નાનું (જૈવિક) ચક્ર

બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત પદાર્થોનો સમૂહ પ્રમાણમાં નાનો છે. જો તે પૃથ્વીની સપાટી પર વિતરિત કરવામાં આવે છે, તો પરિણામ માત્ર 1.5 સે.મી.નું સ્તર છે. ગ્રહના અન્ય શેલો કરતાં 10-6 ગણાથી ઓછા દળનું બનેલું બાયોસ્ફિયર અસાધારણ રીતે વધુ વૈવિધ્ય ધરાવે છે અને તેની રચનાને મિલિયન ગણી ઝડપથી નવીકરણ કરે છે.

કોષ્ટક 4.1

પૃથ્વીના અન્ય ભૂગોળ સાથે બાયોસ્ફિયરની સરખામણી

*જીવંત વજનના આધારે જીવંત બાબત

4.4.1. બાયોસ્ફિયરના કાર્યો

બાયોસ્ફિયરના બાયોટા માટે આભાર, ગ્રહ પર રાસાયણિક પરિવર્તનનો મુખ્ય ભાગ થાય છે. આથી V.I.નો ચુકાદો વર્નાડસ્કી જીવંત પદાર્થોની પ્રચંડ પરિવર્તનશીલ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ભૂમિકા વિશે. કાર્બનિક ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન, જીવંત સજીવો તેમના અંગો, પેશીઓ, કોષો અને રક્ત દ્વારા, સમગ્ર વાતાવરણ, વિશ્વ મહાસાગરના સમગ્ર જથ્થામાં, મોટાભાગની જમીનનો સમૂહ અને ખનિજ પદાર્થોનો વિશાળ સમૂહ હજાર વખત ( વિવિધ ચક્ર માટે 103 થી 105 વખત). અને તેઓ માત્ર તે ચૂકી ગયા નથી, પરંતુ તેમની જરૂરિયાતો અનુસાર પૃથ્વીના પર્યાવરણમાં પણ ફેરફાર કર્યો છે.

સૌર ઊર્જાને રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે, છોડ અને અન્ય સજીવો ગ્રહોના ધોરણે સંખ્યાબંધ મૂળભૂત બાયોજીઓકેમિકલ કાર્યો કરે છે.

ગેસ કાર્ય. જીવંત વસ્તુઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પર્યાવરણ સાથે સતત ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વિનિમય કરે છે. ગ્રહના ભૌગોલિક રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિમાં અને આધુનિક વાતાવરણની ગેસ રચનાની રચનામાં ઘટાડતા વાતાવરણમાંથી ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં પરિવર્તનમાં છોડોએ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવી હતી. છોડ O2 અને CO2 ની સાંદ્રતાને સખત રીતે નિયંત્રિત કરે છે, જે તમામ આધુનિક જીવંત જીવોની સંપૂર્ણતા માટે શ્રેષ્ઠ છે.

એકાગ્રતા કાર્ય. તેમના શરીરમાંથી મોટા પ્રમાણમાં હવા અને કુદરતી ઉકેલો પસાર કરીને, જીવંત જીવો બાયોજેનિક સ્થળાંતર (રસાયણની હિલચાલ) અને રાસાયણિક તત્વો અને તેમના સંયોજનોની સાંદ્રતા કરે છે. આ કાર્બનિક પદાર્થોના જૈવસંશ્લેષણ, કોરલ ટાપુઓનું નિર્માણ, શેલ અને હાડપિંજરનું નિર્માણ, કાંપના ચૂનાના સ્તરનો દેખાવ, કેટલાક ધાતુના અયસ્કના થાપણો, સમુદ્રના તળ પર આયર્ન-મેંગેનીઝ નોડ્યુલ્સનું સંચય વગેરે સાથે સંબંધિત છે. જૈવિક ઉત્ક્રાંતિના પ્રારંભિક તબક્કા જળચર વાતાવરણમાં થયા હતા. સજીવોએ પાતળા જલીય દ્રાવણમાંથી તેમને જરૂરી પદાર્થો કાઢવાનું શીખ્યા છે, તેમના શરીરમાં તેમની સાંદ્રતા વારંવાર વધારી છે.

જીવંત પદાર્થનું રેડોક્સ કાર્ય તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતર અને પદાર્થોની સાંદ્રતા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. પ્રકૃતિમાં ઘણા પદાર્થો સ્થિર હોય છે અને સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓક્સિડેશનમાંથી પસાર થતા નથી, ઉદાહરણ તરીકે, મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન સૌથી મહત્વપૂર્ણ બાયોજેનિક તત્વોમાંનું એક છે. પરંતુ જીવંત કોષોમાં એવા શક્તિશાળી ઉત્પ્રેરક-ઉત્સેચકો હોય છે-જે તેઓ અજૈવિક વાતાવરણમાં કરી શકે છે તેના કરતા લાખો ગણી ઝડપથી ઘણી રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓ કરી શકે છે.

બાયોસ્ફિયરના જીવંત પદાર્થોની માહિતી કાર્ય. તે પ્રથમ આદિમ જીવંત પ્રાણીઓના દેખાવ સાથે જ ગ્રહ પર સક્રિય ("જીવંત") માહિતી દેખાઈ, જે તે "મૃત" માહિતીથી અલગ હતી, જે રચનાનું સરળ પ્રતિબિંબ છે. સજીવો સક્રિય પરમાણુ બંધારણ સાથે ઊર્જાના પ્રવાહને સંયોજિત કરીને માહિતી મેળવવા માટે સક્ષમ હોવાનું બહાર આવ્યું છે જે પ્રોગ્રામની ભૂમિકા ભજવે છે. પરમાણુ માહિતીને સમજવાની, સંગ્રહિત કરવાની અને પ્રક્રિયા કરવાની ક્ષમતા પ્રકૃતિમાં ઝડપી ઉત્ક્રાંતિમાંથી પસાર થઈ છે અને તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ-રચના પરિબળ બની ગઈ છે. બાયોટાની આનુવંશિક માહિતીનો કુલ પુરવઠો 1015 બિટ્સનો અંદાજ છે. વૈશ્વિક બાયોટાના તમામ કોષોમાં ચયાપચય અને ઊર્જા સાથે સંકળાયેલ પરમાણુ માહિતીના પ્રવાહની કુલ શક્તિ 1036 bit/s સુધી પહોંચે છે (ગોર્શકોવ એટ અલ., 1996).

4.4.2. જૈવિક ચક્રના ઘટકો.

જૈવિક ચક્ર બાયોસ્ફિયરના તમામ ઘટકો (એટલે ​​કે માટી, હવા, પાણી, પ્રાણીઓ, સુક્ષ્મસજીવો વગેરે વચ્ચે) થાય છે. તે જીવંત જીવોની ફરજિયાત ભાગીદારી સાથે થાય છે.

બાયોસ્ફિયર સુધી પહોંચતા સૌર કિરણોત્સર્ગ દર વર્ષે લગભગ 2.5 * 1024 Jની ઊર્જા વહન કરે છે. તેમાંથી માત્ર 0.3% જ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન સીધા જ કાર્બનિક પદાર્થોના રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, એટલે કે. જૈવિક ચક્રમાં સામેલ છે. અને પૃથ્વી પર પડતી સૌર ઉર્જાનો 0.1 - 0.2% શુદ્ધ પ્રાથમિક ઉત્પાદનમાં સમાયેલ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. આ ઊર્જાનું આગળનું ભાગ્ય ટ્રોફિક સાંકળોના કાસ્કેડ દ્વારા ખોરાકના કાર્બનિક પદાર્થોના સ્થાનાંતરણ સાથે સંકળાયેલું છે.

જૈવિક ચક્રને શરતી રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા ઘટકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પદાર્થોનું ચક્ર અને ઊર્જા ચક્ર.

4.4.3. ઊર્જા ચક્ર. બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જાનું પરિવર્તન

ઇકોસિસ્ટમને જીવંત સજીવોના સંગ્રહ તરીકે વર્ણવી શકાય છે જે સતત ઊર્જા, દ્રવ્ય અને માહિતીનું વિનિમય કરે છે. ઊર્જાને કાર્ય કરવાની ક્ષમતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. ઇકોસિસ્ટમ્સમાં ઊર્જાની હિલચાલ સહિત ઊર્જાના ગુણધર્મો, થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો પહેલો નિયમ અથવા ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો જણાવે છે કે ઊર્જા અદૃશ્ય થતી નથી અથવા નવેસરથી સર્જાતી નથી, તે માત્ર એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં જાય છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે બંધ સિસ્ટમમાં એન્ટ્રોપી માત્ર વધી શકે છે. ઇકોસિસ્ટમ્સમાં ઊર્જાના સંબંધમાં, નીચેની રચના અનુકૂળ છે: ઊર્જાના રૂપાંતર સાથે સંકળાયેલ પ્રક્રિયાઓ સ્વયંભૂ રીતે માત્ર એવી સ્થિતિ હેઠળ થઈ શકે છે કે ઊર્જા એકાગ્ર સ્વરૂપમાંથી વિખરાયેલા સ્વરૂપમાં પસાર થાય છે, એટલે કે, તે અધોગતિ કરે છે. ઊર્જાના જથ્થાનું માપ જે ઉપયોગ માટે અનુપલબ્ધ બને છે, અથવા અન્યથા ઊર્જાના અધોગતિ દરમિયાન થતા ક્રમમાં ફેરફારનું માપ એ એન્ટ્રોપી છે. સિસ્ટમનો ક્રમ જેટલો ઊંચો, તેની એન્ટ્રોપી ઓછી.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સજીવ પદાર્થ અવકાશ અને સૂર્યની ઉર્જા મેળવે છે અને પૃથ્વીની પ્રક્રિયાઓ (રાસાયણિક, યાંત્રિક, થર્મલ, વિદ્યુત) ની ઊર્જામાં પરિવર્તિત કરે છે. આ ઉર્જા અને અકાર્બનિક પદાર્થને જૈવસ્ફિયરમાં પદાર્થોના સતત ચક્રમાં સામેલ કરે છે. બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જાનો પ્રવાહ એક દિશા ધરાવે છે - સૂર્યથી છોડ (ઓટોટ્રોફ્સ) થી પ્રાણીઓ (હેટરોટ્રોફ્સ) સુધી. સતત નિર્ણાયક પર્યાવરણીય સૂચકાંકો (હોમિયોસ્ટેસિસ) સાથે સ્થિર સ્થિતિમાં કુદરતી અસ્પૃશ્ય ઇકોસિસ્ટમ્સ સૌથી વધુ ક્રમબદ્ધ સિસ્ટમ્સ છે અને સૌથી ઓછી એન્ટ્રોપી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

4.4.4. જીવંત પ્રકૃતિમાં પદાર્થોનું ચક્ર

જીવંત પદાર્થોની રચના અને તેનું વિઘટન એ એક પ્રક્રિયાની બે બાજુઓ છે, જેને રાસાયણિક તત્વોનું જૈવિક ચક્ર કહેવામાં આવે છે. જીવન એ સજીવો અને પર્યાવરણ વચ્ચેના રાસાયણિક તત્વોનું ચક્ર છે.

