Biyojeokimyasal döngü - Biogeochemical cycle

Değişimlerin etkileri küresel karbon döngüsü insan faaliyeti nedeniyle bilim adamlarını ilgilendiriyor.[1]

İçinde ekoloji ve Yer bilimi, bir biyojeokimyasal döngü veya madde devir hızı veya madde döngüsü bir yoldur kimyasal madde biyotik (biyosfer ) ve abiyotik (litosfer, atmosfer, ve hidrosfer ) bölmeleri Dünya. Var biyojeokimyasal kimyasal elementler için döngüler kalsiyum, karbon, hidrojen, Merkür, azot, oksijen, fosfor, selenyum, Demir ve kükürt; moleküler döngüler Su ve silika; gibi makroskopik döngüler Kaya döngüsü; sentetik bileşikler için insan kaynaklı döngülerin yanı sıra Poliklorlu bifenil (PCB). Bazı döngülerde rezervuarlar bir maddenin uzun süre kaldığı yerde.

Sistemler

Ekolojik sistemler (ekosistemler ), örneğin su döngüsü, karbon döngüsü, nitrojen döngüsü vb. gibi sistemin bir parçası olarak çalışan birçok biyojeokimyasal döngüye sahiptir. Organizmalarda oluşan tüm kimyasal elementler biyojeokimyasal döngülerin parçasıdır. Bu kimyasal elementler, canlı organizmaların bir parçası olmanın yanı sıra, su gibi ekosistemlerin abiyotik faktörleri aracılığıyla da döngü yapar (hidrosfer ), arazi (litosfer ) ve / veya hava (atmosfer ).[2]

Gezegenin canlı faktörleri topluca biyosfer olarak adlandırılabilir. Tüm besinler - örneğin karbon, azot, oksijen, fosfor, ve kükürt — Canlı organizmalar tarafından ekosistemlerde kullanılan bir kapalı sistem; bu nedenle bu kimyasallar, açık bir sistemde olduğu gibi sürekli olarak kaybolmak ve yenilenmek yerine geri dönüştürülür.[2]

Bir ekosistemdeki enerji akışı bir sistemi aç; Güneş, gezegene sürekli olarak ışık şeklinde enerji verirken, eninde sonunda ısı şeklinde kullanılır ve kaybolur. trofik seviyeler bir besin ağının. Karbon, karbonhidratları, yağları ve proteinleri yapmak için kullanılır. besin enerjisi. Bu bileşikler, organik bileşikler yapmak için bitkiler tarafından yakalanabilen karbondioksiti serbest bırakmak için oksitlenir. Kimyasal reaksiyon Güneşin ışık enerjisi ile güçlendirilmiştir.

Güneş ışığı, karbonu hidrojen ve oksijen ile bir enerji kaynağı olarak birleştirmek için gereklidir, ancak derin deniz Güneş ışığının giremediği yerlerde kükürtten enerji elde edin. Hidrojen sülfit yakın hidrotermal menfezler gibi organizmalar tarafından kullanılabilir dev tüp kurdu. İçinde kükürt döngüsü kükürt sonsuza kadar bir enerji kaynağı olarak geri dönüştürülebilir. Enerji, oksidasyon ve indirgeme kükürt bileşiklerinin (örneğin, elementel kükürdün oksitlenmesi sülfit ve sonra sülfat ).

Dünya sürekli olarak güneşten enerji alsa da, ek madde yalnızca ara sıra göktaşları tarafından eklendiği için kimyasal bileşimi esasen sabittir. Bu kimyasal bileşim enerji gibi yenilenmediğinden, bu kimyasallara bağlı tüm işlemler geri dönüştürülmelidir. Bu döngüler hem canlı biyosfer hem de cansız litosfer, atmosfer ve hidrosfer içerir.

Rezervuarlar

Kimyasallar bazen tek bir yerde uzun süre tutulur. Bu yerin adı rezervuar, örneğin şu tür şeyleri içeren kömür depolanan mevduatlar karbon uzun bir süre için.[3] Kimyasallar yalnızca kısa bir süre tutulduğunda, değişim havuzları. Değişim havuzlarının örnekleri arasında bitkiler ve hayvanlar bulunur.[3]

