מעגל גיאולוגילחומרים יש את המהירות הגדולה ביותר בכיוון האופקי בין יבשה לים. המשמעות של מחזור גדול היא שסלעים נתונים להרס, בליה ותוצרי בליה, כולל חומרים מזינים מסיסים במים, נישאים בזרימת מים לאוקיאנוס העולמי עם היווצרות שכבות ימיות וחוזרים לקרקע רק באופן חלקי, למשל. , עם משקעים או עם אורגניזמים המופקים ממים על ידי בני אדם. לאחר מכן, לאורך תקופה ארוכה, מתרחשים שינויים גיאוטקטוניים איטיים - תנועת יבשות, עליית וצניחה של קרקעית הים, התפרצויות געשיות ועוד, וכתוצאה מכך השכבות שנוצרו חוזרות ליבשה והתהליך מתחיל מחדש.
מחזור גיאולוגי גדול של חומר. בהשפעת תהליכי דנודציה מתרחשים הרס של סלעים ושקיעה. נוצרים סלעי משקע. באזורים של שקיעה יציבה (בדרך כלל קרקעית האוקיינוס), החומר של המעטפת הגיאוגרפית נכנס לשכבות העמוקות של כדור הארץ. יתר על כן, בהשפעת הטמפרטורה והלחץ מתרחשים תהליכים מטמורפיים, כתוצאה מהם נוצרים סלעים, החומר מתקרב למרכז כדור הארץ. מאגמטיזם מתרחש בבטן כדור הארץ בטמפרטורות גבוהות מאוד: סלעים נמסים, עולים בצורת מאגמה לאורך תקלות אל פני כדור הארץ ונשפכים אל פני השטח במהלך התפרצויות. כך, מחזור החומר מתבצע. המחזור הגיאולוגי מסובך אם לוקחים בחשבון את חילופי החומר עם החלל החיצון. המחזור הגיאולוגי הגדול אינו סגור במובן זה שחלקיק חומר כלשהו שנפל לבטן כדור הארץ לא בהכרח יעלה לפני השטח, ולהיפך, חלקיק העולה במהלך התפרצות לעולם לא יכול היה להיות על פני כדור הארץ. לפני.
מקורות האנרגיה העיקריים של תהליכים טבעיים על פני כדור הארץ
קרינת השמש היא מקור האנרגיה העיקרי על פני כדור הארץ. כוחו מאופיין בקבוע השמש - כמות האנרגיה העוברת בשטח של יחידת שטח, בניצב לקרני השמש. במרחק של יחידה אסטרונומית אחת (כלומר, במסלול כדור הארץ), קבוע זה הוא בערך 1370 W/m².
אורגניזמים חיים משתמשים באנרגיה של השמש (פוטוסינתזה) ובאנרגיה של קשרים כימיים (כימוסינתזה). אנרגיה זו יכולה לשמש בתהליכים טבעיים ומלאכותיים שונים. שליש מכל האנרגיה משתקפת מהאטמוספירה, 0.02% משמשים את הצמחים לפוטוסינתזה, והשאר משמש לתמיכה בתהליכים טבעיים רבים - חימום כדור הארץ, האוקיינוס, האטמוספרה, תנועת האוויר. wt. חימום ישיר מקרני השמש או המרת אנרגיה באמצעות תאים פוטו-וולטאיים יכולים לשמש לייצור חשמל (תחנות כוח סולאריות) או לבצע עבודות שימושיות אחרות. בעבר הרחוק, האנרגיה שנאגרה בנפט ובדלקים מאובנים אחרים הושגה גם באמצעות פוטוסינתזה.
האנרגיה העצומה הזו מביאה להתחממות כדור הארץ, כי לאחר שעברה תהליכים טבעיים היא מוקרנת בחזרה והאטמוספירה לא מאפשרת לה לחזור.
2. אנרגיה פנימית של כדור הארץ; ביטוי - הרי געש, מעיינות חמים
18. טרנספורמציות אנרגטיות ממקור ביוטי ואביוטי
אין פסולת במערכת אקולוגית טבעית מתפקדת.כל האורגניזמים, חיים או מתים, יכולים להיות מזון עבור אורגניזמים אחרים: זחל אוכל עלים, קיכלי אוכל זחלים, נץ יכול לאכול קיכלי. כאשר הצמחים, הזחל, הקיכלי והנץ מתים, הם בתורם מעובדים על ידי מפרקים.
כל האורגניזמים שאוכלים את אותו סוג מזון שייכים לאותו סוג רמה טרופית.
אורגניזמים במערכות אקולוגיות טבעיות מעורבים ברשת מורכבת של שרשראות מזון רבות המחוברות זו לזו. רשת כזו נקראת מארג מזון.
פירמידות של זרימת אנרגיה:עם כל מעבר מרמה טרופית אחת לאחרת בתוך שרשרת המזון או רשת המזון, מתבצעת עבודה ואנרגיית חום משתחררת לסביבה, וכמות האנרגיה האיכותית המשמשת אורגניזמים מהרמה הטרופית הבאה פוחתת.
כלל 10%:כאשר עוברים מרמה טרופית אחת לאחרת, 90% מהאנרגיה אובדת, ו-10% מועברים לרמה הבאה.
ככל ששרשרת המזון ארוכה יותר, כך מתבזבזת יותר אנרגיה שימושית. לכן, אורך שרשרת המזון בדרך כלל אינו עולה על 4 - 5 חוליות.
אנרגטיה של כדור הנוף של כדור הארץ:
1) אנרגיה סולארית: תרמית, קורנת
2) זרימת האנרגיה התרמית מבטן כדור הארץ
3) האנרגיה של זרמי גאות ושפל
4) אנרגיה טקטונית
5) הטמעת אנרגיה במהלך פוטוסינתזה
מחזור המים בטבע
מחזור המים בטבע הוא תהליך של תנועה מחזורית של מים בביוספרה של כדור הארץ. הוא מורכב מאידוי, עיבוי ומשקעים (משקעים אטמוספריים מתאדים חלקית, יוצרים חלקית ניקוזים ומאגרים זמניים וקבועים, מחלחלים חלקית לקרקע ויוצרים מי תהום), וכן תהליכי פירוק מעטפת: מים זורמים ללא הרף מהמעטפת. מים נמצאו אפילו בעומקים גדולים.
הים מאבד יותר מים בגלל אידוי ממה שהם מקבלים עם משקעים, ביבשה המצב הפוך. מים מסתובבים ברציפות ברחבי העולם, בעוד שכמותם הכוללת נשארת ללא שינוי.
75% משטח כדור הארץ מכוסה במים. מעטפת המים של כדור הארץ היא ההידרוספירה. רובם הם המים המלוחים של הימים והאוקיינוסים, והחלק הקטן יותר הוא המים המתוקים של אגמים, נהרות, קרחונים, מי תהום ואדי מים.
על פני כדור הארץ, מים קיימים בשלושה מצבי צבירה: נוזלי, מוצק וגזי. יצורים חיים אינם יכולים להתקיים ללא מים. בכל אורגניזם, מים הם המדיום שבו מתרחשות תגובות כימיות, שבלעדיו אורגניזמים חיים לא יכולים לחיות. מים הם החומר היקר וההכרחי ביותר לחייהם של אורגניזמים חיים.
ישנם מספר סוגים של מחזורי מים בטבע:
מחזור גדול, או עולמי – אדי מים הנוצרים מעל פני האוקיינוסים נישאים על ידי רוחות ליבשות, נופלים שם בצורת משקעים וחוזרים אל האוקיינוס בצורת נגר. בתהליך זה משתנה איכות המים: בזמן האידוי הופכים מי ים מלוחים למים מתוקים, ומים מזוהמים מטוהרים.
מחזור קטן, או אוקיאני - אדי מים הנוצרים מעל פני האוקיינוס מתעבים ומשקעים בחזרה לאוקיינוס כמשקעים.
מחזוריות תוך יבשתית - מים שהתאדו מעל פני הקרקע שוב נופלים על היבשה בצורה של משקעים.
בסופו של דבר, המשקעים בתהליך התנועה מגיעים שוב אל האוקיינוסים.
קצב ההעברה של סוגי מים שונים משתנה מאוד, וגם תקופות הזרימה ותקופות חידוש המים שונות. הם נעים בין כמה שעות לכמה עשרות אלפי שנים. הלחות האטמוספרית, שנוצרת בהתאדות המים מהאוקיינוסים, הימים והיבשה וקיימת בצורת עננים, מתעדכנת בממוצע לאחר שמונה ימים.
