Cikli i squfurit dhe fosforit është një cikël tipik sedimentar bio-gjeokimik. Cikle të tilla ndërpriten lehtësisht nga lloje të ndryshme ndikimesh dhe një pjesë e materialit të shkëmbyer largohet nga cikli. Ai mund të kthehet sërish në cikël vetëm si rezultat i proceseve gjeologjike ose nëpërmjet nxjerrjes së komponentëve biofile nga lënda e gjallë.[...]
Qarkullimi i substancave dhe transformimi i energjisë sigurojnë ekuilibrin dhe stabilitetin dinamik të biosferës në tërësi dhe pjesëve të saj individuale. Në të njëjtën kohë, në ciklin e përgjithshëm të vetëm, cikli i lëndës së ngurtë dhe ujit, i cili ndodh si rezultat i veprimit të faktorëve abiotikë (cikli i madh gjeologjik), si dhe cikli i vogël biotik i substancave në të ngurtë, të lëngët. dhe dallohen fazat e gazta, që ndodhin me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë.[...]
Cikli i karbonit. Karboni është ndoshta një nga elementët kimikë më të përmendur kur merren parasysh problemet gjeologjike, biologjike dhe, vitet e fundit, teknike.[...]
Cikli i substancave është pjesëmarrja e përsëritur e substancave në proceset që ndodhin në atmosferë, hidrosferë, litosferë, duke përfshirë ato shtresa që janë pjesë e biosferës së planetit. Në këtë rast dallohen dy cikle kryesore: i madh (gjeologjik) dhe i vogël (biogjenik dhe biokimik).[...]
Ciklet gjeologjike dhe biologjike janë kryesisht të mbyllura, gjë që nuk mund të thuhet për ciklin antropogjen. Prandaj, ata shpesh nuk flasin për ciklin antropogjen, por për metabolizmin antropogjen. Hapja e ciklit antropogjen të substancave çon në varfërimin e burimeve natyrore dhe ndotjen e mjedisit natyror - shkaqet kryesore të të gjitha problemeve mjedisore të njerëzimit.[...]
Ciklet e lëndëve ushqyese dhe elementeve bazë. Le të shqyrtojmë ciklet e substancave dhe elementeve më të rëndësishme për organizmat e gjallë (Fig. 3-8). Cikli i ujit është një cikël i madh gjeologjik; dhe ciklet e elementeve biogjene (karboni, oksigjeni, azoti, fosfori, squfuri dhe elementet e tjera biogjenike) - deri te biogjeokimikët e vegjël.[...]
Qarkullimi i ujit ndërmjet tokës dhe oqeanit përmes atmosferës është pjesë e ciklit të madh gjeologjik. Uji avullohet nga sipërfaqja e oqeaneve dhe ose transportohet në tokë, ku bie si reshje, të cilat kthehen në oqean në formën e rrjedhjeve sipërfaqësore dhe nëntokësore, ose bien si reshje në sipërfaqen e oqeanit. Më shumë se 500 mijë km3 ujë merr pjesë çdo vit në ciklin e ujit në Tokë. Cikli i ujit në tërësi luan një rol të madh në formimin e kushteve natyrore në planetin tonë. Duke marrë parasysh transpirimin e ujit nga bimët dhe thithjen e tij në ciklin biogjeokimik, i gjithë furnizimi me ujë në Tokë shpërbëhet dhe rikthehet në 2 milionë vjet.[...]
Cikli i fosforit. Pjesa më e madhe e fosforit përmbahet në shkëmbinjtë e formuar në epokat e kaluara gjeologjike. Fosfori përfshihet në ciklin biogjeokimik si rezultat i proceseve të motit të shkëmbinjve.[...]
Qarkullimet e llojit të gazit janë më të përsosura, pasi ato kanë një fond të madh shkëmbimi, dhe për këtë arsye janë të afta për vetërregullim të shpejtë. Ciklet sedimentare janë më pak të përsosura, ato janë më inerte, pasi pjesa më e madhe e substancës përmbahet në fondin rezervë të kores së tokës në një formë "të paarritshme" për organizmat e gjallë. Cikle të tilla ndërpriten lehtësisht nga lloje të ndryshme ndikimesh dhe një pjesë e materialit të shkëmbyer largohet nga cikli. Mund të kthehet sërish në cikël vetëm si rezultat i proceseve gjeologjike ose nëpërmjet nxjerrjes nga lënda e gjallë. Megjithatë, nxjerrja e substancave të nevojshme për organizmat e gjallë nga korja e tokës është shumë më e vështirë sesa nga atmosfera.[...]
Cikli gjeologjik tregohet qartë nga shembulli i ciklit të ujit dhe qarkullimit atmosferik. Vlerësohet se deri në gjysma e energjisë së marrë nga Dielli shpenzohet për avullimin e ujit. Avullimi i tij nga sipërfaqja e Tokës kompensohet nga reshjet. Në të njëjtën kohë, më shumë ujë avullohet nga Oqeani sesa kthehet me reshje, por në tokë ndodh e kundërta - bien më shumë reshje sesa avullohet uji. Teprica e saj derdhet në lumenj dhe liqene, dhe prej andej përsëri në Oqean. Në procesin e ciklit gjeologjik, gjendja agregate e ujit ndryshon vazhdimisht (i lëngshëm; i ngurtë - borë, akull; i gaztë - avull). Qarkullimi më i madh i tij vërehet në gjendjen e avullit. Së bashku me ujin, mineralet e tjera transferohen nga një vend në tjetrin në ciklin gjeologjik në shkallë globale.
Cikli i ujit. Në fillim të seksionit u mor në konsideratë cikli i tij gjeologjik. Në thelb, bëhet fjalë për proceset e avullimit të ujit nga sipërfaqja e Tokës dhe Oqeanit dhe reshjeve në to. Brenda ekosistemeve individuale ndodhin procese shtesë që ndërlikojnë ciklin e madh të ujit (përgjimi, avullimi dhe infiltrimi).[...]
Ciklet gjeologjike. Pozicionet dhe konturet relative të kontinenteve dhe dyshemesë së oqeanit po ndryshojnë vazhdimisht. Brenda guaskës së sipërme të Tokës, ekziston një zëvendësim i vazhdueshëm gradual i disa shkëmbinjve nga të tjerët, i quajtur cikli i madh i materies. Proceset gjeologjike të formimit dhe shkatërrimit të maleve janë proceset më të mëdha energjetike në biosferën e Tokës.[...]
CIKLI I SUBSTANCAVE (në Tokë) - procese të përsëritura në mënyrë të përsëritur të transformimit dhe lëvizjes së substancave në natyrë, të cilat janë pak a shumë në natyrë ciklike. Gjenerali K.v. përbëhet nga procese individuale (cikli i ujit, azotit, karbonit dhe substancave të tjera dhe elementeve kimike), të cilat nuk janë plotësisht të kthyeshme, pasi substanca shpërndahet, hiqet, groposet, ndryshohet në përbërje, etj. Ka biologjike, biogjeokimike, gjeologjike. K.v., si dhe ciklet e elementeve kimike individuale (Fig. 15) dhe ujit. Aktiviteti njerëzor në fazën aktuale të zhvillimit rrit kryesisht intensitetin e detyrimit. dhe ka një ndikim proporcional në fuqi me shkallën e proceseve natyrore planetare.[...]
CIKLI BIOGJEOKIMIK është lëvizja dhe shndërrimi i elementeve kimike përmes natyrës inerte dhe organike me pjesëmarrjen aktive të lëndës së gjallë. Elementet kimike qarkullojnë në biosferë përgjatë shtigjeve të ndryshme të ciklit biologjik: ato absorbohen nga lënda e gjallë dhe ngarkohen me energji, pastaj largohen nga lënda e gjallë, duke çliruar energjinë e grumbulluar në mjedisin e jashtëm. Rrugë të tilla pak a shumë të mbyllura u quajtën "cikle biogjeokimike" nga V.I. Vernadsky. cikli me fond rezervë në koren e tokës luan një rol aktiv në të gjitha ciklet biogjeokimike, V.I. Ciklet kryesore të karbonit, oksigjenit, azotit, fosforit dhe kationeve biogjenike janë forca më e fuqishme gjeologjike tiparet kryesore të ciklit të elementeve tipike biofile (karboni, oksigjeni dhe fosfori, që luajnë një rol të rëndësishëm në jetën e biosferës.[...]
