de energía contenida en los alimentos se produce durante el proceso de respiración. Los productos respiratorios (dióxido de carbono, agua y sustancias inorgánicas) pueden ser reutilizados por las plantas verdes. Como resultado, las sustancias de este ecosistema sufren un ciclo sin fin. Al mismo tiempo, la energía contenida en los alimentos no circula, sino que gradualmente se convierte en energía térmica y abandona el ecosistema. Por tanto, una condición necesaria para la existencia de un ecosistema es un flujo constante de energía desde el exterior. Así, la base del ecosistema está formada por organismos autótrofos, productores (productores, creadores), que, mediante el proceso de fotosíntesis, crean alimentos ricos en energía, materia orgánica primaria. En los ecosistemas terrestres, el papel más importante corresponde a las plantas superiores que, al formar sustancias orgánicas, dan lugar a todas las relaciones tróficas en el ecosistema, sirven de sustrato para muchos animales, hongos y microorganismos e influyen activamente en el microclima del biotopo. En los ecosistemas acuáticos, los principales productores de materia orgánica primaria son las algas. Los heterótrofos o consumidores utilizan sustancias orgánicas preparadas para obtener y acumular energía. Los heterótrofos incluyen herbívoros (consumidores de primer orden), carnívoros que viven de formas herbívoras (consumidores de segundo orden), que consumen otros carnívoros (consumidores de tercer orden), etc. Un grupo especial de consumidores está formado por descomponedores (destructores o destructores), descomponiendo restos orgánicos de productores y consumidores en compuestos inorgánicos simples, que luego son utilizados por los productores. Los descomponedores incluyen principalmente microorganismos: bacterias y hongos. En los ecosistemas terrestres, los descomponedores del suelo son especialmente importantes, ya que incorporan al ciclo general materia orgánica de las plantas muertas (consumen hasta el 90% de la producción forestal primaria). Así, cada organismo vivo dentro de un ecosistema ocupa un determinado nicho (lugar) ecológico en un sistema complejo de relaciones ecológicas con otros organismos y condiciones ambientales abióticas.

Ciclos biológicos y geológicos.

Los procesos de fotosíntesis de la materia orgánica a partir de componentes inorgánicos continúan durante millones de años, y durante este tiempo los elementos químicos debieron haber pasado de una forma a otra. Sin embargo, esto no sucede debido a su circulación en la biosfera. Cada año, los organismos fotosintéticos asimilan alrededor de 350 mil millones de toneladas de dióxido de carbono, liberan alrededor de 250 mil millones de toneladas de oxígeno a la atmósfera y descomponen 140 mil millones de toneladas de agua, formando más de 230 mil millones de toneladas de materia orgánica (calculada en peso seco). Enormes cantidades de agua pasan a través de plantas y algas durante el transporte y la evaporación. Esto lleva al hecho de que el agua de la capa superficial del océano se filtra con plancton en 40 días, y el resto del agua del océano se filtra en aproximadamente un año. Todo el dióxido de carbono de la atmósfera se renueva en varios cientos de años y el oxígeno en varios miles de años. Cada año, la fotosíntesis incluye en el ciclo 6 mil millones de toneladas de nitrógeno, 210 mil millones de toneladas de fósforo y una gran cantidad de otros elementos (potasio, sodio, calcio, magnesio, azufre, hierro, etc.). La existencia de estos ciclos confiere al ecosistema una cierta estabilidad.

Hay dos ciclos principales: grande (geológico) y pequeño (biótico). El gran ciclo, que continúa durante millones de años, consiste en el hecho de que las rocas se destruyen y los productos de la erosión (incluidos los nutrientes solubles en agua) son transportados por las corrientes de agua al Océano Mundial, donde forman estratos marinos y solo regresan parcialmente a terreno con precipitaciones. Los cambios geotectónicos, los procesos de hundimiento continental y elevación del fondo marino, el movimiento de mares y océanos durante un largo período de tiempo hacen que estos estratos regresen a la tierra y el proceso comience de nuevo. El ciclo pequeño (parte del grande) ocurre a nivel de ecosistema y consiste en que los nutrientes, el agua y el carbono se acumulan en la sustancia de las plantas, se gastan en la construcción del cuerpo y en los procesos de vida tanto de estas plantas como de ellas. otros organismos (generalmente animales), que comen estas plantas (consumidores). Los productos de descomposición de la materia orgánica, bajo la influencia de descomponedores y microorganismos (bacterias, hongos, gusanos), se descomponen nuevamente en componentes minerales que son accesibles a las plantas y son arrastrados al flujo de materia. La circulación de sustancias químicas desde el entorno inorgánico a través de organismos vegetales y animales de regreso al entorno inorgánico utilizando energía solar y la energía de reacciones químicas se denomina ciclo biogeoquímico. En estos ciclos participan casi todos los elementos químicos, y principalmente aquellos que participan en la construcción de una célula viva. Así, el cuerpo humano está formado por oxígeno (62,8%), carbono (19,37%), hidrógeno (9,31%), nitrógeno (5,14%), calcio (1,38%), fósforo (0,64%) y unos 30 elementos más.