המים המרכיבים אורגניזמים חיים משוחזרים תוך מספר שעות. זוהי הצורה הפעילה ביותר של החלפת מים. תקופת חידוש מאגרי המים בקרחוני ההרים היא כ-1,600 שנה, בקרחונים של מדינות הקוטב היא ארוכה בהרבה - כ-9,700 שנים.
חידוש מוחלט של מימי האוקיינוס העולמי מתרחש בעוד כ-2,700 שנים.
השפעות האינטראקציה של קרינת השמש, כדור הארץ נע ומסתובב.
בגיליון זה יש לקחת בחשבון את השונות העונתית: חורף/קיץ. תאר שבשל הסיבוב והתנועה של כדור הארץ, קרינת השמש מגיעה בצורה לא אחידה, מה שאומר שתנאי האקלים משתנים עם קו הרוחב.
כדור הארץ נוטה למישור האקליפטיקה ב-23.5 מעלות.
הקורות נעות בזוויות שונות. איזון קרינה. חשוב לא רק כמה מרוויחים, אלא גם כמה מפסידים, וכמה נשאר, תוך התחשבות באלבדו.
מרכזי פעולה אטמוספריים
אזורים גדולים של לחץ גבוה או נמוך מתמשך הקשורים למחזוריות הכללית של האטמוספירה - מרכזי הפעולה של האטמוספרה. הם קובעים את הכיוון השורר של הרוחות ומשמשים כמרכזים להיווצרות סוגים גיאוגרפיים של מסות אוויר. במפות סינופטיות הן מתבטאות בקווים סגורים - איזוברים.
הסיבות: 1) הטרוגניות של כדור הארץ;
2) ההבדל בפיזי. מאפיינים של אדמה ומים (קיבולת חום)
3) הבדל באלבדו פני השטח (R/Q): מים – 6%, שווה ערך. יערות - 10-12%, יערות רחבים - 18%, כרי דשא - 22-23%, שלג - 92%;
4) ו' קוריוליס
זה גורם ל-OCA.
מרכזי פעולה אטמוספריים:
● קבוע- בהם קיים לחץ גבוה או נמוך כל השנה:
1. רצועה משוונית למטה. לחץ, שצירו נודד מעט מקו המשווה בעקבות השמש לכיוון חצי כדור הקיץ - שקע משווני (סיבות: כמות גדולה של Q ואוקיינוסים);
2. על פס סובטרופי אחד מוגבה. לחץ בצפון. ויוז'. המיספרות; כמה נודדים בקיץ לסובטרופיים גבוהים יותר. קווי רוחב, בחורף - לנמוכים יותר; להתפרק למספר אוקיינוסים. אנטיציקלונים: בצפון. חצאי כדורים - אנטיציקלון אזורים (במיוחד בקיץ) והוואי; בדרום - דרום הודו, דרום האוקיינוס השקט ודרום האוקיינוס האטלנטי;
3. אזורים הורדו. לחץ מעל האוקיינוסים בקווי הרוחב הגבוהים של אזורים ממוזגים: בצפון. חצאי כדורים - איסלנדית (במיוחד בחורף) ושפל אלאוטי, בדרום - טבעת מתמשכת של לחץ נמוך המקיפה את אנטארקטיקה (50 0 S);
4. אזורי גידול. לחץ על הקוטב הצפוני (במיוחד בחורף) ואנטארקטיקה - אנטיציקלון;
● עוֹנָתִי- נראים כאזורים של לחץ גבוה או נמוך במהלך עונה אחת, המשתנים בעונה אחרת למרכז הפעולה של האווירה של הסימן הנגדי. קיומם קשור לשינוי חד במהלך השנה בטמפרטורה של פני היבשה ביחס לטמפרטורת פני האוקיינוסים; התחממות יתר בקיץ של הקרקע יוצרת תנאים נוחים להיווצרות אזורים נמוכים יותר כאן. לחץ, היפותרמיה בחורף - לאזורים של מוגבר. לַחַץ. הכל פנימה. חצי הכדור לאזורי החורף גדל. הלחצים כוללים את האסייתי (סיביר) עם מרכז במונגוליה ואת המקסימום הקנדי, במקסימום דרום - אוסטרליה, דרום אמריקה ודרום אפריקה. אזורי הקיץ נמוכים יותר לחץ: בסוו. המיספרות - שפל דרום אסיה (או מערב אסיה) וצפון אמריקה, בדרום. - שפל אוסטרלי, דרום אמריקה ודרום אפריקה).
מוקדי הפעולה של האטמוספירה טבועים בסוג מסוים של מזג אוויר. לכן האוויר כאן מקבל מהר יחסית את תכונות המשטח הבסיסי - חם ולח בשקע המשווני, קר ויבש באנטיציקלון המונגולי, קריר ולח בשפל האיסלנדי וכו'.
העברת חום פלנטרית והגורמים לה
התכונות העיקריות של העברת חום פלנטרית. אנרגיית השמש הנספגת על ידי פני הגלובוס מושקעת לאחר מכן על אידוי והעברת חום על ידי זרימות סוערות. אידוי לוקח בממוצע סביב כדור הארץ כ-80%, והעברת חום סוערת - 20% הנותרים מכלל החום.
תהליכי העברת החום והשינויים עם קו הרוחב הגיאוגרפי של מרכיביו באוקיינוס וביבשה הם ייחודיים מאוד. כל החום שסופג האדמה באביב ובקיץ אובד לחלוטין בסתיו ובחורף; עם תקציב חום שנתי מאוזן, לכן מתברר שהוא שווה לאפס בכל מקום.
באוקיינוס העולמי, בשל קיבולת החום הגבוהה של המים וניידותם בקווי רוחב נמוכים, מצטבר חום, משם הוא מועבר בזרמים לקווי רוחב גבוהים, שם ההוצאה שלו עולה על צריכתו. כך מכוסה המחסור שנוצר בחילופי החום של מים עם אוויר.
באזור המשווני של האוקיינוס העולמי, עם כמות גדולה של קרינת שמש נספגת וצריכת אנרגיה מופחתת, לתקציב החום השנתי יש ערכים חיוביים מקסימליים. עם המרחק מקו המשווה, תקציב החום החיובי השנתי פוחת עקב עלייה בחומרים מתכלים להעברת חום, בעיקר אידוי. עם המעבר מהאזורים הטרופיים לקווי הרוחב הממוזגים, תקציב החום הופך לשלילי.
בתוך האדמה, כל החום המתקבל בזמן האביב-קיץ עובר בתקופת הסתיו-חורף. במימי האוקיינוס העולמי, לאורך ההיסטוריה הארוכה של כדור הארץ, הצטברה כמות עצומה של חום השווה ל-7.6 * 10^21 קק"ל. הצטברות של מסה כה גדולה מוסברת על ידי קיבולת החום הגבוהה של המים והערבוב האינטנסיבי שלהם, שבמהלכו מתרחשת חלוקה מחדש מורכבת למדי של חום בעובי האוקיינוספירה. קיבולת החום של האטמוספירה כולה קטנה פי 4 מזו של שכבה של עשרה מטרים של מימי האוקיינוס העולמי.
למרות העובדה שחלקה של אנרגיית השמש המשמשת לחילופי חום סוערים בין פני כדור הארץ לאוויר קטן יחסית, היא מהווה את מקור החימום העיקרי של החלק הקרוב לפני השטח של האטמוספירה. עוצמת העברת החום תלויה בהפרש הטמפרטורה בין האוויר למשטח הבסיסי (מים או אדמה). בקווי הרוחב הנמוכים של כוכב הלכת (מקו המשווה ועד לקווי הרוחב הארבעים של שתי ההמיספרות), האוויר מתחמם בעיקר מהיבשה, שאינה מסוגלת לצבור אנרגיית שמש ומוציאה את כל החום שהוא מקבל לאטמוספירה. עקב העברת חום סוערת, מעטפת האוויר מקבלת מ-20 עד 40 קק"ל/ס"מ^2 בשנה, ובאזורים עם לחות נמוכה (סהרה, ערב וכו') אפילו יותר מ-60 קק"ל/ס"מ^2. המים בקווי הרוחב הללו צוברים חום, ומעניקים לאוויר בתהליך של חילופי חום סוערים רק 5-10 קק"ל/ס"מ^2 בשנה או פחות. רק באזורים מסוימים (אזור מצומצם) המים מתגלים כקרים יותר בממוצע בשנה ולכן מקבלים חום מהאוויר (באזור המשווני, בצפון מערב האוקיינוס ההודי, וכן מול החוף המערבי של אפריקה ודרום אמריקה).
