КАТЕГОРІЇ:

Автомобілі Астрономія Біологія Географія Будинок і сад Інші мови інше Інформатика Історія Культура література логіка Математика Медицина металургія механіка Освіта Охорона праці Педагогіка політика право Психологія релігія риторика Соціологія Спорт Будівництво технологія туризм фізика Філософія фінанси хімія Креслення Екологія Економіка електроніка

Енергетичний баланс біосфери - співвідношення між поглинається і випромінюється енергією. Визначається приходом енергії Сонця і космічних променів, яка засвоюється рослинами під час фотосинтезу, частина перетворюється в інші види енергії і ще частина розсіюється в космічному просторі.

Кругообіг в біосфері - повторювані процеси перетворень і просторових переміщень речовин, що мають певне поступальний рух, що виражається в якісних і кількісних відмінностях окремих циклів.

Виділяють два види кругообігу:

- великий (геологічний) (круговорот речовин протікає від декількох тисяч до декількох мільйонів років, включаючи в себе такі процеси, як круговорот води і денудація суші. Денудація суші складається із загального вилучення речовини суші (52990 млн.т / рік), загального привноса речовини на сушу (4043 млн.т / рік) і становить 48947 млн.т / рік. Антропогенне втручання веде до прискорення денудации, приводячи, наприклад, до землетрусів в зонах водосховищ, побудованих в сейсмоактивних районах)

- малий (біотичний) (круговорот речовини відбувається на рівні біогеоценозу або біогеохімічного циклу)

3. Кругообіг найважливіших хімічних елементів в біосфері: вуглецю, азоту, фосфору, кисню.

Вуглець в біосфері часто представлений найбільш рухомий формою - C02. Джерелом є вулканічна діяльність, пов'язана з віковою дегазацією мантії і нижніх шарів земної кори.

Міграція C02 в біосфері Землі протікає двома шляхами:

1-й шлях закладається в поглинання його в процесі фотосинтезу з утворенням органічних речовин і подальшому похованні їх в літосфері у вигляді торфу, вугілля, гірських сланці, розсіяною органіки, осадових гірських порід. Так, в далекі геологічні епохи сотні млн. Років тому значна частина фотосинтетичного органічного речовини не використовувалася ні консументами, ні редуцентамі, а накопичувалася і поступово ховає під різними мінеральними опадами. Перебуваючи в породах млн. Років, цей детрит під дією високих t і P (процес метаморфизации) перетворювався в нафту, природний газ і вугілля (в залежності від вихідного матеріалу, тривалості та умов перебування в породах). Тепер в обмежених кількостях добувають це викопне паливо для забезпечення потреб в енергії, а спалюючи його, в певному сенсі завершують кругообіг вуглецю.

За 2-му шляху міграція З здійснюється створенням карбонатної системи в різних водоймах, де CO2 переходить в H2CO3, HCO31-, CO32-. Потім за допомогою розчиненого у воді кальцію відбувається осадження карбонатів CaCO3 біогенним і абіогенним шляхами. Виникають потужні товщі вапняків. Поряд з цим великим кругообігом вуглецю існує ще ряд малих його кругообігів на поверхні суші і в океані. В межах суші, де існують рослини, CO2 атмосфери поглинається в процесі фотосинтезу в денний час. У нічний час частина його виділяється рослинами у зовнішнє середовище. Із загибеллю рослин і тварин на поверхні відбувається окислення органічних речовин з утворенням CO2. Особливе місце в сучасному круговороті речовин займає масове спалювання органічних речовин і поступове зростання вмісту CO2 в атмосфері, пов'язане з ростом промислового виробництва і транспорту.

Азот.