El papel del hombre.

Una persona tiene el poder de cambiar la fuerza de la acción y la cantidad de factores limitantes, así como ampliar o, por el contrario, estrechar los límites de los valores óptimos de los factores ambientales. Por ejemplo, la cosecha está inevitablemente asociada con el agotamiento de los elementos del suelo para la nutrición mineral de las plantas y la transferencia de algunos de ellos a la categoría de factores limitantes. Varios tipos de recuperación de tierras (riego, drenaje, fertilización, etc.) optimizan los factores y eliminan su efecto limitante. El hombre ha ampliado enormemente sus capacidades de adaptación al condicionar las condiciones de su entorno (ropa, vivienda, nuevos materiales, etc.) y, por tanto, ha reducido drásticamente su dependencia del entorno natural y de los recursos que representa. Por ejemplo, en la dieta humana, los recursos alimentarios silvestres representan sólo entre el 10 y el 15%. El resto de las necesidades alimentarias se cubren mediante la agricultura cultural. La consecuencia de reducir la dependencia de los factores ambientales es la expansión del alcance del hombre a todo el planeta y la eliminación de los mecanismos naturales para regular el número de poblaciones.

El hombre ha cambiado este principio de cadenas alimentarias y pirámides ecológicas en relación tanto con su propia población como con otras especies (variedades, razas), especialmente aquellas cultivadas en agricultura cultural. Esta discrepancia con los ecosistemas naturales es posible gracias a la apropiación e inversión de energía adicional en los sistemas. Violar las reglas de las pirámides ecológicas resulta excesivamente caro. Va inevitablemente acompañado de cambios en los ciclos de las sustancias, la acumulación de residuos y la contaminación ambiental. Un ejemplo son las explotaciones ganaderas con sus problemas medioambientales. La violación de las reglas de las pirámides también se debe al hecho de que los intereses de los consumidores humanos han ido más allá de los recursos biológicos en su conjunto. Sus intereses incluyen productos (recursos) de eras geológicas anteriores, y muchos de los productos producidos se convierten en callejones sin salida (desechos y contaminantes). Sólo los habitantes de la Tierra, como especie biológica, necesitan alrededor de 2 millones de toneladas de alimentos y 10 mil millones de m3 de oxígeno cada día. Además, se extraen y procesan casi 30 millones de toneladas de sustancias, se queman unos 30 millones de toneladas de combustible, se utilizan 2 mil millones de m3 de agua y 65 mil millones de m3 de oxígeno para necesidades técnicas.

Debido a su naturaleza omnívora, las personas comienzan a comer organismos cada vez más diversos, lo que requiere una variedad de métodos para capturar presas o buscar plantas. Por supuesto, también hay que encontrar formas de hacer que la presa sea comestible. Una cosa es freír un conejo y otra muy distinta cocinar una medusa para cenar. Sólo una mente sofisticada podría pensar en comer, por ejemplo, yuca, cuyos tubérculos son amargos y además contienen ácido cianhídrico. Sin embargo, en todo Brasil, y no sólo allí, la yuca se cultiva y se consume en cantidades comparables a las patatas que se consumen en Rusia. Pero encontrar una tecnología para procesarlo fue una tarea muy difícil.

Al comer una amplia variedad de organismos, una persona se involucra en muchas cadenas alimentarias, eliminando materia orgánica adicional y poniendo fin a estas cadenas consigo mismo. Resulta ser un superdepredador en todas partes. Entonces el hombre comenzó a acortar las cadenas alimentarias en muchos ecosistemas, y cuanto más corta era esa cadena, más rápida era la rotación de materia y energía.

