Di biosfer terdapat siklus zat global (besar, atau geologis), yang sudah ada sebelum munculnya organisme hidup pertama. Berbagai macam unsur kimia terlibat di dalamnya. Siklus geologi terjadi karena jenis energi matahari, gravitasi, tektonik, dan kosmik.
Dengan munculnya materi hidup, berdasarkan siklus geologi, muncullah siklus bahan organik - siklus kecil (biotik, atau biologis).
Siklus biotik zat adalah proses pergerakan dan transformasi zat yang berkesinambungan, bersiklus, tidak merata dalam ruang dan waktu, yang terjadi dengan partisipasi langsung organisme hidup. Ini adalah proses berkelanjutan penciptaan dan penghancuran bahan organik dan diwujudkan dengan partisipasi ketiga kelompok organisme: produsen, konsumen dan pengurai. Sekitar 40 elemen biogenik terlibat dalam siklus biotik. Siklus karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, belerang, besi, kalium, kalsium dan magnesium sangat penting bagi organisme hidup.
Seiring berkembangnya materi hidup, semakin banyak unsur yang terus-menerus dikeluarkan dari siklus geologi dan memasuki siklus biologis yang baru. Total massa zat abu yang terlibat setiap tahunnya dalam siklus biotik zat di darat saja adalah sekitar 8 miliar ton. Jumlah ini beberapa kali lebih besar dibandingkan massa produk yang dihasilkan oleh letusan seluruh gunung berapi di dunia sepanjang tahun. Laju peredaran materi di biosfer berbeda-beda. Materi hidup di biosfer diperbarui rata-rata setiap 8 tahun, dan massa fitoplankton di lautan diperbarui setiap hari. Semua oksigen di biosfer melewati materi hidup dalam 2000 tahun, dan karbon dioksida – dalam 300 tahun.
Dalam ekosistem, terjadi siklus biotik lokal, dan di biosfer, terjadi siklus biogeokimia migrasi atom, yang tidak hanya menghubungkan ketiga kulit terluar planet ini menjadi satu kesatuan, tetapi juga menentukan evolusi komposisinya yang berkelanjutan.
HIDROSFER SUASANA
¯ ¯
ZAT HIDUP
TANAH
Evolusi biosfer
Biosfer muncul bersamaan dengan munculnya organisme hidup pertama sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. Seiring berkembangnya kehidupan, kehidupan pun berubah. Tahapan evolusi biosfer dapat dibedakan dengan memperhatikan karakteristik jenis ekosistemnya.
1. Muncul dan berkembangnya kehidupan di air. Tahapan tersebut dikaitkan dengan keberadaan ekosistem perairan. Tidak ada oksigen di atmosfer.
2. Munculnya makhluk hidup ke darat, berkembangnya lingkungan darat-udara dan tanah serta munculnya ekosistem darat. Hal ini dimungkinkan berkat munculnya oksigen di atmosfer dan lapisan ozon. Terjadi 2,5 miliar tahun yang lalu.
3. Kemunculan manusia, transformasinya menjadi makhluk biososial dan munculnya antropoekosistem terjadi 1 juta tahun yang lalu.
4. Transisi biosfer di bawah pengaruh aktivitas cerdas manusia ke keadaan kualitatif baru - ke noosfer.
Noosfer
Tahap tertinggi dalam perkembangan biosfer adalah noosfer - tahap pengaturan wajar hubungan antara manusia dan alam. Istilah ini diperkenalkan pada tahun 1927 oleh filsuf Perancis E. Leroy. Dia percaya bahwa noosfer mencakup masyarakat manusia dengan industri, bahasa, dan atribut aktivitas cerdas lainnya. Pada usia 30-40an. abad XX V.I. Vernadsky mengembangkan gagasan materialistis tentang noosfer. Ia percaya bahwa noosfer muncul sebagai hasil interaksi biosfer dan masyarakat, diatur oleh hubungan erat antara hukum alam, pemikiran dan hukum sosial ekonomi masyarakat, dan menekankan bahwa
noosphere (bidang nalar) adalah tahap perkembangan biosfer ketika aktivitas cerdas manusia akan menjadi faktor penentu utama dalam pembangunan berkelanjutan.
Noosfer adalah tahap biosfer baru yang tertinggi, terkait dengan kemunculan dan perkembangan umat manusia di dalamnya, yang, dengan mempelajari hukum alam dan meningkatkan teknologi, menjadi kekuatan besar yang skalanya sebanding dengan kekuatan geologis, dan mulai berkembang. pengaruh yang menentukan terhadap jalannya proses di Bumi, yang secara signifikan mengubahnya melalui kerja keras Anda. Pembentukan dan perkembangan umat manusia tercermin dalam munculnya bentuk-bentuk baru pertukaran materi dan energi antara masyarakat dan alam, dalam semakin meningkatnya dampak manusia terhadap biosfer. Noosfer akan terjadi ketika umat manusia, dengan bantuan ilmu pengetahuan, akan mampu mengendalikan proses alam dan sosial secara bermakna. Oleh karena itu, noosfer tidak dapat dianggap sebagai cangkang khusus bumi.
Ilmu yang mengatur hubungan antara masyarakat manusia dan alam disebut noogenik.
Tujuan utama noogenik adalah merencanakan masa kini demi masa depan, dan tugas utamanya adalah memperbaiki pelanggaran hubungan antara manusia dan alam yang disebabkan oleh kemajuan teknologi, dan mengelola evolusi biosfer secara sadar. Pemanfaatan sumber daya alam yang terencana dan berlandaskan ilmu pengetahuan harus dibentuk, yang menyediakan pemulihan siklus zat-zat yang telah diganggu oleh manusia, sebagai lawan dari sikap predator yang spontan terhadap alam, yang menyebabkan kerusakan lingkungan. Hal ini memerlukan pembangunan berkelanjutan dalam masyarakat yang mampu memenuhi kebutuhan masa kini tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang dalam memenuhi kebutuhannya.
Saat ini planet telah terbentuk bioteknosfer adalah bagian dari biosfer yang telah diubah secara radikal oleh manusia menjadi struktur teknik dan teknis: kota, pabrik dan pabrik, tambang dan pertambangan, jalan, bendungan dan waduk, dll.
BIOSFER DAN MANUSIA
Biosfer bagi manusia adalah habitat dan sumber sumber daya alam.
