Η βιογεωχημεία είναι η επιστήμη που μελετά τις χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην ατμόσφαιρα και την υδρόσφαιρα, και πιο συγκεκριμένα, τη ροή των στοιχείων μεταξύ τους.
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι αντιπροσωπεύουν την κίνηση χημικών στοιχείων μεταξύ των ζωντανών όντων και της ατμόσφαιρας του πλανήτη, της λιθόσφαιρας και της υδροσφαίρας.
Ένα βασικό χαρακτηριστικό των βιογεωχημικών κύκλων είναι το γεγονός ότι τα βιοτικά και τα αβιοτικά συστατικά συνδέονται στενά.
Τα χημικά στοιχεία απομακρύνονται από το περιβάλλον, χρησιμοποιούνται από οργανισμούς και επιστρέφονται στη φύση. Η ζωή αναδημιουργείται συνεχώς από τα ίδια άτομα.
Όταν ένας οργανισμός πεθαίνει, η οργανική του ύλη υποβαθμίζεται από τα όντα. αποσυνθέτες, που αντιπροσωπεύεται από μύκητες και βακτήρια. Έτσι, τα άτομα που απαρτίζουν αυτόν τον οργανισμό επιστρέφουν στο περιβάλλον και μπορούν να ενσωματωθούν και πάλι από άλλα ζωντανά όντα για την παραγωγή των οργανικών τους ουσιών.
Χωρίς αυτήν την ανακύκλωση, τα άτομα ορισμένων χημικών στοιχείων που είναι θεμελιώδη για τη ζωή θα μπορούσαν να εξαφανιστούν.
Για να συμβεί ο βιογεωχημικός κύκλος, είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας δεξαμενής του χημικού στοιχείου. Αυτή η δεξαμενή θα μπορούσε να είναι ο φλοιός της γης ή η ατμόσφαιρα. Επιπλέον, απαιτούνται ζωντανά όντα που βοηθούν στην κίνηση χημικών στοιχείων.
Ταξινόμηση Βιογεωχημικών Κύκλων
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο βασικούς τύπους, ανάλογα με τη φύση της αβιοτικής δεξαμενής τους:
κύκλος αερίου: Έχετε την ατμόσφαιρα ως δεξαμενή. Παράδειγμα: Κύκλος αζώτου και κύκλος οξυγόνου.
Ιζηματογενής κύκλος: Έχουν το φλοιό της γης ως δεξαμενή. Παράδειγμα: Κύκλος φωσφόρου και κύκλος νερού.
Τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή συμμετέχουν σε βιογεωχημικούς κύκλους. Είναι: νερό, άνθρακας, οξυγόνο, άζωτο και φώσφορος.
ο κύκλος του νερού
Το νερό είναι θεμελιώδες για τη ζωή και μπορεί να βρεθεί στη φύση σε τρεις φυσικές καταστάσεις: στερεό, υγρό και αέριο. Τα περισσότερα βρίσκονται σε υγρή μορφή.
Ο κύκλος του νερού αντιπροσωπεύεται βασικά από αλλαγές στη φυσική του κατάσταση, μέσω του εξάτμιση και ιδρώτας.
Εν ολίγοις, ο κύκλος νερού εμφανίζεται ως εξής:
- Το νερό που υπάρχει σε λίμνες, ποτάμια και ωκεανούς εξατμίζεται. Και τα φυτά απελευθερώνουν μέρος του νερού που απορροφούν μέσω της διαπνοής.
- Οι υδρατμοί βρίσκουν τα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Κατά την ψύξη, αυτός ο ατμός συμπυκνώνεται και σχηματίζει σύννεφα, τα οποία κατακρημνίζονται ως βροχή.
- Έτσι, το υγρό νερό φτάνει ξανά στην επιφάνεια της γης.
- Το νερό στη συνέχεια διεισδύει στο έδαφος και απορροφάται από τα φυτά. Τα ζώα μπορούν να καταπιούν άμεσα ή μέσω τροφής.
Μάθε περισσότερα για ο κύκλος του νερού.
κύκλος άνθρακα
Ο άνθρακας είναι το στοιχείο που αποτελεί οργανικά μόρια.
Ο φωτοσύνθεση και το αναπνοή είναι διαδικασίες που διέπουν τον κύκλο του άνθρακα.
Ο κύκλος άνθρακα συνίσταται στη στερέωση αυτού του στοιχείου από αυτοτροφικά όντα, μέσω φωτοσύνθεσης ή χημειοσύνθεσης.
Τα αυτοτροφικά όντα καθορίζουν τον άνθρακα με τη μορφή οργανικών ενώσεων. Έτσι, είναι διαθέσιμοι στους παραγωγούς και, κατά συνέπεια, στους καταναλωτές και τους αποσυνθέτες, μέσω της τροφικής αλυσίδας.
