Цикълът на веществата в биосферата

Почти всеки ученик знае, че цикълът на веществата в биосферата, придружен от трансформацията на енергията, е основа за съществуването на природата и всичко свързано с нея. Много схематично този цикъл може да бъде представен по следния начин. Съществуващите живи организми консумират големи количества от минерални ресурси от същата природа и след смъртта си, под формата на различни химически елементи, се връщат в същата среда, като по този начин образуват цикъл от вещества в биосферата. Този процес се нарича биогенен процес, а мястото на потока му е атмосферата, литосферата и хидросферата. Цикличният характер и честотата на явленията на трансформацията на веществата в различни цикли определят името - цикъла.

Почти без изключение всички живи организми участват в този цикъл. Например, зелените растения консумират, като са във въздуха, въглероден диоксид, минерални вещества и освобождаване на кислород в околната среда.

Представителите на фауната издишват същия кислород, който се отделя от растенията, и като ядат тези растения, смилат и обработват органични вещества. Освен това, след смъртта на растения и животни, останките от тях се обработват от различни бактерии с образуването на въглероден диоксид и превръщането на органичните съединения в минерали.

Тогава цикълът на веществата в биосферата - процесът на трансформация и движение на веществата, продължава в почвата, където те минерални вещества, и след това, от своя страна, се абсорбират от растителния свят. За да обобщим този цикъл на атомно ниво, трябва да е сравнително прост извод - атомите на някои от най-основните химични вещества, извърши един непрекъснат процес на миграция, а не само от един организъм в друг, но от един вид на околната среда в друга - присъства постоянно в почвата, атмосферата и хидросферата.

Броят на тези цикли е почти безкраен, например, се смята, че атмосферният кислород в своята цялост преминава през живи организми само за две хиляди години. Същото движение и въглероден диоксид, само тогава цикълът трае много по-малко време - само 200-300 години. В рамките на такъв процес, който е цикълът на веществата в биосферата, един такъв затворен цикъл на кръвообращението се нарича биогеохимичен цикъл.

Какво определя този цикъл? За съжаление, засега няма изчерпателни и, най-важното, пълни отговори на този въпрос. Възможно е да се твърди с достатъчна степен на надеждност, че една от причините е ресурсната ограниченост на нашата планета. Друг вариант на отговора може да се разчита на учението на великия В.И. Вернадски за биосферата, в която твърди наличието на оборот пространство, което се дължи не само на цикличността на материята, но и промяна на звука на съдържанието на Вселената. Признава се, че всички видове цикли, колкото и да ги локализират във времето и пространството, имат едно общо за всички свойство. Всички те са свързани с процесите енергиен обмен. Първоначално енергията на Слънцето действа като основа на цикъла. След това тя се трансформира в различни форми на енергия от химически и физически трансформации и затова може да се говори за цикъла на енергийния потенциал, който се постига в биосферата. Стабилността на процесите на енергия и биологичната циркулация е основното условие за нормалното и стабилно състояние на биосферата.

Както вече споменахме, въглеродът е един от най-активните участници във веригата. Наличието на този елемент в почти всички органични вещества съвсем логично обяснява и въглероден цикъл в биосферата. В процес на фотосинтеза въглеродът се асимилира от биосферите от растенията и се превръща в въглехидрати. С дишането на живите организми се случва обратният процес и в резултат на това неговите огромни запаси се изразходват в този цикъл на въглерод. Основните фактори, които определят циркулацията на въглерода, са дишането и фотосинтезата.

Също така един от основните елементи на всички органични вещества е азотът. Той, като необходим компонент, съдържа АТФ, протеини, нуклеинови киселини. Азотът се намира предимно в атмосферата и неговата молекулна формула не позволява на растенията да го използват директно. Ето защо, растенията консумират азот под формата на неорганични вещества. Методите, чрез които азотът навлиза в земята или водата, са различни, поради което азотният цикъл в биосферата е доста разнообразен. Например, някои азотни съединения се образуват в атмосферата по време на гръмотевични бури. С дъжд или мивки влизат в реки, почва и езера, откъдето по-късно се поглъщат от растенията.

Очевидно във всички случаи живите организми са в основата на образуването на циркулацията на веществата в биосферата.