Sumber daya alam – benda dan fenomena alam yang dimanfaatkan manusia dalam proses persalinan. Mereka memberi seseorang makanan, pakaian, dan tempat tinggal. Menurut tingkat kelelahannya, mereka dibagi menjadi habis-habisnya dan tidak habis-habisnya . Habis sumber daya dibagi menjadi terbarukan Dan tidak terbarukan . Sumber daya tak terbarukan mencakup sumber daya yang tidak dapat diperbarui (atau diperbarui ratusan kali lebih lambat dibandingkan konsumsinya): minyak, batu bara, bijih logam, dan sebagian besar mineral. Sumber daya alam terbarukan - tanah, flora dan fauna, mineral (garam meja). Sumber daya ini terus-menerus dipulihkan pada tingkat yang berbeda-beda: hewan - beberapa tahun, hutan - 60-80 tahun, tanah yang kehilangan kesuburan - selama beberapa milenium. Melebihi tingkat konsumsi dibandingkan tingkat reproduksi menyebabkan hilangnya sumber daya sepenuhnya.
Tidak ada habisnya sumber daya meliputi air, iklim (energi atmosfer udara dan angin) dan ruang angkasa: radiasi matahari, energi pasang surut air laut. Namun, meningkatnya pencemaran lingkungan memerlukan penerapan langkah-langkah lingkungan untuk melestarikan sumber daya ini.
Pemenuhan kebutuhan manusia tidak mungkin terpikirkan tanpa eksploitasi sumber daya alam.
Segala jenis aktivitas manusia di biosfer dapat digabungkan menjadi empat bentuk.
1. Perubahan struktur permukaan bumi(membajak tanah, mengeringkan badan air, menebang hutan, membangun kanal). Kemanusiaan menjadi kekuatan geologis yang kuat. Manusia menggunakan 75% lahan, 15% air sungai, 20 hektar hutan ditebang setiap menit.
· Perubahan geologi dan geomorfologi – intensifikasi proses pembentukan jurang, kemunculan dan frekuensi semburan lumpur dan tanah longsor.
· Perubahan kompleks (lanskap) – pelanggaran integritas dan struktur alami lanskap, keunikan monumen alam, hilangnya lahan produktif, penggurunan.
Biosfer bumi dengan cara tertentu dicirikan oleh siklus zat dan aliran energi. Daur zat adalah keikutsertaan zat secara berulang-ulang dalam proses yang terjadi di atmosfer, hidrosfer, dan litosfer, termasuk lapisan-lapisan yang merupakan bagian dari biosfer bumi. Sirkulasi materi terjadi dengan pasokan energi eksternal yang terus menerus dari Matahari dan energi internal dari Bumi.
Tergantung pada kekuatan pendorongnya, dalam siklus zat seseorang dapat membedakan siklus geologis (siklus besar), biologis (biogeokimia, siklus kecil) dan antropogenik.
Siklus geologi (siklus besar zat di biosfer)
Siklus ini mendistribusikan kembali materi antara biosfer dan cakrawala bumi yang lebih dalam. Kekuatan pendorong di balik proses ini adalah proses geologi eksogen dan endogen. Proses endogen terjadi di bawah pengaruh energi internal bumi. Ini adalah energi yang dilepaskan sebagai akibat peluruhan radioaktif, reaksi kimia pembentukan mineral, dll. Proses endogen meliputi, misalnya pergerakan tektonik dan gempa bumi. Proses-proses ini mengarah pada pembentukan bentang alam yang luas (benua, cekungan samudra, pegunungan, dan dataran). Proses eksogen terjadi di bawah pengaruh energi eksternal Matahari. Ini termasuk aktivitas geologi atmosfer, hidrosfer, organisme hidup dan manusia. Proses-proses ini menyebabkan perataan bentang alam yang luas (lembah sungai, bukit, jurang, dll.).
Siklus geologi berlanjut selama jutaan tahun dan terdiri dari penghancuran batuan, dan produk pelapukan (termasuk nutrisi yang larut dalam air) dibawa oleh aliran air ke Samudra Dunia, di mana mereka membentuk strata laut dan hanya sebagian kembali ke daratan dengan pengendapan. Perubahan geotektonik, proses tenggelamnya benua dan naiknya dasar laut, pergerakan laut dan samudera dalam jangka waktu yang lama menyebabkan lapisan-lapisan tersebut kembali ke daratan dan prosesnya dimulai kembali. Lambang peredaran zat ini berbentuk spiral, bukan lingkaran, karena siklus baru tidak mengulangi siklus lama, tetapi memperkenalkan sesuatu yang baru.
Siklus besar mengacu pada siklus air (siklus hidrologi) antara daratan dan lautan melalui atmosfer (Gbr. 3.2).
Siklus air secara keseluruhan memainkan peran utama dalam membentuk kondisi alam di planet kita. Dengan mempertimbangkan transpirasi air oleh tumbuhan dan penyerapannya dalam siklus biogeokimia, seluruh persediaan air di Bumi akan terurai dan pulih kembali dalam waktu 2 juta tahun.
Beras. 3. 2. Siklus air di biosfer.
Dalam siklus hidrologi, seluruh bagian hidrosfer saling berhubungan. Lebih dari 500 ribu km3 air setiap tahunnya berpartisipasi di dalamnya. Kekuatan pendorong di balik proses ini adalah energi matahari. Di bawah pengaruh energi matahari, molekul air memanas dan naik dalam bentuk gas ke atmosfer (875 km3 air tawar menguap setiap hari). Ketika mereka naik, mereka secara bertahap mendingin, memadat dan membentuk awan. Setelah awan cukup dingin, awan melepaskan air dalam bentuk berbagai presipitasi yang jatuh kembali ke laut. Air yang mencapai tanah dapat melalui dua jalur yang berbeda: meresap ke dalam tanah (infiltrasi) atau mengalir melaluinya (limpasan permukaan). Di permukaan, air mengalir ke aliran sungai dan sungai menuju ke laut atau tempat lain di mana terjadi penguapan. Air yang terserap ke dalam tanah dapat tertahan di lapisan atasnya (cakrawala) dan dikembalikan ke atmosfer melalui transpirasi. Air seperti itu disebut kapiler. Air yang terbawa gravitasi dan merembes ke bawah melalui pori-pori dan retakan disebut gravitasi. Air gravitasi merembes ke dalam lapisan batuan atau tanah liat padat yang tidak dapat ditembus, mengisi semua lubang. Cadangan tersebut disebut air tanah, dan batas atasnya adalah permukaan air tanah. Lapisan batuan bawah tanah yang dilalui air tanah secara perlahan disebut akuifer. Di bawah pengaruh gravitasi, air tanah bergerak melalui akuifer sampai menemukan “jalan keluar” (misalnya, membentuk mata air alami yang memberi makan danau, sungai, kolam, yaitu menjadi bagian dari air permukaan). Dengan demikian, siklus air mencakup tiga “lingkaran” utama: limpasan permukaan, evaporasi-transpirasi, dan air tanah. Siklus air di Bumi setiap tahunnya melibatkan lebih dari 500 ribu km3 air dan berperan besar dalam pembentukan kondisi alam.
