Колообіг речовин в природі

Колообіг речовин в природі – це взаємопов’язані біологічні, хімічні, фізіологічні процеси руху і видозміни сполук, які мають повторюваний характер.

Біогенні елементи

Для сприятливого функціонування всієї біосфери і безперервності її процесів, всередині неї повинні постійно здійснюватися обміни біогенних речовин, всі елементи яких важливі для життя як такої. В організми живих істот входять ті ж складові, що і в повітря, воду, грунт і мінерали. Відмінність тільки в тому, що молекули неживої природи прості і однотипні, а живі організми складаються з безлічі атомів різних типів.

До біогенних відносяться всі елементи з таблиці Менделєєва, але особливо важливі наступні:

• водень
• кисень
• сірка
• фосфор
• вуглець
• азот
• залізо

Важливо! Всі процеси на планеті взаємопов’язані, і основною умовою існування життя на планеті є безперервний оборот біогеохімічних речовин.

Виникнення колообіг

Активність живої речовини і енергетичні потоки Сонця виступають рушійними силами цього процесу. Вони перерозподіляють, концентрують і переміщують величезну кількість життєво необхідних речовин між рослинами, їх кореневими системами і всіма істотами на планеті.

Важливо! Енергія укладена в хімічних зв’язках органічних речовин, яка поглинена продуцентом, внаслідок чого вона циркулює в круговороті.

Виникає циклічний оборот енергії тому, що діє закон її збереження. Вона не зникає безслідно, а витрачається для життя біосфери Землі, переходячи з одного стану в інший.

Всі хімічні складові навколишнього середовища проходять багаторазово приблизно такий шлях:

• Переходять у вигляді їжі від організму до організму;
• Виділяються в навколишній світ;
• Знову долучаються автотрофами в процеси життєдіяльності організмів.

З’являється колообіг, і так речовини рухаються багаторазово. Всі біологічні процеси нагадують безперервне циклічне обертання лопатей вітряка, де лопаті – це колообіг речовин, а вітер – потік енергії, який проходить через всю екосистему.

Структура природного циклу

Все життя на планеті підпорядковується законам одного глобального колообіг, який можна розділити на дві основні складові. Вони відрізняються структурами і характером протікають в них процесах. Розрізняють такі основні цикли:

• Великий або геологічний
• Малий або біологічний

Геологічний

Цей вид ще зветься колообіг води в природі, де рідина постійно циркулює між сушею і океаном. Це – складний геологічний процес і основними його елементами є:

• Випаровування вологи;
• Її пересування з повітряними потоками в стані пари;
• Формування хмар;
• Опади;
• Підземний і поверхневий стік води в Світовий океан.

Всі ланки колообіг мають однотипний характер, за винятком опадів. Випадаючи, вони розподіляються за трьома категоріями:

По поверхні земної кори. Стік наповнює материкові водойми, чиї води стікаються в океани. Ця вода містить в собі розчинені хімічні елементи, частинки грунту і гумусу.

Важливо! Унаслідок неконтрольованої вирубки лісів і безвідповідальної діяльності людини щодо ресурсів Землі, кількість вод поверхневого стоку зростає з кожним роком. Це стало причиною багатьох екологічних відхилень.

Осідає у верхніх шарах земної кори. Вода вбирається і зберігається на деякий час в грунтах для живлення рослин. Через деякий час, перероблена в процесі фотосинтезу, вона переходить в атмосферу в пароподібному стані.

Проникає в більш глибокі шари кори і утворює підземні води. Потрапляючи в глибини Землі і заповнюючи її тріщини, вода вимиває розчинені мінеральні речовини і доставляє їх в океан.

Материки на даний момент знаходяться значно вище рівня моря, тому рано чи пізно вся волога з території суші потрапляє в його води. При цьому, в літосфері Землі відбувається перетворення і винос речовин, які, осідаючи в океані, наповнюють його осадовими породами. Здійснюючи повний цикл, вода проробляє певну роботу по шляху:

• Руйнує тверді породи;
• Розчиняє мінеральні речовини;
• Доставляє видозмінені частинки в океан.

