Biogeokeemilised tsüklid ja tüübid

Jäätmete probleem on inimeste jaoks hirmutav asi erinevates maailma paikades. Harvad pole juhtumid, kui vaesed riigid neelavad kibeda tableti alla tööstusriikidest pärit jäätmete eksportimise sihtkohaks. Mitte ainult plastjäätmed, mida on looduslikult väga raske lagundada, kummitavad ka keemilisi ja mürgiseid jäätmeid.

Kuid maailmas on ka palju riike, kes suudavad neid jäätmeid taaskasutada ja millel on majanduslikku kasu. Kas teate, et loodus pakub ka organisme, mis on võimelised ümber töötlema kemikaale ja muid kemikaale, mida nimetatakse biogeokeemiliseks tsükliks. Mis on biogeokeemiline tsükkel ja millised on selle tüübid?

Biogeokeemiline tsükkel on kemikaalide ja muude elusolenditega seotud keemiliste ainete ringlussevõtt. Bio tähendab organisme või elusolendeid ja geo on kivi, õhk või vesi. Nii et üldiselt saab biogeokeemiat määratleda kui keemiliste elementide ringlust biootiliste komponentide keskkonnast ja tagasi keskkonda ning protsess toimub korduvalt ja lõpmatult.

Kui organism sureb, lagundatakse organismi kehas sisalduv orgaaniline materjal anorgaanilisteks aineteks ja suunatakse tagasi keskkonda. Seda biogeokeemilist tsüklit tuntakse ka kui toitainete tsüklit või toitainete tsüklit.

Biogeokeemiline tsükkel toimib materjalitsüklina, mis tagastab kõik keemilised elemendid, mida kõik maa peal on kasutanud, nii biootilised kui abiootilised komponendid, nii et elu maa peal saab säilitada.

Biogeokeemilisi tsükleid on 5 tüüpi, sealhulgas veeringe, fosforitsükkel, väävli-, lämmastiku- ja süsinikuringe.

Veeringe või hüdroloogia tsükkel

Veeringe ehk hüdroloogiline tsükkel on vee liikumine maakerast atmosfääri ja tagasi maapinnale, mis toimub pidevalt ringluse moodustamiseks. See veeringe toimub päikesevalguse käes, mis aurustab ookeanides, jõgedes ja järvedes vett, mida nimetatakse aurustumiseks.

Vesi muutub veeauruks ja tõuseb atmosfääri jääosakesteks või veepiiskadeks, seda seetõttu, et temperatuur atmosfääris on väga madal. Need veeosakesed moodustavad pilve, mida tuntakse kondensatsioonina. Kui õhk ei suuda neile veepiiskadele vastu pidada, langeb see vihma või lumena, mida nimetatakse sademeks.

(Loe ka: Keemia fikseeritud võrdluse seadus)

Osa sellest langevast veest neelavad taimed ja pinnas, osa seiskub maakera pinnal järvede või tiikide kujul, peale selle voolab osa jõgedesse ja ookeanidesse.

Fosfori tsükkel

Fosforitsükkel on fosfori liikumine atmosfäärist maapinnale ja tagasi atmosfääri, mis toimub pidevalt ringluse moodustamiseks. Fosforil on võime moodustada kõrge energiaga keemilisi sidemeid ja see fosfor on kõigi organismide energia muundumisel väga oluline.

Fosforitsükkel algab anorgaanilise fosfaadi olemasolust mullas, mille taimed omastavad. Taimi söövad loomad saavad fosforit söövatest taimedest. Lisaks lagundavad surnud taimed või loomad või loomade väljutamine, nii uriini kui ka fekaalid mullas bakterite lagundamise teel, orgaanilise fosfaadi anorgaaniliseks fosfaadiks, mis eraldub ökosüsteemi.

Vääveltsükkel

Järgmine biogeokeemiline tsükkel on väävli tsükkel. See on väävli liikumine atmosfäärist maapinnale ja tagasi atmosfääri, mis toimub pidevalt ringlust moodustades. Organismide kehas on väävel valgu koostisosa, samas kui looduses sisaldub kas väävel või väävel mullas mineraalainete kujul ja atmosfääris vääveldioksiidi kujul.

Gaasiline vääveldioksiid reageerib hapniku ja veega, moodustades väävelhappe, mis maapinnale kukkudes moodustab sulfaatioone ja taimed neelavad selle oma kehas valkude moodustamiseks. Nii et kui inimesed ja loomad söövad taimi, toimub taimest väävlielementide ülekandumine looma või inimese kehasse.

Lämmastikutsükkel

Lämmastikuringe on lämmastiku liikumine atmosfäärist maapinnale ja tagasi atmosfääri, mis toimub pidevalt ringluse moodustamiseks. Looduses eksisteerib lämmastik orgaaniliste ühendite kujul, nagu karbamiid, valk ja nukleiinhapped, või anorgaaniliste ühenditena, nagu ammoniaak, nitrit ja nitraat.

Lämmastikku pole vaja elementide, vaid ühendite kujul, millest üks on Maa atmosfäär, mis sisaldab 78 protsenti lämmastikku. See lämmastikuringe on jagatud mitmeks protsessiks, sealhulgas:

  • Fikseerimine, protsess, millega fikseeritakse või võetakse õhust vaba lämmastikku lämmastikuühenditesse, mida taimed saavad kasutada.
  • Ammoniseerimine - fikseeritud lämmastiku moodustamise protsess lämmastikust
  • Nitrifikatsioon - protsess, mis muudab ammooniumi nitraadiks nitrifitseerivatele bakteritele kuuluva nitraasi ensüümi toimel
  • Assimilatsioon, nitraadi kasutamise protsess taimede fotosünteesi protsessis
  • Denitrifikatsioon, lämmastiku tagasi õhku laskmise protsess

Süsinikuringe

See süsinikuringe algab taimede poolt CO2 kasutamisest ja fotosünteesi käigus muutub see orgaanilisteks ühenditeks, nimelt glükoosiks. Peale selle jaguneb glükoos tärkliseks ja muundatakse teisteks suhkruühenditeks, rasvadeks, valkudeks ja vitamiinideks. Taimede ja loomade hingamise käigus taastub CO2.

Loomad saavad pärast taimede söömist süsinikku ning lagundajad lagundavad surnud loomade ja taimede keha süsinikdioksiidiks, veeks ja mineraalideks. Tekkiv süsinikdioksiid eraldub atmosfääri, normaalses ökosüsteemis on tasakaal süsiniku ja hapniku ringluse vahel.