Asimismo, la actividad humana está asociada a una fuerte transformación de los hábitats naturales. El hombre moderno prefiere no cambiar de acuerdo con las condiciones ambientales, sino cambiar estas condiciones mismas. Por ello, dedica un considerable esfuerzo intelectual y técnico a transformar el medio ambiente. Después de arar el espacio del prado y sembrarlo con las plantas necesarias, el labrador ya ha cambiado radicalmente el entorno. De las muchas plantas en el prado, solo dejó una, y aun así, la mayoría de las veces, era extraña. En unas pocas horas transformó el suelo y su fauna, formada aquí durante muchos cientos de años. Como resultado, se eliminó el recurso de casi todas las especies animales y desaparecieron sus plantas alimenticias. El espacio convertido se volvió inadecuado para muchas plantas nativas e inalcanzable para otras. El propietario del cultivo protege su campo, lo riega con herbicidas y pelea con los consumidores competidores.

Como recordamos, en los ecosistemas una persona no vive sola, sino con una gran cantidad de vecinos: organismos vegetales y animales. Este entorno transformado no es adecuado para todos ellos. Muchas formas de vida, especialmente las primitivas, se adaptan fácilmente a las condiciones cambiantes. Para la gran mayoría de organismos complejos, el nuevo entorno no es adecuado. Abandonan estos lugares o mueren. Entonces cualquier transformación de la naturaleza siempre conduce a la muerte de muchos organismos..

Comiendo. La gama de alimentos para esta especie zoológica es probablemente la más amplia del planeta. El hombre es un eurífago (polífago) asombroso y come casi de todo. La lista de animales de su menú es enorme, que, junto a las tradicionales vacas, ovejas y aves de corral, incluye termitas, langostas, langostas y ciempiés, y algunas arañas. Muchas naciones comen las larvas de varios insectos (abejas, escarabajos de los árboles) como un manjar. Los habitantes de África comen con entusiasmo las enormes larvas del escarabajo goliat, donde se encuentra. Una variedad de lagartos, serpientes, tortugas y ranas también están firmemente arraigados en la dieta humana. Los habitantes del agua, peces y mariscos, son un alimento tradicional desde la época del hombre de Cromagnon. Sin embargo, también aquí se amplió la dieta de la especie, incluyendo una gran cantidad de animales, desde ballenas hasta algunas medusas y eufáusidos.

Los ecologistas, al estudiar la dieta de los animales, especialmente aquellos que son competidores alimentarios de los humanos, notan en muchos de ellos una sorprendente diversidad de alimentos. Por ejemplo, un típico campañol de agua polífago, que destruye los cultivos de los campesinos en la parte sur de Siberia occidental, es capaz de comer más de 300 especies de plantas. A medida que se estudia a este animal, se elaboran listas cada vez más largas de alimentos adecuados para él. El hombre, en su papel de animal herbívoro (consumidor primario), ha superado con creces a todas las demás especies. Nadie ha compilado todavía una lista completa de las plantas alimenticias que existen en el planeta, pero su longitud es fácil de adivinar. Así, en la cocina japonesa se utilizan capullos de flores de unas 300 especies de plantas para preparar diversos platos. La cocina china es aún más sofisticada y variada. ¿¡Y si añadimos aquí listas de especies de plantas alimenticias de los libros de cocina de los habitantes de la zona tropical!?