При гнитті органічних речовин значна частина міститься в них азоту перетворюється в NH4, який під впливом що живуть у грунті тріфіцірующіх бактерій окислюється в азотну кислоту. Вона вступаючи в реакцію з перебувають у грунті карбонатами (наприклад з СаСО3), утворює нітрати:

2HN03 + СаСО3 à Са (NО3) 2 + СО2 + Н20

Деяка ж частина азоту завжди виділяється при гнитті у вільному вигляді в атмосферу. Вільний азот виділяється також при горінні органічних речовин, при спалювання дров, кам'яного вугілля, торфу. Крім того, існують бактерії, які при недостатньому доступі повітря можуть віднімати O2 від нітратів, руйнуючи їх із виділенням вільного азоту. Діяльність цих денитрифицирующих бактерій призводить до того, що частина азоту з доступної для зелених рослин форми (нітрати) переходить в недоступну (вільний азот). Т.ч., далеко не весь азот, який входив до складу загиблих рослин, повертається назад в грунт; частина його поступово виділяється в вільному вигляді. Постійне зменшення мінеральних азотних сполук давно мусила б призвести до повного припинення життя на Землі, якби в природі не існували процеси відшкодування втрати азоту. До таких процесів відносяться перш за все відбуваються в атмосфері електричні розряди, при яких завжди утвориться деяка кількість оксидів азоту; останні з водою дають азотну кислоту, перетворюючись в грунті в нітрати. Іншим джерелом потрапляння азотних сполук грунту є життєдіяльність так званих азотобактерій, здатних засвоювати атмосферний азот. Деякі з цих бактерій поселяються на коренях рослин із сімейства бобових, викликаючи утворення характерних потовщень - «бульбочок». Засвоюючи атмосферний азот, бульбочкові бактерії переробляють його в азотні сполуки, а рослини, у свою чергу, перетворюють останні у білки й інші складні речовини. Таким чином, в природі відбувається безперервний кругообіг азоту. Проте щорічно з врожаєм з полів збирають найбільш багаті білками частини рослин, наприклад зерно. Тому в грунт необхідно вносити добрива, відшкодовують в ній важливих елементів живлення рослин.

Фосфор входить до складу генів і молекул, що переносять енергію всередину клітин. У різних мінералах P міститься у вигляді неорганічного фосфатіона (PO43-). Фосфати розчинні у воді, але не летючий. Рослини поглинають PO43- з водного розчину і включають фосфор до складу різних органічних сполук, де він виступає в формі т.зв. органічного фосфату. За харчових ланцюгах P переходить від рослин до всіх інших організмів екосистеми. При кожному переході велика ймовірність окислення міститься P з'єднання в процесі клітинного дихання для отримання органічної енергії. Коли це відбувається, фосфат в складі сечі або її аналога знову надходить в навколишнє середовище, після чого знову може поглинатися рослинами і починати новий цикл. На відміну, наприклад, від CO2, який, де б він не виділявся в атмосферу, вільно переноситься в ній повітряними потоками, поки знову не засвоїться рослинами, у фосфору немає газової фази і, отже, немає «вільного повернення» в атмосферу. Потрапляючи в водойми, фосфор насичує, а іноді і перенасичує екосистеми. Зворотного шляху, по суті справи, немає. Щось може повернутися на сушу з допомогою рибоядних птахів, але це дуже невелика частина загальної кількості, що виявляється до того ж поблизу узбережжя. Океанічні відкладення фосфату з часом піднімаються над поверхнею води в результаті геологічних процесів, але це відбувається протягом мільйонів років.

Кисень. Кисень - найбільш активний газ. У межах біосфери відбувається швидкий обмін кисню середовища з живими організмами або їх залишками після загибелі.

У складі земної атмосфери кисень займає друге місце після азоту. Панівною формою знаходження кисню в атмосфері є молекула О2. Кругообіг кисню в біосфері дуже складний, оскільки він вступає в безліч хімічних сполук мінерального і органічного світів.

Вільний кисень сучасної земної атмосфери є побічним продуктом процесу фотосинтезу зелених рослин і його загальна кількість відображає баланс між продукуванням кисню і процесами окислення і гниття різних речовин. В історії біосфери Землі настав такий час, коли кількість вільного кисню досягло певного рівня і виявилося збалансованим таким чином, що кількість виробленого кисню стало рівним кількості поглинається кисню.

Дата додавання: 2015-01-19; переглядів: 147; Порушення авторських прав