η συνεργασία2 επιστρέφει στο περιβάλλον μέσω αναπνοής, αποσύνθεσης ή καύσης ορυκτά καύσιμα.
Μάθε περισσότερα για κύκλος άνθρακα.
Κύκλος οξυγόνου
Ο κύκλος οξυγόνου αποτελείται από την κίνηση αυτού του στοιχείου μεταξύ των τριών κύριων δεξαμενών του: της ατμόσφαιρας, της βιόσφαιρας και της λιθόσφαιρας. Ο οξυγόνο απελευθερώνεται και καταναλώνεται από ζωντανά πλάσματα σε διαφορετικές χημικές μορφές. Αυτοί οι παράγοντες καθιστούν τον κύκλο άνθρακα πιο περίπλοκο.
Η φωτοσύνθεση είναι κυρίως υπεύθυνη για την παραγωγή οξυγόνου.
Η ατμόσφαιρα είναι η κύρια δεξαμενή οξυγόνου για τα ζωντανά όντα, όπου μπορεί να βρεθεί με τη μορφή Ο2 και CO2.
Ο Ο2 Χρησιμοποιείται στην αερόβια αναπνοή φυτών και ζώων, όπου ο συνδυασμός ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου σχηματίζει μόρια νερού.
η συνεργασία2 χρησιμοποιείται στη διαδικασία φωτοσύνθεσης και τα άτομα οξυγόνου της γίνονται μέρος της οργανικής ύλης των φυτών.
Μέσω της κυτταρικής αναπνοής και της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης, το οξυγόνο επιστρέφεται στην ατμόσφαιρα, αποτελώντας μέρος των μορίων του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα.
Μάθε περισσότερα για Κύκλος οξυγόνου.
Κύκλος αζώτου
Το άζωτο είναι το πιο άφθονο χημικό στοιχείο στην ατμόσφαιρα της Γης. Βρέθηκε με τη μορφή Ν2, αντιπροσωπεύει περίπου το 78% του όγκου του ατμοσφαιρικού αέρα.
Ωστόσο, η συντριπτική πλειονότητα των ζωντανών όντων δεν μπορεί να αφομοιώσει το ατμοσφαιρικό άζωτο. Για αυτό, χρειάζονται βακτήρια σταθεροποίησης αζώτου.
Υπάρχουν τέσσερις τύποι βακτηρίων που συμμετέχουν στον κύκλο αζώτου:
- Διόρθωση βακτηρίων: απορροφήστε το ατμοσφαιρικό άζωτο και μετατρέψτε το σε αμμωνία.
- Νιτροποιητικά βακτήρια: χημειοσυνθετικά βακτήρια που οξειδώνουν την αμμωνία και τη μετατρέπουν σε νιτρώδη και μετά νιτρικά, μια μορφή αφομοιώσιμη από τα φυτά. Έτσι, μέσω της σίτισης τα ζώα μπορούν να λάβουν άζωτο.
- Αποσυντιθέμενα βακτήρια: βακτήρια που δρουν όταν η οργανική ύλη αποσυντίθεται και απελευθερώνει αμμωνία στο περιβάλλον.
- Απολυμαντικά βακτήρια: βακτήρια που αναερόβια αποικοδομούν άζωτο ενώσεις, όπως νιτρικά και αμμωνία, και απελευθερώνουν αέριο άζωτο στην ατμόσφαιρα.
Μάθε περισσότερα για Κύκλος αζώτου.
Κύκλος φωσφόρου
Ο φωσφόρος είναι το γενετικό υλικό που αποτελείται από μόρια RNA και DNA. Μπορεί επίσης να βρεθεί σε οστά και δόντια.
Στη φύση βρίσκεται μόνο σε βράχους, σε στερεή μορφή. Όταν οι βράχοι αποικοδομούνται, άτομα φωσφόρου καθίστανται διαθέσιμα στο έδαφος και στο νερό.
Τα φυτά μπορούν να λάβουν φωσφόρο όταν το απορροφούν διαλυμένο σε νερό και έδαφος.
Τα ζώα λαμβάνουν φωσφόρο μέσω νερού και τροφής.
Ο φωσφόρος επιστρέφεται στο περιβάλλον αποσυνθέτοντας οργανισμούς ως αποτέλεσμα της υποβάθμισης της οργανικής ύλης σε φυτά και ζώα. Από εκεί, μπορεί να ανακυκλωθεί ανάμεσα σε φυτά ή να μεταφερθεί με νερό της βροχής σε λίμνες και θάλασσες και να ενσωματωθεί στους βράχους.