מארג מזון
בדרך כלל, עבור כל חוליה בשרשרת, ניתן לציין לא אחת, אלא עוד כמה חוליות הקשורות אליה על ידי היחס "מזון - צרכן". אז, דשא נאכל לא רק על ידי פרות, אלא גם על ידי בעלי חיים אחרים, ופרות הן מזון לא רק לבני אדם. הקמת חוליות כאלה הופכת את שרשרת המזון למבנה מורכב יותר - מארג מזון.
רמה טרופית
הרמה הטרופית היא יחידה קונבנציונלית המציינת את המרחק מיצרנים בשרשרת הטרופית של מערכת אקולוגית נתונה. במקרים מסוימים, ברשת המזון, ניתן לקבץ קישורים בודדים לרמות באופן שהקישורים של רמה אחת פועלים לרמה הבאה רק כמזון. קיבוץ זה נקרא רמה טרופית.
מחזור של חומר ואנרגיה זורמים במערכות אקולוגיות
תזונה היא הדרך העיקרית להעברת חומרים ואנרגיה. אורגניזמים במערכת אקולוגית מקושרים על ידי משותף של אנרגיה וחומרים מזינים החיוניים לקיום חיים. מקור האנרגיה העיקרי של הרוב המכריע של האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ הוא השמש. אורגניזמים פוטוסינתטיים (צמחים ירוקים, ציאנובקטריה, כמה חיידקים) משתמשים ישירות באנרגיה של אור השמש. במקביל נוצרים חומרים אורגניים מורכבים מפחמן דו חמצני ומים, בהם חלק מאנרגיית השמש מאוחסן בצורה של אנרגיה כימית. חומר אורגני משמש כמקור אנרגיה לא רק עבור הצמח עצמו, אלא גם עבור אורגניזמים אחרים במערכת האקולוגית. שחרור האנרגיה הכלולה במזון מתרחש בתהליך הנשימה. מוצרי נשימה - פחמן דו חמצני, מים וחומרים אנאורגניים - ניתנים לשימוש חוזר על ידי צמחים ירוקים. כתוצאה מכך, חומרים במערכת האקולוגית הזו יוצרים מחזור אינסופי. יחד עם זאת, האנרגיה הכלולה במזון אינה מסתובבת, אלא הופכת בהדרגה לאנרגיה תרמית ועוזבת את המערכת האקולוגית. לכן, תנאי הכרחי לקיומה של מערכת אקולוגית הוא זרימה מתמדת של אנרגיה מבחוץ. כך, המערכת האקולוגית מבוססת על אורגניזמים אוטוטרופיים – יצרנים (יצרנים, יוצרים), אשר בתהליך הפוטוסינתזה יוצרים מזון עתיר אנרגיה – חומר אורגני ראשוני. במערכות אקולוגיות יבשתיות, התפקיד החשוב ביותר שייך לצמחים גבוהים, אשר על ידי יצירת חומרים אורגניים יוצרים את כל היחסים הטרופיים במערכת האקולוגית, משמשים מצע לבעלי חיים רבים, פטריות ומיקרואורגניזמים, ומשפיעים באופן פעיל על המיקרו אקלים של הביוטופ. . במערכות אקולוגיות מימיות, אצות הן היצרניות העיקריות של חומר אורגני ראשוני. חומרים אורגניים מוכנים משמשים להשגת וצבירת אנרגיה על ידי הטרוטרופים, או צרכנים (צרכנים). ההטרוטרופים כוללים בעלי חיים אוכלי עשב (צרכנים מסדר 1), טורפים החיים על חשבון צורות אוכלי עשב (צרכנים מסדר 2), צריכת אוכלי בשר אחרים (צרכנים מסדר 3) וכו'. שאריות אורגניות של יצרנים וצרכנים עד אורגניות פשוטות. תרכובות, אשר משמשות לאחר מכן על ידי המפיקים. מפרקים הם בעיקר מיקרואורגניזמים - חיידקים ופטריות. במערכות אקולוגיות יבשתיות, מפרקי קרקע חשובים במיוחד, המערבים את החומר האורגני של צמחים מתים במחזור הדם הכללי (הם צורכים עד 90% מייצור היער הראשוני). לפיכך, כל אורגניזם חי במערכת אקולוגית תופס נישה (מקום) אקולוגית מסוימת במערכת מורכבת של יחסים אקולוגיים עם אורגניזמים אחרים ותנאי סביבה אביוטיים.
מחזורים ביולוגיים וגיאולוגיים.
תהליכי הפוטוסינתזה של חומר אורגני ממרכיבים אי-אורגניים נמשכים במשך מיליוני שנים, ובזמן כזה, יסודות כימיים חייבים לעבור מצורה אחת לאחרת. עם זאת, זה לא קורה בגלל המחזור שלהם בביוספרה. מדי שנה, אורגניזמים פוטוסינתטיים מטמיעים כ-350 מיליארד טונות של פחמן דו חמצני, משחררים כ-250 מיליארד טונות של חמצן לאטמוספירה ומפרקים 140 מיליארד טונות של מים, ויוצרים יותר מ-230 מיליארד טונות של חומר אורגני (במונחים של משקל יבש). כמויות אדירות של מים עוברות דרך צמחים ואצות בתהליך מתן פונקציית הובלה ואיוד. זה מוביל לכך שמי שכבת פני האוקיינוס מסוננים על ידי פלנקטון תוך 40 יום, וכל שאר מי האוקיינוס בעוד כשנה. כל הפחמן הדו חמצני באטמוספירה מתחדש בעוד כמה מאות שנים, והחמצן בעוד כמה אלפי שנים. מדי שנה, הפוטוסינתזה כוללת במחזור 6 מיליארד טון חנקן, 210 מיליארד טון זרחן ועוד מספר רב של יסודות (אשלגן, נתרן, סידן, מגנזיום, גופרית, ברזל ועוד). קיומם של מחזורים אלו מעניק למערכת האקולוגית יציבות מסוימת.
ישנם שני מחזורים עיקריים: גדול (גיאולוגי) וקטן (ביוטי). מחזור גדול, הנמשך מיליוני שנים, מורכב מהעובדה שסלעים נהרסים, ותוצרי בליה (כולל חומרים מזינים מסיסים במים) נישאים בזרימות מים לאוקיינוס העולמי, שם הם יוצרים שכבות ימיות וחוזרים רק חלקית אל היבשה עם משקעים. . שינויים גאוטקטוניים, תהליכי שקיעת היבשות ועליית קרקעית הים, תנועת הימים והאוקיינוסים לאורך זמן מביאים לכך ששכבות אלו חוזרות ליבשה והתהליך מתחיל מחדש. מחזור קטן (חלק מגדול) מתרחש ברמת המערכת האקולוגית ומורכב מכך שחומרי הזנה, מים ופחמן מצטברים בחומר של צמחים, מושקעים בבניית הגוף ובתהליכי החיים של הצמחים עצמם וגם אורגניזמים אחרים (בדרך כלל בעלי חיים), שאוכלים את הצמחים הללו (צרכנים). תוצרי הריקבון של החומר האורגני בפעולת משמידים ומיקרואורגניזמים (חיידקים, פטריות, תולעים) מתפרקים שוב לרכיבים מינרלים הזמינים לצמחים ומעורבים על ידם בזרימות החומר. מחזור של כימיקלים מהסביבה האנאורגנית דרך אורגניזמים צמחיים ובעלי חיים חזרה לסביבה האנאורגנית תוך שימוש באנרגיה סולארית ובאנרגיה של תגובות כימיות נקרא המחזור הביוגאוכימי. כמעט כל היסודות הכימיים מעורבים במחזורים כאלה, ומעל לכל אלה המעורבים בבניית תא חי. כך, גוף האדם מורכב מחמצן (62.8%), פחמן (19.37%), מימן (9.31%), חנקן (5.14%), סידן (1.38%), זרחן (0.64%) וכ-30 יסודות נוספים.
תפקיד האדם.
אדם נתון לשינוי עוצמת הפעולה ומספר הגורמים המגבילים, כמו גם להרחיב או להיפך, לצמצם את גבולות הערכים האופטימליים של גורמים סביבתיים. לדוגמה, קציר קשור בהכרח עם דלדול הקרקעות בתזונה המינרלית של צמחים והעברת חלקם לקטגוריה של גורמים מגבילים. סוגים שונים של טיוב קרקע (השקיה, ניקוז, דישון וכו') מייעלים את הגורמים ומסירים את השפעתם המגבילה. האדם הרחיב לאין שיעור את יכולות ההסתגלות שלו על ידי התניה של תנאי סביבתו (לבוש, דיור, חומרים חדשים וכו') ובכך הפחית בחדות את התלות בסביבה הטבעית ובמשאבים שהיא מייצגת. לדוגמה, בתזונה האנושית, משאבי מזון של טבע פראי מהווים רק 10-15%. שאר צרכי המזון מסופקים על ידי כלכלת התרבות. התוצאה של הירידה בתלות בגורמים סביבתיים היא הרחבת הטווח של האדם לכדור הארץ כולו והסרת מנגנונים טבעיים לוויסות גודל האוכלוסייה.