La gente utiliza animales y plantas con fines alimentarios con una intensidad cada vez mayor. Si no come algunos animales directamente, se los da de comer a sus animales de alimentación o fertiliza los campos con ellos. El hombre es un derrochador y a menudo utiliza incluso especies deliciosas, junto con los alimentos, como forraje e incluso como fertilizante. Por ejemplo, la historia de la pesca de la lubina rayada: peces de casi 2 metros de largo y de 50 a 70 kg de peso. Tiene un sabor superior al salmón del Atlántico. Esta perca fue capturada en grandes cantidades a principios del siglo XVII frente a las costas de Nueva Inglaterra. La mayoría de estas capturas se utilizaron para fertilizar las tierras de los residentes locales. Los agricultores coloniales enterraron cientos de toneladas de este pez en sus campos de maíz. En la zona de Terranova, a principios del siglo XIX se utilizaban muchas toneladas de salmón del Atlántico para fertilizar los campos. Lo mismo ocurrió con la sobrepesca de bacalao y esturión. Se construyeron enormes fábricas para procesar caballa, arenque, capelán y otros peces marinos para convertirlos en fertilizantes y alimento para animales. En Terranova, a principios del siglo XVIII, la carne de enormes cangrejos de río (pesaban entre 10 y 12 kg) se utilizaba como cebo para la pesca de bacalao, así como para engordar animales domésticos. Cada campo de papa estaba sembrado de caparazones de estos crustáceos, porque debajo de cada arbusto de papa se colocaron 2-3 langostas como fertilizante. Hasta mediados del siglo XX, estos cangrejos gigantes y muy sabrosos se alimentaban del ganado en algunas zonas de Terranova. Incluso un país tan ilustrado como Rusia actuó de forma despilfarradora hasta finales del siglo XX. En 1998, su población no muy bien alimentada mostró en televisión cómo cientos de toneladas de delicioso salmón fueron enterradas en el suelo por excavadoras en el Lejano Oriente ruso. ¡La gente no pudo deshacerse de sus capturas!

El hombre aseguró su transformación en hipereurybionte no mediante mecanismos biológicos, sino mediante medios técnicos y, por lo tanto, ha perdido en gran medida el potencial de adaptación biológica. Ésta es la razón por la que una persona se encuentra entre los primeros candidatos a abandonar el ámbito de la vida como resultado de los cambios ambientales provocados por ella. De ahí una conclusión importante: si el nicho moderno del hombre es principalmente el resultado de la actividad inteligente, el poder sobre el medio ambiente, entonces la mente debe ser la principal fuerza impulsora de su cambio.

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Fecha de creación de la página: 2016-04-26

Todas las sustancias de nuestro planeta están en proceso de circulación. La energía solar provoca dos ciclos de sustancias en la Tierra:

1) Grande (geológico o abiótico);

2) Pequeño (biótico, biogénico o biológico).

Los ciclos de materia y los flujos de energía cósmica crean la estabilidad de la biosfera. El ciclo de la materia sólida y el agua que se produce como resultado de la acción de factores abióticos (naturaleza inanimada) se denomina gran ciclo geológico. Durante un gran ciclo geológico (que dura millones de años), las rocas se destruyen, se erosionan, las sustancias se disuelven y caen al Océano Mundial; Se producen cambios geotectónicos, hundimiento continental y levantamiento del lecho marino. La duración del ciclo del agua en los glaciares es de 8.000 años, en los ríos, de 11 días. Es el gran ciclo que suministra nutrientes a los organismos vivos y determina en gran medida las condiciones de su existencia.

Gran ciclo geológico en la biosfera se caracteriza por dos puntos importantes:

a) se lleva a cabo a lo largo de todo el desarrollo geológico de la Tierra;

b) es un proceso planetario moderno que desempeña un papel destacado en el desarrollo futuro de la biosfera.

En la etapa actual del desarrollo humano, como resultado del gran ciclo, también se transportan a largas distancias contaminantes como óxidos de azufre y nitrógeno, polvo e impurezas radiactivas. Las zonas de latitudes templadas del hemisferio norte fueron las más contaminadas.

El ciclo pequeño, biogénico o biológico de sustancias ocurre en fases sólida, líquida y gaseosa con la participación de organismos vivos. El ciclo biológico, a diferencia del ciclo geológico, requiere menos energía. El ciclo pequeño es parte de uno grande y ocurre a nivel de biogeocenosis (dentro de ecosistemas) y radica en el hecho de que los nutrientes del suelo, el agua y el carbono se acumulan en la materia vegetal y se gastan en la construcción del cuerpo. Los productos de descomposición de la materia orgánica se descomponen en componentes minerales. El pequeño giro no está cerrado., que está asociado con el flujo de sustancias y energía al ecosistema desde el exterior y con la liberación de algunos de ellos al ciclo de la biosfera.

En los ciclos grandes y pequeños intervienen muchos elementos químicos y sus compuestos, pero los más importantes son los que determinan el estado actual de desarrollo de la biosfera, asociado a la actividad económica humana. Estos incluyen giros carbono, azufre y nitrógeno(sus óxidos - principales contaminantes del aire), y fósforo (los fosfatos son el principal contaminante de las aguas continentales). Casi todos los contaminantes se consideran dañinos y se clasifican como xenobióticos.