Cikli gjeologjik (cikli i madh i substancave në natyrë) është një cikël substancash, forca lëvizëse e të cilave janë proceset gjeologjike ekzogjene dhe endogjene.[...]
Për shkak të ndryshimeve gjeologjike në faqen e Tokës, një pjesë e substancës së biosferës mund të përjashtohet nga ky cikël. Për shembull, sedimentet biogjenike si qymyri dhe nafta ruhen në trashësinë e kores së tokës për shumë mijëvjeçarë, por në parim nuk mund të përjashtohet ripërfshirja e tyre në ciklin e biosferës.[...]
Njohja e cikleve të substancave në Tokë ka kuptim të madh praktik, pasi ato ndikojnë ndjeshëm në jetën e njeriut dhe, në të njëjtën kohë, ndikohen nga njerëzit. Pasojat e këtyre ndikimeve janë bërë të krahasueshme me rezultatet e proceseve gjeologjike. Shfaqen shtigje të reja migrimi të elementeve, shfaqen komponime të reja kimike dhe shkalla e qarkullimit të substancave në biosferë ndryshon ndjeshëm.[...]
Cikli i madh i substancave në natyrë (gjeologjik) shkaktohet nga ndërveprimi i energjisë diellore me energjinë e thellë të Tokës dhe rishpërndan substancat midis biosferës dhe horizonteve më të thella të Tokës. Ky qarkullim në sistemin "shkëmbinj magmatikë - shkëmbinj sedimentarë - shkëmbinj metamorfikë (të transformuar nga temperatura dhe presioni) - shkëmbinj magmatik" ndodh për shkak të proceseve të magmatizmit, metamorfizmit, litogjenezës dhe dinamikës së kores së tokës (Fig. 6.2). Simboli i ciklit të substancave është një spirale: çdo cikël i ri i ciklit nuk përsërit saktësisht atë të vjetër, por fut diçka të re, e cila me kalimin e kohës çon në ndryshime shumë domethënëse.[...]
Cikli i Madh Gjeologjik tërheq shkëmbinjtë sedimentarë thellë në koren e tokës, duke përjashtuar përgjithmonë elementët që ato përmbajnë nga sistemi i qarkullimit biologjik. Në rrjedhën e historisë gjeologjike, shkëmbinjtë sedimentarë të transformuar, përsëri në sipërfaqen e Tokës, shkatërrohen gradualisht nga aktiviteti i organizmave të gjallë, ujit dhe ajrit dhe përsëri përfshihen në ciklin e biosferës.[...]
Kështu, cikli gjeologjik i substancave ndodh pa pjesëmarrjen e organizmave të gjallë dhe rishpërndan substancat midis biosferës dhe shtresave më të thella të Tokës.[...]
Pra, cikli gjeologjik dhe qarkullimi i shkëmbinjve konsiston në: 1) ajrosje, 2) formim të sedimenteve, 3) formim të shkëmbinjve sedimentarë, 4) metamorfizëm, 5) magmatizim. Shfaqja e magmës në sipërfaqe dhe formimi i shkëmbinjve magmatikë përsërit të gjithë ciklin përsëri. Cikli i plotë mund të ndërpritet në faza të ndryshme (3 ose 4) nëse, si rezultat i ngritjeve tektonike dhe zhveshjes, shkëmbinjtë arrijnë në sipërfaqe dhe i nënshtrohen motit të përsëritur.[...]
Aktiviteti gjeologjik i baktereve është i një rëndësie të madhe. Bakteret marrin pjesë aktive në ciklin e substancave në natyrë. Të gjitha përbërjet organike dhe një pjesë e konsiderueshme e atyre inorganike pësojnë ndryshime të rëndësishme. Dhe ky cikël substancash është baza për ekzistencën e jetës në Tokë.[...]
Në hidrosferë, pezullimi i ciklit të karbonit shoqërohet me përfshirjen e CO2 në përbërjen e CaCO3 (gur gëlqeror, shkumës, koral). Në këtë version, karboni bie jashtë ciklit për epoka të tëra gjeologjike dhe nuk përfshihet në konceptin e biosferës. Sidoqoftë, ngritja e shkëmbinjve organogjenë mbi nivelin e detit çon në rifillimin e ciklit të karbonit për shkak të shpëlarjes së gurëve gëlqerorë dhe shkëmbinjve të ngjashëm nga reshjet atmosferike, si dhe nga mjetet biogjene - ndikimi i likeneve dhe rrënjëve të bimëve [... ]
Heqja e një pjese të karbonit nga cikli natyror i ekosistemit dhe “rezervimi” në formën e rezervave fosile të lëndës organike në zorrët e Tokës është një tipar i rëndësishëm i procesit në shqyrtim. Në epokat e largëta gjeologjike, një pjesë e konsiderueshme e lëndës organike të fotosintetizuar nuk përdorej as nga konsumatorët dhe as nga dekompozuesit, por u grumbulluan në formën e detritit. Më vonë, shtresat e mbeturinave u varrosën nën shtresa të sedimenteve të ndryshme minerale, ku nën ndikimin e temperaturave dhe presionit të lartë gjatë miliona viteve ato u kthyen në naftë, qymyr dhe gaz natyror (në varësi të materialit burimor, kohëzgjatjes dhe kushteve të qëndrimit në terren). Procese të ngjashme po ndodhin edhe sot, por shumë më pak intensive. Rezultati i tyre është formimi i torfe.[...]
CIKLI BIOGJEOKIMIK [nga gr. kyklos - rreth], cikël biogjeokimik - procese ciklike të shkëmbimit dhe shndërrimit të një elementi kimik midis përbërësve të biosferës (nga një formë inorganike përmes lëndës së gjallë përsëri në inorganike). Ai realizohet duke përdorur kryesisht energjinë diellore (fotosintezë) dhe pjesërisht energjinë e reaksioneve kimike (kemosinteza). Shih Cikli i substancave. Cikli biologjik i substancave. Cikli gjeologjik i substancave.[...]
Të gjitha proceset e vërejtura dhe shumë të tjera kundërgjeologjike të mbetura “prapa skene”, madhështore në rezultatet e tyre përfundimtare, së pari janë të ndërlidhura dhe, së dyti, janë mekanizmi kryesor që siguron zhvillimin e litosferës, e cila vazhdon edhe sot e kësaj dite, pjesëmarrja në qarkullimin dhe transformimin e vazhdueshëm të materies dhe energjisë, ruan gjendjen fizike të litosferës që ne vëzhgojmë.[...]
Të gjitha këto procese planetare në Tokë janë të ndërthurura ngushtë, duke formuar një cikël të përbashkët, global substancash që rishpërndajnë energjinë që vjen nga dielli. Ajo kryhet përmes një sistemi të qarkullimit të vogël. Proceset tektonike të shkaktuara nga aktiviteti vullkanik dhe lëvizja e pllakave oqeanike në koren e tokës janë të lidhura me rrotulla të mëdha dhe të vogla. Si rezultat, një cikël i madh gjeologjik i substancave ndodh në Tokë.[...]
Toka është një përbërës integral i biogjeocenozave tokësore. Kryen konjugimin (ndërveprimin) e cikleve të mëdha gjeologjike dhe të vogla biologjike të substancave. Toka është një formacion unik natyror me një përbërje komplekse materiale. Lënda e tokës përfaqësohet nga katër faza fizike: e ngurtë (grimca minerale dhe organike), e lëngët (tretësira e tokës), e gaztë (ajri i tokës) dhe e gjallë (organizmat). Tokat karakterizohen nga organizimi kompleks hapësinor dhe diferencimi i karakteristikave, vetive dhe proceseve.[...]