האדם שינה את העיקרון הזה של שרשראות מזון ופירמידות אקולוגיות הן ביחס לאוכלוסייתו שלו והן ביחס למינים אחרים (זנים, גזעים), במיוחד אלה הגדלים בכלכלה התרבותית. אי התאמה זו עם מערכות אקולוגיות טבעיות הפכה לאפשרית עקב ניכוס והשקעה במערכות אנרגיה נוספות. שבירת כללי הפירמידות האקולוגיות מתבררת כיקרה באופן בלתי סביר. הוא מלווה בהכרח בשינויים במחזור החומרים, הצטברות פסולת וזיהום סביבתי. כדוגמה, אפשר למנות מתחמי בעלי חיים עם הבעיות הסביבתיות שלהם. הפרת כללי הפירמידות נובעת גם מכך שהאינטרסים של הצרכנים האנושיים חרגו מגבולות המשאבים הביולוגיים בכלל. תחומי העניין שלו כוללים מוצרים (משאבים) מתקופות גיאולוגיות קודמות, ורבים מהמוצרים המיוצרים הופכים לחוליה ללא מוצא (פסולת ומזהמים). אנשי כדור הארץ רק כמין ביולוגי זקוקים לכ-2 מיליון טונות של מזון, 10 מיליארד מ"ק חמצן בכל יום. בנוסף, מופקים ומעובדים כמעט 30 מיליון טון חומרים, שורפים כ-30 מיליון טון דלק, 2 מיליארד מ"ק מים ו-65 מיליארד מ"ק חמצן משמשים לצרכים טכניים.
בשל טבעם הכלני, אנשים מתחילים לאכול יותר ויותר אורגניזמים מגוונים, מה שמצריך מגוון דרכים לתפוס טרף או לחפש צמחים. כמובן, אתה גם צריך למצוא דרכים להפוך את הטרף לאכיל. זה דבר אחד לצלות ארנב ודבר אחר לגמרי לבשל מדוזה לארוחת ערב. רק מוח מתוחכם יכול היה לחשוב על אכילת, למשל, קסאווה, שהפקעות שלה מרירות, ואף מכילות חומצה הידרוציאנית. עם זאת, ברחבי ברזיל, ולא רק שם, מגדלים ואוכלים קסאווה בכמויות דומות לאכילת תפוחי אדמה ברוסיה. אבל להמציא טכנולוגיה לעיבוד שלה היה עניין מאוד קשה.
אכילת מגוון של אורגניזמים, אדם נכלל בשרשראות מזון רבות, מסיר חומרים אורגניים נוספים ומסיים את השרשראות הללו עם עצמו. מסתבר שהוא טורף מהמדרגה הגבוהה ביותר בכל מקום. אז האדם החל לקצר את שרשראות המזון במערכות אקולוגיות רבות, וככל ששרשרת כזו קצרה יותר, כך התחלופה של החומר והאנרגיה מהירה יותר.
כמו כן, פעילות אנושית קשורה לשינוי חזק של בתי גידול טבעיים. האדם המודרני מעדיף לא לשנות בהתאם לתנאי הסביבה, אלא לשנות את התנאים הללו בעצמם. לכן, הוא משקיע מאמצים אינטלקטואליים וטכניים רבים בשינוי הסביבה. לאחר שחרש את חלל האחו וזרע בו את הצמחים הדרושים, החורש כבר שינה באופן קיצוני את הסביבה. מצמחי האחו הרבים הוא השאיר אחד, וגם זה לרוב נמצא כאן של מישהו אחר. את האדמה ובעלי החיים שלה, שנוצרו כאן במשך מאות רבות של שנים, הוא הפך תוך כמה שעות. כתוצאה מכך, המשאב של כמעט כל מיני בעלי החיים חוסל, וצמחי המספוא שלהם נעלמו. החלל שהוסב הפך לבלתי מתאים לצמחים מקומיים רבים ובלתי נגיש עבור אחרים. בעל הגידול מגן על השדה שלו, משקה אותו בקוטלי עשבים, נלחם עם צרכנים מתחרים.
כזכור, במערכות אקולוגיות אדם חי לא לבד, אלא עם מספר עצום של שכנים - אורגניזמים צמחיים ובעלי חיים. לא כולם מתאימים לסביבה שעברה שינוי זה. צורות חיים רבות, בעיקר פרימיטיביות, מסתגלות בקלות לתנאים משתנים. עבור הרוב המכריע של אורגניזמים מורכבים, הסביבה החדשה אינה מתאימה. הם עוזבים את המקומות האלה או מתים. אז כל טרנספורמציה של הטבע תמיד מובילה למותם של אורגניזמים רבים..
אֲכִילָה. טווח המזון של המין הזואולוגי הזה הוא כנראה הרחב ביותר על פני כדור הארץ. האדם הוא יוריפג (פולי-איטר) מדהים ואוכל כמעט הכל. רשימת בעלי החיים בתפריט שלו היא עצומה, אשר לצד פרות מסורתיות, כבשים ועופות, כוללת טרמיטים, ארבה, מהנהונים ומרבי רגליים, וכמה עכבישים. כמעדן, עמים רבים אוכלים את הזחלים של חרקים שונים - דבורים, חיפושיות עץ. תושבי אפריקה בתיאבון אוכלים את הזחלים הענקיים של חיפושית הגוליית, שם היא נמצאת. מגוון של לטאות, נחשים, צבים וצפרדעים מבוססים היטב גם בתזונה של אנשים. תושבי המים - דגים ורכיכות - הם מאכל מסורתי עוד מתקופת הקרו-מניון. עם זאת, גם כאן התרחבה תזונת המין, כולל מסה עצומה של בעלי חיים מלווייתנים ועד כמה מדוזות ואופוסידים.
אקולוגים, החוקרים את התזונה של בעלי חיים, במיוחד אלה שמתחרים במזון לבני אדם, מציינים שרבים מהם הם הטרופאגיים להפליא. לדוגמה, פוליפאג טיפוסי, שרקן המים, המשמיד את יבולי האיכרים בחלק הדרומי של מערב סיביר, מסוגל לאכול יותר מ-300 מיני צמחים. כאשר חיה זו נחקרת, נערכים רשימות ארוכות יותר של מזון המתאים לה. האדם, בתפקיד של חיה אוכלת עשב (צרכן ראשוני), עלה בהרבה על כל המינים האחרים. עד כה, אף אחד לא הכין רשימות שלמות של צמחי המזון שלו על פני כדור הארץ, אך לא קשה לנחש את אורכם. אז במטבח היפני משתמשים בניצני פרחים של כ-300 מיני צמחים להכנת מנות שונות. המטבח הסיני הוא אפילו יותר מתוחכם ומגוון. ואם תוסיף כאן את רשימות מיני צמחי המזון מספרי הבישול של תושבי האזור הטרופי!?
גם בעלי חיים וגם צמחים משמשים את האדם למטרות מזון בעוצמה הולכת וגוברת. אם הוא לא אוכל כמה חיות ישירות, אז הוא מאכיל אותן את חיות האוכל שלו או מדשן בהן את השדות. אדם בזבזני ולעתים קרובות אפילו מיני מעדנים, יחד עם מזון, מותרים כמספוא, ואפילו כדשן. לדוגמא, ההיסטוריה של דיג מושב פסי ים - דג באורך של כמעט 2 מטרים ומשקל של 50 - 70 ק"ג. מבחינת טעם הוא מתעלה על הסלמון האטלנטי. המוט הזה נתפס בתחילת המאה ה-17 מול חופי ניו אינגלנד בכמויות אדירות. רוב התפיסות הללו שימשו לדישון חלקות האדמה של התושבים המקומיים. חקלאים קולוניסטים קברו מאות טונות של דג זה בשדות התירס שלהם. באזור ניופאונדלנד שימשו טונות רבות של סלמון אטלנטי לדישון שדות בתחילת המאה ה-19. אותו דבר קרה עם דיג מופרז של בקלה ודגדג'ים. נבנו מפעלי ענק לעיבוד מקרל, הרינג, לול ודגים ימיים אחרים לדשנים ולהזנה לבעלי חיים. בניופאונדלנד בתחילת המאה ה-18, בשר של סרטני לובסטר ענקיים (שקלו עד 10-12 ק"ג) שימש לפיתיון בעת דיג בקלה, וכן לפיטום חיות בית. כל שדה תפוחי אדמה היה מנוקד בקונכיות של סרטנים אלה, כי לשם דשן נשתלו 2-3 לובסטרים מתחת לכל שיח תפוחי אדמה. עד אמצע המאה ה-20, סרטנים ענקיים וטעימים מאוד פיטמו בקר באזורים מסוימים בניופאונדלנד. אפילו מדינה נאורה כמו רוסיה פעלה בזבזנית עד סוף המאה ה-20. בשנת 1998, בטלוויזיה, הראו לאוכלוסייתה הלא מאוד מאכילה כיצד מאות טונות של דגי סלמון טעימים נקברו באדמה עם דחפורים במזרח הרחוק הרוסי. אנשים לא יכלו להיפטר מהתפיסה שלהם!