Siklus biologis (biogeokimia).
(siklus kecil zat di biosfer)
Kekuatan pendorong siklus biologis zat adalah aktivitas organisme hidup. Ini adalah bagian dari yang lebih besar dan terjadi di dalam biosfer pada tingkat ekosistem. Siklus kecil terdiri dari fakta bahwa nutrisi, air dan karbon terakumulasi dalam zat tumbuhan (autotrof) dan digunakan untuk pembangunan tubuh dan proses kehidupan baik tumbuhan maupun organisme lain (biasanya hewan - heterotrof) yang memakan tumbuhan tersebut. Produk pembusukan bahan organik di bawah pengaruh perusak dan mikroorganisme (bakteri, jamur, cacing) kembali terurai menjadi komponen mineral. Zat anorganik ini dapat digunakan kembali untuk sintesis zat organik oleh autotrof.
Dalam siklus biogeokimia, perbedaan dibuat antara dana cadangan (zat yang tidak terkait dengan organisme hidup) dan dana pertukaran (zat yang dikaitkan melalui pertukaran langsung antara organisme dan lingkungan terdekatnya).
Tergantung pada lokasi dana cadangan, siklus biogeokimia dibagi menjadi dua jenis:
Siklus tipe gas dengan dana cadangan zat di atmosfer dan hidrosfer (siklus karbon, oksigen, nitrogen).
Siklus sedimen dengan dana cadangan di kerak bumi (siklus fosfor, kalsium, besi, dll).
Peredaran jenis gas, yang mempunyai dana pertukaran yang besar, lebih sempurna. Dan, selain itu, mereka mampu mengatur diri sendiri dengan cepat. Siklus sedimen kurang sempurna, lebih inert, karena sebagian besar zat terkandung dalam cadangan kerak bumi dalam bentuk yang tidak dapat diakses oleh organisme hidup. Siklus seperti itu mudah terganggu oleh berbagai macam pengaruh, dan sebagian materi yang dipertukarkan meninggalkan siklus tersebut. Ia dapat kembali ke siklusnya hanya sebagai akibat dari proses geologis atau melalui ekstraksi oleh materi hidup.
Intensitas siklus biologis ditentukan oleh suhu lingkungan dan jumlah air. Misalnya, siklus biologis lebih intens di hutan hujan tropis dibandingkan di tundra.
Siklus nutrisi dan elemen dasar
Siklus karbon
Semua kehidupan di bumi didasarkan pada karbon. Setiap molekul organisme hidup dibangun berdasarkan kerangka karbon. Atom karbon terus-menerus bermigrasi dari satu bagian biosfer ke bagian lain (Gbr. 3. 3.).
Beras. 3. 3. Siklus karbon.
Cadangan karbon utama di Bumi berupa karbon dioksida (CO2) yang terkandung di atmosfer dan terlarut di lautan. Tumbuhan menyerap molekul karbon dioksida selama fotosintesis. Akibatnya, atom karbon diubah menjadi berbagai senyawa organik dan dimasukkan ke dalam struktur tanaman. Ada beberapa pilihan di bawah ini:
· sisa karbon pada tumbuhan ® molekul tumbuhan digunakan sebagai makanan bagi pengurai (organisme yang memakan bahan organik mati dan sekaligus menguraikannya menjadi senyawa anorganik sederhana) ® karbon kembali ke atmosfer sebagai CO2;
· tanaman dimakan oleh herbivora ® karbon dikembalikan ke atmosfer selama respirasi hewan dan selama dekomposisi setelah kematian; atau herbivora akan dimakan oleh karnivora dan karbon akan kembali ke atmosfer dengan cara yang sama;
· tanaman, setelah mati, berubah menjadi bahan bakar fosil (misalnya batu bara) ® karbon kembali ke atmosfer setelah penggunaan bahan bakar, letusan gunung berapi, dan proses panas bumi lainnya.
Dalam kasus pelarutan molekul CO2 asli dalam air laut, beberapa pilihan juga dimungkinkan: karbon dioksida dapat kembali ke atmosfer (jenis pertukaran gas timbal balik antara Samudra Dunia dan atmosfer terjadi terus-menerus); Karbon dapat masuk ke dalam jaringan tumbuhan atau hewan laut, kemudian lama kelamaan akan terakumulasi dalam bentuk sedimen di dasar lautan dan akhirnya berubah menjadi batu kapur atau dari sedimen kembali menjadi air laut.
Kecepatan siklus CO2 adalah sekitar 300 tahun.
Intervensi manusia dalam siklus karbon (pembakaran batu bara, minyak, gas, dehumidifikasi) menyebabkan peningkatan kandungan CO2 di atmosfer dan berkembangnya efek rumah kaca. Saat ini, studi tentang siklus karbon telah menjadi tugas penting bagi para ilmuwan yang mempelajari atmosfer.
Siklus oksigen
Oksigen merupakan unsur paling umum di bumi (air laut mengandung 85,82% oksigen, udara atmosfer 23,15%, dan kerak bumi 47,2%). Senyawa oksigen sangat diperlukan untuk menunjang kehidupan (mereka memainkan peran penting dalam proses metabolisme dan respirasi, mereka adalah bagian dari protein, lemak, karbohidrat, dari mana organisme “dibangun”). Sebagian besar oksigen berada dalam keadaan terikat (jumlah molekul oksigen di atmosfer hanya 0,01% dari total kandungan oksigen di kerak bumi).
Karena oksigen terkandung dalam banyak senyawa kimia, siklusnya di biosfer sangat kompleks dan terutama terjadi antara atmosfer dan organisme hidup. Konsentrasi oksigen di atmosfer dipertahankan melalui fotosintesis, sebagai akibatnya tumbuhan hijau, di bawah pengaruh sinar matahari, mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen. Sebagian besar oksigen dihasilkan oleh tanaman darat - hampir ¾, sisanya - oleh organisme fotosintetik di Samudra Dunia. Sumber oksigen yang kuat adalah dekomposisi fotokimia uap air di lapisan atas atmosfer di bawah pengaruh sinar ultraviolet matahari. Selain itu, oksigen menyelesaikan siklus terpenting dengan memasuki air. Sejumlah kecil oksigen terbentuk dari ozon di bawah pengaruh radiasi ultraviolet.
Kecepatan siklus oksigen sekitar 2 ribu tahun.
Deforestasi, erosi tanah, dan berbagai penambangan permukaan mengurangi massa total fotosintesis dan mengurangi siklus oksigen di wilayah yang luas. Selain itu, 25% oksigen yang dihasilkan dari asimilasi setiap tahunnya dikonsumsi untuk kebutuhan industri dan rumah tangga.