Actualmente, los ciclos de los xenobióticos -elementos tóxicos- son de gran importancia mercurio (un contaminante alimentario) productos) y plomo (un componente de la gasolina). Además, muchas sustancias de origen antropogénico (DDT, pesticidas, radionucleidos, etc.) que causan daños a la biota y a la salud humana pasan del ciclo grande al pequeño.

La esencia del ciclo biológico radica en la aparición de dos procesos opuestos pero interconectados: creación materia orgánica y sus destrucción sustancia viva.

A diferencia del giro grande, el giro pequeño tiene una duración diferente: se distinguen giros pequeños estacionales, anuales, perennes y seculares..

El ciclo de sustancias químicas desde el ambiente inorgánico a través de la vegetación y los animales de regreso al ambiente inorgánico utilizando reacciones químicas de energía solar se llama ciclo biogeoquímico .

El presente y el futuro de nuestro planeta depende de la participación de los organismos vivos en el funcionamiento de la biosfera. En el ciclo de las sustancias, la materia viva o biomasa realiza funciones biogeoquímicas: gaseosa, de concentración, redox y bioquímica.

El ciclo biológico ocurre con la participación de organismos vivos y consiste en la reproducción de materia orgánica de inorgánica y la descomposición de esta orgánica en inorgánica a través de la cadena trófica alimentaria. La intensidad de los procesos de producción y destrucción en el ciclo biológico depende de la cantidad de calor y humedad. Por ejemplo, la baja tasa de descomposición de la materia orgánica en las regiones polares depende de la deficiencia de calor.

Un indicador importante de la intensidad del ciclo biológico es la tasa de circulación de elementos químicos. La intensidad se caracteriza índice , igual a la relación entre la masa de hojarasca forestal y la hojarasca. Cuanto mayor sea el índice, menor será la intensidad de la circulación.

Índice en bosques de coníferas - 10 - 17; latifoliadas 3 - 4; sabana no más de 0,2; en las selvas tropicales no más de 0,1, es decir Aquí el ciclo biológico es más intenso.

El flujo de elementos (nitrógeno, fósforo, azufre) a través de los microorganismos es un orden de magnitud mayor que a través de plantas y animales. El ciclo biológico no es completamente reversible; está estrechamente relacionado con el ciclo biogeoquímico. Los elementos químicos circulan en la biosfera por diversas vías del ciclo biológico:

son absorbidos por la materia viva y cargados de energía;

abandona la materia viva, liberando energía al ambiente externo.

Estos ciclos son de dos tipos: el ciclo de sustancias gaseosas; Ciclo sedimentario (reserva en la corteza terrestre).

Los propios giros constan de dos partes:

- fondo de Reserva(esta es la parte de la sustancia que no está asociada con los organismos vivos);

- fondo móvil (cambio)(una porción más pequeña de la sustancia asociada con el intercambio directo entre organismos y su entorno inmediato).

Los giros se dividen en:

giros tipo de gas con fondo de reserva en la corteza terrestre (ciclos de carbono, oxígeno, nitrógeno), capaz de una rápida autorregulación;

giros tipo sedimentario con fondo de reserva en la corteza terrestre (ciclos de fósforo, calcio, hierro, etc.) - son más inertes, la mayor parte de la sustancia se encuentra en una forma "inaccesible" para los organismos vivos.

Los giros también se pueden dividir en:

- cerrado(la circulación de sustancias gaseosas, por ejemplo oxígeno, carbono y nitrógeno, es una reserva en la atmósfera y la hidrosfera del océano, por lo que la escasez se compensa rápidamente);

- abierto(creando un fondo de reserva en la corteza terrestre, por ejemplo, fósforo; por lo tanto, las pérdidas no se compensan bien, es decir, se crea un déficit).

La base energética para la existencia de ciclos biológicos en la Tierra y su vínculo inicial es el proceso de fotosíntesis. Cada nuevo ciclo no es una repetición exacta del anterior. Por ejemplo, durante la evolución de la biosfera, algunos de los procesos fueron irreversibles, lo que resultó en la formación y acumulación de sedimentos biogénicos, un aumento en la cantidad de oxígeno en la atmósfera, cambios en las proporciones cuantitativas de isótopos de varios elementos. , etc.

