Біогенні елементи та їх кругообіг

Поняття про ноосферу

Вернадський, розвиваючи вчення про біосферу, дійшов висновку, що в результаті виробничої і розумової діяльності людство стало геологічною силою, спроможною глобально впливати на всі природні процеси (в більшій частині неконтрольовано, а тому нерозумно) і навіть створювати умови виникнення нових глобальних процесів, не усвідомлюючи їх реальної загрози.

Новий етап еволюції біосфери під впливом розумової і виробничої діяльності людства він назвав ноосферою.

Перспективу розвитку ноосфери Вернадський вбачав у розумній виробничій і розумовій діяльності людства, яке б сформувало і неухильно виконувало засади раціонального природокористування, всіляко оберігало б природу – джерело засобів свого існування.

Він писав, що ноосфера – це історично останній стан біосфери, томущо, знищивши усталені взаємозв’язки і взаємообумовленості між компонентами біосфери, людство поставить себе поза можливістю існування в такій порушеній перетвореній системі.

Вернадський також звертав увагу на те, що ноосфера має величезне прискорення в своєму розвитку на відміну від біосфери, тому необхідно об’єднати зусилля всіх людей незалежно від національності, віросповідання, громадянства, аби біосфера перейшла в якісно новий стан планетної організованості.

Жива речовина біосфери пронизана енергією, завдяки якій вона стає активною, збирає і розподіляє одержану у вигляді сонячного проміння енергію, перетворює її у вільну енергію, здатну виконувати роботу.

Робота, яку виконують живі організми, полягає в переносі та розподілі хімічних елементів у біосфері, створенні нових тіл, завдяки чому значна частина атомів, з яких складається матерія земної поверхні, знаходиться в постійному кругообігу.

Кругообіг має кілька видів, які обумовлені різними факторами. Так, циркуляція повітряних мас в атмосфері, або кругообіг води відбуваються під впливом фізичних факторів (різниця тиску, t^о, рельєфу і т. ін.).

Обмін же речовин між живими організмами і ґрунтом, або водою відбувається за рахунок дії біохімічних факторів.

В першому випадку кругообіг називають геологічним, в другому – біологічним.

Обидва вони тісно пов’язані, однак, біологічний кругообіг більш значущий з точки зору формування зовнішнього виду Землі і є в цьому плані творчою силою.

Біологічний кругообіг речовин здійснюється трьома видами живих організмів: рослинами, тваринами, мікроорганізмами.

Рослини мають унікальну здібність синтезувати в своїх тканинах органічну речовину з неорганічних сполук (CO₂, N, O₂, H₂O) шляхом фотосинтезу під дією сонячного світла в хлорофілі:

6CO₂ + 6H₂O +674 ккал ^світло C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ↑

^хлороф

Тварини – споживачі органічної речовини, накопиченої в рослинах.

Мікроорганізми споживають відмерлі рослини і померлих тварин, мінералізуючи їхню органічну речовину, яка розкладається на прості хімічні елементи, і знову надходять до кругообігу, починаючи з живлення рослин.

Такий механізм розподілу хімічних елементів на Землі і їх розповсюдження був відпрацьований біосферою тому, що в далекі часи існувала відчутна невідповідність між доступністю і наявністю хімічних елементів в земній корі з одного боку і потребою в них ж. о. з іншого.

У формуванні і специфіці функціонування сучасних кругообігів хімічних елементів важливу роль зіграло накопичення в атмосфері сильного окислювача – О₂, основна частина якого надходить в атмосферу як побічний продукт фотосинтезу, який протікає в тканинах рослин.

Цей процес почався близько 1 млрд. років тому з появою фотосинтезуючих клітин.

Кругообіг кисню тісно пов’язаний з кругообігом вуглекислого газу, які в природі відбуваються таким чином:

в атмосферу в атмосферу

СО₂ О₂

виділення

поглинання поглинання

рослинами тваринами

ріст біомаси поглинання біомаси

рослин і накопичення

власної біомаси

відмирання біомаси і розкладання

накопичення в Землі до СО₂, О_2,

у вигляді солей СаСО₃ MgO, CaO, SO₂

MgCO₃; CaSO₄; MgSO₄; CaO

часткове розчинення солей водою і

надходження до рослин через коріння

а до тварин через воду

антропогенна діяльність СТЕС, авто

вулканічна діяльність

Кругообіг азоту. Фіксація азоту – перетворення газу N₂ у неорганічні і органічні сполуки - відбувається фізико-хімічним і біологічним шляхами. Основні азотофіксуючі живі організми – це бактерії, грибки, водорості. В процесі циклу продуцент – консумент - редуцент нітрати стають складовою частиною білків і нуклеїнових кислот. При відмиранні живі організми останні розкладаються редуцентами на складові N₂, NH₃, NO₂ і т. п. Потім ці сполуки іншими редуцентами розкладаються на свої складові N₂, H₂, O₂.

N_xO_y; NH₃ NH₃; N_xO_y

CH₃ONO

C₃H₇ONO

Кругообіг фосфору. В земній корі фосфор міститься ~ 1 %. Основне джерело його постачання – вулканічні і осадкові породи (апатити). Він добре розчинюється у воді, тому основний механізм його розповсюдження в біосфері здійснюється через водні розчини.

Щорічно в океан виноситься ~14000000 т Р. Швидкість зворотного переносу на суходіл з продуктами моря ~ 100000 т.

Дата добавления: 2014-01-07