ચક્રનું કારણ એ તત્વોની મર્યાદિત સંખ્યા છે જેમાંથી સજીવોના શરીર બનાવવામાં આવે છે. દરેક જીવ પર્યાવરણમાંથી જીવન માટે જરૂરી પદાર્થો તારવે છે અને ન વપરાયેલ પદાર્થો પરત કરે છે. આ કિસ્સામાં:

કેટલાક જીવો પર્યાવરણમાંથી સીધા ખનિજોનો વપરાશ કરે છે;

અન્ય લોકો પહેલા પ્રોસેસ્ડ અને આઇસોલેટેડ ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરે છે;

ત્રીજું - બીજું, વગેરે, જ્યાં સુધી પદાર્થો તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પર્યાવરણમાં પાછા ન આવે ત્યાં સુધી.

બાયોસ્ફિયરમાં, એકબીજાના કચરાના ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ વિવિધ સજીવોના સહઅસ્તિત્વની સ્પષ્ટ જરૂરિયાત છે. અમે વર્ચ્યુઅલ રીતે કચરો-મુક્ત જૈવિક ઉત્પાદન જોઈએ છીએ.

જીવંત સજીવોમાં પદાર્થોનું પરિભ્રમણ આશરે ચાર પ્રક્રિયાઓમાં ઘટાડી શકાય છે:

1. પ્રકાશસંશ્લેષણ. પ્રકાશસંશ્લેષણના પરિણામે, છોડ સૌર ઊર્જાને શોષી લે છે અને એકઠા કરે છે અને કાર્બનિક પદાર્થો - પ્રાથમિક જૈવિક ઉત્પાદનો - અને અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી ઓક્સિજનનું સંશ્લેષણ કરે છે. પ્રાથમિક જૈવિક ઉત્પાદનો ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે - તેમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ગ્લુકોઝ), સ્ટાર્ચ, ફાઇબર, પ્રોટીન અને ચરબી હોય છે.

સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ (ગ્લુકોઝ) માટેની પ્રકાશસંશ્લેષણ યોજના નીચેની યોજના ધરાવે છે:

આ પ્રક્રિયા ફક્ત દિવસ દરમિયાન થાય છે અને છોડના જથ્થામાં વધારો સાથે છે.

પૃથ્વી પર, પ્રકાશસંશ્લેષણના પરિણામે વાર્ષિક આશરે 100 અબજ ટન કાર્બનિક પદાર્થોની રચના થાય છે, લગભગ 200 અબજ ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોષાય છે, અને આશરે 145 અબજ ટન ઓક્સિજન છોડવામાં આવે છે.

પ્રકાશસંશ્લેષણ પૃથ્વી પર જીવનના અસ્તિત્વની ખાતરી કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. તેનું વૈશ્વિક મહત્વ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે પ્રકાશસંશ્લેષણ એ એકમાત્ર પ્રક્રિયા છે જે દરમિયાન થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયામાં ઊર્જા, લઘુત્તમ સિદ્ધાંત અનુસાર, વિખરાયેલી નથી, પરંતુ તેના બદલે એકઠા થાય છે.

પ્રોટીનના નિર્માણ માટે જરૂરી એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ કરીને, છોડ અન્ય જીવંત જીવો કરતાં પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ છોડની ઓટોટ્રોફી (પોષણમાં સ્વતંત્રતા) દર્શાવે છે. તે જ સમયે, છોડનો લીલો સમૂહ અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉત્પાદિત ઓક્સિજન જીવંત જીવોના આગલા જૂથ - પ્રાણીઓ, સુક્ષ્મસજીવોના જીવનને ટેકો આપવા માટેનો આધાર છે. આ સજીવોના આ જૂથની હેટરોટ્રોફી દર્શાવે છે.

2. શ્વાસ. પ્રક્રિયા પ્રકાશસંશ્લેષણની વિપરીત છે. તમામ જીવંત કોષોમાં થાય છે. શ્વસન દરમિયાન, કાર્બનિક પદાર્થો ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, પરિણામે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને ઉર્જાના પ્રકાશનનું નિર્માણ થાય છે.

3. ઓટોટ્રોફિક અને હેટરોટ્રોફિક સજીવો વચ્ચે ખોરાક (ટ્રોફિક) જોડાણો. આ કિસ્સામાં, ફૂડ ચેઇનની લિંક્સ સાથે ઊર્જા અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેની આપણે અગાઉ વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરી છે.

4. બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયા. જૈવિક ચક્રની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાંની એક.

તે નીચે પ્રમાણે યોજનાકીય રીતે વર્ણવી શકાય છે. છોડ તેમના મૂળ દ્વારા જમીનની ભેજને શોષી લે છે. તે જ સમયે, તેઓ પાણીમાં ઓગળેલા ખનિજો મેળવે છે, જે શોષાય છે, અને ભેજ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે વધુ કે ઓછા સઘન રીતે બાષ્પીભવન કરે છે.

4.4.5. બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને જૈવિક ચક્રો જોડાયેલા છે - તે એક પ્રક્રિયા તરીકે અસ્તિત્વમાં છે, જે પદાર્થોના પરિભ્રમણને જન્મ આપે છે, કહેવાતા બાયોજિયોકેમિકલ ચક્ર (BGCC). તત્વોનું આ ચક્ર ઇકોસિસ્ટમમાં કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણ અને સડોને કારણે છે (ફિગ. 4.1) બાયોસ્ફિયરના તમામ તત્વો BGCCમાં સામેલ નથી, પરંતુ માત્ર બાયોજેનિક છે. જીવંત સજીવો તેમાંથી બનેલા છે; આ તત્વો અસંખ્ય પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે અને જીવંત જીવોમાં થતી પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. ટકાવારીની દ્રષ્ટિએ, બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત પદાર્થોના કુલ સમૂહમાં નીચેના મુખ્ય બાયોજેનિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે: ઓક્સિજન - 70%, કાર્બન - 18%, હાઇડ્રોજન - 10.5%, કેલ્શિયમ - 0.5%, પોટેશિયમ - 0.3%, નાઇટ્રોજન - 0, 3%, (ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન તમામ લેન્ડસ્કેપ્સમાં હાજર છે અને જીવંત જીવોનો આધાર છે - 98%).

રાસાયણિક તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતરનો સાર.

આમ, બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું બાયોજેનિક ચક્ર છે (એટલે ​​​​કે સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને કારણે એક ચક્ર) અને ઊર્જાનો દિશાવિહીન પ્રવાહ છે. રાસાયણિક તત્વોનું બાયોજેનિક સ્થળાંતર મુખ્યત્વે બે વિરોધી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

1. સૌર ઊર્જાને કારણે પર્યાવરણીય તત્વોમાંથી જીવંત પદાર્થોની રચના.

2. કાર્બનિક પદાર્થોનો વિનાશ, ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે. આ કિસ્સામાં, ખનિજ પદાર્થોના તત્વો વારંવાર જીવંત સજીવોમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યાં જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો, સ્વરૂપોનો ભાગ બને છે અને પછી, જ્યારે બાદમાં નાશ પામે છે, ત્યારે તેઓ ફરીથી ખનિજ સ્વરૂપ મેળવે છે.

એવા તત્વો છે જે જીવંત સજીવોનો ભાગ છે, પરંતુ બાયોજેનિક તરીકે વર્ગીકૃત નથી. આવા તત્વોને સજીવોમાં તેમના વજનના અપૂર્ણાંક અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

મેક્રોએલિમેન્ટ્સ - સમૂહના ઓછામાં ઓછા 10-2% બનાવે છે;

સૂક્ષ્મ તત્વો - 9*10-3 થી 1*10-3% સમૂહના ઘટકો;

અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ - સમૂહના 9*10-6% કરતા ઓછા;

બાયોસ્ફિયરના અન્ય રાસાયણિક તત્વોમાં બાયોજેનિક તત્વોનું સ્થાન નક્કી કરવા માટે, ચાલો ઇકોલોજીમાં સ્વીકૃત વર્ગીકરણને ધ્યાનમાં લઈએ. બાયોસ્ફિયરમાં થતી પ્રક્રિયાઓમાં તેમની પ્રવૃત્તિ અનુસાર, બધા રાસાયણિક તત્વોને 6 જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

ઉમદા વાયુઓ - હિલીયમ, નિયોન, આર્ગોન, ક્રિપ્ટોન, ઝેનોન. નિષ્ક્રિય વાયુઓ જીવંત જીવોનો ભાગ નથી.

ઉમદા ધાતુઓ - રુથેનિયમ, રેડિયમ, પેલેડિયમ, ઓસ્મિયમ, ઇરિડિયમ, પ્લેટિનમ, સોનું. આ ધાતુઓ પૃથ્વીના પોપડામાં લગભગ કોઈ સંયોજનો બનાવતી નથી.

ચક્રીય અથવા બાયોજેનિક તત્વો (તેમને સ્થળાંતર પણ કહેવામાં આવે છે). પૃથ્વીના પોપડામાં બાયોજેનિક તત્વોનું આ જૂથ કુલ જથ્થાના 99.7% જેટલો છે, અને બાકીના 5 જૂથો - 0.3%. આમ, મોટા ભાગના તત્વો સ્થળાંતર કરનારાઓ છે જે ભૌગોલિક પરબિડીયુંમાં ફરે છે, અને જડ તત્વોનો ભાગ ખૂબ નાનો છે.

છૂટાછવાયા તત્વો મુક્ત અણુઓના વર્ચસ્વ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેઓ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે, પરંતુ તેમના સંયોજનો પૃથ્વીના પોપડામાં ભાગ્યે જ જોવા મળે છે. તેઓ બે પેટાજૂથોમાં વહેંચાયેલા છે. પ્રથમ - રુબિડિયમ, સીઝિયમ, નિઓબિયમ, ટેન્ટેલમ - પૃથ્વીના પોપડાની ઊંડાઈમાં સંયોજનો બનાવે છે, અને સપાટી પર તેમના ખનિજોનો નાશ થાય છે. બીજું - આયોડિન, બ્રોમિન - માત્ર સપાટી પર પ્રતિક્રિયા આપે છે.

કિરણોત્સર્ગી તત્વો - પોલોનિયમ, રેડોન, રેડિયમ, યુરેનિયમ, નેપટ્યુનિયમ, પ્લુટોનિયમ.

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો - યટ્રીયમ, સમેરિયમ, યુરોપિયમ, થુલિયમ, વગેરે.

આખું વર્ષ, બાયોકેમિકલ ચક્ર લગભગ 480 અબજ ટન દ્રવ્યને ગતિમાં રાખે છે.

વી.આઈ. વર્નાડસ્કીએ ત્રણ બાયોજિયોકેમિકલ સિદ્ધાંતો ઘડ્યા જે રાસાયણિક તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતરના સારને સમજાવે છે:

બાયોસ્ફિયરમાં રાસાયણિક તત્વોનું બાયોજેનિક સ્થળાંતર હંમેશા તેના મહત્તમ અભિવ્યક્તિ માટે પ્રયત્ન કરે છે.