האדם הבטיח את הפיכתו להיפראורביונט לא באמצעות מנגנונים ביולוגיים, אלא באמצעים טכניים, ולכן הוא איבד במידה רבה את הפוטנציאל להסתגלות ביולוגית. זו הסיבה שהאדם הוא בין המועמדים הראשונים לעזוב את זירת החיים כתוצאה מהשינויים הסביבתיים שהוא עצמו גורם. מכאן המסקנה החשובה: אם הנישה האנושית המודרנית היא בעיקר תוצאה של פעילות רציונלית, הכוח על הסביבה, לכן, הנפש צריכה לשמש ככוח המניע העיקרי לשינוי שלה.
אתר ©2015-2019
כל הזכויות שייכות למחבריהם. אתר זה אינו טוען למחבר, אך מספק שימוש חופשי.
תאריך יצירת העמוד: 2016-04-26
כדי שהביוספרה תמשיך להתקיים, כדי שתנועתה (התפתחותה) לא תיעצר, מחזור החומרים החשובים מבחינה ביולוגית חייב להתרחש כל הזמן בכדור הארץ. מעבר זה של חומרים בעלי חשיבות ביולוגית מקשר לקשר יכול להתבצע רק עם הוצאה מסוימת של אנרגיה, שמקורה הוא השמש.
אנרגיה סולארית מספקת שני מחזורים של חומר על פני כדור הארץ:
- מחזוריות גיאולוגית (אביוטית), או גדולה;
- מחזור ביולוגי (ביוטי), או קטן.
מחזור גיאולוגי מתבטא בצורה הברורה ביותר במחזור המים ובזרימת האוויר.
כ-21 10 20 קילו-ג'יי של אנרגיית קרינה מגיעה לכדור הארץ מהשמש מדי שנה. כמחצית ממנו מושקע על אידוי מים. זה מה שיוצר את המחזור הגדול.
מחזור המים בביוספרה מבוסס על העובדה שהתאיידות המוחלטת שלהם מפני השטח של כדור הארץ מתפצת על ידי משקעים. במקביל, יותר מים מתאדים מהאוקיינוס מאשר חוזרים עם משקעים. ביבשה, להיפך, יורדים יותר משקעים ממה שמתאדים מים. העודף שלו זורם לנהרות ואגמים, ומשם - שוב אל האוקיינוס.
בתהליך מחזור המים הגיאולוגי מועברות תרכובות מינרלים ממקום למקום בקנה מידה פלנטרי, וגם מצב הצבירה של המים משתנה (נוזל, מוצק - שלג, קרח; גזי - אדים). מים זורמים בצורה האינטנסיבית ביותר במצב אדים.
עם הופעת החומר החי המבוסס על זרימת האטמוספירה, מים, תרכובות מינרלים מומסות בה, כלומר. על בסיס המחזור האביוטי, הגיאולוגי, נוצר מחזור החומר האורגני, או קטן, מחזור ביולוגי.
ככל שחומר חי מתפתח, יותר ויותר יסודות מופקים כל הזמן מהמחזור הגיאולוגי ונכנסים למחזור חדש וביולוגי.
בניגוד להעברה-תנועה פשוטה של יסודות מינרליים במחזור גדול (גיאולוגי), במחזור קטן (ביולוגי), הרגעים החשובים ביותר הם סינתזה והרס של תרכובות אורגניות. שני תהליכים אלו נמצאים ביחס מסוים, העומד בבסיס החיים והוא אחד המאפיינים העיקריים שלהם.
בניגוד למחזור הגיאולוגי, למחזור הביולוגי יש אנרגיה נמוכה יותר. כידוע, רק 0.1-0.2% מתקרית האנרגיה הסולארית על כדור הארץ מושקעת על יצירת חומר אורגני (עד 50% במחזור הגיאולוגי). למרות זאת, האנרגיה הכרוכה במחזור הביולוגי מושקעת בכמות עצומה של עבודה ליצירת ייצור ראשוני על פני כדור הארץ.
עם הופעת החומר החי על פני כדור הארץ, יסודות כימיים מסתובבים ברציפות בביוספרה, עוברים מהסביבה החיצונית לאורגניזמים ובחזרה לסביבה החיצונית.
זרימה כזו של יסודות כימיים לאורך שבילים סגורים פחות או יותר, המתמשכת עם השימוש באנרגיה סולארית דרך אורגניזמים חיים, נקראת מחזור ביוגאוכימי (מחזור).
המחזורים הביו-גיאוכימיים העיקריים הם מחזורי החמצן, הפחמן, החנקן, הזרחן, הגופרית, המים ויסודות ביוגניים.
מחזור הפחמן.
ביבשה, מחזור הפחמן מתחיל בקיבוע הפחמן הדו חמצני על ידי צמחים באמצעות פוטוסינתזה. יתר על כן, פחמימות נוצרות מפחמן דו חמצני ומשתחררים מים וחמצן. במקביל, פחמן משתחרר חלקית במהלך הנשימה של הצמחים כחלק מפחמן דו חמצני. הפחמן המקובע בצמחים נצרך במידה מסוימת על ידי בעלי חיים. בעלי חיים גם משחררים פחמן דו חמצני כשהם נושמים. בעלי החיים והצמחים המיושנים מפורקים על ידי מיקרואורגניזמים, וכתוצאה מכך מתחמצן הפחמן של החומר האורגני המת לפחמן דו חמצני וחודר שוב לאטמוספירה.
מחזור דומה של פחמן מתרחש באוקיינוס.
מחזור החנקן.
מחזור החנקן, כמו מחזורים ביו-גיאוכימיים אחרים, מכסה את כל אזורי הביוספרה. מחזור החנקן קשור להפיכתו לחנקות עקב פעילותם של חיידקים מקבעי חנקן ומחנקים. חנקות נספגות על ידי צמחים מאדמה או מים. צמחים נאכלים על ידי בעלי חיים. בסופו של דבר, המפחיתים שוב הופכים חנקן לצורה גזית ומחזירים אותו לאטמוספירה.
בתנאים מודרניים התערב אדם במחזור החנקן, אשר בגידול קטניות מקבעות חנקן על שטחים נרחבים, קושר חנקן טבעי באופן מלאכותי. מאמינים כי החקלאות והתעשייה מספקות כמעט 60% יותר חנקן קבוע מאשר מערכות אקולוגיות יבשתיות טבעיות.
מחזור חנקן דומה נצפה גם בסביבה המימית.
מחזור זרחן.
שלא כמו פחמן וחנקן, תרכובות זרחן נמצאות בסלעים שנשחקים ומשחררים פוספטים. רובם מגיעים בים ובאוקיינוסים ובחלקם ניתן להחזירם שוב ליבשה דרך שרשראות מזון ימיות המסתיימות בציפורים אוכלות דגים. חלק מהפוספטים מגיעים לאדמה ונספגים על ידי שורשי הצמח. ספיגת הזרחן על ידי צמחים תלויה בחומציות תמיסת הקרקע: ככל שהחומציות עולה, פוספטים כמעט בלתי מסיסים במים הופכים לחומצה זרחתית מסיסה מאוד. לאחר מכן הצמחים נאכלים על ידי בעלי חיים.
הקישורים העיקריים של מחזורים ביו-גיאוכימיים הם אורגניזמים שונים, שמגוון צורותיהם קובע את עוצמת המחזורים ואת המעורבות של כמעט כל מרכיבי קרום כדור הארץ בהם.
באופן כללי, כל מחזור של כל יסוד כימי הוא חלק מהמחזור הגרנדיוזי הכללי של חומרים על פני כדור הארץ, כלומר. הם קשורים קשר הדוק.
ל אנדוגניהתהליכים כוללים: מאגמטיזם, מטמורפיזם (פעולת טמפרטורות ולחץ גבוהים), געשיות, תנועת קרום כדור הארץ (רעידות אדמה, בניית הרים).
