Головна
Реферати » Реферати з біології » Кругообіг

Кругообіг

Киргизько-Російський (Слов'янський) Університет.

Реферат

За концепції сучасного природознавства.

Круговороти.

Виконав:

Студент групи М-1-99

Гавришев Єгор

Бішкек-1999

круговорот

Одне з чудових відкриттів геохімії полягає у встановленні того, що рух багатьох хімічних елементів здійснюється у вигляді кругових процесів - кругообігів. Саме ці елементи складають земну кору, рідку і газову оболонки нашої планети. Їх кругообіг можуть відбуватися на обмеженому просторі і протягом невеликих відрізків часу, а може охоплювати всю зовнішню частину планети і величезні періоди. При цьому малі кругообіги входять в більші, які у своїй сукупності складаються в колосальні біогеохімічні кругообіги. Вони тісно пов'язані з навколишнім середовищем.

У біосфері, як і в кожній екосистемі, постійно здійснюється кругообіг вуглецю, азоту, кисню, фосфору, сірки та інших хімічних елементів. Енергія надходить в екосистеми під час фотосинтезу, а розсіюється головним чином у вигляді тепла, коли організми використовують її для своєї життєдіяльності. Внаслідок безперервно відбуваються втрат енергії необхідно, щоб вона настільки ж безперервно надходила в екосистеми у вигляді енергії сонячного світла. На відміну від цього вода та елементи живлення роблять безперервний кругообіг.

Як вже було сказано, енергія протікає через біосферу, відбувається безперервний обмін енергією між Землею і космосом. Однак речовиною Земля і космос не обмінюються. Розрізняють два кругообігу - великий, або геологічний, малий (біологічний). Причому тільки малий кругообіг відбувається в межах біосфери. Дуже важливим елементом кругообігу є жива речовина, а "мотором", який "розкручує колесо кругообігу", є енергія Сонця.

Ніколи новий цикл круговороту не є точним повторенням старого, але обов'язково має щось нове, хай і дуже малопомітне.
Ці відмінності, поступово накопичуючись з кожним новим циклом, призводять до помітних змін. Таким чином і відбувається розвиток біосфери.


Кругообіг води

Вода - вельми поширена на Землі речовина. Майже 3/4 поверхні земної кулі вкриті водою, утворює океани, моря, річки, озера. Багато води знаходиться в газоподібному стані у вигляді пари в атмосфері; у вигляді величезних мас снігу і льоду лежить вона круглий рік на вершинах високих гір і в полярних країнах. У надрах землі також знаходиться вода, що просочує грунт і гірські породи.
Природна вода не буває абсолютно чистою. Найбільш чистої є дощова вода, але і вона містить незначні кількості різних домішок, які захоплює з повітря.

Дуже важливе значення для нашої планети має Кругообіг води.
Він складається з процесів, що мають різну протяжність - від обороту води протягом доби в результаті транспірірующей діяльності однієї рослини, всмоктуючого випавших атмосферних воду корінням і знову повертає її в атмосферу листям, до повільного руху величезних мас води , що зв'язує земну кору з гідросферою і атмосферою.

Кругообіг води на поверхні Землі складається з 520 тис. км випадає і такої ж маси випаровується води. При цьому на континентах випадає на рік 109 000 км, а випаровується 72000км. Різниця в 37 000 км і є цифрове значення повного річкового стоку. З поверхні Світового океану випаровується води більше (448000 км), ніж випадає опадів (441000 км).
Різниця покривається стоком річкових вод.

Величезний кругообіг води супроводжує процес творення органічної речовини. Виділяється рослинами кисень утворюється при реакції фотосинтезу за рахунок розщеплення води. Однак на фотосинтез витрачається всього близько 1% води, що проходить з грунту через рослини в атмосферу. Щоб виростити 1 ц пшениці, рослини повинні пропустити через себе не менш 10000кг води. За розрахунками О.П. Добродєєва, при формуванні общепланетарной біомаси усіх нині існуючих живих організмів у результаті фотосинтезу було розщеплено таку кількість води, яке в 3,5 рази більше кількості, що знаходиться у всіх річках світу.

Час, необхідний для проходження всієї води нашої планети через систему біологічного кругообігу, можна визначити наступним чином. Загальна маса води в зовнішніх оболонках Землі - земній корі, гідросфері і атмосфері, за даними А.П.Віноградова, становить 160000000 млрд. т. Маса води, захоплююча річний продукцією фотосинтезуючих організмів, близько 800 млрд.т / м. Період повного обороту всієї води в процесі утворення живої речовини приблизно 2 млн. років. Таким чином, вся величезна маса гідросфери
Землі за 2 млн. років проходить через рослинні організми, маса яких мізерно мала в порівнянні з водною оболонкою.

Кругові руху води не обмежуються поверхнею Землі.
Значна кількість води присутня в гірських породах у вигляді плівкових і порових вод, ще більше входить її до складу мінералів, що утворюються в зоні гіпергенезу. Всі глинисті мінерали, оксиди заліза і інші поширені в цій зоні з'єднання містять у своєму складі воду.
Підраховано, що в 16-ти кілометровій шарі земної кори міститься приблизно
200 млн. км води. Поступаючи в глибинні зони земної кори, пов'язані форми води поступово звільняються і включаються до метаморфічні, магматичні і гидротермічні процеси. З вулканічними газами і гарячими джерелами глибинні води надходять на поверхню.