ભૌગોલિક સમય પર પ્રજાતિઓની ઉત્ક્રાંતિ, જીવનના સ્થિર સ્વરૂપોની રચના તરફ દોરી જાય છે, તે દિશામાં જાય છે જે અણુઓના બાયોજેનિક સ્થળાંતરને વધારે છે.

જીવંત પદાર્થ તેના પર્યાવરણ સાથે સતત રાસાયણિક વિનિમયમાં છે, જે એક પરિબળ છે જે બાયોસ્ફિયરને ફરીથી બનાવે છે અને જાળવે છે.

ચાલો વિચાર કરીએ કે આમાંના કેટલાક તત્વો બાયોસ્ફિયરમાં કેવી રીતે ફરે છે.

કાર્બન ચક્ર. જૈવિક ચક્રમાં મુખ્ય સહભાગી કાર્બનિક પદાર્થોના આધાર તરીકે કાર્બન છે. કાર્બન ચક્ર મુખ્યત્વે જીવંત પદાર્થો અને વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વચ્ચે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે. તે શાકાહારીઓ દ્વારા ખોરાકમાંથી અને માંસાહારી દ્વારા શાકાહારીમાંથી મેળવવામાં આવે છે. શ્વસન અને સડો દરમિયાન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ આંશિક રીતે વાતાવરણમાં પાછો આવે છે જ્યારે કાર્બનિક ખનિજો બળી જાય છે.

વાતાવરણમાં કાર્બનની ગેરહાજરીમાં, તે 7-8 વર્ષમાં લીલા છોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવશે. પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા જૈવિક કાર્બન ટર્નઓવરનો દર 300 વર્ષ છે. વાતાવરણમાં CO2 સામગ્રીને નિયંત્રિત કરવામાં મહાસાગરો મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. જો વાતાવરણમાં CO2 નું પ્રમાણ વધે છે, તો તેમાંથી કેટલાક પાણીમાં ઓગળી જાય છે, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

ઓક્સિજન ચક્ર.

ઓક્સિજનમાં ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ હોય છે અને તે પૃથ્વીના પોપડાના લગભગ તમામ તત્વો સાથે જોડાય છે. તે મુખ્યત્વે સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. જીવંત પદાર્થનો દરેક ચોથો અણુ ઓક્સિજન અણુ છે. વાતાવરણમાં લગભગ તમામ મોલેક્યુલર ઓક્સિજન ઉદ્દભવે છે અને લીલા છોડની પ્રવૃત્તિને કારણે સતત સ્તરે જાળવવામાં આવે છે. વાતાવરણીય ઓક્સિજન, શ્વસન દરમિયાન બંધાયેલો અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન છોડવામાં આવે છે, 200 વર્ષમાં તમામ જીવંત જીવોમાંથી પસાર થાય છે.

નાઇટ્રોજન ચક્ર. નાઇટ્રોજન એ તમામ પ્રોટીનનો અભિન્ન ભાગ છે. સ્થિર નાઇટ્રોજનનો સામાન્ય ગુણોત્તર, એક તત્વ તરીકે જે કાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે, પ્રકૃતિમાં નાઇટ્રોજન સાથે 1:100000 છે. નાઇટ્રોજનના પરમાણુમાં રાસાયણિક બંધન ઊર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે. તેથી, અન્ય તત્વો - ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન (નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનની પ્રક્રિયા) સાથે નાઇટ્રોજનના સંયોજન માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. ઔદ્યોગિક નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન -500°C તાપમાન અને -300 atmના દબાણ પર ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં થાય છે.

જેમ તમે જાણો છો, વાતાવરણમાં 78% થી વધુ મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન હોય છે, પરંતુ આ સ્થિતિમાં તે લીલા છોડ માટે ઉપલબ્ધ નથી. તેમના પોષણ માટે, છોડ માત્ર નાઈટ્રિક અને નાઈટ્રસ એસિડના ક્ષારનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ ક્ષાર કઈ રીતે બને છે? અહીં તેમાંથી કેટલાક છે:

બાયોસ્ફિયરમાં, બાયોકેટાલિસિસની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાને કારણે સામાન્ય તાપમાન અને દબાણ પર એનારોબિક બેક્ટેરિયા અને સાયનોબેક્ટેરિયાના ઘણા જૂથો દ્વારા નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે બેક્ટેરિયા દર વર્ષે આશરે 1 અબજ ટન નાઇટ્રોજનને બંધ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે (ઔદ્યોગિક ફિક્સેશનનું વૈશ્વિક વોલ્યુમ લગભગ 90 મિલિયન ટન છે).

માટીના નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા હવામાંથી મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજનને શોષવામાં સક્ષમ છે. તેઓ નાઇટ્રોજન સંયોજનો સાથે જમીનને સમૃદ્ધ બનાવે છે, તેથી તેમનું મહત્વ અત્યંત મહાન છે.

છોડ અને પ્રાણી મૂળના કાર્બનિક પદાર્થોના નાઇટ્રોજન-સમાવતી સંયોજનોના વિઘટનના પરિણામે.

બેક્ટેરિયાના પ્રભાવ હેઠળ, નાઈટ્રોજન નાઈટ્રેટ્સ, નાઈટ્રાઈટ્સ અને એમોનિયમ સંયોજનોમાં ફેરવાય છે. છોડમાં, નાઇટ્રોજન સંયોજનો પ્રોટીન સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે, જે ખોરાકની સાંકળોમાં સજીવમાંથી જીવતંત્રમાં પસાર થાય છે.

ફોસ્ફરસ ચક્ર. અન્ય મહત્વપૂર્ણ તત્વ, જેના વિના પ્રોટીન સંશ્લેષણ અશક્ય છે, તે ફોસ્ફરસ છે. મુખ્ય સ્ત્રોતો અગ્નિકૃત ખડકો (એપેટાઇટ) અને જળકૃત ખડકો (ફોસ્ફોરાઇટ) છે.

કુદરતી લીચિંગ પ્રક્રિયાઓના પરિણામે અકાર્બનિક ફોસ્ફરસ ચક્રમાં સામેલ છે. ફોસ્ફરસ જીવંત સજીવો દ્વારા શોષાય છે, જે તેની ભાગીદારી સાથે, સંખ્યાબંધ કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરે છે અને તેમને વિવિધ ટ્રોફિક સ્તરોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.

ટ્રોફિક સાંકળો દ્વારા તેની મુસાફરી પૂર્ણ કર્યા પછી, કાર્બનિક ફોસ્ફેટ્સ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા વિઘટિત થાય છે અને લીલા છોડ માટે ઉપલબ્ધ ખનિજ ફોસ્ફેટ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

જૈવિક પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં, જે પદાર્થ અને ઊર્જાની હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરે છે, ત્યાં કચરાના સંચય માટે કોઈ સ્થાન નથી. દરેક જીવન સ્વરૂપના નકામા ઉત્પાદનો (એટલે ​​​​કે, કચરો) અન્ય સજીવો માટે સંવર્ધનનું સ્થાન પૂરું પાડે છે.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, બાયોસ્ફિયરમાં બાયોમાસના ઉત્પાદન અને તેના વિઘટન વચ્ચે હંમેશા સંતુલન જાળવવું જોઈએ. જો કે, અમુક ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમયગાળામાં જૈવિક ચક્રનું સંતુલન ખલેલ પહોંચ્યું હતું જ્યારે, અમુક કુદરતી પરિસ્થિતિઓ અને આપત્તિઓને લીધે, તમામ જૈવિક ઉત્પાદનોને આત્મસાત અને રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા ન હતા. આ કિસ્સાઓમાં, અધિક જૈવિક ઉત્પાદનોની રચના કરવામાં આવી હતી, જે જળ, કાંપની જાડાઈ હેઠળ પૃથ્વીના પોપડામાં સાચવવામાં આવી હતી અને જમા કરવામાં આવી હતી અને પરમાફ્રોસ્ટ ઝોનમાં સમાપ્ત થઈ હતી. આ રીતે કોલસો, તેલ, ગેસ અને ચૂનાના પત્થરોના ભંડાર રચાયા હતા. એ નોંધવું જોઈએ કે તેઓ બાયોસ્ફિયરને પ્રદૂષિત કરતા નથી. કાર્બનિક ખનિજો સૂર્યની ઊર્જાને કેન્દ્રિત કરે છે, જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન સંચિત થાય છે. હવે, કાર્બનિક અશ્મિભૂત ઇંધણ બાળીને, માણસ આ ઊર્જાને મુક્ત કરે છે.

ઉત્કૃષ્ટ રશિયન વૈજ્ઞાનિક એકેડેમિશિયન વી.આઈ. વર્નાડસ્કી.

જીવમંડળ- પૃથ્વીનો જટિલ બાહ્ય શેલ, જેમાં જીવંત સજીવોની સંપૂર્ણતા અને ગ્રહના પદાર્થનો તે ભાગ છે જે આ સજીવો સાથે સતત વિનિમયની પ્રક્રિયામાં છે. આ પૃથ્વીના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૂગોળોમાંનું એક છે, જે માનવ આસપાસના કુદરતી વાતાવરણનો મુખ્ય ઘટક છે.

પૃથ્વી એકાગ્રતાથી બનેલી છે શેલો(ભૂગોળ) આંતરિક અને બાહ્ય બંને. આંતરિકમાં કોર અને મેન્ટલ અને બાહ્યનો સમાવેશ થાય છે: લિથોસ્ફિયર - 6 કિમી (સમુદ્રની નીચે) થી 80 કિમી (પર્વત પ્રણાલી) ની જાડાઈ સાથે પૃથ્વીના પોપડા (ફિગ. 1) સહિત પૃથ્વીનો ખડકાળ શેલ; જળમંડળ -પૃથ્વીનું પાણીનું શેલ; વાતાવરણ- પૃથ્વીનું વાયુયુક્ત પરબિડીયું, જેમાં વિવિધ વાયુઓ, પાણીની વરાળ અને ધૂળના મિશ્રણનો સમાવેશ થાય છે.

10 થી 50 કિમીની ઉંચાઈ પર ઓઝોનનો એક સ્તર છે, તેની મહત્તમ સાંદ્રતા 20-25 કિમીની ઊંચાઈએ છે, જે પૃથ્વીને અતિશય અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગથી રક્ષણ આપે છે, જે શરીર માટે ઘાતક છે. બાયોસ્ફિયર પણ અહીં (બાહ્ય જીઓસ્ફિયરનું) છે.

જીવમંડળ -પૃથ્વીનો બાહ્ય શેલ, જેમાં 25-30 કિમી (ઓઝોન સ્તર સુધી) ની ઊંચાઈ સુધીના વાતાવરણનો ભાગ, લગભગ સમગ્ર હાઇડ્રોસ્ફિયર અને લગભગ 3 કિમીની ઊંડાઈ સુધી લિથોસ્ફિયરનો ઉપલા ભાગનો સમાવેશ થાય છે.