La circulación de sustancias se suele llamar ciclos biogeoquímicos . Ciclos biogeoquímicos (biosfera) básicos de sustancias: ciclo del agua, ciclo del oxígeno, ciclo del nitrógeno(participación de bacterias fijadoras de nitrógeno), Ciclo del carbono(participación de bacterias aeróbicas; anualmente alrededor de 130 toneladas de carbono se liberan en el ciclo geológico), ciclo del fósforo(participación de bacterias del suelo; 14 millones de toneladas de fósforo), ciclo del azufre, ciclo de cationes metálicos.

Todas las sustancias de nuestro planeta están en proceso de circulación. La energía solar provoca dos ciclos de sustancias en la Tierra, grande o biosfera (que abarca toda la biosfera) y pequeña o biológica (dentro de los ecosistemas).

La circulación de sustancias en la biosfera fue precedida por una geológica, asociada con la formación y destrucción de rocas y el posterior movimiento de productos de destrucción: material clástico y elementos químicos. Las propiedades térmicas de la superficie de la tierra y del agua desempeñaron y siguen desempeñando un papel importante en estos procesos: la absorción mediante reflexión de la luz solar y la conductividad térmica en capacidad calorífica. El agua absorbe más energía solar y la superficie terrestre en las mismas latitudes se calienta más. El régimen hidrotermal inestable de la superficie terrestre, junto con el sistema de circulación atmosférica planetaria, determinó la circulación geológica de sustancias, que en la etapa inicial del desarrollo de la Tierra, junto con procesos endógenos, se asoció con la formación de continentes, océanos y modernos. geosferas. Su manifestación geológica también está indicada por la transferencia de productos de la meteorización por masas de aire y por agua, compuestos minerales disueltos en ella. Con la formación de la biosfera, los productos de desecho de los organismos se incluyeron en el gran ciclo. El ciclo geológico, sin dejar de existir, adquirió nuevas características: es la etapa inicial del movimiento de la materia en la biosfera. Es él quien suministra nutrientes a los organismos vivos y determina en gran medida las condiciones de su existencia.

El gran ciclo de sustancias en la biosfera se caracteriza por dos puntos importantes:

Realizado a lo largo de todo el desarrollo geológico de la Tierra;

Se trata de un proceso planetario moderno que desempeña un papel destacado en el futuro desarrollo de la biosfera (Radkevich, 1983).

En la etapa actual del desarrollo humano, como resultado del gran ciclo, también se transportan a largas distancias contaminantes como óxidos de azufre y nitrógeno, polvo e impurezas radiactivas. El territorio de latitudes templadas del hemisferio norte fue el más afectado por la contaminación.

El ciclo pequeño o biológico de las sustancias se desarrolla en el contexto de uno grande, geológico, que cubre toda la biosfera. Ocurre dentro de los ecosistemas, pero no es cerrado, lo que se asocia con la entrada de materia y energía al ecosistema desde el exterior y con la liberación de algunos de ellos al ciclo de la biosfera. Por esta razón, a veces no se habla del ciclo biológico, sino del intercambio de energía en los ecosistemas y en los organismos individuales.

Las plantas, los animales y la cubierta del suelo terrestre forman un sistema mundial complejo que forma biomasa, une y redistribuye la energía solar, el carbono atmosférico, la humedad, el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, el calcio y otros elementos involucrados en la vida de los organismos. Las plantas, animales y microorganismos del medio acuático forman otro sistema planetario que cumple la misma función de vincular la energía solar y el ciclo biológico de las sustancias.

La esencia del ciclo biológico radica en la aparición de dos procesos opuestos pero interconectados: la creación de materia orgánica y su destrucción. La etapa inicial de formación de materia orgánica se debe a la fotosíntesis de las plantas verdes, es decir. la formación de esta sustancia a partir de dióxido de carbono, agua y compuestos minerales utilizando la energía radiante del sol. Las plantas extraen del suelo azufre, fósforo, calcio, potasio, magnesio, manganeso, silicio, aluminio, cobre, zinc y otros elementos en forma disuelta. Los animales herbívoros ya absorben compuestos de estos elementos en forma de alimentos de origen vegetal. Los depredadores se alimentan de animales herbívoros, consumen alimentos de composición más compleja, que incluyen proteínas, grasas, aminoácidos, etc. En el proceso de destrucción por parte de microorganismos de la materia orgánica de plantas muertas y restos de animales, los compuestos minerales simples ingresan al suelo y al agua. ambiente, disponible para la asimilación por las plantas, y comienza la siguiente ronda ciclo biológico.