Siklus nitrogen
Siklus nitrogen biogeokimia, seperti siklus sebelumnya, mencakup seluruh wilayah biosfer (Gbr. 3.4).
Beras. 3. 4. Siklus nitrogen.
Nitrogen masuk ke atmosfer bumi dalam bentuk tidak terikat berupa molekul diatomik (kira-kira 78% total volume atmosfer adalah nitrogen). Selain itu, nitrogen termasuk dalam organisme tumbuhan dan hewan dalam bentuk protein. Tumbuhan mensintesis protein dengan menyerap nitrat dari tanah. Nitrat terbentuk di sana dari senyawa nitrogen dan amonium di atmosfer yang ada di dalam tanah. Proses mengubah nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tumbuhan dan hewan disebut fiksasi nitrogen. Ketika bahan organik membusuk, sebagian besar nitrogen yang terkandung di dalamnya diubah menjadi amonia, yang, di bawah pengaruh bakteri nitrifikasi yang hidup di dalam tanah, kemudian dioksidasi menjadi asam nitrat. Asam ini bereaksi dengan karbonat di dalam tanah (misalnya kalsium karbonat CaCO3), membentuk nitrat. Beberapa bagian dari nitrogen selalu dilepaskan selama peluruhan dalam bentuk bebas ke atmosfer. Selain itu, nitrogen bebas dilepaskan selama pembakaran bahan organik, selama pembakaran kayu, batu bara, dan gambut. Selain itu, terdapat bakteri yang, jika akses udara tidak mencukupi, dapat mengambil oksigen dari nitrat, menghancurkannya, dan melepaskan nitrogen bebas. Aktivitas bakteri denitrifikasi menyebabkan sebagian nitrogen dari bentuk yang tersedia bagi tanaman hijau (nitrat) menjadi tidak dapat diakses (nitrogen bebas). Jadi, tidak semua nitrogen yang merupakan bagian dari tanaman mati kembali ke tanah (sebagian dilepaskan secara bertahap dalam bentuk bebas).
Proses yang mengkompensasi hilangnya nitrogen meliputi, pertama-tama, pelepasan listrik yang terjadi di atmosfer, yang selalu menghasilkan sejumlah nitrogen oksida (yang terakhir, dengan air, menghasilkan asam nitrat, yang berubah menjadi nitrat di dalam tanah). Sumber lain untuk mengisi kembali senyawa nitrogen tanah adalah aktivitas vital yang disebut azotobacteria, yang mampu mengasimilasi nitrogen di atmosfer. Beberapa bakteri ini menetap di akar tanaman dari keluarga kacang-kacangan, menyebabkan terbentuknya pembengkakan yang khas - bintil. Bakteri bintil, mengasimilasi nitrogen di atmosfer, memprosesnya menjadi senyawa nitrogen, dan tanaman, pada gilirannya, mengubah nitrogen menjadi protein dan zat kompleks lainnya. Jadi, siklus nitrogen terus menerus terjadi di alam.
Karena kenyataan bahwa setiap tahun bagian tanaman yang paling kaya protein (misalnya, biji-bijian) dikeluarkan dari ladang saat panen, tanah “membutuhkan” pemberian pupuk untuk mengkompensasi hilangnya unsur-unsur terpenting dari tanaman. nutrisi tanaman. Terutama kalsium nitrat (Ca(NO)2), amonium nitrat (NH4NO3), natrium nitrat (NANO3), dan kalium nitrat (KNO3) digunakan. Selain itu, tanaman dari keluarga kacang-kacangan itu sendiri juga digunakan sebagai pengganti pupuk kimia. Jika jumlah pupuk nitrogen buatan yang diterapkan ke tanah terlalu banyak, nitrat juga masuk ke dalam tubuh manusia, di mana mereka dapat diubah menjadi nitrit, yang sangat beracun dan dapat menyebabkan kanker.
Siklus fosfor
Sebagian besar fosfor terkandung dalam batuan yang terbentuk pada era geologi masa lalu. Kandungan fosfor di kerak bumi berkisar antara 8 - 10 hingga 20% (berat) dan ditemukan di sini dalam bentuk mineral (fluorapatit, klorapatit, dll), yang merupakan bagian dari fosfat alami - apatit dan fosfor. Fosfor dapat memasuki siklus biogeokimia akibat pelapukan batuan. Proses erosi membawa fosfor ke laut dalam bentuk mineral apatit. Organisme hidup memainkan peran penting dalam transformasi fosfor. Organisme mengekstrak fosfor dari tanah dan larutan air. Fosfor kemudian ditransfer melalui rantai makanan. Dengan matinya organisme, fosfor kembali ke tanah dan lumpur laut, dan terkonsentrasi dalam bentuk endapan fosfat laut, yang pada gilirannya menciptakan kondisi untuk terciptanya batuan kaya fosfor (Gbr. 3.5.).
Beras. 3.5. Siklus fosfor di biosfer (menurut P. Duvigneau, M. Tang, 1973; sebagaimana telah diubah).
Jika pupuk fosfor digunakan secara tidak benar, akibat erosi air dan angin (kehancuran akibat pengaruh air atau angin), sejumlah besar fosfor akan hilang dari tanah. Di satu sisi, hal ini menyebabkan konsumsi pupuk fosfor secara berlebihan dan menipisnya cadangan bijih yang mengandung fosfor.
Di sisi lain, peningkatan kandungan fosfor di saluran air pengangkutannya menyebabkan peningkatan pesat biomassa tanaman air, “mekarnya badan air” dan eutrofikasi (pengayaan nutrisi).
Karena tanaman mengambil sejumlah besar fosfor dari tanah, dan pengisian kembali senyawa fosfor secara alami di dalam tanah sangat sedikit, penerapan pupuk fosfor ke dalam tanah adalah salah satu tindakan terpenting untuk meningkatkan produktivitas. Sekitar 125 juta ton bijih fosfat ditambang setiap tahunnya di dunia. Sebagian besar dihabiskan untuk produksi pupuk fosfat.
Siklus belerang
Dana cadangan utama belerang terletak di sedimen, tanah dan atmosfer. Peran utama dalam keterlibatan belerang dalam siklus biogeokimia adalah milik mikroorganisme. Beberapa di antaranya adalah zat pereduksi, yang lain adalah zat pengoksidasi (Gbr. 3. 6.).
Beras. 3. 6. Siklus belerang (menurut Yu. Odum, 1975).