ל אקסוגני- בליה, פעילות המים האטמוספריים והעיליים של הים, האוקיינוסים, בעלי החיים, אורגניזמים צמחיים ובעיקר האדם - טכנוגנזה.
נוצרת האינטראקציה של תהליכים פנימיים וחיצוניים מחזור גיאולוגי גדול של חומר.
במהלך תהליכים אנדוגניים נוצרות מערכות הרים, קרקעות גבוהות, שקעים אוקיינוסים, במהלך תהליכים אקסוגניים נהרסים סלעים מאציים, תוצרי ההרס עוברים לנהרות, ימים, אוקיינוסים ונוצרים סלעי משקע. כתוצאה מתנועת קרום כדור הארץ סלעי משקע שוקעים לשכבות עמוקות, עוברים תהליכי מטמורפיזם (פעולת טמפרטורות ולחץ גבוהים) ונוצרים סלעים מטמורפיים. בשכבות עמוקות יותר, הם הופכים למותכים...
מצב (מגמטיזציה). לאחר מכן, כתוצאה מתהליכים געשיים, הם נכנסים לשכבות העליונות של הליתוספירה, על פני השטח שלה בצורה של סלעים דליקים. אז נוצרים סלעים יוצרים אדמה וצורות קרקע שונות.
סלעים, שממנו נוצרת האדמה, נקראים יוצרי אדמה או הורה. על פי תנאי ההיווצרות, הם מחולקים לשלוש קבוצות: מאתי, מטמורפי ומשקע.
סלעי אשמורכב מתרכובות של סיליקון, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. בהתאם ליחס בין התרכובות הללו, נבדלים סלעים חומציים ובסיסיים.
לחומצה (גרניטים, ליפאריטים, פגמטיטים) יש תכולה גבוהה של סיליקה (יותר מ-63%), תחמוצות אשלגן ונתרן (7-8%), תחמוצות סידן ו-Mg (2-3%). צבעם בהיר וחום. הקרקעות הנוצרות מסלעים כאלה בעלות מבנה רופף, חומציות גבוהה ואינן פוריות.
הסלעים הבקעיים העיקריים (בזלת, דוניטות, פריודיטים) מאופיינים בתכולה נמוכה של SiO 2 (40-60%), תכולה מוגברת של CaO ו-MgO (עד 20%), תחמוצות ברזל (10-20%), Na 2 O ו-K 2 O פחות מ-30%.
לקרקעות הנוצרות על תוצרי בליה של הסלעים העיקריים יש תגובה בסיסית וניטרלית, הרבה חומוס ופוריות גבוהה.
סלעי בקע מהווים 95% מסך המסה של הסלעים, אך בתור סלעים יוצרי אדמה הם תופסים שטחים קטנים (בהרים).
סלעים מטמורפיים, נוצרים כתוצאה מהתגבשות מחדש של סלעי אש ומשקעים. אלה הם שיש, גניס, קוורץ. הם תופסים חלק קטן כסלעים יוצרי אדמה.
סלעי משקע. היווצרותם נובעת מתהליכי בליה של סלעים מאתיים ומטמורפיים, העברת תוצרי בליה על ידי זרימות מים, קרחונים ואוויר ותצהיר על פני הקרקע, על קרקעית האוקיינוסים, הימים, האגמים, במישורי נהרות.
על פי הרכבם, סלעי משקע מחולקים לקלסטיים, כימוגנים וביוגנים.
משקעים קלסטייםנבדלים זה מזה בגודל הפסולת והחלקיקים: אלה הם בולדרים, אבנים, חצץ, אבן כתוש, חולות, אדמה וחרסיות.
משקעים כימוגניםנוצר כתוצאה ממשקעים של מלחים מתמיסות מימיות במפרצי ים, אגמים באקלים חם או כתוצאה מתגובות כימיות.
אלה כוללים הלידים (מלח סלעים ואשלגן), סולפטים (גבס, אנהידריד), קרבונטים (גיר, חוואר, דולומיטים), סיליקטים, פוספטים. רבים מהם הם חומרי גלם לייצור מלט, דשנים כימיים, ומשמשים כעפרות חקלאיות.
מרבצים ביוגנייםנוצר מהצטברויות של שרידים של צמחים ובעלי חיים. אלה הם: קרבונט (אבני גיר ביוגניות וגיר), סלעים סיליקתיים (דולומיט) וסלעים פחמיים (פחמים, כבול, ספרופל, נפט, גז).
הסוגים הגנטיים העיקריים של סלעי משקע הם:
1. פיקדונות אלוביאליים- תוצרי בליה של סלעים שנותרו על יריעת היווצרותם. האלוביום נמצא בראש פרשת המים, שם השטיפה באה לידי ביטוי חלש.
2. פיקדונות הזויים- תוצרי שחיקה המופקדים על ידי זרמי גשם ומי נמסים זמניים בחלק התחתון של המדרונות.
3. פיקדונות רווחיים- נוצר כתוצאה מהעברה ותצהיר של תוצרי בליה על ידי נהרות הרים זמניים ושיטפונות למרגלות המדרונות.
4. מרבצי סחף- נוצרים כתוצאה מהשקעת תוצרי בליה על ידי מי נהרות הנכנסים אליהם עם נגר עילי.
5. משקעי לקסטרין– משקעים תחתונים של אגמים. סחוטים בעלי תכולה גבוהה של חומר אורגני (15-20%) נקראים ספרופלים.
6. משקעים ימיים- משקעים תחתונים של הים. במהלך הנסיגה (המעבר) של הימים הם נשארים כסלעים יוצרי אדמה.
7. משקעי קרחונים (קרחונים) או מורנה- תוצרי בליה של סלעים שונים, שנעקרו והופקדו על ידי הקרחון. זהו חומר חום-אדום או אפור לא ממוין גס עם תכלילים של אבנים, סלעים וחלוקי נחל.
8. מרבצים פלווויוגלאציאליים (מים-קרחונים).נחלים זמניים ומאגרים סגורים שנוצרו במהלך הפשרת הקרחון.
9. מכסים חימרשייכים למרבצים חוץ-קרחוניים ונחשבים כמרבצים של שטפונות של מים רדודים קרוב-קרחוניים של מי נמס. הם חופפים למגעיל מלמעלה בשכבה של 3-5 מ' הם בצבע חום-צהוב, ממוינים היטב, אינם מכילים אבנים וסלעים. קרקעות על קרקעות כיסוי פוריות יותר מאשר על מטורף.
10. לס וחומרים דמויי לסמאופיינים בצבע צהוב חיוור, תכולה גבוהה של סחף ושברי סחופת, מבנה רופף, נקבוביות גבוהה, תכולה גבוהה של סידן פחמתי. נוצרו עליהם יער אפור פורה, קרקעות ערמונים, צ'רנוזמים וקרקעות אפורות.
11. מרבצים אאולייםנוצר כתוצאה מפעולת הרוח. הפעילות ההרסנית של הרוח מורכבת מקורוזיה (שחיקה, שיוף של סלעים) ודפלציה (נשיפה והובלה של חלקיקי אדמה קטנים על ידי הרוח). שני התהליכים הללו ביחד מהווים שחיקת רוח.
סכמות בסיסיות, נוסחאות וכו' הממחישות את התוכן:מצגת עם צילומים של סוגי בליה.
שאלות לשליטה עצמית:
1. מה זה בליה?
2. מהי מאגמטיזציה?
3. מה ההבדל בין בליה פיזיקלית לכמית?
4. מהו המחזור הגיאולוגי של החומר?
5. תאר את מבנה כדור הארץ?
6. מהי מאגמה?
7. מאילו שכבות מורכבת ליבת כדור הארץ?
8. מהם גזעים?
9. כיצד מסווגים גזעים?
10. מה זה לס?
11. מהי סיעה?
12. אילו מאפיינים נקראים אורגנולפטיים?
רָאשִׁי:
1. דוברובולסקי V.V. גיאוגרפיה של קרקעות עם יסודות מדעי הקרקע: ספר לימוד לבתי ספר תיכוניים. - מ .: הומניט. ed. מרכז VLADOS, 1999.-384 עמ'.
2. מדעי הקרקע / אד. I.S. קאוריצ'ב. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.
3. מדעי הקרקע / אד. V.A. קובדי, ב.ג. רוזאנוב ב-2 חלקים מ' בית ספר גבוה 1988.