Falë funksionimit të vazhdueshëm të sistemit “atmosferë-tokë-bimë-kafshë-mikroorganizma”, është zhvilluar një cikël biogjeokimik i shumë elementëve kimikë dhe përbërjeve të tyre, duke mbuluar tokën, atmosferën dhe ujërat e brendshme. Karakteristikat e tij totale janë të krahasueshme me rrjedhën totale të lumit të tokës, furnizimin total të lëndës nga manteli i sipërm në biosferën e planetit. Kjo është arsyeja pse lënda e gjallë në Tokë ka qenë një faktor me rëndësi gjeologjike për shumë miliona vjet.[...]
Biota e biosferës përcakton pjesën mbizotëruese të transformimeve kimike në planet. Prandaj gjykimi i V.I. Vernadsky për rolin e madh gjeologjik transformues të materies së gjallë. Gjatë evolucionit organik, organizmat e gjallë kaluan nëpër vetvete, përmes organeve, indeve, qelizave dhe gjakut të tyre, një mijë herë (për cikle të ndryshme nga 103 në 105), e gjithë atmosfera, i gjithë vëllimi i Oqeanit Botëror, një pjesë e madhe e masën e tokës dhe një masë të madhe substancash minerale. Dhe ata jo vetëm që “e humbën atë, por edhe modifikuan të gjithë mjedisin tokësor në përputhje me nevojat e tyre.[...]
Natyrisht, të gjitha burimet jo të rinovueshme janë gjithashtu të shterueshme. Këto përfshijnë shumicën dërrmuese të fosileve: materialet e minierave, xeheroret, mineralet që u ngritën në historinë gjeologjike të Tokës, si dhe produktet e biosferës antike që dolën jashtë ciklit biotik dhe u varrosën në thellësi - lëndë djegëse fosile dhe sedimentare karbonateve. Disa burime minerale ende formohen ngadalë gjatë proceseve gjeokimike në nëntokë, thellësitë e oqeanit ose në sipërfaqen e kores së tokës. Në lidhje me burimet minerale, disponueshmëria dhe cilësia e burimit është e një rëndësie të madhe, si dhe lidhja sasiore midis burimeve të panjohura por të vlerësuara (77), potencialit të vlerësuar (77), rezervave aktuale të eksploruara (R) dhe operacionale (E). , dhe zakonisht N > P > R > E (Fig. 6.6).[...]
Studimi i oqeanit si sistem fizik dhe kimik ka përparuar shumë më shpejt sesa studimi i tij si sistem biologjik. Hipotezat për origjinën dhe historinë gjeologjike të oqeaneve, fillimisht spekulative, morën një bazë të fortë teorike.[...]
Organizmat e gjallë janë, në përgjithësi, një rregullator shumë i fuqishëm i rrjedhës së materies në sipërfaqen e tokës, duke mbajtur në mënyrë selektive elemente të caktuara në ciklin biologjik. Çdo vit, 6-20 herë më shumë azot përfshihet në ciklin biologjik sesa në ciklin gjeologjik, dhe fosfor - 3-30 herë; në të njëjtën kohë, squfuri, përkundrazi, përfshihet 2-4 herë më shumë në ciklin gjeologjik sesa në ciklin biologjik (Tabela 4).[...]
Një sistem kompleks reagimesh kontribuoi jo vetëm në një rritje të diferencimit të specieve, por edhe në formimin e disa komplekseve natyrore që kishin specifikë në varësi të kushteve mjedisore dhe historisë gjeologjike të një pjese të caktuar të biosferës. Çdo grumbullim në biosferë i organizmave të ndërlidhur natyrshëm dhe përbërësve inorganikë të mjedisit në të cilin ndodh qarkullimi i substancave quhet sistem ose ekosistem ekologjik.[...]
Detergjentë sintetikë (detergjentë, tendosje). Ato përbëjnë një grup të madh surfaktantësh artificialë që prodhohen në të gjithë botën në sasi të mëdha. Këto substanca hyjnë në mjedisin gjeologjik në vëllime të mëdha me ujërat e zeza shtëpiake. Shumica e tyre nuk janë toksike, por detergjentët sintetikë mund të shkatërrojnë ekosisteme të ndryshme dhe të prishin proceset natyrore të ciklit gjeokimik të substancave në tokë dhe ujëra nëntokësore.[...]
Pjesa më e madhe e karbonit grumbullohet në sedimentet karbonate të dyshemesë së oqeanit (1,3 - 101 ton), shkëmbinjtë kristalorë (1,0 1016 ton), në qymyr dhe naftë (3,4 1015 ton). Është ky karbon që merr pjesë në ciklin e ngadaltë gjeologjik. Jeta në Tokë dhe ekuilibri i gazit të atmosferës mbështeten nga sasi relativisht të vogla të karbonit që përmbahen në indet bimore (5 109 t) dhe kafshësh (5 109 t) që marrin pjesë në ciklin e vogël (biogjenik). Megjithatë, aktualisht, njerëzit po mbyllin intensivisht ciklin e substancave, duke përfshirë karbonin. Për shembull, vlerësohet se biomasa totale e të gjitha kafshëve shtëpiake tashmë tejkalon biomasa e të gjitha kafshëve të egra tokësore. Sipërfaqet e bimëve të kultivuara po i afrohen zonave të biogjeocenozave natyrore dhe shumë ekosisteme kulturore janë dukshëm superiore ndaj atyre natyrore në produktivitetin e tyre, të rritur vazhdimisht nga njerëzit.[...]
Hyrja në trupat ujorë me ujëra të zeza, fosfati ngop dhe nganjëherë mbingop sistemet e tyre ekologjike. Fosfori në kushte natyrore kthehet në tokë pothuajse vetëm me jashtëqitje dhe pas ngordhjes së zogjve që hanë peshk. Shumica dërrmuese e fosfateve formojnë sedimente të poshtme dhe cikli hyn në fazën e tij më të ngadaltë. Vetëm proceset gjeologjike që ndodhin gjatë miliona viteve mund të rrisin depozitat e fosfatit oqeanik, pas së cilës fosfori mund të rifutet në ciklin e përshkruar.
Vlerat që karakterizojnë heqjen vjetore të sedimenteve nga çdo kontinent janë dhënë në tabelë. 17. Është e lehtë të shihet se humbja më e madhe e tokës është karakteristikë e Azisë - kontinentit me qytetërimet më të lashta dhe shfrytëzimin më të gjerë të tokës. Megjithëse shpejtësia e procesit është e ndryshueshme, gjatë periudhave të aktivitetit minimal gjeologjik, akumulimi i lëndëve ushqyese minerale të tretura ndodh në ultësira dhe në oqeane në kurriz të zonave më të larta. Në këtë rast, mekanizmat lokalë të kthimit biologjik bëhen veçanërisht të rëndësishëm, falë të cilëve humbja e substancave nuk e kalon furnizimin e tyre nga shkëmbinjtë themelorë (kjo u diskutua kur merret parasysh cikli i kalciumit). Me fjalë të tjera, sa më gjatë të mbeten elementët vitalë në një zonë të caktuar, duke u përdorur vazhdimisht nga brezat e njëpasnjëshëm të organizmave, aq më pak material i ri do të kërkohet nga jashtë. Fatkeqësisht, siç e kemi theksuar tashmë në pjesën për fosforin, njeriu shpesh e prish këtë ekuilibër, zakonisht pa dashje, por thjesht sepse nuk e kupton plotësisht kompleksitetin e simbiozës midis jetës dhe lëndës inorganike që është zhvilluar gjatë shumë mijëvjeçarëve. Për shembull, tani supozohet (megjithëse kjo nuk është vërtetuar ende) se digat që pengojnë hyrjen e salmonit në lumenj për të pjellë çojnë në një rënie jo vetëm të numrit të salmonit, por edhe të rrezikuar nga zhdukja e peshkut, gjahut dhe madje një rënie të prodhimit të lëndës drusore. në disa rajone veriore të Shteteve të Bashkuara Perëndimore. Kur salmoni pjell dhe vdes në brendësi të tokës, ata lënë pas një furnizim me lëndë ushqyese të vlefshme të kthyera nga deti. Heqja e masave të mëdha të drurit nga pylli (pa mineralet e përfshira në të kthehen në tokë, ndryshe nga ajo që ndodh në natyrë kur dekompozohen pemët e rrëzuara) padyshim që varfëron edhe malësitë, zakonisht në situatat kur kjo mungon njëri është i varfër.[...]