Кора Землі перебуває в постійному русі. Одні ділянки материкових плит, опускаючись, заливаються водами океанів. Інші – піднімаються, і ті речовини, що утворилися і накопичилися в водоймах за довгі роки, виявляються на поверхні. Є припущення, що через сотні тисяч років кора рушить у зворотному напрямку. Це буде свідченням того, що великий геологічний цикл завершено і почався новий.

Важливо! Великий цикл колообіг ніколи не повторюється в точності, як попередній, і проходить по спіралі, а не по колу.

Малий

Він являє собою обмін корисними речовинами в межах всієї біосфери Землі з компонентами речовин з літосфери, атмосфери і гідросфери. Цей цикл вміщує в себе такі складові:

• Продуценти
• Консументи
• Запас енергії і корисних речовин
• Редуценти

Продуценти перетворять прості неорганічні речовини в складні органічні сполуки. Консументи модифікують більш складні речовини. Редуценти виділяють хімічні елементи, які утворюють складну органіку і звільнені нею речовини знову включаються в оборот.

Біологічний колообіг – це циркуляція хімічних елементів і корисних речовин між живими організмами і неживою природою. Весь процес можна розділити на такі складові:

• Всі організми вбирають в себе атоми біогенних речовин з гідросфери, літосфери і атмосфери;
• У тілах організмів проходять хімічні реакції за участю цих речовин;
• Після переробки мікроелементи виділяються у вигляді продуктів розпаду в навколишнє середовище;
• Навколишній світ і всі живі організми планети, черпаючи з нього поживні речовини і виділяючи їх назад у вигляді продуктів життєдіяльності, створюють загальну екосистему.

Важливо! Організоване таким чином життя на Землі триває вже мільйони років. Якщо внести навіть незначні зміни в структуру, масу і в вихідний хімічний склад живої речовини, можна незворотно вплинути на весь характер біологічного циклу.

На стійкість екосистеми впливає і колообіг низхідного і Висхідного потоків, де:
Висхідний потік утворюється, завдяки взаємодії навколишнього середовища з рослинами. На цьому етапі створюється первинний продукт.

Спадний потік генерується всіма рівнями екосистеми, які перетворять синтезовану продукцію в неорганічні речовини.

Таким чином, кожна жива субстанція підтримує життя на землі, створюючи колообіг.

Основні відмінності колообігу

Все в світі пов’язано між собою і це забезпечує злагоджену роботу всіх рівнів на планеті. Великий і малий обороти в цьому процесі зливаються і функціонують спільно для підтримки життя на планеті. Однак у них різна структура, і фахівці виділяють характерні особливості:

• Складовими компонентами. У геологічному колообігу беруть участь хімічні речовини з усіх рівнів земної кори. Біологічний – відрізняється взаємодією тільки між біогенними елементами.
• Тривалість. Цикл Малого обороту триває від року до сотні років. Період Великого – тягнеться до сотень тисяч років.
• Рушійна сила. Імпульсом для геологічного колообігу виступає вода, яка “подорожує” між сушею і водоймами. У малому колообіг в цій ролі виступають живі організми, їх продукти життєдіяльності та харчування.

Ось така злагоджена взаємодія всіх елементів на Землі забезпечує гармонійне і збалансоване існування всіх структур на планеті.

Вплив людини

Людина, як істота біологічна, безпосередньо втягнутий в колообіг речовин. Однак йому все важче дотримуватися балансу і кодекс невтручання в основні природні процеси.

Безконтрольно споживаючи ресурси планети, заповнюючи неперероблюваними відходами її атмосферу і біосферу, людина несприятливо впливає на природний колообіг. Таким чином він завдає шкоди собі в першу чергу. Так, надлишки азотних добрив, якими люди щедро посипають грунту, вбираються в глибокі шари грунту і змиваються дощами з полів, потрапляючи у воду.

Так чи інакше, нітрати потрапляють в організм людини через їжу і воду, викликаючи рак і інші збої в процесах життєдіяльності. Необхідно пам’ятати, що все на Землі взаємопов’язано. Для гармонійного і тривалого життя потрібно підтримувати баланс речовин в природі, враховуючи особливості природного колообіг..