4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. גיאוגרפיה של קרקעות עם יסודות מדעי הקרקע, אוניברסיטת מוסקבה. 1995
5. Rode A.A., Smirnov V.N. מדעי הקרקע. בית ספר גבוה מ', 1972
נוֹסָף:
1. Glazovskaya M.A. מדעי הקרקע הכלליים וגיאוגרפיית הקרקע. תיכון מ' 1981
2. קובדה ו.א. יסודות תורת הקרקעות. M. Science. 1973
3. ליברובסקי א.ש. קרקעות ברית המועצות. מ' מחשבה 1974
4. Rozanov B. G. כיסוי אדמה של הגלובוס. מ. ed. W. 1977
5. Aleksandrova L.N., Naydenova O.A. שיעורי מעבדה והנדסאים במדעי הקרקע. ל' אגרופרומיזדאט. 1985
הבסיס לחיים המקיימים את עצמם על פני כדור הארץ הם מחזורים ביו-גיאוכימיים. כל היסודות הכימיים המשמשים בתהליכי החיים של אורגניזמים עושים תנועות קבועות, עוברים מגופים חיים לתרכובות בעלות טבע דומם ולהיפך. האפשרות של שימוש חוזר באותם אטומים הופכת את החיים על פני כדור הארץ למעשה לנצחיים, בתנאי שהכמות הנכונה של אנרגיה מסופקת כל הזמן.
סוגי מחזורים של חומרים.הביוספרה של כדור הארץ מאופיינת באופן מסוים במחזור הקיים של חומרים ובזרימת האנרגיה. מחזור חומרים – השתתפות מרובה של חומרים בתהליכים המתרחשים באטמוספירה, ההידרוספירה והליתוספירה, לרבות אותן שכבות שהן חלק מהביוספירה של כדור הארץ. מחזור החומרים מתבצע בזרימה מתמשכת (זרימה) של האנרגיה החיצונית של השמש והאנרגיה הפנימית של כדור הארץ.
בהתאם לכוח המניע, עם מידה מסוימת של מוסכמה, בתוך מחזור החומרים, ניתן להבחין במחזורים גיאולוגיים, ביולוגיים ואנתרופוגניים. לפני הופעת האדם על פני כדור הארץ, רק שני הראשונים בוצעו.
מחזור גיאולוגי (מחזור גדול של חומרים בטבע) – מחזור חומרים, שהכוח המניע שלהם הוא תהליכים גיאולוגיים אקסוגניים ואנדוגניים.
תהליכים אנדוגניים(תהליכים של דינמיקה פנימית) מתרחשים בהשפעת האנרגיה הפנימית של כדור הארץ. זוהי האנרגיה המשתחררת כתוצאה מהתפרקות רדיואקטיבית, תגובות כימיות של היווצרות מינרלים, התגבשות של סלעים ועוד. תהליכים אנדוגניים כוללים: תנועות טקטוניות, רעידות אדמה, מאגמטיזם, מטמורפיזם. תהליכים אקסוגניים(תהליכים של דינמיקה חיצונית) ממשיכים בהשפעת האנרגיה החיצונית של השמש. תהליכים אקסוגניים כוללים בליה של סלעים ומינרלים, סילוק תוצרי הרס מאזורים מסוימים בקרום כדור הארץ והעברתם לאזורים חדשים, שקיעה והצטברות תוצרי הרס עם היווצרות סלעי משקע. תהליכים אקסוגניים כוללים את הפעילות הגיאולוגית של האטמוספירה, ההידרוספירה (נהרות, נחלים זמניים, מי תהום, ימים ואוקיינוסים, אגמים וביצות, קרח), כמו גם אורגניזמים חיים ובני אדם.
הצורות היבשתיות הגדולות ביותר (יבשות ושקעים אוקיינוסים) וצורות יבשות גדולות (הרים ומישורים) נוצרו עקב תהליכים אנדוגניים, בעוד שצורות יבשות בינוניות וקטנות (עמקי נהרות, גבעות, נקיקים, דיונות וכו'), המונחות על גבי צורות יבשות גדולות יותר, - דרך תהליכים אקסוגניים. לפיכך, תהליכים אנדוגניים ואקסוגניים הפוכים בפעולתם. הראשונים מובילים להיווצרות צורות קרקע גדולות, השניים להחלקתן.
סלעי גזל הופכים לסלעי משקע כתוצאה מבליה. באזורים הניידים של קרום כדור הארץ הם צוללים עמוק לתוך כדור הארץ. שם, בהשפעת טמפרטורות ולחצים גבוהים, הם מומסים מחדש ויוצרים מאגמה, העולה אל פני השטח ומתמצקת, יוצרת סלעי חום.
לפיכך, המחזור הגיאולוגי של חומרים ממשיך ללא השתתפות של אורגניזמים חיים ומחלק מחדש את החומר בין הביוספרה לשכבות העמוקות של כדור הארץ.
מחזור ביולוגי (ביוגיאוכימי) (מחזור קטן של חומרים בביוספרה) – מעגל החומרים, שהכוח המניע שלו הוא פעילותם של אורגניזמים חיים. בניגוד למחזור הגיאולוגי הגדול, המחזור הביוגאוכימי הקטן של חומרים מתרחש בתוך הביוספרה. מקור האנרגיה העיקרי של המחזור הוא קרינת השמש, שיוצרת פוטוסינתזה. במערכת אקולוגית, חומרים אורגניים מסונתזים על ידי אוטוטרופים מחומרים אנאורגניים. לאחר מכן הם נצרכים על ידי הטרוטרופים. כתוצאה מהפרשה במהלך פעילות החיים או לאחר מותם של אורגניזמים (הן אוטוטרופים והן הטרוטרופים), חומרים אורגניים עוברים מינרליזציה, כלומר, הפיכה לחומרים אנאורגניים. ניתן לעשות שימוש חוזר בחומרים אנאורגניים אלו לסינתזה של חומרים אורגניים על ידי אוטוטרופים.
במחזורים ביו-גיאוכימיים, יש להבחין בין שני חלקים:
1) קרן מילואים -זה חלק מחומר שאינו קשור לאורגניזמים חיים;
2) קרן חליפין -חלק קטן בהרבה של חומר שמוחלף ישירות בין אורגניזמים וסביבתם הקרובה. בהתאם למיקום קרן המילואים, ניתן לחלק את המחזורים הביו-גיאוכימיים לשני סוגים:
1) מחזורים מסוג גזעם קרן מילואים של חומרים באטמוספרה ובהידרוספירה (מחזורי פחמן, חמצן, חנקן).
2) גלגלי משקעיםעם קרן מילואים בקרום כדור הארץ (זרימת זרחן, סידן, ברזל וכו').
מחזורים מסוג הגז מושלמים יותר, שכן יש להם קרן חליפין גדולה, מה שאומר שהם מסוגלים לוויסות עצמי מהיר. מחזורי המשקעים פחות מושלמים, הם אינרטיים יותר, שכן עיקר החומר נמצא בקרן העתודה של קרום כדור הארץ בצורה "בלתי נגישה" לאורגניזמים חיים. מחזורים כאלה מופרעים בקלות על ידי סוגים שונים של השפעות, וחלק מהחומר המוחלף יוצא מהמחזור. הוא יכול לחזור שוב למחזור רק כתוצאה מתהליכים גיאולוגיים או על ידי מיצוי על ידי חומר חי. עם זאת, הרבה יותר קשה לחלץ את החומרים הדרושים לאורגניזמים חיים מקרום כדור הארץ מאשר מהאטמוספירה.
עוצמת המחזור הביולוגי נקבעת בעיקר על ידי טמפרטורת הסביבה וכמות המים. כך, למשל, המחזור הביולוגי מתקדם בצורה אינטנסיבית יותר ביערות טרופיים לחים מאשר בטונדרה.
עם הופעת האדם, נוצרה זרימה אנתרופוגנית, או חילוף חומרים, של חומרים. מחזור אנתרופוגני (החלפה) – מחזור (החלפה) של חומרים, שהכוח המניע שלהם הוא פעילות אנושית. יש לו שני מרכיבים: בִּיוֹלוֹגִי,הקשורים לתפקוד האדם כאורגניזם חי, ו טֶכנִי,הקשורים לפעילות כלכלית של אנשים (מחזור טכנוגני).
המחזורים הגיאולוגיים והביולוגיים סגורים במידה רבה, מה שלא ניתן לומר על המחזור האנתרופוגני. לכן, לעתים קרובות הם מדברים לא על המחזור האנתרופוגני, אלא על המטבוליזם האנתרופוגני. הפתיחות של המחזור האנתרופוגני של חומרים מובילה דלדול משאבי טבע וזיהום סביבתי -הגורמים העיקריים לכל הבעיות הסביבתיות של האנושות.
מחזורים של החומרים והיסודות הביוגניים העיקריים.שקול את המחזורים של החומרים והיסודות המשמעותיים ביותר עבור אורגניזמים חיים. מחזור המים שייך לגיאולוגי הגדול, ולמחזורי היסודות הביוגניים (פחמן, חמצן, חנקן, זרחן, גופרית ושאר יסודות ביוגנים) - לביוגיאוכימיקלים הקטן.