Berbagai sulfida besi, timbal, seng, dll diketahui di alam dalam jumlah besar. Belerang sulfida dioksidasi di biosfer menjadi belerang sulfat. Sulfat diserap oleh tanaman. Dalam organisme hidup, belerang adalah bagian dari asam amino dan protein, dan pada tumbuhan, belerang juga merupakan bagian dari minyak atsiri, dll. Proses penghancuran sisa-sisa organisme di tanah dan lumpur laut disertai dengan transformasi belerang yang kompleks (mikroorganisme menciptakan banyak senyawa belerang perantara). Setelah kematian organisme hidup, sebagian belerang direduksi di dalam tanah oleh mikroorganisme menjadi H2S, sebagian lagi dioksidasi menjadi sulfat dan dimasukkan kembali ke dalam siklus. Hidrogen sulfida yang dihasilkan di atmosfer dioksidasi dan dikembalikan ke tanah melalui curah hujan. Selain itu, hidrogen sulfida dapat membentuk kembali sulfida “sekunder”, dan belerang sulfat menghasilkan gipsum. Pada gilirannya, sulfida dan gipsum kembali dihancurkan, dan belerang melanjutkan migrasinya.
Selain itu, belerang berupa SO2, SO3, H2S dan unsur belerang dilepaskan ke atmosfer oleh gunung berapi.
Siklus belerang dapat terganggu oleh campur tangan manusia. Penyebabnya adalah pembakaran batu bara dan emisi dari industri kimia, yang mengakibatkan terbentuknya sulfur dioksida, yang mengganggu proses fotosintesis dan menyebabkan matinya vegetasi.
Dengan demikian, siklus biogeokimia memastikan homeostasis biosfer. Namun, mereka sebagian besar rentan terhadap pengaruh manusia. Dan salah satu tindakan anti-ekologis manusia yang paling kuat dikaitkan dengan terganggunya bahkan rusaknya siklus alam (menjadi asiklik).
Siklus antropogenik
Kekuatan pendorong siklus antropogenik adalah aktivitas manusia. Siklus ini mencakup dua komponen: biologis, terkait dengan berfungsinya manusia sebagai organisme hidup, dan teknis, terkait dengan aktivitas ekonomi manusia. Siklus antropogenik, tidak seperti siklus geologis dan biologis, tidak tertutup. Kurangnya penutupan ini menyebabkan menipisnya sumber daya alam dan pencemaran lingkungan alam.
Semua zat di planet ini sedang dalam proses sirkulasi. Energi matahari menyebabkan dua siklus zat di Bumi: besar (geologi, biosfer) Dan kecil (biologis).
Siklus besar zat di biosfer dicirikan oleh dua poin penting: siklus ini terjadi di seluruh perkembangan geologi bumi dan merupakan proses planet modern yang mengambil bagian utama dalam perkembangan biosfer lebih lanjut.
Siklus geologi dikaitkan dengan pembentukan dan penghancuran batuan dan pergerakan produk penghancuran selanjutnya - bahan klastik dan unsur kimia. Sifat termal permukaan tanah dan air memainkan peran penting dalam proses ini: penyerapan dan refleksi sinar matahari, konduktivitas termal, dan kapasitas panas. Rezim hidrotermal yang tidak stabil di permukaan bumi, bersama dengan sistem sirkulasi atmosfer planet, menentukan siklus geologis zat, yang pada tahap awal perkembangan bumi, bersama dengan proses endogen, dikaitkan dengan pembentukan benua, lautan, dan modern. geosfer. Dengan terbentuknya biosfer, produk limbah organisme dimasukkan ke dalam siklus besar. Siklus geologi memasok nutrisi kepada organisme hidup dan sangat menentukan kondisi keberadaan mereka.
Unsur kimia utama litosfer: oksigen, silikon, aluminium, besi, magnesium, natrium, kalium, dan lainnya - berpartisipasi dalam siklus besar, berpindah dari bagian dalam mantel atas ke permukaan litosfer. Batuan beku yang muncul selama kristalisasi magma, tiba di permukaan litosfer dari kedalaman bumi, mengalami dekomposisi dan pelapukan di biosfer. Produk pelapukan memasuki keadaan bergerak, dibawa oleh air dan angin ke daerah dataran rendah, memasuki sungai, lautan dan membentuk lapisan batuan sedimen yang tebal, yang seiring waktu, tenggelam ke kedalaman di daerah dengan suhu dan tekanan yang meningkat, mengalami metamorfosis. , yaitu "dilebur kembali". Selama pencairan ini, muncul batuan metamorf baru, memasuki cakrawala atas kerak bumi dan kembali memasuki siklus zat. (beras.).
Sirkulasi paling intens dan cepat dialami oleh zat-zat yang mudah bergerak - gas dan air alami yang membentuk atmosfer dan hidrosfer planet ini. Siklus material litosfer jauh lebih lambat. Secara umum, setiap siklus unsur kimia adalah bagian dari keseluruhan siklus besar zat di Bumi, dan semuanya saling berhubungan erat. Materi hidup di biosfer dalam siklus ini melakukan pekerjaan luar biasa dalam mendistribusikan kembali unsur-unsur kimia yang terus bersirkulasi di biosfer, berpindah dari lingkungan luar ke organisme dan kembali ke lingkungan luar.
Siklus zat yang kecil atau biologis- Ini
sirkulasi zat antara tumbuhan, hewan, jamur, mikroorganisme dan tanah. Inti dari siklus biologis terletak pada terjadinya dua proses yang berlawanan namun saling berhubungan - penciptaan zat organik dan penghancurannya. Tahap awal munculnya zat organik disebabkan oleh fotosintesis tumbuhan hijau, yaitu pembentukan makhluk hidup dari karbon dioksida, air dan senyawa mineral sederhana dengan menggunakan energi matahari. Tumbuhan (produsen) mengekstrak molekul belerang, fosfor, kalsium, kalium, magnesium, mangan, silikon, aluminium, seng, tembaga dan unsur-unsur lain dari tanah dalam larutan. Hewan herbivora (konsumen orde pertama) menyerap senyawa unsur-unsur tersebut dalam bentuk makanan yang berasal dari tumbuhan. Predator (konsumen tingkat II) memakan herbivora, mengonsumsi makanan dengan komposisi yang lebih kompleks, termasuk protein, lemak, asam amino, dan zat lainnya. Dalam proses penghancuran zat organik sisa tumbuhan dan hewan yang mati oleh mikroorganisme (pengurai), senyawa mineral sederhana masuk ke dalam tanah dan lingkungan perairan, tersedia untuk diasimilasi oleh tumbuhan, dan putaran siklus biologis selanjutnya dimulai. (Gbr. 33).