ચોખા. 1. પૃથ્વીના પોપડાની રચનાની યોજના

(ફિગ. 2). આ ભાગોની ખાસિયત એ છે કે તેઓ જીવંત સજીવો દ્વારા વસે છે જે ગ્રહના જીવંત પદાર્થો બનાવે છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બાયોસ્ફિયરનો અજૈવિક ભાગ- હવા, પાણી, ખડકો અને કાર્બનિક પદાર્થો - બાયોટાસજમીન અને જળકૃત ખડકોની રચનાનું કારણ બને છે.

ચોખા. 2. બાયોસ્ફિયરનું માળખું અને મૂળભૂત માળખાકીય એકમો દ્વારા કબજે કરાયેલ સપાટીઓનો ગુણોત્તર

બાયોસ્ફિયર અને ઇકોસિસ્ટમ્સમાં પદાર્થોનું ચક્ર

બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત જીવો માટે ઉપલબ્ધ તમામ રાસાયણિક સંયોજનો મર્યાદિત છે. એસિમિલેશન માટે યોગ્ય રાસાયણિક પદાર્થોની અવક્ષય ઘણીવાર જમીન અથવા સમુદ્રના સ્થાનિક વિસ્તારોમાં સજીવોના ચોક્કસ જૂથોના વિકાસને અટકાવે છે. શિક્ષણશાસ્ત્રી વી.આર. વિલિયમ્સ, અનંતના મર્યાદિત ગુણધર્મો આપવાનો એકમાત્ર રસ્તો તેને બંધ વળાંક સાથે ફેરવવાનો છે. પરિણામે, પદાર્થો અને ઊર્જા પ્રવાહના ચક્રને કારણે જીવમંડળની સ્થિરતા જળવાઈ રહે છે. ઉપલબ્ધ છે પદાર્થોના બે મુખ્ય ચક્ર: મોટા - ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને નાના - બાયોજિયોકેમિકલ.

મહાન ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર(ફિગ. 3). સ્ફટિકીય ખડકો (અગ્નિકૃત) ભૌતિક, રાસાયણિક અને જૈવિક પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ કાંપના ખડકોમાં રૂપાંતરિત થાય છે. રેતી અને માટી લાક્ષણિક કાંપ છે, જે ઊંડા ખડકોના પરિવર્તનના ઉત્પાદનો છે. જો કે, કાંપની રચના માત્ર હાલના ખડકોના વિનાશને કારણે જ નહીં, પણ બાયોજેનિક ખનિજોના સંશ્લેષણ દ્વારા પણ થાય છે - સુક્ષ્મસજીવોના હાડપિંજર - કુદરતી સંસાધનોમાંથી - સમુદ્ર, સમુદ્ર અને તળાવોના પાણી. છૂટક પાણીયુક્ત કાંપ, કારણ કે તે જળાશયોના તળિયે કાંપની સામગ્રીના નવા ભાગો સાથે અલગ પડે છે, ઊંડાઈમાં ડૂબી જાય છે અને નવી થર્મોડાયનેમિક પરિસ્થિતિઓ (ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણ) ના સંપર્કમાં આવે છે, પાણી ગુમાવે છે, સખત બને છે અને કાંપના ખડકોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

ત્યારબાદ, આ ખડકો વધુ ઊંડા ક્ષિતિજમાં ડૂબી જાય છે, જ્યાં નવા તાપમાન અને દબાણની સ્થિતિમાં તેમના ઊંડા પરિવર્તનની પ્રક્રિયાઓ થાય છે - મેટામોર્ફિઝમની પ્રક્રિયાઓ થાય છે.

અંતર્જાત ઊર્જા પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ, ઊંડા ખડકો ઓગળે છે, મેગ્મા બનાવે છે - નવા અગ્નિકૃત ખડકોનો સ્ત્રોત. આ ખડકો પૃથ્વીની સપાટી પર ચઢ્યા પછી, હવામાન અને પરિવહન પ્રક્રિયાઓના પ્રભાવ હેઠળ, તેઓ ફરીથી નવા કાંપના ખડકોમાં પરિવર્તિત થાય છે.

આમ, મહાન ચક્ર પૃથ્વીની ઊંડી (અંતજાત) ઊર્જા સાથે સૌર (બહિર્જાત) ઊર્જાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે. તે બાયોસ્ફિયર અને આપણા ગ્રહના ઊંડા ક્ષિતિજ વચ્ચે પદાર્થોનું પુનઃવિતરણ કરે છે.

ચોખા. 3. પદાર્થોનું મોટું (ભૌગોલિક) ચક્ર (પાતળા તીરો) અને પૃથ્વીના પોપડામાં વિવિધતામાં ફેરફાર (ઘન પહોળા તીરો - વૃદ્ધિ, તૂટેલા તીરો - વિવિધતામાં ઘટાડો)

ગ્રેટ ગાયર દ્વારાહાઇડ્રોસ્ફિયર, વાતાવરણ અને લિથોસ્ફિયર વચ્ચેનું જળ ચક્ર, જે સૂર્યની ઊર્જાથી ચાલે છે, તેને પણ કહેવામાં આવે છે. જળાશયો અને જમીનની સપાટી પરથી પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે અને પછી વરસાદના સ્વરૂપમાં પૃથ્વી પર પાછું આવે છે. સમુદ્ર પર, બાષ્પીભવન જમીન પર વરસાદ કરતાં વધી જાય છે, તે વિપરીત છે. આ તફાવતો નદીના પ્રવાહ દ્વારા સરભર કરવામાં આવે છે. વૈશ્વિક જળ ચક્રમાં જમીનની વનસ્પતિ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. પૃથ્વીની સપાટીના અમુક વિસ્તારોમાં છોડનું બાષ્પોત્સર્જન અહીં પડતા વરસાદના 80-90% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે, અને સરેરાશ તમામ આબોહવા ઝોન માટે - લગભગ 30%. મોટા ચક્રથી વિપરીત, પદાર્થોનું નાનું ચક્ર માત્ર બાયોસ્ફિયરમાં જ થાય છે. મોટા અને નાના જળ ચક્ર વચ્ચેનો સંબંધ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 4.

ગ્રહોના સ્કેલ પરના ચક્રો વ્યક્તિગત ઇકોસિસ્ટમમાં સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ દ્વારા સંચાલિત અણુઓની અસંખ્ય સ્થાનિક ચક્રીય હિલચાલ અને લેન્ડસ્કેપ અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય કારણો (સપાટી અને ભૂગર્ભ પ્રવાહ, પવન ધોવાણ, સમુદ્રતળની હિલચાલ, જ્વાળામુખી, પર્વતની ઇમારત) દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. , વગેરે).

ચોખા. 4. પાણીના મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર (GGC) અને પાણીના નાના બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર (SBC) વચ્ચેનો સંબંધ

ઉર્જાથી વિપરીત, જેનો ઉપયોગ શરીર દ્વારા એકવાર ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને ખોવાઈ જાય છે, પદાર્થો બાયોસ્ફિયરમાં ફરે છે, જૈવ-રાસાયણિક ચક્ર બનાવે છે. કુદરતમાં જોવા મળતા નેવુંથી વધુ તત્ત્વોમાંથી જીવંત સજીવોને લગભગ ચાલીસની જરૂર હોય છે. સૌથી મહત્વની વસ્તુઓ મોટી માત્રામાં જરૂરી છે - કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન. તત્વો અને પદાર્થોના ચક્ર સ્વ-નિયમન પ્રક્રિયાઓને કારણે હાથ ધરવામાં આવે છે જેમાં તમામ ઘટકો ભાગ લે છે. આ પ્રક્રિયાઓ કચરો મુક્ત છે. અસ્તિત્વ ધરાવે છે બાયોસ્ફિયરમાં બાયોજિયોકેમિકલ ચક્રના વૈશ્વિક બંધ થવાનો કાયદો, તેના વિકાસના તમામ તબક્કે કાર્યરત છે. બાયોસ્ફિયર ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયામાં, જૈવ-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને બંધ કરવામાં જૈવિક ઘટકની ભૂમિકા વધે છે.
જેમને ચક્ર. જૈવ-રાસાયણિક ચક્ર પર માનવીઓનો વધુ પ્રભાવ છે. પરંતુ તેની ભૂમિકા વિરુદ્ધ દિશામાં પોતાને પ્રગટ કરે છે (ગાયર્સ ખુલ્લા થઈ જાય છે). પદાર્થોના જૈવ-રાસાયણિક ચક્રનો આધાર સૂર્યની ઊર્જા અને લીલા છોડની હરિતદ્રવ્ય છે. અન્ય સૌથી મહત્વપૂર્ણ ચક્ર - પાણી, કાર્બન, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર - બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર સાથે સંકળાયેલા છે અને તેમાં યોગદાન આપે છે.

બાયોસ્ફિયરમાં પાણીનું ચક્ર

છોડ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પાણીમાં હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ કાર્બનિક સંયોજનો બનાવવા માટે કરે છે, મોલેક્યુલર ઓક્સિજન મુક્ત કરે છે. તમામ જીવંત પ્રાણીઓની શ્વસન પ્રક્રિયાઓમાં, કાર્બનિક સંયોજનોના ઓક્સિડેશન દરમિયાન, પાણી ફરીથી બને છે. જીવનના ઇતિહાસમાં, હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં તમામ મુક્ત પાણી વારંવાર ગ્રહના જીવંત પદાર્થોમાં વિઘટન અને નવી રચનાના ચક્રમાંથી પસાર થયા છે. દર વર્ષે પૃથ્વી પરના જળ ચક્રમાં લગભગ 500,000 કિમી 3 પાણી સામેલ થાય છે. પાણીનું ચક્ર અને તેના ભંડાર ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. 5 (સાપેક્ષ દ્રષ્ટિએ).

બાયોસ્ફિયરમાં ઓક્સિજન ચક્ર

પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં મુક્ત ઓક્સિજનની ઉચ્ચ સામગ્રી સાથે પૃથ્વી તેના અનન્ય વાતાવરણની ઋણી છે. વાતાવરણના ઉચ્ચ સ્તરોમાં ઓઝોનનું નિર્માણ ઓક્સિજન ચક્ર સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલું છે. ઓક્સિજન પાણીના પરમાણુઓમાંથી મુક્ત થાય છે અને તે છોડમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રવૃત્તિની આડપેદાશ છે. જૈવિક રીતે, પાણીની વરાળના ફોટો ડિસોસિએશનને કારણે વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાં ઓક્સિજન ઉદ્ભવે છે, પરંતુ આ સ્ત્રોત પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા ટકાના માત્ર હજારમા ભાગનો જ હિસ્સો ધરાવે છે. વાતાવરણ અને હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં ઓક્સિજનની સામગ્રી વચ્ચે પ્રવાહી સંતુલન છે. પાણીમાં તે લગભગ 21 ગણું ઓછું છે.