Funksioni i pestë është aktiviteti biogjeokimik i njerëzimit, duke mbuluar një sasi gjithnjë në rritje të lëndës në koren e tokës për nevojat e industrisë, transportit dhe bujqësisë. Ky funksion zë një vend të veçantë në historinë e globit dhe meriton vëmendje dhe studim të kujdesshëm. Kështu, e gjithë popullata e gjallë e planetit tonë - materia e gjallë - është në një cikël të vazhdueshëm elementesh kimike biofile. Cikli biologjik i substancave në biosferë shoqërohet me një cikël të madh gjeologjik (Fig. 12.20).[...]
Një proces tjetër që nxit karbonin është formimi i humusit nga saprofagët dhe mineralizimi i mëpasshëm i substancës nga kërpudhat dhe bakteret. Ky është një proces shumë i ngadaltë, shpejtësia e të cilit përcaktohet nga sasia e oksigjenit, përbërja kimike e tokës dhe temperatura e saj. Me mungesë oksigjeni dhe aciditet të lartë, karboni grumbullohet në torfe. Procese të ngjashme në epokat e largëta gjeologjike formuan depozita të qymyrit dhe naftës, të cilat ndaluan procesin e ciklit të karbonit.[...]
Si shembull, merrni parasysh rolin mjedisor-formues të një ekosistemi pyjor. Produktet pyjore dhe biomasa janë rezerva të lëndës organike dhe energjisë së akumuluar të krijuar gjatë fotosintezës nga bimët. Shpejtësia e fotosintezës përcakton shkallën e përthithjes së dioksidit të karbonit dhe lëshimit të oksigjenit në atmosferë. Kështu, kur formohet 1 ton produkte bimore, mesatarisht përthithen 1,5-1,8 ton CO2 dhe çlirohen 1,2-1,4 ton 02 Biomasa, përfshirë lëndën organike të vdekur, është rezervuari kryesor i karbonit biogjen. Një pjesë e kësaj lënde organike hiqet nga cikli për një kohë të gjatë, duke formuar depozitime gjeologjike.[...]
Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) - shkencëtar i madh rus, akademik, themelues i biogjeokimisë dhe studimit të biosferës. Ai konsiderohet me të drejtë një nga universalistët më të mëdhenj në shkencën botërore. Interesat shkencore të V.I. Vernadsky janë jashtëzakonisht të gjera. Ai dha kontribut të rëndësishëm në mineralogji, gjeokimi, radiogjeologji, kristalografi; kreu studimet e para të modeleve të përbërjes, strukturës dhe migrimit të elementeve dhe strukturave ndërvepruese të kores së tokës, hidrosferës dhe atmosferës. Në vitin 1923, ai formuloi një teori për rolin udhëheqës të organizmave të gjallë në proceset gjeokimike. Në vitin 1926, në librin "Biosfera" V.I. Vernadsky parashtroi një koncept të ri të biosferës dhe rolin e materies së gjallë në qarkullimin kozmik dhe tokësor të substancave. Transformimet e natyrës si rezultat i veprimtarisë njerëzore shihen nga V.I. Vernadsky si një proces i fuqishëm planetar ("Mendimi shkencor si një fenomen gjeologjik", 1936) dhe si mundësia e rritjes së biosferës në noosferë - sferën e mendjes.
Të gjitha substancat në planetin tonë janë në proces qarkullimi. Energjia diellore shkakton dy cikle substancash në Tokë:
1) I madh (gjeologjik ose abiotik);
2) Të vogla (biotike, biogjene ose biologjike).
Ciklet e materies dhe rrjedhat e energjisë kozmike krijojnë stabilitetin e biosferës. Cikli i lëndës së ngurtë dhe ujit që ndodh si rezultat i veprimit të faktorëve abiotikë (natyra e pajetë) quhet cikli i madh gjeologjik. Gjatë një cikli të madh gjeologjik (që zgjat miliona vjet), shkëmbinjtë shkatërrohen, gërryen, substancat treten dhe hyjnë në Oqeanin Botëror; ndodhin ndryshime gjeotektonike, rrëshqitje kontinentale dhe ngritja e shtratit të detit. Koha e ciklit të ujit në akullnajat është 8000 vjet, në lumenj - 11 ditë. Është cikli i madh që furnizon organizmat e gjallë me lëndë ushqyese dhe përcakton kryesisht kushtet e ekzistencës së tyre.
Cikli i madh gjeologjik në biosferë karakterizohet nga dy pika të rëndësishme:
a) kryhet gjatë gjithë zhvillimit gjeologjik të Tokës;
b) është një proces modern planetar që merr një rol udhëheqës në zhvillimin e mëtejshëm të biosferës.
Në fazën aktuale të zhvillimit njerëzor, si rezultat i ciklit të madh, ndotës të tillë si oksidet e squfurit dhe azotit, pluhuri dhe papastërtitë radioaktive transportohen gjithashtu në distanca të gjata. Zonat me gjerësi të butë të Hemisferës Veriore ishin më të kontaminuara.
Cikli i vogël, biogjenik ose biologjik i substancave ndodh në faza të ngurta, të lëngshme dhe të gazta me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë. Cikli biologjik, në krahasim me ciklin gjeologjik, kërkon më pak energji. Cikli i vogël është pjesë e një cikli të madh dhe ndodh në nivelin e biogjeocenozave (brenda ekosistemet) dhe qëndron në faktin se lëndët ushqyese të tokës, uji dhe karboni grumbullohen në lëndën bimore dhe shpenzohen për ndërtimin e trupit. Produktet e kalbjes së lëndës organike dekompozohen në përbërës minerale. Shiriti i vogël nuk është i mbyllur, e cila shoqërohet me rrjedhjen e substancave dhe energjisë në ekosistem nga jashtë dhe me lëshimin e disa prej tyre në ciklin e biosferës.
Shumë elementë kimikë dhe komponime të tyre përfshihen në ciklet e mëdha dhe të vogla, por më të rëndësishmit prej tyre janë ata që përcaktojnë fazën aktuale të zhvillimit të biosferës, të lidhur me aktivitetin ekonomik njerëzor. Këto përfshijnë xhiro karbonit, squfurit dhe azotit(oksidet e tyre - ndotësit kryesorë të ajrit), dhe gjithashtu fosfor (fosfatet janë ndotësi kryesor i ujërave kontinentale). Pothuajse të gjithë ndotësit konsiderohen të dëmshëm dhe klasifikohen si ksenobiotikët.
Aktualisht, ciklet e ksenobiotikëve - elemente toksike - kanë një rëndësi të madhe merkur (një ndotës ushqimor) produkte) dhe plumb (një përbërës i benzinës). Përveç kësaj, shumë substanca me origjinë antropogjene (DDT, pesticide, radionuklide, etj.) që shkaktojnë dëme në biotën dhe shëndetin e njeriut vijnë nga cikli i madh në atë të vogël.
Thelbi i ciklit biologjik qëndron në shfaqjen e dy proceseve të kundërta, por të ndërlidhura - krijimit lënda organike dhe ajo shkatërrimi substancë e gjallë.
Ndryshe nga xhiroja e madhe, xhiroja e vogël ka një kohëzgjatje të ndryshme: dallohen rrotullat e vogla sezonale, vjetore, shumëvjeçare dhe laike..
Çiklizmi i kimikateve nga mjedisi inorganik përmes vegjetacionit dhe kafshëve përsëri në mjedisin inorganik duke përdorur reaksionet kimike të energjisë diellore quhet cikli biogjeokimik .
E tashmja dhe e ardhmja e planetit tonë varet nga pjesëmarrja e organizmave të gjallë në funksionimin e biosferës. Në ciklin e substancave, lënda e gjallë ose biomasa kryen funksione biogjeokimike: gaz, përqendrim, redoks dhe biokimik.
Cikli biologjik ndodh me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë dhe konsiston në riprodhimin e lëndës organike nga inorganike dhe zbërthimin e kësaj organike në inorganike përmes zinxhirit trofik ushqimor. Intensiteti i proceseve të prodhimit dhe shkatërrimit në ciklin biologjik varet nga sasia e nxehtësisë dhe lagështisë. Për shembull, shkalla e ulët e dekompozimit të lëndës organike në rajonet polare varet nga mungesa e nxehtësisë.