Kemunculan dan perkembangan noosfer
Evolusi dunia organik di Bumi telah melalui beberapa tahapan. Yang pertama terkait dengan munculnya siklus biologis zat di biosfer. Yang kedua disertai dengan pembentukan organisme multiseluler. Kedua tahap ini disebut biogenesis. Tahap ketiga dikaitkan dengan kemunculan masyarakat manusia, di bawah pengaruhnya, dalam kondisi modern, terjadi evolusi biosfer dan transformasinya menjadi lingkup akal - noosfer (dari bahasa Yunani). - pikiran, - bola). Noosfer adalah keadaan baru biosfer, ketika aktivitas cerdas manusia menjadi faktor utama yang menentukan perkembangannya. Istilah “noosfer” diperkenalkan oleh E. Leroy. V.I. Vernadsky memperdalam dan mengembangkan doktrin noosfer. Dia menulis: “Noosfer adalah fenomena geologi baru di planet kita. Di dalamnya, manusia menjadi kekuatan geologis yang besar.” V.I. Vernadsky mengidentifikasi prasyarat yang diperlukan untuk penciptaan noosfer: 1. Kemanusiaan telah menjadi satu kesatuan. 2. Kemungkinan pertukaran informasi secara instan. 3. Kesetaraan manusia yang nyata . Penggunaan jenis energi baru. 6. Penghapusan perang dari kehidupan masyarakat. Terciptanya prasyarat-prasyarat tersebut menjadi mungkin sebagai akibat ledakan pemikiran ilmiah pada abad ke-20.
Topik – 6. Alam – manusia: pendekatan sistematis. Tujuan perkuliahan: Membentuk pemahaman holistik tentang postulat sistemik ekologi.
Pertanyaan pokok: 1. Konsep sistem dan biosistem yang kompleks 2. Ciri-ciri sistem biologis 3. Postulat sistem: hukum hubungan universal, hukum ekologi B. Commoner, Hukum bilangan besar, Prinsip Le Chatelier, Hukum umpan balik di alam dan hukum kekekalan jumlah makhluk hidup. 4. Model interaksi dalam sistem “alam-manusia” dan “manusia-ekonomi-biota-lingkungan”.
Sistem ekologi merupakan objek utama ekologi. Ekologi pada hakikatnya bersifat sistemik dan dalam bentuk teoritisnya dekat dengan teori umum sistem. Menurut teori umum sistem, sistem adalah kumpulan bagian-bagian yang nyata atau dapat dibayangkan, yang sifat-sifat integralnya ditentukan oleh interaksi antara bagian-bagian (elemen) sistem. Dalam kehidupan nyata, sistem didefinisikan sebagai kumpulan objek yang disatukan oleh suatu bentuk interaksi reguler atau saling ketergantungan untuk menjalankan fungsi tertentu. Ada hierarki tertentu dalam materi - urutan subordinasi spatio-temporal dan komplikasi sistem. Hadirkan seluruh keragaman dunia kita dalam bentuk tiga hierarki yang muncul secara berturut-turut. Ini adalah hierarki utama, alami, fisiko-kimia-biologis (F, X, B) dan dua hierarki sekunder yang muncul atas dasar itu, hierarki sosial (S) dan teknis (T). Keberadaan yang terakhir dalam totalitas umpan balik mempengaruhi hierarki utama dengan cara tertentu. Menggabungkan sistem dari hierarki yang berbeda menghasilkan kelas sistem “campuran”. Dengan demikian, kombinasi sistem dari bagian fisikokimia hierarki (F, X - "lingkungan") dengan sistem kehidupan dari bagian biologis hierarki (B - "biota") mengarah pada kelas sistem campuran yang disebut lingkungan. Kombinasi sistem dari hierarki C
(“manusia”) dan T (“teknologi”) mengarah pada kelas ekonomi, atau teknis dan ekonomi, sistem 
Beras. . Hirarki sistem material:
F, X - fisik dan kimia, B - biologis, S - sosial, T - teknis
Harus jelas bahwa dampak masyarakat manusia terhadap alam, yang dimediasi oleh teknologi dan teknologi (teknogenesis), yang ditunjukkan pada diagram, berlaku untuk seluruh hierarki sistem alam: cabang bawah - ke lingkungan abiotik, cabang atas - ke lingkungan abiotik. biota biosfer. Di bawah ini kami akan mempertimbangkan hubungan antara aspek lingkungan, teknis dan ekonomi dari interaksi ini.
Semua sistem memiliki beberapa sifat umum:
1. Setiap sistem memiliki kekhasannya sendiri struktur, ditentukan oleh bentuk hubungan spatiotemporal atau interaksi antar elemen sistem. Tatanan struktural itu sendiri tidak menentukan pengorganisasian sistem. Sistem dapat dipanggil terorganisir, jika keberadaannya diperlukan untuk mempertahankan suatu struktur fungsional (melakukan pekerjaan tertentu), atau, sebaliknya, bergantung pada aktivitas struktur tersebut.
2. Menurut prinsip keberagaman yang diperlukan sistem tidak dapat terdiri dari elemen-elemen identik tanpa individualitas. Batas bawah keanekaragaman paling sedikit adalah dua unsur (proton dan elektron, protein dan asam nukleat, “he” dan “she”), batas atas adalah tak terhingga. Keanekaragaman adalah karakteristik informasi yang paling penting dari sistem. Berbeda dengan jumlah jenis unsur dan dapat diukur. 3. Sifat-sifat suatu sistem tidak dapat dipahami hanya berdasarkan sifat-sifat bagian-bagiannya. Interaksi antar elemen itulah yang menentukan. Tidak mungkin menilai pengoperasiannya hanya dengan melihat bagian-bagian mesin sebelum dirakit. Dengan mempelajari secara terpisah beberapa bentuk jamur dan alga, tidak mungkin memprediksi keberadaan simbiosisnya dalam bentuk lumut kerak. Pengaruh gabungan dari dua atau lebih faktor yang berbeda pada tubuh hampir selalu berbeda dari jumlah pengaruh masing-masing faktor tersebut. Derajat sifat-sifat suatu sistem yang tidak dapat direduksi dengan jumlah sifat-sifat elemen individual yang menyusunnya menentukan munculnya sistem.
4. Mengisolasi suatu sistem membagi dunianya menjadi dua bagian - sistem itu sendiri dan lingkungannya. Tergantung pada ada (tidak adanya) pertukaran materi, energi dan informasi dengan lingkungan, hal-hal berikut ini pada dasarnya mungkin terjadi: terpencil sistem (tidak ada pertukaran yang dimungkinkan); tertutup sistem (metabolisme tidak mungkin); membuka sistem (pertukaran materi dan energi dimungkinkan). Pertukaran energi menentukan pertukaran informasi. Di alam yang hidup hanya ada yang terbuka dinamis sistem, antara unsur-unsur internalnya dan unsur-unsur lingkungan terjadi perpindahan materi, energi, dan informasi. Sistem kehidupan apa pun - mulai dari virus hingga biosfer - adalah sistem dinamis terbuka.