КРУГОВОРОТ КИСНЮ.

Кисень - найпоширеніший елемент земної кори. У вільному стані він знаходиться в атмосферному повітрі, у зв'язаному вигляді входить до складу води, мінералів, гірських порід і всіх речовин, з яких побудовані організми рослин і тварин. Масова частка кисню в земній корі становить близько 47%.
Кисень - безбарвний газ, який не має запаху. Він трохи важчий за повітря.
Кисень відіграє винятково важливу роль у природі. За участю кисню відбувається одне з найважливіших життєвих процесів - дихання. Важливе значення має й інший процес, в якому бере участь кисень, - тління і гниття загиблих тварин і рослин; при цьому складні органічні речовини перетворюються на простіші (в кінцевому результаті в CO2, воду і азот), а останні знову вступають в загальний кругообіг речовин у природі.
Сталі в біосфері обсяги потоків кисню і кисневмісних сполук у сучасних умовах порушуються техногенними міграціями.
Промислові, побутові та сільськогосподарські відходи, скинуті в природні води (ріки, озера, моря, океани), пов'язують розчинений у воді кисень, що також порушує обсяги кисневих потоків у біосфері.
Забруднення грунтів, зведення лісів зменшує обмін киснем і діоксидом вуглецю між атмосферою і сушею. Однак запаси кисню на планеті невичерпні. Він входить до складу кристалічних граток мінералів і вивільняється з них за допомогою живої речовини. Тому для підтримки сталих обсягів кисневих потоків у біосфері необхідно збереження живої речовини як головної геохімічної сили.
Круговорот кисню пов'язує газову і рідку оболонки із земною корою. Його основні моменти: виділення вільного кисню при фотосинтезі, окислення хімічних елементів, надходження гранично окислених сполук у глибокі зони земної кори.і їх часткове відновлення, в тому числі за рахунок сполук вуглецю, винос оксиду вуглецю і води на поверхню земної кори і залучення їх у реакцію фотосинтезу.

КРУГОВОРОТ ВУГЛЕЦЮ.

Вуглець знаходиться в природі як у вільному стані, так і у вигляді численних сполук. Вільний вуглець зустрічається у вигляді алмазу і графіту.
З'єднання вуглецю дуже поширені. Крім викопного вугілля, у надрах
Землі знаходяться великі скупчення нафти, що представляє складну суміш різних вуглецевмісних сполук, переважно вуглеводнів.
Крім того рослинні і тваринні організми складаються з речовин, в утворенні яких головне участь бере вуглець. Таким чином, цей елемент - один з поширених на Землі, хоча загальне його вміст в земній корі становить всього близько 0,1%.
Вуглекислий газ поглинається рослинами-продуцентами і в процесі фотосинтезу перетворюється на вуглеводи, білки, ліпіди та інші органічні сполуки. Ці речовини з їжею використовують тварини-консументи.
Одночасно з цим в природі відбувається зворотний процес. Всі живі організми дихають, виділяючи вуглекислий газ, який надходить в атмосферу.
Мертві рослинні і тваринні залишки і екскременти тварин розкладаються
(минерализуются) мікроорганізмами-редуцентами. Кінцевий продукт мінералізації - вуглекислий газ - виділяється з грунту або водойм в атмосферу. Частина вуглецю накопичується в грунті у вигляді органічних сполук.
У морській воді вуглець міститься у вигляді вугільної кислоти і її розчинних солей, але накопичується він у формі карбонату кальцію CaCO3 (крейда, вапняки, корали). Частина вуглецю у вигляді карбонатів надовго виключається з кругообігу, утворюючи опади на дні водойм. Проте з плином часу в процесах гороутворення осадові маси піднімаються на поверхню у вигляді гірських порід. У результаті перетворень цих порід вуглець карбонатів знову втягується в круговорот. Вуглець надходить в атмосферу також з вихлопними газами автомашин, з димовими викидами заводів і фабрик.
У процесі кругообігу вуглецю в біосфері утворюються енергетичні ресурси - нафта, кам'яне вугілля, горючі гази, торф, деревина, які широко використовуються людиною. Всі ці речовини вироблені фотосинтезирующими рослинами за різний час. Вік лісів - десятки і сотні років; торфовищ - тисячі років; вугілля, нафти, газів - сотні мільйонів років. Слід враховувати, що деревина і торф - надолужуваних ресурси, тобто воспроизводящиеся за відносно короткі проміжки часу, а нафта, горючий газ і вугілля - ресурси непоправні.

КРУГОВОРОТ АЗОТУ.

Велика частина азоту знаходиться в природі у вільному стані. Вільний азот є головною складовою частиною повітря, який містить 78,2% азоту. Неорганічні сполуки азоту не зустрічаються в природі у великих кількостях, якщо не вважати натрієву селітру NaNO3, що утворить потужні пласти на

Сторінки: 1 2