Një tregues i rëndësishëm i intensitetit të ciklit biologjik është shpejtësia e qarkullimit të elementeve kimike. Intensiteti karakterizohet indeks , e barabartë me raportin e masës së mbeturinave pyjore ndaj mbeturinave. Sa më i lartë të jetë indeksi, aq më i ulët është intensiteti i qarkullimit.
Indeksi në pyjet halore - 10 - 17; gjethegjerë 3 - 4; savana jo më shumë se 0.2; në pyjet tropikale tropikale jo më shumë se 0,1, d.m.th. Këtu cikli biologjik është më intensiv.
Rrjedha e elementeve (azoti, fosfori, squfuri) përmes mikroorganizmave është një rend i madhësisë më i lartë sesa përmes bimëve dhe kafshëve. Cikli biologjik nuk është plotësisht i kthyeshëm, ai është i lidhur ngushtë me ciklin biogjeokimik. Elementet kimike qarkullojnë në biosferë përgjatë rrugëve të ndryshme të ciklit biologjik:
absorbohen nga lënda e gjallë dhe ngarkohen me energji;
largohen nga materiet e gjalla, duke çliruar energji në mjedisin e jashtëm.
Këto cikle janë dy llojesh: cikli i substancave të gazta; cikli sedimentar (rezervë në koren e tokës).
Vetë xhirot përbëhen nga dy pjesë:
- fondi rezervë(kjo është pjesa e substancës që nuk është e lidhur me organizmat e gjallë);
- fondi celular (këmbim).(një pjesë më e vogël e substancës që lidhet me shkëmbimin e drejtpërdrejtë midis organizmave dhe mjedisit të tyre të afërt).
Makinat ndahen në:
Gyres lloj gazi me fond rezerve në koren e tokës (ciklet e karbonit, oksigjenit, azotit) - të aftë për vetërregullim të shpejtë;
Gyres lloji sedimentar me fond rezervë në koren e tokës (ciklet e fosforit, kalciumit, hekurit, etj.) - janë më inerte, pjesa më e madhe e substancës është në një formë "të paarritshme" për organizmat e gjallë.
Gyrat gjithashtu mund të ndahen në:
- mbyllur(qarkullimi i substancave të gazta, për shembull, oksigjeni, karboni dhe azoti, është një rezervë në atmosferën dhe hidrosferën e oqeanit, kështu që mungesa kompensohet shpejt);
- hapur(krijimi i një fondi rezervë në koren e tokës, për shembull, fosfori - prandaj humbjet kompensohen dobët, d.m.th. krijohet një deficit).
Baza e energjisë për ekzistencën e cikleve biologjike në Tokë dhe lidhja e tyre fillestare është procesi i fotosintezës.Çdo cikël i ri nuk është një përsëritje e saktë e atij të mëparshëm. Për shembull, gjatë evolucionit të biosferës, disa nga proceset ishin të pakthyeshme, duke rezultuar në formimin dhe akumulimin e sedimenteve biogjene, një rritje të sasisë së oksigjenit në atmosferë, ndryshime në raportet sasiore të izotopeve të një numri elementësh. , etj.
Qarkullimi i substancave zakonisht quhet ciklet biogjeokimike . Ciklet bazë biogjeokimike (biosferë) të substancave: cikli i ujit, cikli i oksigjenit, cikli i azotit(përfshirja e baktereve që fiksojnë azotin), cikli i karbonit(pjesëmarrja e baktereve aerobe; çdo vit rreth 130 ton karbon lëshohen në ciklin gjeologjik), cikli i fosforit(përfshirja e baktereve të tokës; 14 milion ton fosfor), cikli i squfurit, cikli i kationit të metalit.
Cikli i madh i substancave në natyrë shkaktohet nga bashkëveprimi i energjisë diellore me energjinë e thellë të Tokës dhe kryen rishpërndarjen e materies midis biosferës dhe horizonteve më të thella të Tokës.
Shkëmbinjtë sedimentarë, të formuar për shkak të gërryerjes së shkëmbinjve magmatikë, në zonat e lëvizshme të kores së tokës përsëri zhyten në një zonë me temperatura dhe presione të larta. Atje ata shkrihen dhe formojnë magmë - burimin e shkëmbinjve të rinj magmatikë. Pasi këta shkëmbinj ngrihen në sipërfaqen e tokës dhe i nënshtrohen proceseve të motit, ato shndërrohen përsëri në shkëmbinj të rinj sedimentarë. Cikli i ri nuk përsërit saktësisht të vjetrin, por prezanton diçka të re, e cila me kalimin e kohës çon në ndryshime shumë domethënëse.
Forca lëvizëse cikël i madh (gjeologjik). janë ekzogjene dhe endogjene proceset gjeologjike.
Proceset endogjene(proceset e dinamikës së brendshme) ndodhin nën ndikimin e energjisë së brendshme të Tokës, e çliruar si rezultat i kalbjes radioaktive, reaksioneve kimike të formimit të mineraleve, kristalizimit të shkëmbinjve etj. (për shembull, lëvizjet tektonike, tërmetet, magmatizmi , metamorfizëm).
Proceset ekzogjene(proceset e dinamikës së jashtme) ndodhin nën ndikimin e energjisë së jashtme të Diellit. Shembuj: gërryerja e shkëmbinjve dhe mineraleve, heqja e produkteve të shkatërrimit nga disa zona të kores së tokës dhe transferimi i tyre në zona të reja, depozitimi dhe grumbullimi i produkteve të shkatërrimit me formimin e shkëmbinjve sedimentarë. Tek Ex.pr. rel. aktiviteti gjeologjik i atmosferës, hidrosferës, si dhe organizmave të gjallë dhe njerëzve.
Format më të mëdha të tokës (kontinentet dhe pellgjet oqeanike) dhe format e mëdha (malet dhe fushat) u formuan për shkak të proceseve endogjene, dhe format e mesme dhe të vogla të tokës (luginat e lumenjve, kodrat, grykat, dunat, etj.) të mbivendosura në forma më të mëdha - për shkak të llogarisë të proceseve ekzogjene. Kështu, proceset endogjene dhe ekzogjene janë të kundërta. Të parat çojnë në formimin e formave të mëdha të relievit, të dytat në zbutjen e tyre.
Shembuj të ciklit gjeologjik. Shkëmbinjtë magmatikë shndërrohen në shkëmbinj sedimentarë si rezultat i motit. Në zonat lëvizëse të kores së tokës, ato zhyten thellë në Tokë. Aty, nën ndikimin e temperaturave dhe presioneve të larta, ato shkrihen dhe formojnë magmë, e cila duke u ngritur në sipërfaqe dhe duke u ngurtësuar, formon shkëmbinj magmatikë.
Një shembull i një cikli të madh është cikli i ujit ndërmjet tokës dhe oqeanit përmes atmosferës (Fig. 2.1).
Oriz. 2.1. Skema hidrologjike (klimatike) e pranuar përgjithësisht
cikli i ujit në natyrë
Lagështia që avullohet nga sipërfaqja e Oqeanit Botëror (i cili konsumon pothuajse gjysmën e energjisë diellore që arrin në sipërfaqen e Tokës) transferohet në tokë, ku bie në formën e reshjeve, të cilat kthehen në oqean në formën e sipërfaqes dhe nëntokës. rrjedhje. Cikli i ujit ndodh edhe sipas një skeme më të thjeshtë: avullimi i lagështisë nga sipërfaqja e oqeanit - kondensimi i avullit të ujit - reshjet në të njëjtën sipërfaqe ujore të oqeanit.
Cikli i ujit në tërësi luan një rol të madh në formimin e kushteve natyrore në planetin tonë. Duke marrë parasysh transpirimin e ujit nga bimët dhe thithjen e tij në ciklin biogjeokimik, i gjithë furnizimi me ujë në Tokë prishet dhe rikthehet në 2 milionë vjet.