ચોખા. 6. ઓક્સિજન ચક્રનું આકૃતિ: બોલ્ડ એરો - ઓક્સિજન સપ્લાય અને વપરાશનો મુખ્ય પ્રવાહ

મુક્ત થયેલ ઓક્સિજન તમામ એરોબિક સજીવોની શ્વસન પ્રક્રિયામાં અને વિવિધ ખનિજ સંયોજનોના ઓક્સિડેશનમાં સઘન રીતે વપરાય છે. આ પ્રક્રિયાઓ વાતાવરણ, માટી, પાણી, કાંપ અને ખડકોમાં થાય છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જળકૃત ખડકોમાં બંધાયેલા ઓક્સિજનનો નોંધપાત્ર ભાગ પ્રકાશસંશ્લેષણ મૂળનો છે. વાતાવરણમાં એક્સચેન્જ ફંડ O કુલ પ્રકાશસંશ્લેષણ ઉત્પાદનના 5% કરતા વધારે નથી. ઘણા એનારોબિક બેક્ટેરિયા સલ્ફેટ અથવા નાઈટ્રેટ્સનો ઉપયોગ કરીને એનારોબિક શ્વસનની પ્રક્રિયા દ્વારા કાર્બનિક પદાર્થોને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે.

છોડ દ્વારા બનાવેલ કાર્બનિક પદાર્થોના સંપૂર્ણ વિઘટન માટે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન છોડવામાં આવતા ઓક્સિજનની બરાબર એ જ માત્રાની જરૂર પડે છે. જળકૃત ખડકો, કોલસો અને પીટમાં કાર્બનિક પદાર્થોના દફન વાતાવરણમાં ઓક્સિજન વિનિમય ભંડોળ જાળવવાના આધાર તરીકે સેવા આપે છે. તેમાં રહેલો તમામ ઓક્સિજન લગભગ 2000 વર્ષમાં જીવંત સજીવો દ્વારા સંપૂર્ણ ચક્રમાંથી પસાર થાય છે.

હાલમાં, વાતાવરણીય ઓક્સિજનનો નોંધપાત્ર હિસ્સો પરિવહન, ઉદ્યોગ અને અન્ય માનવશાસ્ત્રીય પ્રવૃત્તિના પરિણામે બંધાયેલો છે. તે જાણીતું છે કે માનવતા પહેલાથી જ પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા કુલ 430-470 અબજ ટનમાંથી 10 અબજ ટનથી વધુ મફત ઓક્સિજન ખર્ચે છે. જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે પ્રકાશસંશ્લેષણ ઓક્સિજનનો માત્ર એક નાનો ભાગ વિનિમય ભંડોળમાં પ્રવેશ કરે છે, તો આ સંદર્ભે માનવ પ્રવૃત્તિ ભયજનક પ્રમાણ પ્રાપ્ત કરવાનું શરૂ કરે છે.

ઓક્સિજન ચક્ર કાર્બન ચક્ર સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે.

બાયોસ્ફિયરમાં કાર્બન ચક્ર

રાસાયણિક તત્વ તરીકે કાર્બન એ જીવનનો આધાર છે. તે જીવંત કોષો બનાવે છે તેવા સરળ અને જટિલ કાર્બનિક અણુઓ બનાવવા માટે વિવિધ રીતે અન્ય ઘણા તત્વો સાથે જોડાઈ શકે છે. ગ્રહ પર વિતરણની દ્રષ્ટિએ, કાર્બન અગિયારમા ક્રમે છે (પૃથ્વીના પોપડાના વજનના 0.35%), પરંતુ જીવંત પદાર્થોમાં તે શુષ્ક બાયોમાસના સરેરાશ 18 અથવા 45% જેટલું છે.

વાતાવરણમાં, કાર્બન એ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ CO 2 નો ભાગ છે અને, થોડા અંશે, મિથેન CH 4. હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં, CO 2 પાણીમાં ઓગળવામાં આવે છે, અને તેની કુલ સામગ્રી વાતાવરણીય કરતાં ઘણી વધારે છે. વાતાવરણમાં CO 2 ના નિયમન માટે મહાસાગર એક શક્તિશાળી બફર તરીકે કામ કરે છે: જેમ જેમ હવામાં તેની સાંદ્રતા વધે છે તેમ, પાણી દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું શોષણ વધે છે. કેટલાક CO 2 પરમાણુઓ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે કાર્બોનિક એસિડ બનાવે છે, જે પછી HCO 3 - અને CO 2- 3 આયનોમાં વિભાજિત થાય છે પાણીનું સતત pH.

વાતાવરણ અને હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ એ કાર્બન ચક્રમાં વિનિમય ભંડોળ છે, જ્યાંથી તે પાર્થિવ છોડ અને શેવાળ દ્વારા લેવામાં આવે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ પૃથ્વી પરના તમામ જૈવિક ચક્રને અંતર્ગત કરે છે. સ્થિર કાર્બનનું પ્રકાશન પ્રકાશસંશ્લેષણ સજીવોની શ્વસન પ્રવૃત્તિ દરમિયાન થાય છે અને તમામ હેટરોટ્રોફ્સ - બેક્ટેરિયા, ફૂગ, પ્રાણીઓ કે જે જીવંત અથવા મૃત કાર્બનિક પદાર્થોને કારણે ખોરાકની સાંકળમાં સમાવિષ્ટ છે.

ચોખા. 7. કાર્બન ચક્ર

ખાસ કરીને સક્રિય એ માટીમાંથી વાતાવરણમાં CO2 નું વળતર છે, જ્યાં સજીવોના અસંખ્ય જૂથોની પ્રવૃત્તિ કેન્દ્રિત છે, મૃત છોડ અને પ્રાણીઓના અવશેષોનું વિઘટન થાય છે અને છોડની મૂળ સિસ્ટમોના શ્વસન થાય છે. આ અભિન્ન પ્રક્રિયાને "માટી શ્વસન" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને હવામાં CO2 વિનિમય ભંડોળની ભરપાઈમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપે છે. કાર્બનિક પદાર્થોના ખનિજીકરણની પ્રક્રિયાઓ સાથે સમાંતર, માટીમાં માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ રચાય છે - કાર્બનથી સમૃદ્ધ એક જટિલ અને સ્થિર પરમાણુ સંકુલ. માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ એ જમીન પરના મહત્વપૂર્ણ કાર્બન જળાશયોમાંનું એક છે.

પર્યાવરણીય પરિબળો (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે જમીનમાં અને જળાશયોના તળિયે એક એનારોબિક શાસન થાય છે ત્યારે) વિધ્વંસકની પ્રવૃત્તિને અવરોધિત કરતી પરિસ્થિતિઓમાં, વનસ્પતિ દ્વારા સંચિત કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન થતું નથી, સમય જતાં તે કોલસા અથવા ભૂરા જેવા ખડકોમાં ફેરવાય છે. કોલસો, પીટ, સેપ્રોપેલ્સ, ઓઇલ શેલ અને અન્ય સંચિત સૌર ઊર્જાથી સમૃદ્ધ છે. તેઓ લાંબા સમયથી જૈવિક ચક્રથી ડિસ્કનેક્ટ થઈને કાર્બન રિઝર્વ ફંડને ફરી ભરે છે. જીવંત બાયોમાસમાં, મૃત કચરામાં, સમુદ્રના ઓગળેલા કાર્બનિક પદાર્થો વગેરેમાં પણ કાર્બન અસ્થાયી રૂપે જમા થાય છે. જોકે લેખિતમાં મુખ્ય કાર્બન અનામત ભંડોળજીવંત સજીવો અથવા અશ્મિભૂત ઇંધણ નથી, પરંતુ જળકૃત ખડકો - ચૂનાના પત્થરો અને ડોલોમાઇટ.તેમની રચના જીવંત પદાર્થોની પ્રવૃત્તિ સાથે પણ સંકળાયેલી છે. આ કાર્બોનેટનો કાર્બન પૃથ્વીના આંતરડામાં લાંબા સમય સુધી દટાયેલો રહે છે અને ટેકટોનિક ચક્રમાં ખડકોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે જ ધોવાણ દરમિયાન જ ચક્રમાં પ્રવેશે છે.

પૃથ્વી પરના કુલ જથ્થામાંથી માત્ર એક ટકા કાર્બનનો જ અપૂર્ણાંક જૈવ-રાસાયણિક ચક્રમાં ભાગ લે છે. વાતાવરણ અને હાઇડ્રોસ્ફિયરમાંથી કાર્બન ઘણી વખત જીવંત સજીવોમાંથી પસાર થાય છે. જમીનના છોડ 4-5 વર્ષમાં તેના અનામતને હવામાં ખતમ કરી શકે છે, જમીનની હ્યુમસમાં અનામત - 300-400 વર્ષમાં. વિનિમય ભંડોળમાં કાર્બનનું મુખ્ય વળતર જીવંત જીવોની પ્રવૃત્તિને કારણે થાય છે, અને તેનો માત્ર એક નાનો ભાગ (હજારો ટકા) જ્વાળામુખી વાયુઓના ભાગ રૂપે પૃથ્વીના આંતરડામાંથી મુક્ત થવા દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે.

હાલમાં, અશ્મિભૂત ઇંધણના વિશાળ ભંડારનું નિષ્કર્ષણ અને દહન એ કાર્બનને અનામતમાંથી બાયોસ્ફિયરના વિનિમય ભંડોળમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં એક શક્તિશાળી પરિબળ બની રહ્યું છે.

બાયોસ્ફિયરમાં નાઇટ્રોજન ચક્ર

વાતાવરણ અને જીવંત પદાર્થો પૃથ્વી પરના તમામ નાઇટ્રોજનના 2% કરતા ઓછા ધરાવે છે, પરંતુ તે ગ્રહ પરના જીવનને ટેકો આપે છે. નાઇટ્રોજન એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક અણુઓનો એક ભાગ છે - ડીએનએ, પ્રોટીન, લિપોપ્રોટીન, એટીપી, હરિતદ્રવ્ય, વગેરે. છોડની પેશીઓમાં, કાર્બન સાથે તેનો ગુણોત્તર સરેરાશ 1: 30 છે, અને સીવીડમાં I: 6. નાઇટ્રોજનનું જૈવિક ચક્ર છે. તેથી કાર્બન સાથે પણ ગાઢ સંબંધ છે.

વાતાવરણનું મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન છોડ માટે અગમ્ય છે, જે આ તત્વને માત્ર એમોનિયમ આયનો, નાઈટ્રેટ્સ અથવા માટી અથવા જલીય દ્રાવણના સ્વરૂપમાં શોષી શકે છે. તેથી, નાઇટ્રોજનની ઉણપ એ પ્રાથમિક ઉત્પાદનને મર્યાદિત કરતું પરિબળ છે - અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી કાર્બનિક પદાર્થોની રચના સાથે સંકળાયેલ સજીવોનું કાર્ય. તેમ છતાં, ખાસ બેક્ટેરિયા (નાઇટ્રોજન ફિક્સર) ની પ્રવૃત્તિને કારણે વાતાવરણીય નાઇટ્રોજન જૈવિક ચક્રમાં વ્યાપકપણે સામેલ છે.