A diferencia del giro grande, el giro pequeño tiene una duración diferente: se distinguen giros pequeños estacionales, anuales, perennes y seculares. Al estudiar el ciclo biológico de sustancias, se presta especial atención al ritmo anual, determinado por la dinámica anual del desarrollo de la vegetación.

A endógeno Los procesos incluyen: magmatismo, metamorfismo (acción de altas temperaturas y presión), vulcanismo, movimiento de la corteza terrestre (terremotos, formación de montañas).

A exógeno– meteorización, actividad de las aguas atmosféricas y superficiales de los mares, océanos, animales, organismos vegetales y especialmente humanos – tecnogénesis.

Se forma la interacción de procesos internos y externos. gran ciclo geológico de sustancias.

Durante los procesos endógenos, se forman sistemas montañosos, colinas y depresiones oceánicas; durante los procesos exógenos, las rocas ígneas se destruyen, los productos de la destrucción se trasladan a los ríos, mares, océanos y se forman rocas sedimentarias. Como resultado del movimiento de la corteza terrestre, las rocas sedimentarias se hunden en capas profundas, sufren procesos de metamorfismo (la acción de altas temperaturas y presión) y se forman rocas metamórficas. En capas más profundas se funden...
estado (magmatización). Luego, como resultado de procesos volcánicos, ingresan a las capas superiores de la litosfera, a su superficie en forma de rocas ígneas. Así es como se forman las rocas que forman el suelo y diversos accidentes geográficos.

rocas, a partir de los cuales se forma el suelo, se denominan formadores de suelo o padres. Según las condiciones de formación, se dividen en tres grupos: ígneos, metamórficos y sedimentarios.

Rocas ígneas Consisten en compuestos de silicio, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. Dependiendo de la proporción de estos compuestos, se distinguen rocas ácidas y básicas.

Los ácidos (granitos, liparitas, pegmatitas) tienen un alto contenido de sílice (más del 63%), óxidos de potasio y sodio (7-8%), óxidos de calcio y magnesio (2-3%). Son de color claro y marrón. Los suelos formados a partir de estas rocas tienen una textura suelta, alta acidez y baja fertilidad.

Las rocas ígneas básicas (basaltos, dunitas, perioditas) se caracterizan por un bajo contenido de SiO 2 (40-60%), un alto contenido de CaO y MgO (hasta un 20%), óxidos de hierro (10-20%), Na 2 O y menos K 2 O menos del 30%.

Los suelos formados a partir de productos de la erosión de rocas básicas tienen una reacción alcalina y neutra, mucho humus y alta fertilidad.

Las rocas ígneas constituyen el 95% de la masa total de rocas, pero como rocas formadoras de suelo ocupan áreas pequeñas (en las montañas).

Rocas metamórficas, se forman como resultado de la recristalización de rocas ígneas y sedimentarias. Estos son mármol, gneis, cuarzo. Ocupan una pequeña proporción como rocas formadoras de suelo.

Rocas sedimentarias. Su formación se debe a los procesos de erosión de rocas ígneas y metamórficas, la transferencia de productos de erosión por agua, corrientes glaciales y aéreas y su deposición en la superficie terrestre, en el fondo de océanos, mares, lagos y en llanuras aluviales de ríos.

Según su composición, las rocas sedimentarias se dividen en clásticas, quimiogénicas y biogénicas.

Depósitos clásticos Los escombros y las partículas varían en tamaño: son cantos rodados, piedras, grava, piedra triturada, arena, marga y arcilla.

Depósitos quimiogénicos formado como resultado de la precipitación de sales de soluciones acuosas en bahías marinas, lagos en climas cálidos o como resultado de reacciones químicas.

Estos incluyen haluros (sal de roca y potasio), sulfatos (yeso, anhídrido), carbonatos (piedra caliza, marga, dolomita), silicatos y fosfatos. Muchos de ellos son materia prima para la producción de cemento, fertilizantes químicos y se utilizan como minerales agrícolas.

Sedimentos biogénicos formado a partir de acumulaciones de restos vegetales y animales. Se trata de rocas carbonatadas (calizas y cretas biogénicas), silíceas (dolomita) y carbonosas (carbón, turba, sapropel, petróleo, gas).