Bitkiler ve hayvanlar karbonhidratlar, yağlar ve proteinler üretmek için karbon kullanırlar ve bunlar daha sonra iç yapılarını inşa etmek veya enerji elde etmek için kullanılabilirler. Bitkiler ve hayvanlar, sistemlerinde geçici olarak karbon kullanır ve daha sonra tekrar havaya veya çevreleyen ortama salar. Genellikle rezervuarlar abiyotik faktörlerdir, oysa değişim havuzları biyotik faktörlerdir. Bitkilerde ve hayvanlarda, kömür yataklarına kıyasla karbon nispeten kısa bir süre tutulur. Bir kimyasalın tek bir yerde tutulduğu süreye onun adı verilir. kalış süresi.[3]

Önemli döngüler

En iyi bilinen ve önemli biyojeokimyasal döngüler aşağıda gösterilmiştir:

Şu anda ilk kez çalışılan birçok biyojeokimyasal döngü vardır. iklim değişikliği ve insan etkileri, bu görece bilinmeyen döngülerin hızını, yoğunluğunu ve dengesini büyük ölçüde değiştiriyor. Bu yeni incelenen biyojeokimyasal döngüler şunları içerir:

Biyojeokimyasal döngüler her zaman sıcak denge durumlarını içerir: bölmeler arasındaki elementin döngüsünde bir denge. Bununla birlikte, genel denge, küresel ölçekte dağıtılmış bölümleri içerebilir.

Biyojeokimyasal döngüler tüm dünya üzerindeki maddelerin hareketlerini tanımladığından, bunların incelenmesi doğası gereği çok disiplinlidir. Karbon döngüsü aşağıdaki araştırmalarla ilgili olabilir: ekoloji ve atmosfer bilimleri.[6] Biyokimyasal dinamikler aynı zamanda aşağıdaki alanlarla da ilgili olacaktır. jeoloji ve pedoloji.[7]

Fotoğraf Galerisi

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Avelar, S., van der Voort, T.S. ve Eglinton, T.I. (2017) "Denizcilik ülkelerinin ulusal sera gazı envanterleri için deniz sedimanlarının karbon stoklarının önemi". Karbon dengesi ve yönetimi, 12(1): 10.doi:10.1186 / s13021-017-0077-x. CC-BY icon.svg Materyal, bir altında bulunan bu kaynaktan kopyalandı. Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisansı.
  2. ^ a b "Biyojeokimyasal Döngüler". Çevre Okuryazarlığı Konseyi. Alındı 20 Kasım 2017.
  3. ^ a b c Baedke, Steve J .; Fichter, Lynn S. "Biyojeokimyasal Döngüler: Karbon Döngüsü". Geol 398 için Suplimental Ders Notları. James Madison Üniversitesi. Alındı 20 Kasım 2017.
  4. ^ "Çevrede Cıva Bisikleti". Wisconsin Su Bilimi Merkezi. Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması. 10 Ocak 2013. Alındı 20 Kasım 2017.
  5. ^ İz bırakan organik kirleticiler: kaynaklar, ulaşım ve kader. Ifremer. s. 22–23. ISBN  9782759200139.
  6. ^ McGuire, 1A. D .; Lukina, N.V. (2007). "Biyojeokimyasal döngüler" (PDF). Groisman, P .; Bartalev, S. A .; NEESPI Bilim Planı Geliştirme Ekibi (editörler). Kuzey Avrasya yer bilimleri ortaklık girişimi (NEESPI), Bilim planına genel bakış. Küresel Gezegensel Değişim. 56. s. 215–234. Alındı 20 Kasım 2017.
  7. ^ "Biyojeokimyasal Dinamikler için Dağıtılmış Aktif Arşiv Merkezi". daac.ornl.gov. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. Alındı 20 Kasım 2017.

daha fazla okuma

  • Kasap, Samuel S., ed. (1993). Küresel biyojeokimyasal döngüler. Londra: Akademik Basın. ISBN  9780080954707.
  • Exley, C (15 Eylül 2003). "Alüminyum için biyojeokimyasal döngü mü?" İnorganik Biyokimya Dergisi. 97 (1): 1–7. doi:10.1016 / S0162-0134 (03) 00274-5. PMID  14507454.
  • Jacobson, Michael C .; Charlson, Robert J .; Rodhe, Henning; Orians, Gordon H. (2000). Biyojeokimyasal döngülerden küresel değişime yer sistemi bilimi (2. baskı). San Diego, Calif.: Academic Press. ISBN  9780080530642.
  • Palmeri, Luca; Barausse, Alberto; Jorgensen, Sven Erik (2013). "12. Biyojeokimyasal çevrimler". Ekolojik süreçler el kitabı. Boca Raton: Taylor ve Francis. ISBN  9781466558489.