Ασκήσεις - Δοκιμάστε τις γνώσεις σας
(PUC-RS-2001) - Τα έθνη του κόσμου έχουν συζητήσει τη δυνατότητα των πλούσιων και ρυπογόνων χωρών να πληρώνουν φόρους σε αναπτυσσόμενες χώρες που διατηρούν ή / και φυτεύουν δάση. Αυτός θα ήταν ένας τρόπος μετριασμού της συμβολής των ρυπογόνων χωρών στο «φαινόμενο του θερμοκηπίου» (το φαινόμενο που ευθύνεται για το Θέρμανση της γης) επειδή τα φυτά, όταν μεγαλώνουν, απομακρύνουν από την ατμόσφαιρα το κύριο στοιχείο που είναι υπεύθυνο για αυτό Είναι φτιαγμένο. Το στοιχείο στο οποίο αναφέρεται το παραπάνω κείμενο είναι μέρος του κύκλου:
α) του αζώτου
β) άνθρακας
γ) του φωσφόρου
δ) νερό
ε) όζον
β) άνθρακας
(UFRGS / 2009) - Τα έμβια όντα διατηρούν συνεχείς ανταλλαγές ύλης με το περιβάλλον μέσω διαδικασιών γνωστών ως βιογεωχημικών κύκλων.
Με βάση βιογεωχημικούς κύκλους, σημειώστε με Β (αληθινό) ή φά (false) τις ακόλουθες δηλώσεις.
() Η ατμόσφαιρα είναι η κύρια δεξαμενή άνθρακα, αζώτου, φωσφόρου και οξυγόνου.
() Στον κύκλο νερού, η εξάτμιση είναι χαμηλότερη στους ωκεανούς, ενώ η βροχόπτωση είναι χαμηλότερη στην επιφάνεια του εδάφους.
() Ατμοσφαιρικό άζωτο (Ν2) ενσωματώνεται σε οργανικά μόρια μέσω απορρόφησης φυλλώματος.
() Όλα τα οργανικά μόρια των ζωντανών όντων έχουν άτομα άνθρακα στη σύνθεσή τους και η επιστροφή τους στον κύκλο μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω διαδικασιών αποσύνθεσης.
Η σωστή ακολουθία για την πλήρωση των παρενθέσεων, από πάνω προς τα κάτω, είναι:
α) V - F - V - V
β) F - F - F - V
γ) V - V - F - F
δ) F - V - F - V
ε) V - F - V - F
β) F - F - F - V
(UDESC / 2009) - Όσον αφορά τους βιογεωχημικούς κύκλους, αναλύστε τις ακόλουθες δηλώσεις:
ΕΓΩ. Στον κύκλο του άνθρακα: οι αλυσίδες άνθρακα σχηματίζουν οργανικά μόρια μέσω αυτοτροφικών όντων μέσω φωτοσύνθεση, στην οποία το διοξείδιο του άνθρακα απορροφάται, στερεώνεται και μετατρέπεται σε οργανική ύλη από τους παραγωγούς. Ο άνθρακας επιστρέφει στο περιβάλλον μέσω διοξειδίου του άνθρακα μέσω αναπνοής.
ΙΙ. Στον κύκλο οξυγόνου: το αέριο οξυγόνο παράγεται κατά την κατασκευή οργανικών μορίων με αναπνοή και καταναλώνεται όταν αυτά τα μόρια οξειδώνονται στη φωτοσύνθεση.
III. Στον κύκλο του νερού: η ηλιακή ενέργεια παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς επιτρέπει την εξάτμιση του υγρού νερού. Ο υδρατμός, στα υψηλότερα και πιο κρύα στρώματα, συμπυκνώνεται και σχηματίζει σύννεφα που, αργότερα, κατακρημνίζονται με τη μορφή βροχής, και το νερό από αυτήν τη βροχή επιστρέφει στο έδαφος σχηματίζοντας ποτάμια, λίμνες, ωκεανούς ή ακόμη και διεισδύοντας στο έδαφος και σχηματίζοντας τα φύλλα τραπέζια νερού.
IV. Στον κύκλο αζώτου: ένα από τα βήματα είναι η στερέωση αζώτου, στην οποία ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν άζωτο και να το αντιδράσει με οξυγόνο για να παράγει νιτρώδες άλας, το οποίο θα μετατραπεί σε αμμωνία κατά τη διαδικασία της αζωτοποίηση.
Ελέγξτε τη σωστή εναλλακτική λύση.
α) Είναι αληθινές μόνο οι δηλώσεις II και IV.
β) Αληθεύουν μόνο οι δηλώσεις I και II.
γ) Μόνο οι δηλώσεις I, III και IV είναι αληθείς.
δ) Αληθεύουν μόνο οι δηλώσεις II, III και IV.
ε) Μόνο οι δηλώσεις I και III είναι αληθείς.
ε) Μόνο οι δηλώσεις I και III είναι αληθείς.