Kështu, cikli gjeologjik i substancave ndodh pa pjesëmarrjen e organizmave të gjallë dhe rishpërndan substancat midis biosferës dhe shtresave më të thella të Tokës.
Para shfaqjes së biosferës, kishte tre cikle të materies në Tokë: cikli mineral - lëvizja e produkteve magmatike nga thellësia në sipërfaqe dhe mbrapa; cikli i gazit - qarkullimi i masave ajrore të ngrohura periodikisht nga dielli,cikli i ujit - avullimi i ujit dhe bartja e tij nga masat ajrore, reshjet (shiu, bora). Këto tre cikle bashkohen me një term të vetëm - cikli gjeologjik (abiotik). Me ardhjen e jetës, ciklet e gazit, mineraleve dhe ujit u plotësuan nga cikli biotik (biogjenik). - cikli i elementeve kimike të kryera nga aktiviteti jetësor i organizmave. Bashkë me atë gjeologjike një të vetme cikli biogjeokimik substancave në Tokë.
Cikli gjeologjik.
Rreth gjysma e energjisë diellore që arrin në sipërfaqen e Tokës shpenzohet në avullimin e ujit, gërryerjen e shkëmbinjve, shpërbërjen e mineraleve, lëvizjen e masave ajrore dhe bashkë me to avujt e ujit, pluhurin dhe grimcat e ngurta të motit.
Lëvizja e ujit dhe erës çon në erozionin e tokës, lëvizjen, rishpërndarjen dhe akumulimin e reshjeve mekanike dhe kimike në hidrosferë dhe litosferë. Ky cikël po ndodh edhe sot.
Me interes të madh cikli i ujit. Përafërsisht 3,8 10 14 ton ujë avullohet nga hidrosfera në një vit, dhe vetëm 3,4 10 14 ton ujë kthehet me reshje në guaskën ujore të Tokës. Pjesa që mungon bie në tokë. Në total, rreth 1 10 14 ton reshje bien në tokë dhe afërsisht 0.6 10 14 ton ujë avullohet. Uji i tepërt i formuar në litosferë derdhet në liqene dhe lumenj, dhe më pas në Oqeanin Botëror (Fig. 2.4). Rrjedhja sipërfaqësore është afërsisht 0,2 10 14 ton, pjesa e mbetur prej 0,2 10 14 ton ujë hyn në akuiferët nëntokësor, nga ku uji derdhet në lumenj, liqene dhe oqean, dhe gjithashtu plotëson rezervuarët e ujërave nëntokësore.
cikli biotik. Ai bazohet në proceset e sintezës së substancave organike me shkatërrimin e tyre të mëvonshëm në mineralet origjinale. Proceset e sintezës dhe shkatërrimit të substancave organike janë themeli i ekzistencës së lëndës së gjallë dhe tipari kryesor i funksionimit të biosferës.
Aktiviteti jetësor i çdo organizmi është i pamundur pa metabolizmin me mjedisin. Në procesin e metabolizmit, trupi konsumon dhe asimilon substancat e nevojshme dhe lëshon produkte të mbeturinave, madhësia e planetit tonë nuk është e pafundme, dhe në fund të fundit të gjitha substancat e dobishme do të përpunohen në mbeturina të padobishme. Sidoqoftë, në procesin e evolucionit, u gjet një zgjidhje e shkëlqyeshme: përveç organizmave që mund të ndërtojnë lëndë të gjallë nga lënda jo e gjallë, u shfaqën organizma të tjerë që e zbërthejnë këtë lëndë organike komplekse në minerale fillestare, të gatshme për përdorim të ri. "E vetmja mënyrë për t'i dhënë një sasi të kufizuar vetitë e pafundësisë," shkroi V.R. Williams, duhet ta bëjë atë të rrotullohet përgjatë një kurbë të mbyllur."
Mekanizmi i ndërveprimit midis natyrës së gjallë dhe të pajetë konsiston në përfshirjen e lëndës së pajetë në sferën e jetës. Pas një sërë transformimesh të lëndës së pajetë në organizmat e gjallë, ajo kthehet në gjendjen e mëparshme origjinale. Një cikël i tillë është i mundur për shkak të faktit se organizmat e gjallë përmbajnë të njëjtat elemente kimike si natyra e pajetë.
Si ndodh ky cikël? V.I. Vernadsky vërtetoi se konverteri kryesor i energjisë që vjen nga hapësira (kryesisht diellore) është lënda e gjelbër e bimëve. Vetëm ata janë të aftë të sintetizojnë përbërjet organike parësore nën ndikimin e energjisë diellore. Shkencëtari llogariti se sipërfaqja totale e lëndës së gjelbër të bimëve që thith energjinë, në varësi të kohës së vitit, varion nga 0,86 në 4,2% të sipërfaqes së Diellit. Në të njëjtën kohë, sipërfaqja e Tokës
Kafshët ushqimi i të cilave janë bimët ose kafshët e tjera sintetizojnë përbërje të reja organike në trupin e tyre.
Mbetjet e kafshëve dhe bimëve shërbejnë si ushqim për krimbat, kërpudhat dhe mikroorganizmat, të cilët përfundimisht i shndërrojnë ato në mineralet origjinale, duke çliruar dioksid karboni. Këto minerale shërbejnë sërish si lëndë e parë fillestare për krijimin e përbërjeve organike parësore nga bimët. Kështu rrethi mbyllet dhe fillon një lëvizje e re e atomeve.
Në të njëjtën kohë, cikli i substancave nuk është absolutisht i mbyllur. Disa nga atomet largohen nga cikli, fiksohen dhe organizohen nga forma të reja të organizmave të gjallë dhe produktet e aktivitetit të tyre jetësor. Duke depërtuar në litosferë, hidrosferë dhe troposferë, organizmat e gjallë kanë prodhuar dhe po prodhojnë një punë të madhe gjeokimike për lëvizjen dhe rishpërndarjen e substancave ekzistuese dhe krijimin e të rejave. Ky është thelbi i zhvillimit progresiv të biosferës, pasi kjo zgjeron fushën e cikleve biogjeokimike dhe forcon biosferën. Siç vuri në dukje V.I. Vernadsky, në biosferë ekziston një lëvizje e vazhdueshme biogjene e atomeve në formën e "vorbullave".
Ndryshe nga ai gjeologjik, cikli biotik karakterizohet nga konsumi i parëndësishëm i energjisë. Siç u përmend tashmë, rreth 1% e energjisë diellore që arrin në sipërfaqen e Tokës shpenzohet për krijimin e lëndës organike parësore. Kjo energji është e mjaftueshme për funksionimin e proceseve më komplekse biogjeokimike në planet.
Qarkullimi gjeologjik substancat kanë shpejtësinë më të madhe në drejtimin horizontal ndërmjet tokës dhe detit. Kuptimi i qarkullimit të madh është se shkëmbinjtë i nënshtrohen shkatërrimit, motit dhe produkteve të motit, përfshirë lëndët ushqyese të tretshme në ujë, barten nga rrjedhat e ujit në Oqeanin Botëror me formimin e shtresave detare dhe kthehen në tokë vetëm pjesërisht, për shembull. , me reshje ose organizma të nxjerrë nga uji nga njerëzit. Më pas, për një periudhë të gjatë kohore, ndodhin ndryshime të ngadalta gjeotektonike - lëvizja e kontinenteve, ngritja dhe rënia e shtratit të detit, shpërthimet vullkanike etj., si rezultat i të cilave shtresat e formuara kthehen në tokë dhe procesi fillon përsëri. .