એમોનિફાઇંગ સુક્ષ્મસજીવો પણ નાઇટ્રોજન ચક્રમાં મોટો ભાગ ભજવે છે. તેઓ પ્રોટીન અને અન્ય નાઇટ્રોજન ધરાવતા કાર્બનિક પદાર્થોને એમોનિયામાં વિઘટિત કરે છે. એમોનિયમ સ્વરૂપમાં, નાઇટ્રોજન આંશિક રીતે છોડના મૂળ દ્વારા ફરીથી શોષાય છે, અને અંશતઃ નાઇટ્રિફાઇંગ સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે, જે સુક્ષ્મસજીવોના જૂથ - ડેનિટ્રિફાયરના કાર્યોની વિરુદ્ધ છે.

ચોખા. 8. નાઇટ્રોજન ચક્ર

જમીન અથવા પાણીમાં એનારોબિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, તેઓ નાઈટ્રેટ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કાર્બનિક પદાર્થોને ઓક્સિડાઇઝ કરવા, તેમના જીવન માટે ઊર્જા મેળવવા માટે કરે છે. નાઇટ્રોજન મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજનમાં ઘટે છે. નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન અને ડેનિટ્રિફિકેશન પ્રકૃતિમાં લગભગ સંતુલિત છે. આ રીતે નાઇટ્રોજન ચક્ર મુખ્યત્વે બેક્ટેરિયાની પ્રવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે, જ્યારે છોડ તેમાં એકીકૃત થાય છે, આ ચક્રના મધ્યવર્તી ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરીને અને બાયોમાસના ઉત્પાદન દ્વારા જૈવમંડળમાં નાઇટ્રોજન પરિભ્રમણના ધોરણમાં મોટા પ્રમાણમાં વધારો કરે છે.

નાઇટ્રોજન ચક્રમાં બેક્ટેરિયાની ભૂમિકા એટલી મહાન છે કે જો તેમની માત્ર 20 પ્રજાતિઓનો નાશ થાય, તો આપણા ગ્રહ પરનું જીવન સમાપ્ત થઈ જશે.

નાઇટ્રોજનનું બિન-જૈવિક ફિક્સેશન અને તેના ઓક્સાઇડ અને એમોનિયાનો જમીનમાં પ્રવેશ પણ વાતાવરણીય આયનીકરણ અને વીજળીના વિસર્જન દરમિયાન વરસાદ સાથે થાય છે. આધુનિક ખાતર ઉદ્યોગ પાકના ઉત્પાદનમાં વધારો કરવા માટે કુદરતી નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન કરતાં વધુ સ્તરે વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને ઠીક કરે છે.

હાલમાં, માનવીય પ્રવૃત્તિ નાઇટ્રોજન ચક્રને વધુને વધુ પ્રભાવિત કરી રહી છે, મુખ્યત્વે પરમાણુ અવસ્થામાં પાછા ફરવાની પ્રક્રિયાઓ પર બંધાયેલા સ્વરૂપોમાં તેના વધુ ટ્રાન્સફરની દિશામાં.

બાયોસ્ફિયરમાં ફોસ્ફરસ ચક્ર

ATP, DNA, RNA સહિતના ઘણા કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણ માટે જરૂરી આ તત્વ માત્ર ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ આયનો (P0 3 4 +) સ્વરૂપે છોડ દ્વારા શોષાય છે. તે એવા તત્વોનું છે જે જમીન અને ખાસ કરીને સમુદ્રમાં પ્રાથમિક ઉત્પાદનને મર્યાદિત કરે છે, કારણ કે જમીન અને પાણીમાં ફોસ્ફરસનું વિનિમય ભંડોળ ઓછું છે. બાયોસ્ફિયરના સ્કેલ પર આ તત્વનું ચક્ર બંધ નથી.

જમીન પર, છોડ માટીમાંથી ફોસ્ફેટ્સ ખેંચે છે, જે સડો કરતા કાર્બનિક અવશેષોમાંથી વિઘટનકર્તાઓ દ્વારા છોડવામાં આવે છે. જો કે, આલ્કલાઇન અથવા એસિડિક જમીનમાં ફોસ્ફરસ સંયોજનોની દ્રાવ્યતા તીવ્રપણે ઘટે છે. ફોસ્ફેટ્સનું મુખ્ય અનામત ભંડોળ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ભૂતકાળમાં સમુદ્રના તળ પર બનાવેલા ખડકોમાં સમાયેલું છે. રોક લીચિંગ દરમિયાન, આ અનામતનો એક ભાગ જમીનમાં જાય છે અને સસ્પેન્શન અને સોલ્યુશનના રૂપમાં જળાશયોમાં ધોવાઇ જાય છે. હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં, ફોસ્ફેટ્સનો ઉપયોગ ફાયટોપ્લાંકટોન દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે ખોરાકની સાંકળોમાંથી અન્ય હાઇડ્રોબિઓન્ટ્સમાં પસાર થાય છે. જો કે, સમુદ્રમાં, મોટાભાગના ફોસ્ફરસ સંયોજનો તળિયે પ્રાણીઓ અને છોડના અવશેષો સાથે દફનાવવામાં આવે છે, ત્યારબાદ મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રમાં કાંપવાળા ખડકો સાથે સંક્રમણ થાય છે. ઊંડાઈએ, ઓગળેલા ફોસ્ફેટ્સ કેલ્શિયમ સાથે જોડાય છે, ફોસ્ફોરાઈટ અને એપેટાઈટ બનાવે છે. બાયોસ્ફિયરમાં, હકીકતમાં, જમીનના ખડકોમાંથી સમુદ્રની ઊંડાઈમાં ફોસ્ફરસનો એક દિશાવિહીન પ્રવાહ છે, તેથી, હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં તેનું વિનિમય ભંડોળ ખૂબ મર્યાદિત છે.

ચોખા. 9. ફોસ્ફરસ ચક્ર

ખાતરના ઉત્પાદનમાં ફોસ્ફોરાઇટ અને એપેટાઇટ્સના પાર્થિવ થાપણોનો ઉપયોગ થાય છે. તાજા જળાશયોમાં ફોસ્ફરસનો પ્રવેશ તેમના "મોર" માટેનું એક મુખ્ય કારણ છે.

બાયોસ્ફિયરમાં સલ્ફર ચક્ર

અસંખ્ય એમિનો એસિડના નિર્માણ માટે જરૂરી સલ્ફરનું ચક્ર પ્રોટીનની ત્રિ-પરિમાણીય રચના માટે જવાબદાર છે અને બેક્ટેરિયાની વિશાળ શ્રેણી દ્વારા બાયોસ્ફિયરમાં જાળવવામાં આવે છે. આ ચક્રની વ્યક્તિગત કડીઓમાં એરોબિક સુક્ષ્મસજીવોનો સમાવેશ થાય છે જે કાર્બનિક અવશેષોના સલ્ફરને સલ્ફેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, તેમજ એનારોબિક સલ્ફેટ રીડ્યુસર્સ કે જે સલ્ફેટને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડમાં ઘટાડે છે. સલ્ફર બેક્ટેરિયાના સૂચિબદ્ધ જૂથો ઉપરાંત, તેઓ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડને મૂળ સલ્ફરમાં અને પછી સલ્ફેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે. છોડ માટી અને પાણીમાંથી માત્ર SO2-4 આયનો શોષે છે.

કેન્દ્રમાં આવેલી રીંગ ઓક્સિડેશન (O) અને ઘટાડા (R)ની પ્રક્રિયાને દર્શાવે છે જે ઉપલબ્ધ સલ્ફેટ પૂલ અને આયર્ન સલ્ફાઇડ પૂલ વચ્ચે જમીન અને કાંપમાં ઊંડે સલ્ફરનું વિનિમય કરે છે.

ચોખા. 10. સલ્ફર ચક્ર. કેન્દ્રમાં આવેલી રીંગ ઓક્સિડેશન (0) અને ઘટાડા (R) ની પ્રક્રિયાને દર્શાવે છે, જેના દ્વારા ઉપલબ્ધ સલ્ફેટના પૂલ અને જમીન અને કાંપમાં ઊંડે સ્થિત આયર્ન સલ્ફાઇડના પૂલ વચ્ચે સલ્ફરની વિનિમય થાય છે.

સલ્ફરનું મુખ્ય સંચય સમુદ્રમાં થાય છે, જ્યાં નદીના વહેણ સાથે જમીનમાંથી સલ્ફેટ આયનો સતત વહે છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પાણીમાંથી મુક્ત થાય છે, ત્યારે સલ્ફર આંશિક રીતે વાતાવરણમાં પાછું આવે છે, જ્યાં તે ડાયોક્સાઇડમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, વરસાદી પાણીમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ફેરવાય છે. મોટી માત્રામાં સલ્ફેટ અને એલિમેન્ટલ સલ્ફરનો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ અને અશ્મિભૂત ઇંધણનું દહન વાતાવરણમાં સલ્ફર ડાયોક્સાઇડના મોટા જથ્થાને મુક્ત કરે છે. આ વનસ્પતિ, પ્રાણીઓ, લોકોને નુકસાન પહોંચાડે છે અને એસિડ વરસાદના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે, જે સલ્ફર ચક્રમાં માનવ હસ્તક્ષેપની નકારાત્મક અસરોને વધારે છે.

પદાર્થોના પરિભ્રમણનો દર

પદાર્થોના તમામ ચક્ર જુદી જુદી ઝડપે થાય છે (ફિગ. 11)

આમ, ગ્રહ પરના તમામ પોષક તત્વોના ચક્રને વિવિધ ભાગોની જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સમર્થન મળે છે. તેઓ વિવિધ કાર્યોના સજીવોના જૂથોની પ્રવૃત્તિ, સમુદ્ર અને જમીનને જોડતી વહેતી અને બાષ્પીભવનની પ્રણાલી, પાણી અને હવાના જથ્થાના પરિભ્રમણની પ્રક્રિયાઓ, ગુરુત્વાકર્ષણ દળોની ક્રિયા, લિથોસ્ફેરિક પ્લેટોના ટેકટોનિક અને અન્ય મોટા ભાગની પ્રવૃત્તિ દ્વારા રચાય છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને ભૌગોલિક પ્રક્રિયાઓનું પ્રમાણ.

બાયોસ્ફિયર એક જટિલ સિસ્ટમ તરીકે કાર્ય કરે છે જેમાં પદાર્થોના વિવિધ ચક્રો થાય છે. આનું મુખ્ય એન્જિન ચક્ર એ ગ્રહનો જીવંત પદાર્થ છે, તમામ જીવંત જીવો,કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણ, પરિવર્તન અને વિઘટનની પ્રક્રિયાઓ પૂરી પાડે છે.