מחזור המיםבין יבשה לאוקיינוס דרך האטמוספירה מתייחס למחזור גיאולוגי גדול. מים מתאדים מפני השטח של האוקיינוסים ומועברים אל היבשה, שם הם יורדים בצורת משקעים, שחוזרים שוב לאוקיינוס בצורת נגר עילי ותת-קרקעי, או נופלים בצורת משקעים אל פני השטח של האוקיינוס. יותר מ-500 אלף ק"מ 3 של מים משתתפים מדי שנה במחזור המים על פני כדור הארץ. מחזור המים בכללותו ממלא תפקיד מרכזי בעיצוב התנאים הטבעיים על הפלנטה שלנו. בהתחשב בהולכת המים על ידי צמחים ובספיגתם במחזור הביו-גיאוכימי, כל אספקת המים על פני כדור הארץ מתכלה ומשחזרת תוך 2 מיליון שנה.
מחזור הפחמן.היצרנים לוכדים פחמן דו חמצני מהאטמוספירה וממירים אותו לחומרים אורגניים, צרכנים סופגים פחמן בצורה של חומרים אורגניים עם גופים של יצרנים וצרכנים מדרגים נמוכים יותר, מפרקים מינרלים חומרים אורגניים ומחזירים פחמן לאטמוספירה בצורה של פחמן דו חמצני. . באוקיינוסים, מחזור הפחמן מסובך בשל העובדה שחלק מהפחמן הכלול באורגניזמים מתים שוקע לקרקעית ומצטבר בסלעי משקע. חלק זה של הפחמן אינו נכלל מהמחזור הביולוגי ונכנס למחזור הגיאולוגי של החומרים.
יערות הם המאגר העיקרי של פחמן הקשור ביולוגית; הם מכילים עד 500 מיליארד טון של יסוד זה, שהם 2/3 מהעתודה שלו באטמוספרה. התערבות האדם במחזור הפחמן (שריפת פחם, נפט, גז, הסרת לחות) מביאה לעלייה בתכולת ה-CO 2 באטמוספרה ולהתפתחות אפקט החממה.
קצב מחזור ה-CO 2, כלומר הזמן שלוקח לכל הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה לעבור דרך החומר החי, הוא כ-300 שנה.
מחזור החמצן.מחזור החמצן הוא בעיקר בין האטמוספירה לאורגניזמים חיים. בעצם, חמצן חופשי (0^) נכנס לאטמוספירה כתוצאה מפוטוסינתזה של צמחים ירוקים, והוא נצרך בתהליך הנשימה על ידי בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים ובמהלך מינרליזציה של שאריות אורגניות. כמות קטנה של חמצן נוצרת ממים ואוזון בהשפעת קרינה אולטרה סגולה. כמות גדולה של חמצן מושקעת על תהליכי חמצון בקרום כדור הארץ, במהלך התפרצויות געשיות וכו'. החלק העיקרי של החמצן מיוצר על ידי צמחי יבשה - כמעט 3/4, השאר - על ידי אורגניזמים פוטוסינתטיים של האוקיינוסים. מהירות המחזור היא כאלפיים שנה.
נקבע כי 23% מהחמצן, הנוצר בתהליך הפוטוסינתזה, נצרכים מדי שנה לצרכים תעשייתיים וביתיים, ונתון זה גדל ללא הרף.
מחזור החנקן.מלאי החנקן (N 2) באטמוספירה הוא עצום (78% מנפחו). עם זאת, צמחים אינם יכולים לספוג חנקן חופשי, אלא רק בצורה קשורה, בעיקר בצורה של NH 4 + או NO 3 -. חנקן חופשי מהאטמוספרה נקשר על ידי חיידקים מקבעים חנקן ומומר לצורות הזמינות לצמחים. בצמחים, חנקן מקובע בחומר אורגני (בחלבונים, חומצות גרעין וכו') ומועבר לאורך שרשראות מזון. לאחר מותם של אורגניזמים חיים, מפרקים מינרלים חומרים אורגניים והופכים אותם לתרכובות אמוניום, חנקות, ניטריטים וגם לחנקן חופשי המוחזר לאטמוספירה.
חנקות וניטריטים מסיסים מאוד במים ויכולים לנדוד למי תהום ולצמחים ולהועבר דרך שרשראות מזון. אם הכמות שלהם גדולה מדי, אשר נצפתה לעתים קרובות עם שימוש לא נכון בדשני חנקן, אז מים ומזון מזוהמים וגורמים למחלות אנושיות.
מחזור זרחן.עיקר הזרחן כלול בסלעים שנוצרו בתקופות גיאולוגיות קודמות. זרחן נכלל במחזור הביוגאוכימי כתוצאה מבליה של סלעים. במערכות אקולוגיות יבשתיות, צמחים שואבים זרחן מהקרקע (בעיקר בצורה של PO 4 3–) ומכלילים אותו בתרכובות אורגניות (חלבונים, חומצות גרעין, פוספוליפידים וכו') או משאירים אותו בצורה לא אורגנית. יתר על כן, זרחן מועבר דרך שרשראות המזון. לאחר מותם של אורגניזמים חיים ועם הפרשותיהם, הזרחן חוזר לאדמה.
בשימוש לא נכון בדשני זרחן, שחיקת מים ורוחות של קרקעות, מוסרות כמויות גדולות של זרחן מהאדמה. מצד אחד, הדבר מוביל לצריכת יתר של דשני זרחן ולדלדול מאגרי עפרות המכילות זרחן (זרחנים, אפטות וכו'). מצד שני, כניסת כמויות גדולות של יסודות ביוגניים כמו זרחן, חנקן, גופרית וכדומה מהאדמה אל מקווי המים, גורמת להתפתחות מהירה של ציאנובקטריות וצמחי מים אחרים ("פריחה" של מים) ו. אאוטרופיקציהמאגרי מים. אבל רוב הזרחן נסחף לים.
במערכות אקולוגיות מימיות, הזרחן נקלט בפיטופלנקטון ומועבר דרך שרשרת המזון עד לעופות הים. הצואה שלהם או נופלת מיד בחזרה לים, או תחילה מצטברת על החוף, וממילא אז נשטפת לים. מחיות ימיות גוססות, בעיקר דגים, זרחן נכנס שוב לים ואל המחזור, אך חלק משלדי הדגים מגיעים לעומקים גדולים, והזרחן הכלול בהם חודר שוב לסלעי משקע, כלומר, הוא מנותק מהביוגאוכימיקל. מחזור.
מחזור גופרית.קרן העתודה העיקרית של גופרית מצויה במשקעים ובקרקע, אך בניגוד לזרחן, קיימת קרן רזרבה באטמוספרה. התפקיד העיקרי במעורבות של גופרית במחזור הביוגאוכימי שייך למיקרואורגניזמים. חלקם הם חומרים מפחיתים, אחרים הם חומרים מחמצנים.
בסלעים, גופרית מופיעה בצורת גופרית (FeS 2 וכו'), בתמיסות - בצורת יון (SO 4 2–), בשלב הגז בצורת מימן גופרתי (H 2 S) או דו תחמוצת הגופרית (SO 2). אצל חלק מהאורגניזמים, גופרית מצטברת בצורתה הטהורה, וכשהם מתים נוצרים משקעים של גופרית מקומית בקרקעית הים.
במערכות אקולוגיות יבשתיות, גופרית חודרת לצמחים מהאדמה בעיקר בצורת סולפטים. באורגניזמים חיים גופרית מצויה בחלבונים, בצורת יונים וכו'. לאחר מותם של אורגניזמים חיים, חלק מהגופרית משוחזר באדמה על ידי מיקרואורגניזמים ל-H 2 S, החלק השני מתחמצן לסולפטים ונכלל שוב במחזור. המימן הגופרתי שנוצר בורח לאטמוספירה, מתחמצן שם וחוזר לאדמה עם משקעים.
שריפה אנושית של דלקים מאובנים (בעיקר פחם), כמו גם פליטות מהתעשייה הכימית, מובילות להצטברות של דו תחמוצת הגופרית (SO 2 ) באטמוספירה, אשר בתגובה עם אדי מים, נופלת לקרקע בצורה של חומצה. גֶשֶׁם.
מחזורים ביו-גיאוכימיים אינם גדולים כמו מחזורים גיאולוגיים ומושפעים במידה רבה מבני אדם. הפעילות הכלכלית מפרה את הבידוד שלהם, הם הופכים לא-מחזוריים.