5. Dominasi interaksi internal dalam sistem dibandingkan interaksi eksternal dan labilitas sistem dalam kaitannya dengan faktor eksternal
tindakan menentukannya kemampuan mempertahankan diri berkat kualitas organisasi, daya tahan dan stabilitas. Pengaruh eksternal pada sistem, melebihi kekuatan dan fleksibilitas interaksi internalnya, menyebabkan perubahan yang tidak dapat diubah
dan kematian sistem. Stabilitas sistem dinamis dipertahankan oleh kerja siklus eksternal yang terus menerus dilakukannya. Hal ini memerlukan aliran dan transformasi energi ke dalamnya. tema. Kemungkinan mencapai tujuan utama sistem - pelestarian diri (termasuk melalui reproduksi diri) ditentukan sebagai efektivitas potensial.
6. Tindakan suatu sistem dalam waktu disebut tindakannya perilaku. Perubahan tingkah laku yang disebabkan oleh faktor luar disebut reaksi sistem, dan perubahan reaksi sistem terkait dengan perubahan struktur dan ditujukan untuk menstabilkan perilaku. perangkat, atau adaptasi. Konsolidasi perubahan adaptif dalam struktur dan koneksi sistem dari waktu ke waktu, di mana potensi efisiensinya meningkat, dianggap sebagai perkembangan, atau evolusi, sistem. Kemunculan dan keberadaan semua sistem material di alam disebabkan oleh evolusi. Sistem dinamis berkembang ke arah organisasi yang lebih mungkin ke organisasi yang lebih kecil kemungkinannya, yaitu. pembangunan mengikuti jalur meningkatnya kompleksitas organisasi dan
pembentukan subsistem dalam struktur sistem. Di alam, semua bentuk perilaku sistem - dari reaksi dasar hingga evolusi global - bersifat signifikan nonlinier. Ciri penting dari evolusi sistem yang kompleks adalah
ketidakrataan, kurangnya monoton. Periode akumulasi bertahap dari perubahan-perubahan kecil terkadang disela oleh lompatan kualitatif tajam yang secara signifikan mengubah sifat-sifat sistem. Mereka biasanya diasosiasikan dengan apa yang disebut titik bifurkasi- bifurkasi, pemisahan jalur evolusi sebelumnya. Pilihan kelanjutan jalur pada titik percabangan bergantung pada banyak hal, hingga kemunculan dan kemakmuran dunia baru partikel, zat, organisme, masyarakat, atau, sebaliknya, matinya sistem. Bahkan untuk sistem yang menentukan, hasil dari pilihan tersebut seringkali tidak dapat diprediksi, dan pilihan itu sendiri pada titik bifurkasi dapat ditentukan oleh dorongan acak. Setiap sistem nyata dapat direpresentasikan dalam bentuk kemiripan material atau gambar simbolis, yaitu. masing-masing analog atau tanda model sistem. Pemodelan pasti disertai dengan penyederhanaan dan formalisasi hubungan dalam sistem. Formalisasi ini bisa jadi
diimplementasikan dalam bentuk hubungan logis (sebab-akibat) dan/atau matematis (fungsional). Ketika kompleksitas sistem meningkat, mereka memperoleh kualitas baru yang muncul. Pada saat yang sama, kualitas sistem yang lebih sederhana tetap dipertahankan. Oleh karena itu, variasi kualitas keseluruhan suatu sistem meningkat seiring dengan semakin kompleksnya sistem tersebut (Gbr. 2.2).
Beras. 2.2. Pola perubahan sifat-sifat hierarki sistem dengan peningkatan levelnya (menurut Fleishman, 1982):
1 - keanekaragaman, 2 - stabilitas, 3 - kemunculan, 4 - kompleksitas, 5 - non-identitas, 6 - prevalensi
Untuk meningkatkan aktivitas dalam kaitannya dengan pengaruh eksternal, kualitas sistem dapat diurutkan dalam urutan berikut: 1 - stabilitas, 2 - keandalan karena kesadaran lingkungan (kekebalan kebisingan), 3 - pengendalian, 4 - diri- organisasi. Dalam seri ini, setiap kualitas selanjutnya masuk akal jika kualitas sebelumnya ada.
Sama dengan Kesulitan struktur sistem ditentukan oleh bilangan P elemen dan nomornya T
koneksi di antara mereka. Jika dalam suatu sistem jumlah keadaan diskrit tertentu dipelajari, maka kompleksitas sistem tersebut DENGAN ditentukan oleh logaritma jumlah koneksi:
C=lgm.(2.1)
Sistem secara konvensional diklasifikasikan berdasarkan kompleksitas sebagai berikut: 1) sistem dengan hingga seribu keadaan (O <С < 3), относятся к sederhana; 2) sistem dengan hingga satu juta negara bagian (3< С < 6), являют собой sistem yang kompleks; 3) sistem dengan jumlah negara bagian lebih dari satu juta (C > 6) diidentifikasi sebagai sangat rumit.
Semua biosistem alami yang nyata sangatlah kompleks. Bahkan dalam struktur virus tunggal, jumlah keadaan molekuler yang signifikan secara biologis melebihi nilai yang terakhir.
Siklus zat di alam merupakan proses siklus transformasi dan pergerakan individu unsur kimia dan senyawanya yang berulang. Terjadi sepanjang sejarah perkembangan bumi dan berlanjut hingga saat ini. Selalu terdapat penyimpangan tertentu pada komposisi dan kuantitas zat yang beredar, sehingga di alam tidak terjadi pengulangan siklus secara utuh. Hal ini menentukan perkembangan progresif Bumi sebagai sebuah planet. Sirkulasi zat merupakan ciri khas tahap perkembangan geologi, ketika formasi dasar terbentuk. cangkang bumi. Dalam hal skala manifestasi, tempat pertama adalah siklus geologi. Ini mewakili pergerakan materi terutama di cangkang bagian dalam: kenaikan sebagai akibat dari pergerakan tektonik dan vulkanisme ke atas; perpindahan horizontalnya di kulit terluar dan akumulasi; gerakan ke bawah - penguburan sedimen, penurunan permukaan tanah akibat gerakan tektonik ke bawah. Di kedalaman terjadi metamorfisme, peleburan materi dengan terbentuknya magma dan batuan metamorf. Peran mendasar dalam menciptakan selubung geografis dimainkan oleh Siklus air.