ચોખા. 11. પદાર્થોના પરિભ્રમણના દર (પી. ક્લાઉડ, એ. જીબોર, 1972)

વિશ્વના પર્યાવરણીય દૃષ્ટિકોણનો આધાર એ વિચાર છે કે દરેક જીવંત પ્રાણી તેને પ્રભાવિત કરતા ઘણા જુદા જુદા પરિબળોથી ઘેરાયેલું છે, જે એકસાથે તેનું નિવાસસ્થાન બનાવે છે - એક બાયોટોપ. આથી, બાયોટોપ - પ્રદેશનો એક વિભાગ જે છોડ અથવા પ્રાણીઓની અમુક પ્રજાતિઓ માટે રહેવાની પરિસ્થિતિઓની દ્રષ્ટિએ એકરૂપ છે(કોતરનો ઢોળાવ, શહેરી વન ઉદ્યાન, નાનું તળાવ અથવા મોટા તળાવનો ભાગ, પરંતુ સમાન પરિસ્થિતિઓ સાથે - દરિયાકાંઠાનો ભાગ, ઊંડા પાણીનો ભાગ).

ચોક્કસ બાયોટોપની લાક્ષણિકતા સજીવો બનાવે છે જીવન સમુદાય, અથવા બાયોસેનોસિસ(પ્રાણીઓ, છોડ અને તળાવો, ઘાસના મેદાનો, કિનારાના સુક્ષ્મસજીવો).

જીવંત સમુદાય (બાયોસેનોસિસ) તેના બાયોટોપ સાથે એક સંપૂર્ણ બનાવે છે, જેને કહેવામાં આવે છે ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ (ઇકોસિસ્ટમ).કુદરતી ઇકોસિસ્ટમનું ઉદાહરણ એ એન્થિલ, તળાવ, તળાવ, ઘાસના મેદાનો, જંગલ, શહેર, ખેતર છે. કૃત્રિમ ઇકોસિસ્ટમનું ઉત્તમ ઉદાહરણ સ્પેસશીપ છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, અહીં કોઈ કડક અવકાશી માળખું નથી. ઇકોસિસ્ટમના ખ્યાલની નજીકનો ખ્યાલ છે બાયોજીઓસેનોસિસ.

ઇકોસિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો છે:

• નિર્જીવ (અજૈવિક) પર્યાવરણ.આ પાણી, ખનિજો, વાયુઓ, તેમજ કાર્બનિક પદાર્થો અને હ્યુમસ છે;
• જૈવિક ઘટકો.આમાં શામેલ છે: ઉત્પાદકો અથવા ઉત્પાદકો (લીલા છોડ), ઉપભોક્તા અથવા ઉપભોક્તા (જીવંત પ્રાણીઓ કે જે ઉત્પાદકોને ખોરાક આપે છે), અને વિઘટનકર્તા અથવા વિઘટનકર્તા (સૂક્ષ્મજીવો).

કુદરત અત્યંત આર્થિક રીતે કામ કરે છે. આમ, સજીવો દ્વારા બનાવવામાં આવેલ બાયોમાસ (સજીવોના શરીરનો પદાર્થ) અને તેમાં રહેલી ઊર્જા ઇકોસિસ્ટમના અન્ય સભ્યોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે: પ્રાણીઓ છોડ ખાય છે, આ પ્રાણીઓ અન્ય પ્રાણીઓ દ્વારા ખાય છે. આ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે ખોરાક, અથવા ટ્રોફિક, સાંકળ.પ્રકૃતિમાં, ખોરાકની સાંકળો ઘણીવાર છેદે છે, ફૂડ વેબ બનાવવું.

ખાદ્ય સાંકળોના ઉદાહરણો: વનસ્પતિ - શાકાહારી - શિકારી; અનાજ - ફીલ્ડ માઉસ - શિયાળ વગેરે અને ફૂડ વેબ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 12.

આમ, બાયોસ્ફિયરમાં સંતુલનની સ્થિતિ જૈવિક અને અજૈવિક પર્યાવરણીય પરિબળોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, જે ઇકોસિસ્ટમના તમામ ઘટકો વચ્ચે દ્રવ્ય અને ઊર્જાના સતત વિનિમય દ્વારા જાળવવામાં આવે છે.

કુદરતી ઇકોસિસ્ટમના બંધ પરિભ્રમણમાં, અન્યની સાથે, બે પરિબળોની ભાગીદારી જરૂરી છે: વિઘટનકર્તાઓની હાજરી અને સૌર ઊર્જાનો સતત પુરવઠો. શહેરી અને કૃત્રિમ ઇકોસિસ્ટમ્સમાં ઓછા અથવા ઓછા વિઘટનકર્તાઓ છે, તેથી પ્રવાહી, ઘન અને વાયુયુક્ત કચરો એકઠા થાય છે, પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરે છે.

ચોખા. 12. ફૂડ વેબ અને પદાર્થના પ્રવાહની દિશા

પૃષ્ઠ 1

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર (પ્રકૃતિમાં પદાર્થોનું મોટું ચક્ર) એ પદાર્થોનું ચક્ર છે, જેનું ચાલક બળ બાહ્ય અને અંતર્જાત ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ છે.  

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર એ પદાર્થોનું પરિભ્રમણ છે, જેનું ચાલક બળ બાહ્ય અને અંતર્જાત ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ છે.  

ભૌગોલિક ચક્રની સીમાઓ બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ કરતા ઘણી વધુ પહોળી છે. અને, સૌથી અગત્યનું, જીવંત જીવો આ ચક્રની પ્રક્રિયાઓમાં ગૌણ ભૂમિકા ભજવે છે.  

આમ, પદાર્થોનું ભૌગોલિક ચક્ર જીવંત જીવોની ભાગીદારી વિના થાય છે અને જીવમંડળ અને પૃથ્વીના ઊંડા સ્તરો વચ્ચે પદાર્થોનું પુનઃવિતરણ કરે છે.  

ભૌગોલિક ચક્રના મોટા ચક્રમાં સૌથી મહત્વની ભૂમિકા દ્રવ્યના નાના ચક્રો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, બાયોસ્ફિયર અને ટેક્નોસ્ફેરિક બંને, જેમાં એકવાર પદાર્થ લાંબા સમય સુધી મોટા ભૂ-રાસાયણિક પ્રવાહથી બંધ થઈ જાય છે, સંશ્લેષણના અનંત ચક્રમાં પરિવર્તિત થાય છે અને વિઘટન.  

ભૌગોલિક ચક્રના મોટા ચક્રમાં સૌથી મહત્વની ભૂમિકા દ્રવ્યના નાના ચક્રો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, બાયોસ્ફિયર અને ટેક્નોસ્ફેરિક બંને, જેમાં એકવાર પદાર્થ મોટા જીઓકેમિકલ પ્રવાહમાંથી લાંબા સમય સુધી બંધ થઈ જાય છે, સંશ્લેષણના અનંત ચક્રમાં પરિવર્તિત થાય છે અને વિઘટન.  

આ કાર્બન ધીમા ભૂસ્તર ચક્રમાં ભાગ લે છે.  

આ કાર્બન જ ધીમા ભૌગોલિક ચક્રમાં ભાગ લે છે. પૃથ્વી પરના જીવન અને વાતાવરણના વાયુ સંતુલનને નાના (બાયોજેનિક) ચક્રમાં ભાગ લેતા છોડ (5 10 t) અને પ્રાણી (5 109 t) પેશીઓમાં રહેલા પ્રમાણમાં ઓછી માત્રામાં કાર્બન દ્વારા ટેકો મળે છે. જો કે, હાલમાં, માનવી કાર્બન સહિતના પદાર્થોના ચક્રને સઘન રીતે બંધ કરી રહ્યો છે. ઉદાહરણ તરીકે, એવો અંદાજ છે કે તમામ ઘરેલું પ્રાણીઓનો કુલ બાયોમાસ પહેલાથી જ તમામ જંગલી પાર્થિવ પ્રાણીઓના બાયોમાસ કરતાં વધી ગયો છે. ઉગાડવામાં આવેલા છોડના વિસ્તારો કુદરતી બાયોજીઓસેનોસિસના વિસ્તારોની નજીક આવી રહ્યા છે, અને ઘણી સાંસ્કૃતિક ઇકોસિસ્ટમ્સ તેમની ઉત્પાદકતામાં કુદરતી કરતાં નોંધપાત્ર રીતે શ્રેષ્ઠ છે, જે માનવો દ્વારા સતત વધી રહી છે.  

સમય અને અવકાશમાં સૌથી વધુ વ્યાપક એ પદાર્થોનું કહેવાતા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર છે.  

પ્રકૃતિમાં પદાર્થોના પરિભ્રમણના 2 પ્રકાર છે: જમીન અને સમુદ્ર વચ્ચેના પદાર્થોનું વિશાળ અથવા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર; નાના અથવા જૈવિક - માટી અને છોડ વચ્ચે.  

જમીનમાંથી છોડ દ્વારા કાઢવામાં આવેલું પાણી વરાળની સ્થિતિમાં વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે, ત્યારબાદ, ઠંડક, ઘનીકરણ અને વરસાદના સ્વરૂપમાં જમીન અથવા સમુદ્રમાં પાછું આવે છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય જળ ચક્ર યાંત્રિક પુનઃવિતરણ, જમાવટ, જમીન પર અને જળાશયોના તળિયે ઘન કાંપનું સંચય તેમજ જમીન અને ખડકોના યાંત્રિક વિનાશની પ્રક્રિયા પૂરી પાડે છે. જો કે, પાણીનું રાસાયણિક કાર્ય જીવંત સજીવો અથવા તેમના મેટાબોલિક ઉત્પાદનોની ભાગીદારીથી કરવામાં આવે છે. કુદરતી પાણી, જમીનની જેમ, જટિલ બાયોઇનર્ટ પદાર્થો છે.  

માનવ ભૌગોલિક રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ જૈવિક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓના ધોરણે તુલનાત્મક બની રહી છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રમાં, ડિન્યુડેશન લિંક તીવ્રપણે વધે છે.  

પરિબળ જે સામાન્ય પાત્ર અને જૈવિક પર મુખ્ય છાપ છોડી દે છે. તે જ સમયે, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય જળચક્ર આ તમામ તત્વોને ભૂકંપની જમીનના સ્તરોમાંથી સમુદ્રના તટપ્રદેશમાં ધોવા માટે સતત પ્રયત્ન કરે છે. તેથી, જમીનની અંદર છોડના ખાદ્ય તત્વોની જાળવણી માટે તેમના સ્વરૂપમાં રૂપાંતર જરૂરી છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે અદ્રાવ્ય છે. આ જરૂરિયાત જીવંત કાર્બનિક પદાર્થો દ્વારા પૂરી થાય છે.  

જીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિ વચ્ચેના સંબંધને શોધવા માટે, તે સમજવું જરૂરી છે કે જૈવમંડળમાં પદાર્થોનું ચક્ર કેવી રીતે થાય છે.

અર્થ

પદાર્થોનું ચક્ર એ લિથોસ્ફિયર, હાઇડ્રોસ્ફિયર અને વાતાવરણમાં થતી પ્રક્રિયાઓમાં સમાન પદાર્થોની પુનરાવર્તિત ભાગીદારી છે.

બે પ્રકારના પદાર્થ ચક્ર છે:

• ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય(મહાન ચક્ર);
• જૈવિક(નાનું ચક્ર).