Cikli i madh gjeologjik i materies. Nën ndikimin e proceseve të zhveshjes ndodhin shkatërrimi dhe sedimentimi i shkëmbinjve. Formohen shkëmbinj sedimentarë. Në zonat me ulje të qëndrueshme (zakonisht në fundin e oqeanit), materiali i guaskës gjeografike hyn në shtresat e thella të Tokës. Më tej, nën ndikimin e temperaturës dhe presionit, ndodhin procese metamorfike, si rezultat i të cilave formohen shkëmbinj, substanca lëviz më afër qendrës së Tokës. Në thellësi të Tokës, në kushte temperaturash shumë të larta, ndodh magmatizmi: shkëmbinjtë shkrihen, ngrihen në formën e magmës përgjatë gabimeve në sipërfaqen e tokës dhe derdhen në sipërfaqe gjatë shpërthimeve. Kështu, ndodh cikli i materies. Cikli gjeologjik bëhet më i ndërlikuar nëse marrim parasysh shkëmbimin e materies me hapësirën e jashtme. Cikli i madh gjeologjik nuk është i mbyllur në kuptimin që një pjesë e materies që bie në zorrët e Tokës nuk del domosdoshmërisht në sipërfaqe, dhe anasjelltas, një grimcë që ngrihet gjatë një shpërthimi mund të mos ketë qenë kurrë në sipërfaqen e tokës më parë.
Burimet kryesore të energjisë për proceset natyrore në Tokë
Rrezatimi nga Dielli është burimi kryesor i energjisë në Tokë. Fuqia e tij karakterizohet nga konstanta diellore - sasia e energjisë që kalon nëpër një sipërfaqe njësi pingul me rrezet e diellit. Në një distancë prej një njësie astronomike (d.m.th., në orbitën e Tokës), kjo konstante është afërsisht 1370 W/m².
Organizmat e gjallë përdorin energjinë e Diellit (fotosintezë) dhe energjinë e lidhjeve kimike (kemosinteza). Kjo energji mund të përdoret në procese të ndryshme natyrore dhe artificiale. Një e treta e të gjithë energjisë reflektohet nga atmosfera, 0.02% përdoret nga bimët për fotosintezë, dhe pjesa tjetër përdoret për të mbajtur shumë procese natyrore - ngrohjen e tokës, oqeanit, atmosferës, lëvizjes së ajrit. wt. Ngrohja direkte nga rrezet e diellit ose shndërrimi i energjisë duke përdorur fotocela mund të përdoret për të gjeneruar energji elektrike (centralet diellore) ose për të kryer punë të tjera të dobishme. Në të kaluarën e largët, energjia e ruajtur në naftë dhe lloje të tjera të lëndëve djegëse fosile fitohej gjithashtu përmes fotosintezës.
Kjo energji e madhe çon në ngrohjen globale, sepse pasi të ketë kaluar nëpër procese natyrore ajo rrezatohet prapa dhe atmosfera nuk e lejon atë të shpëtojë.
2. Energjia e brendshme e Tokës; manifestimi - vullkanet, burimet e nxehta
18. Shndërrimet energjetike me origjinë biotike dhe abiotike
Në një ekosistem natyror funksional, mbetjet nuk ekzistojnë. Të gjithë organizmat, të gjallë apo të vdekur, janë potencialisht ushqim për organizmat e tjerë: një vemje ha gjeth, një mëllenjë ha vemjet, një skifteri mund të hajë një zog të zi. Kur bimët, vemjet, mëllenjat dhe skifterët vdesin, ato përpunohen nga ana e tyre nga dekompozuesit.
Të gjithë organizmat që përdorin të njëjtin lloj ushqimi i përkasin të njëjtit niveli trofik.
Organizmat në ekosistemet natyrore janë të përfshirë në një rrjet kompleks të shumë zinxhirëve ushqimorë të ndërlidhur. Një rrjet i tillë quhet rrjeta ushqimore.
Piramidat e rrjedhave të energjisë: Me çdo kalim nga një nivel trofik në tjetrin brenda një zinxhiri ushqimor ose rrjetë, punohet dhe energjia termike lëshohet në mjedis dhe sasia e energjisë me cilësi të lartë të përdorur nga organizmat në nivelin tjetër trofik zvogëlohet.
Rregulli 10%: Kur lëvizni nga një nivel trofik në tjetrin, 90% e energjisë humbet dhe 10% transferohet në nivelin tjetër.
Sa më i gjatë të jetë zinxhiri ushqimor, aq më shumë energji e dobishme humbet. Prandaj, gjatësia e zinxhirit ushqimor zakonisht nuk i kalon 4 - 5 hallka.
Energjia e sferës së peizazhit të Tokës:
1) energjia diellore: termike, rrezatuese
2) rrjedha e energjisë termike nga zorrët e Tokës
3) energjia e rrymave të baticës
4) energjia tektonike
5) asimilimi i energjisë gjatë fotosintezës
Cikli i ujit në natyrë
Cikli i ujit në natyrë është procesi i lëvizjes ciklike të ujit në biosferën e tokës. Ai përbëhet nga avullimi, kondensimi dhe reshjet (reshjet atmosferike avullohen pjesërisht, pjesërisht formon kullues dhe rezervuarë të përkohshëm dhe të përhershëm, pjesërisht depërton në tokë dhe formon ujërat nëntokësore), si dhe proceset e degazimit të mantelit: uji rrjedh vazhdimisht nga manteli. . uji është gjetur edhe në thellësi të mëdha.
Detet humbasin më shumë ujë për shkak të avullimit sesa marrin përmes reshjeve në tokë, situata është e kundërta. Uji qarkullon vazhdimisht në rruzullin tokësor, ndërsa sasia totale e tij mbetet e pandryshuar.
75% e sipërfaqes së Tokës është e mbuluar me ujë. Predha ujore e Tokës është hidrosfera. Pjesa më e madhe e tij është ujë i kripur nga detet dhe oqeanet, dhe një pjesë më e vogël është ujë i ëmbël nga liqenet, lumenjtë, akullnajat, ujërat nëntokësore dhe avujt e ujit.
Në tokë, uji ekziston në tre gjendje grumbullimi: të lëngët, të ngurtë dhe të gaztë. Pa ujë, organizmat e gjallë nuk mund të ekzistojnë. Në çdo organizëm, uji është mjedisi në të cilin ndodhin reaksionet kimike, pa të cilin organizmat e gjallë nuk mund të jetojnë. Uji është substanca më e vlefshme dhe thelbësore për jetën e organizmave të gjallë.
Ekzistojnë disa lloje të cikleve të ujit në natyrë:
Cikli i Madh, ose Global, - avulli i ujit i formuar mbi sipërfaqen e oqeaneve bartet nga erërat në kontinente, bie atje në formën e reshjeve dhe kthehet në oqean në formën e rrjedhjes. Në këtë proces, cilësia e ujit ndryshon: me avullimin, uji i kripur i detit kthehet në ujë të ëmbël dhe uji i ndotur pastrohet.
Cikli i vogël ose oqeanik - avujt e ujit të formuar mbi sipërfaqen e oqeanit kondensohen dhe bien si reshje përsëri në oqean.
Cikli intrakontinental - uji që ka avulluar mbi sipërfaqen e tokës përsëri bie në tokë në formën e reshjeve.
Në fund, sedimentet në procesin e lëvizjes përsëri arrijnë në Oqeanin Botëror.
Shkalla e transferimit të llojeve të ndryshme të ujit ndryshon shumë, dhe periudhat e rrjedhjes dhe periudhat e rinovimit të ujit janë gjithashtu të ndryshme. Ato ndryshojnë nga disa orë në disa dhjetëra mijëra vjet. Lagështia atmosferike, e cila formohet nga avullimi i ujit nga oqeanet, detet dhe toka dhe ekziston në formën e reve, rinovohet mesatarisht çdo tetë ditë.
Ujërat që përbëjnë organizmat e gjallë rikthehen brenda pak orësh. Kjo është forma më aktive e shkëmbimit të ujit. Periudha e rinovimit të rezervave ujore në akullnajat malore është rreth 1600 vjet, në akullnajat e vendeve polare është shumë më e gjatë - rreth 9700 vjet.
Rinovimi i plotë i ujërave të Oqeanit Botëror ndodh në rreth 2700 vjet.
Efektet e ndërveprimit midis rrezatimit diellor, tokës në lëvizje dhe rrotulluese.
Në këtë çështje duhet të merret parasysh ndryshueshmëria sezonale: dimër/verë. Përshkruani se për shkak të rrotullimit dhe lëvizjes së Tokës, rrezatimi diellor arrin në mënyrë të pabarabartë, që do të thotë se kushtet klimatike ndryshojnë me gjerësinë gjeografike.
Toka është e prirur nga rrafshi ekliptik me 23.5 gradë.