Los principales tipos genéticos de rocas sedimentarias son:

1. Depósitos eluviales- productos de la meteorización de las rocas que quedan en la lámina de su formación. Eluvium se encuentra en las cimas de las cuencas hidrográficas, donde la erosión es débil.

2. Depósitos coluviales– productos de erosión depositados por corrientes temporales de lluvia y agua de deshielo en la parte baja de las laderas.

3. Depósitos proluviales– formado como resultado del transporte y deposición de productos de la meteorización por ríos temporales de montaña e inundaciones al pie de las laderas.

4. Depósitos aluviales– se forman como resultado de la deposición de productos de la meteorización por las aguas de los ríos que ingresan a ellos con escorrentía superficial.

5. Sedimentos lacustres– sedimentos del fondo de los lagos. Los limos con un alto contenido de materia orgánica (15-20%) se denominan sapropels.

6. Sedimentos marinos– sedimentos del fondo de los mares. Durante la retirada (transgresión) de los mares, estos permanecen como rocas formadoras de suelo.

7. Depósitos glaciales (glaciales) o morrenas- Productos de erosión de diversas rocas, transportados y depositados por el glaciar. Se trata de un material tosco sin clasificar de color marrón rojizo o gris con inclusiones de piedras, cantos rodados y guijarros.

8. Depósitos fluvioglaciales (fluvioglaciares) Se formaron cursos de agua temporales y embalses cerrados cuando el glaciar se derrite.

9. Cubrir arcillas Pertenecen a depósitos extraglaciares y se consideran depósitos de inundaciones de agua de deshielo periglaciares poco profundas. Cubren la rubia por encima con una capa de 3-5 m. Son de color amarillo-marrón, bien clasificados y no contienen piedras ni cantos rodados. Los suelos sobre margas de cobertura son más fértiles que los de rubia.

10. Margas loess y similares Se caracterizan por un color leonado, un alto contenido en fracciones limosas y limosas, una composición suelta, alta porosidad y un alto contenido en carbonatos de calcio. Formaron fértiles bosques grises, suelos de castaños, chernozems y suelos grises.

11. Depósitos eólicos formado como resultado de la actividad del viento. La actividad destructiva del viento consiste en la corrosión (afilado, trituración de rocas con arena) y deflación (arrebatado y transporte de pequeñas partículas de suelo por el viento). Ambos procesos en conjunto constituyen la erosión eólica.

Esquemas básicos, fórmulas, etc., que ilustran el contenido: presentación con fotografías de tipos de intemperismo.

Preguntas para el autocontrol:

1. ¿Qué es la meteorización?

2. ¿Qué es la magmatización?

3. ¿Cuál es la diferencia entre meteorización física y química?

4. ¿Cuál es el ciclo geológico de las sustancias?

5. Describe la estructura de la Tierra.

6. ¿Qué es el magma?

7. ¿De qué capas está formado el núcleo de la Tierra?

8. ¿Qué son las razas?

9. ¿Cómo se clasifican las razas?

10. ¿Qué es la pérdida?

11. ¿Qué es una facción?

12. ¿Qué características se denominan organolépticas?

Principal:

1. Dobrovolsky V.V. Geografía de suelos con los fundamentos de la ciencia del suelo: libro de texto para universidades. — M.: Humanitario. ed. Centro VLADOS, 1999.-384 p.

2. Ciencias del suelo / Ed. ES. Kauricheva. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.

3. Ciencias del suelo / Ed. VIRGINIA. Kovdy, B.G. Rozanov en 2 partes M. Escuela superior 1988.

4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. Geografía de suelos con fundamentos de la ciencia del suelo MSU. 1995

5. Rode A.A., Smirnov V.N. Ciencia del suelo. M. Escuela Superior, 1972

Adicional:

1. Glazovskaya M.A. Ciencia general del suelo y geografía del suelo. M. Escuela Superior 1981

2. Kovda V.A. Fundamentos del estudio de suelos. M. Nauka.1973

3. Liverovsky A.S. Suelos de la URSS. M. Mysl 1974

4. Rozanov B. G. Cobertura del suelo del mundo. M. ed. 1977

5. Aleksandrova L.N., Naydenova O.A. Laboratorio y clases prácticas en ciencias del suelo. L. Agropromizdat. 1985