પદાર્થોના ભૌગોલિક પરિભ્રમણનું પ્રેરક બળ બાહ્ય (સૌર કિરણોત્સર્ગ, ગુરુત્વાકર્ષણ) અને આંતરિક (પૃથ્વીના આંતરિક ભાગની ઊર્જા, તાપમાન, દબાણ) ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ, જૈવિક પ્રક્રિયાઓ - જીવંત પ્રાણીઓની પ્રવૃત્તિ છે.

મહાન ચક્ર જીવંત જીવોની ભાગીદારી વિના થાય છે. બાહ્ય અને આંતરિક પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ, રાહત રચાય છે અને સુંવાળી થાય છે. ધરતીકંપ, હવામાન, જ્વાળામુખી વિસ્ફોટ અને પૃથ્વીના પોપડાની હિલચાલના પરિણામે, ખીણો, પર્વતો, નદીઓ, ટેકરીઓ રચાય છે અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સ્તરો રચાય છે.

ચોખા. 1. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર.

બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું જૈવિક પરિભ્રમણ જીવંત જીવોની ભાગીદારી સાથે થાય છે જે ખોરાકની સાંકળ સાથે ઊર્જાનું રૂપાંતર અને પ્રસારણ કરે છે. જીવંત (જૈવિક) અને નિર્જીવ (અબાયોટિક) પદાર્થો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સ્થિર સિસ્ટમને બાયોજીઓસેનોસિસ કહેવામાં આવે છે.

ટોચના 3 લેખજેઓ આ સાથે વાંચે છે

પદાર્થોનું પરિભ્રમણ થાય તે માટે, ઘણી શરતો પૂરી કરવી આવશ્યક છે:

• આશરે 40 રાસાયણિક તત્વોની હાજરી;
• સૌર ઊર્જાની હાજરી;
• જીવંત જીવોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

ચોખા. 2. જૈવિક ચક્ર.

પદાર્થોના ચક્રનો કોઈ ચોક્કસ પ્રારંભિક બિંદુ નથી. પ્રક્રિયા સતત ચાલે છે અને એક તબક્કો હંમેશા બીજામાં વહે છે. તમે કોઈપણ બિંદુથી ચક્રને ધ્યાનમાં લેવાનું શરૂ કરી શકો છો, સાર એ જ રહેશે.

પદાર્થોના સામાન્ય ચક્રમાં નીચેની પ્રક્રિયાઓ શામેલ છે:

• પ્રકાશસંશ્લેષણ;
• ચયાપચય;
• વિઘટન.

છોડ, જે ખાદ્ય શૃંખલામાં ઉત્પાદકો છે, સૌર ઊર્જાને કાર્બનિક પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે ખોરાક સાથે વિઘટન કરનારા પ્રાણીઓના શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે. મૃત્યુ પછી, છોડ અને પ્રાણીઓનું વિઘટન ગ્રાહકોની મદદથી થાય છે - બેક્ટેરિયા, ફૂગ, કૃમિ.

ચોખા. 3. ખાદ્ય સાંકળ.

પદાર્થોનું ચક્ર

પ્રકૃતિમાં પદાર્થોના સ્થાન પર આધાર રાખીને, તેઓ અલગ પડે છે બે પ્રકારના પરિભ્રમણ:

• ગેસ- હાઇડ્રોસ્ફિયર અને વાતાવરણમાં થાય છે (ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન);
• જળકૃત- પૃથ્વીના પોપડામાં થાય છે (કેલ્શિયમ, આયર્ન, ફોસ્ફરસ).

બાયોસ્ફિયરમાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાનું ચક્ર કેટલાંક તત્વોના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને કોષ્ટકમાં વર્ણવેલ છે.

આપણા ગ્રહ પરના તમામ પદાર્થો પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં છે. સૌર ઉર્જા પૃથ્વી પર પદાર્થોના બે ચક્રનું કારણ બને છે, મોટા અથવા બાયોસ્ફિયર (સમગ્ર બાયોસ્ફિયરનો સમાવેશ કરે છે), અને નાના અથવા જૈવિક (ઇકોસિસ્ટમ્સની અંદર).

પદાર્થોનું બાયોસ્ફિયર પરિભ્રમણ ભૂસ્તરશાસ્ત્ર દ્વારા પહેલા હતું, જે ખડકોની રચના અને વિનાશ અને વિનાશ ઉત્પાદનોની અનુગામી હિલચાલ સાથે સંકળાયેલું હતું - ક્લાસ્ટિક સામગ્રી અને રાસાયણિક તત્વો. જમીન અને પાણીની સપાટીના થર્મલ ગુણધર્મો આ પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે અને ચાલુ રાખે છે: સૂર્યપ્રકાશના પ્રતિબિંબમાં શોષણ, ગરમીની ક્ષમતામાં થર્મલ વાહકતા. પાણી વધુ સૌર ઊર્જાને શોષી લે છે, અને સમાન અક્ષાંશોમાં જમીનની સપાટી વધુ ગરમ થાય છે. પૃથ્વીની સપાટીની અસ્થિર હાઇડ્રોથર્મલ શાસન, ગ્રહોની વાતાવરણીય પરિભ્રમણ પ્રણાલી સાથે મળીને, પદાર્થોના ભૌગોલિક પરિભ્રમણને નિર્ધારિત કરે છે, જે પૃથ્વીના વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કે, અંતર્જાત પ્રક્રિયાઓ સાથે, ખંડો, મહાસાગરોની રચના સાથે સંકળાયેલા હતા અને આધુનિક ભૂગોળ તેનું ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અભિવ્યક્તિ હવાના લોકો દ્વારા હવામાન ઉત્પાદનોના સ્થાનાંતરણ દ્વારા અને પાણી દ્વારા - તેમાં ઓગળેલા ખનિજ સંયોજનો દ્વારા પણ સૂચવવામાં આવે છે. બાયોસ્ફિયરની રચના સાથે, સજીવોના કચરાના ઉત્પાદનોને મોટા ચક્રમાં સામેલ કરવામાં આવ્યા હતા. ભૌગોલિક ચક્ર, તેના અસ્તિત્વને બંધ કર્યા વિના, નવી સુવિધાઓ પ્રાપ્ત કરે છે: તે દ્રવ્યની બાયોસ્ફિયર ચળવળનો પ્રારંભિક તબક્કો છે. તે તે છે જે જીવંત જીવોને પોષક તત્વો પૂરા પાડે છે અને મોટાભાગે તેમના અસ્તિત્વની શરતો નક્કી કરે છે.

બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું વિશાળ ચક્ર બે મહત્વપૂર્ણ મુદ્દાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

પૃથ્વીના સમગ્ર ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય વિકાસ દરમિયાન હાથ ધરવામાં આવે છે;

તે આધુનિક ગ્રહોની પ્રક્રિયા છે જે બાયોસ્ફિયરના વધુ વિકાસમાં અગ્રણી ભાગ લે છે (રાડકેવિચ, 1983).

માનવ વિકાસના હાલના તબક્કે, મોટા ચક્રના પરિણામે, સલ્ફર અને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ, ધૂળ અને કિરણોત્સર્ગી અશુદ્ધિઓ જેવા પ્રદૂષકો પણ લાંબા અંતર સુધી વહન થાય છે. ઉત્તરીય ગોળાર્ધના સમશીતોષ્ણ અક્ષાંશોનો પ્રદેશ સૌથી વધુ દૂષણને આધિન હતો.

પદાર્થોનું નાનું અથવા જૈવિક ચક્ર એક વિશાળ, ભૂસ્તરશાસ્ત્રની પૃષ્ઠભૂમિ સામે પ્રગટ થાય છે, જે સમગ્ર જીવમંડળને આવરી લે છે. તે ઇકોસિસ્ટમમાં થાય છે, પરંતુ બંધ નથી, જે બહારથી ઇકોસિસ્ટમમાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાના પ્રવેશ સાથે અને તેમાંથી કેટલાકને બાયોસ્ફિયર ચક્રમાં છોડવા સાથે સંકળાયેલ છે. આ કારણોસર, લોકો ક્યારેક જૈવિક ચક્ર વિશે નહીં, પરંતુ ઇકોસિસ્ટમ્સ અને વ્યક્તિગત સજીવોમાં ઊર્જાના વિનિમય વિશે વાત કરે છે.

જમીન પરના છોડ, પ્રાણીઓ અને માટીનું આવરણ એક જટિલ વિશ્વ પ્રણાલી બનાવે છે જે બાયોમાસ બનાવે છે, સૌર ઉર્જા, વાતાવરણીય કાર્બન, ભેજ, ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર, કેલ્શિયમ અને સજીવોના જીવન સાથે સંકળાયેલા અન્ય તત્વોનું પુનઃવિતરણ કરે છે. જળચર વાતાવરણના છોડ, પ્રાણીઓ અને સૂક્ષ્મજીવો અન્ય ગ્રહોની સિસ્ટમ બનાવે છે જે સૌર ઊર્જા અને પદાર્થોના જૈવિક ચક્રને જોડવાનું સમાન કાર્ય કરે છે.

જૈવિક ચક્રનો સાર બે વિરોધી પરંતુ એકબીજા સાથે જોડાયેલી પ્રક્રિયાઓની ઘટનામાં રહેલો છે - કાર્બનિક પદાર્થોની રચના અને તેનો વિનાશ. કાર્બનિક પદાર્થોની રચનાનો પ્રારંભિક તબક્કો લીલા છોડના પ્રકાશસંશ્લેષણને કારણે છે, એટલે કે. સૂર્યની તેજસ્વી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને ખનિજ સંયોજનોમાંથી આ પદાર્થની રચના. છોડ ઓગળેલા સ્વરૂપમાં જમીનમાંથી સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, મેંગેનીઝ, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ, જસત અને અન્ય તત્વો મેળવે છે. શાકાહારી પ્રાણીઓ વનસ્પતિ મૂળના ખોરાકના સ્વરૂપમાં આ તત્વોના સંયોજનોને પહેલેથી જ શોષી લે છે. શિકારી શાકાહારી પ્રાણીઓને ખવડાવે છે, પ્રોટીન, ચરબી, એમિનો એસિડ વગેરે સહિત વધુ જટિલ રચનાનો ખોરાક લે છે. મૃત છોડ અને પ્રાણીઓના અવશેષોના કાર્બનિક પદાર્થોના સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા વિનાશની પ્રક્રિયામાં, સરળ ખનિજ સંયોજનો જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે અને જળચર જીવો. પર્યાવરણ, છોડ દ્વારા એસિમિલેશન માટે ઉપલબ્ધ છે, અને આગળનો રાઉન્ડ જૈવિક ચક્ર શરૂ થાય છે.

મોટા ગિઅરથી વિપરીત, નાના ગિઅરની અવધિ અલગ હોય છે: મોસમી, વાર્ષિક, બારમાસી અને બિનસાંપ્રદાયિક નાના ગિઅરને અલગ પાડવામાં આવે છે. પદાર્થોના જૈવિક ચક્રનો અભ્યાસ કરતી વખતે, મુખ્ય ધ્યાન વાર્ષિક લય પર ચૂકવવામાં આવે છે, જે વનસ્પતિના વિકાસની વાર્ષિક ગતિશીલતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.