Rrezet kalojnë në kënde të ndryshme. Bilanci i rrezatimit. Është e rëndësishme jo vetëm sa merr, por edhe sa humbet dhe sa mbetet, duke marrë parasysh albedon.
Qendrat e veprimit të atmosferës
Zona të mëdha të presionit të vazhdueshëm të lartë ose të ulët të lidhur me qarkullimin e përgjithshëm të atmosferës - qendrat e veprimit atmosferik. Ato përcaktojnë drejtimin dominues të erërave dhe shërbejnë si qendra për formimin e llojeve gjeografike të masave ajrore. Në hartat sinoptike ato shprehen si vija të mbyllura - izobare.
Arsyet: 1) heterogjeniteti i Tokës;
2) dallimi në fizik vetitë e tokës dhe ujit (kapaciteti i nxehtësisë)
3) dallimi në albedo sipërfaqësore (R/Q): ujë – 6%, baraz. pyjet – 10-12%, pyjet e gjera – 18%, livadhore – 22-23%, bora – 92%;
4) Coriolis F
Kjo shkakton OCA.
Qendrat e veprimit të atmosferës:
● të përhershme– kanë presion të lartë ose të ulët gjatë gjithë vitit:
1. brezi i ulët ekuatorial presioni, boshti i të cilit migron disi nga ekuatori duke ndjekur Diellin drejt hemisferës verore - Depresioni ekuatorial (arsye: një sasi e madhe Q dhe oqeanet);
2. përgjatë një brezi subtropikal të lartësisë. presion në veri dhe Yuzh. hemisferat; disa migrojnë gjatë verës në zonat më të larta subtropikale. gjerësi, në dimër - në ato më të ulëta; ndahen në një seri oqeanike anticiklonet: në veri. hemisferat - anticikloni i Azores (veçanërisht në verë) dhe Havai; në jug - indian jugor, Paqësor jugor dhe Atlantik Jugor;
3. zonat e rënies. presioni mbi oqeanet në gjerësi të larta të zonave të buta: në veri. hemisferat - islandeze (veçanërisht në dimër) dhe minimumet aleutiane, në jug - një unazë e vazhdueshme me presion të ulët që rrethon Antarktidën (50 0 S);
4. zonat e rritura presion mbi Arktik (sidomos në dimër) dhe Antarktidë - anticiklone;
● sezonale– mund të gjurmohen si zona me presion të lartë ose të ulët gjatë një sezoni, duke ndryshuar në një sezon tjetër në qendrën e veprimit të atmosferës së shenjës së kundërt. Ekzistenca e tyre shoqërohet me një ndryshim të mprehtë gjatë vitit të temperaturës së sipërfaqes së tokës në raport me temperaturën e sipërfaqes së oqeaneve; Mbinxehja verore e tokës krijon kushte të favorshme për formimin e zonave të ulëta këtu. presion, hipotermi dimërore - për zonat më të larta presioni. Në veri hemisferat në zonat më të larta të dimrit. Presionet përfshijnë majat aziatike (siberiane) me qendër në Mongoli dhe majat kanadeze, dhe majat e Australisë së Jugut, Amerikës së Jugut dhe Afrikës së Jugut. Zonat e ulëta të verës presioni: në veri hemisferat - Minimumet e Azisë Jugore (ose Azisë Perëndimore) dhe të Amerikës së Veriut, në Jug. - Uljet e Australisë, Amerikës së Jugut dhe Afrikës së Jugut).
Qendrat e veprimit atmosferik karakterizohen nga një lloj moti i caktuar. Prandaj, ajri këtu fiton relativisht shpejt vetitë e sipërfaqes së poshtme - i nxehtë dhe i lagësht në Depresionin Ekuatorial, i ftohtë dhe i thatë në Anticiklonin Mongol, i ftohtë dhe i lagësht në Ultësirën Islandeze, etj.
Shkëmbimi planetar i nxehtësisë dhe shkaqet e tij
Karakteristikat kryesore të shkëmbimit planetar të nxehtësisë. Energjia diellore e absorbuar nga sipërfaqja e globit shpenzohet më pas për avullimin dhe transferimin e nxehtësisë nga rrjedhat e turbullta. Mesatarisht, rreth 80% e të gjithë planetit shkon në avullim, dhe 20% e mbetur e nxehtësisë totale shkon në shkëmbim të turbullt të nxehtësisë.
Proceset e shkëmbimit të nxehtësisë dhe ndryshimet në gjerësinë gjeografike të përbërësve të tij në oqean dhe në tokë janë shumë unike. E gjithë nxehtësia e thithur nga toka në pranverë dhe verë humbet plotësisht në vjeshtë dhe dimër; me një buxhet të balancuar vjetor të ngrohjes, prandaj rezulton të jetë zero kudo.
Në Oqeanin Botëror, për shkak të kapacitetit të lartë të nxehtësisë së ujit dhe lëvizshmërisë së tij, nxehtësia akumulohet në gjerësi të ulëta, nga ku me rryma transferohet në gjerësi të larta, ku konsumi i tij tejkalon furnizimin e tij. Në këtë mënyrë mbulohet deficiti i krijuar në shkëmbimin e nxehtësisë së ujit me ajrin.
Në zonën ekuatoriale të Oqeanit Botëror, me një sasi të madhe të rrezatimit diellor të absorbuar dhe konsum të reduktuar të energjisë, buxheti vjetor i ngrohjes ka vlera maksimale pozitive. Me largësinë nga ekuatori, buxheti vjetor pozitiv i nxehtësisë zvogëlohet për shkak të rritjes së komponentëve të konsumit të shkëmbimit të nxehtësisë, kryesisht avullimit. Me kalimin nga tropikët në gjerësi të butë, buxheti i ngrohjes bëhet negativ.
Brenda tokës, e gjithë nxehtësia e marrë në periudhën pranverë-verë shpenzohet në periudhën vjeshtë-dimër. Gjatë historisë së gjatë të Tokës, ujërat e Oqeanit Botëror kanë grumbulluar një sasi të madhe nxehtësie të barabartë me 7.6 * 10^21 kcal. Akumulimi i një mase kaq të madhe shpjegohet me kapacitetin e lartë të nxehtësisë së ujit dhe përzierjen e tij intensive, gjatë së cilës ndodh një rishpërndarje mjaft komplekse e nxehtësisë në trashësinë e oqeanosferës. Kapaciteti i nxehtësisë i të gjithë atmosferës është 4 herë më i vogël se ai i një shtrese uji prej dhjetë metrash në Oqeanin Botëror.
Përkundër faktit se pjesa e energjisë diellore që shkon në shkëmbimin e turbullt të nxehtësisë midis sipërfaqes së Tokës dhe ajrit është relativisht e vogël, ajo është burimi kryesor i ngrohjes së pjesës afër sipërfaqes së atmosferës. Intensiteti i këtij shkëmbimi të nxehtësisë varet nga ndryshimi i temperaturës midis ajrit dhe sipërfaqes së poshtme (ujit ose tokës). Në gjerësitë e ulëta të planetit (nga ekuatori deri në gjerësinë e dyzetë të të dy hemisferave), ajri nxehet kryesisht nga toka, e cila nuk është në gjendje të grumbullojë energjinë diellore dhe ia lë të gjithë nxehtësinë që merr atmosferës. Për shkak të shkëmbimit të turbullt të nxehtësisë, guaska e ajrit merr nga 20 deri në 40 kcal/cm^2 në vit, dhe në zonat me lagështi të ulët (Sahara, Arabi, etj.) - edhe më shumë se 60 kcal/cm^2. Ujërat në këto gjerësi akumulojnë nxehtësi, duke lëshuar vetëm 5-10 kcal/cm^2 në vit ose më pak në ajër në procesin e shkëmbimit të nxehtësisë së trazuar. Vetëm në zona të caktuara (zona e kufizuar) uji është mesatarisht më i ftohtë në vit dhe për këtë arsye merr nxehtësi nga ajri (në zonën ekuatoriale, në veriperëndim të Oqeanit Indian, si dhe në brigjet perëndimore të Afrikës dhe Amerikës së Jugut).