Sejak munculnya kehidupan di Bumi, siklus biologis. Ini memastikan transformasi berkelanjutan, sebagai akibatnya zat, setelah digunakan oleh beberapa organisme, berubah menjadi bentuk yang dapat dicerna oleh organisme lain. Basis energinya adalah energi matahari yang masuk ke bumi. Organisme tumbuhan menyerap mineral, yang masuk ke tubuh hewan melalui rantai makanan, kemudian kembali ke tanah atau atmosfer dengan bantuan pengurai (bakteri, jamur, dll). Intensitas siklus ini menentukan jumlah dan keanekaragaman organisme hidup di Bumi serta jumlah energi yang terakumulasi. biomassa. Maks. Intensitas siklus biologis di darat terlihat di hutan hujan tropis, dimana sisa-sisa tumbuhan sulit terakumulasi dan mineral yang dilepaskan segera diserap oleh tumbuhan. Intensitas siklusnya sangat rendah di rawa-rawa dan tundra, tempat sisa-sisa tanaman yang tidak sempat terurai menumpuk. Yang paling penting adalah siklus unsur-unsur kimia biogenik, pertama-tama karbon. Organisme tumbuhan mengekstraksi hingga 300 miliar ton karbon dioksida (atau 100 miliar ton karbon) dari atmosfer setiap tahunnya. Tumbuhan sebagian dimakan hewan dan sebagian lagi mati. Sebagai hasil dari respirasi organisme, penguraian sisa-sisanya, proses fermentasi dan pembusukan, bahan organik diubah menjadi karbon dioksida atau diendapkan dalam bentuk sapropel, humus, gambut, yang menghasilkan batu bara, minyak, dan gas yang mudah terbakar. selanjutnya terbentuk. Sebagian kecilnya berpartisipasi dalam siklus karbon aktif; sebagian besar terawetkan dalam bentuk fosil batu kapur yang mudah terbakar dan batuan lainnya. Dasar massa nitrogen terkonsentrasi di atmosfer (3,8510N? t); di perairan Samudra Dunia mengandung 2510Ni ton. Dalam siklus nitrogen, peran utama adalah mikroorganisme: pemecah nitrogen, nitrifier, dan denitrifier. Setiap tahun di darat, kira-kira. 4510? ton nitrogen, di lingkungan perairan 4 kali lebih sedikit. Senyawa yang mengandung nitrogen dari residu mati diubah oleh mikroorganisme nitrifikasi menjadi nitrogen oksida, yang kemudian diurai oleh bakteri denitrifikasi untuk melepaskan molekul nitrogen. Siklus juga dikaitkan dengan materi hidup oksigen, fosfor, sulfur dan banyak elemen lainnya. Konsekuensi dari pengaruh manusia terhadap siklus zat menjadi semakin signifikan. Mereka menjadi sebanding dengan hasil proses geologi: rute migrasi baru zat muncul di biosfer, muncul senyawa kimia baru yang sebelumnya tidak ada, dan siklus air berubah.
Halaman 1
Siklus geologi (siklus besar zat di alam) adalah siklus zat yang penggeraknya adalah proses geologi eksogen dan endogen.
Siklus geologi adalah peredaran zat yang penggeraknya adalah proses geologi eksogen dan endogen.
Batas-batas siklus geologi jauh lebih luas daripada batas-batas biosfer; amplitudonya mencakup lapisan kerak bumi jauh melampaui batas-batas biosfer. Dan yang terpenting, organisme hidup memainkan peran sekunder dalam proses siklus ini.
Dengan demikian, siklus geologis zat terjadi tanpa partisipasi organisme hidup dan mendistribusikan kembali zat antara biosfer dan lapisan bumi yang lebih dalam.
Peran paling penting dalam siklus besar siklus geologi dimainkan oleh siklus kecil materi, baik biosfer maupun teknosfer, ketika materi terputus dari aliran geokimia besar untuk waktu yang lama, berubah menjadi siklus sintesis dan sintesis yang tak ada habisnya. penguraian.
Peran paling penting dalam siklus besar siklus geologi dimainkan oleh siklus kecil materi, baik biosfer maupun teknosfer, ketika materi terputus dari aliran geokimia besar untuk waktu yang lama, berubah menjadi siklus sintesis dan sintesis yang tak ada habisnya. penguraian.
Karbon ini mengambil bagian dalam siklus geologi yang lambat.
Karbon inilah yang berperan dalam siklus geologi yang lambat. Kehidupan di Bumi dan keseimbangan gas di atmosfer didukung oleh sejumlah kecil karbon yang terkandung dalam jaringan tumbuhan (5 10 t) dan hewan (5 109 t) yang berpartisipasi dalam siklus kecil (biogenik). Namun saat ini manusia sedang gencar-gencarnya menutup siklus zat, termasuk karbon. Misalnya, diperkirakan total biomassa seluruh hewan peliharaan sudah melebihi biomassa seluruh hewan darat liar. Kawasan tanaman budidaya mendekati kawasan biogeocenosis alami, dan banyak ekosistem budaya yang secara signifikan lebih unggul daripada ekosistem alami dalam produktivitasnya, yang terus ditingkatkan oleh manusia.
Yang paling luas dalam ruang dan waktu adalah apa yang disebut siklus geologis zat.
Ada 2 jenis peredaran zat di alam: siklus besar atau geologis zat antara daratan dan lautan; kecil atau biologis - antara tanah dan tanaman.
Air yang diekstraksi oleh tumbuhan dari tanah dalam bentuk uap memasuki atmosfer, kemudian mendingin, mengembun dan kembali ke tanah atau laut dalam bentuk presipitasi. Siklus geologi air menyediakan redistribusi mekanis, pengendapan, akumulasi sedimen padat di darat dan di dasar waduk, serta dalam proses penghancuran mekanis tanah dan batuan. Namun, fungsi kimiawi air dilakukan dengan partisipasi organisme hidup atau produk metabolismenya. Perairan alami, seperti tanah, merupakan zat bioinert yang kompleks.
Aktivitas geokimia manusia menjadi sebanding skalanya dengan proses biologis dan geologis. Dalam siklus geologi, hubungan penggundulan meningkat tajam.
Faktor yang meninggalkan jejak utama pada sifat umum dan biologis. Pada saat yang sama, siklus geologis air terus berupaya untuk mencuci semua elemen ini dari lapisan tanah yang hancur ke dalam cekungan lautan. Oleh karena itu, pelestarian unsur-unsur pangan nabati di dalam tanah memerlukan pengubahannya menjadi bentuk yang benar-benar tidak larut dalam air. Persyaratan ini dipenuhi oleh bahan organik hidup.
