Цикл азота (n)
Азот – один из главных составных элементов аминокислот.
Первыми с проблемой получения азота сталкиваются растения, первичные продуценты. Они берут NO3- из почвы, хотя в воздухе азота 70%, но он представлен там в другом химическом виде.
Биогеохимический цикл азота (N):
Сущестуют организмы – азотфиксаторы. Цианобактерии могут фиксировать азот из атмосферы (биогенная фиксация). Например, свободноживущий Azotobacter.
У растений – задача получить азот, у консументов – освободиться от его излишка (малая нужда).
Развитие цивилизации также имзенило цикл азота. Человект производит азотные удобрения на фабриках (с помощью разрядов электричества). Эвтрофикация – повышеный рост первичных продуцнтов, связанный с повышенным выносом биогенных элементов в водных объектах.
Коэффициент рециркуляции (CI) – соотношение использующегося после цилка повторно и требующегося нового количества вещества.
CI = ((x – y) / x) * 100% (x – общее количество элемнта в первичной продукции, y – количество вещества, вновь вступившего в цикл
CI (N) доиндустриальный = ((1000 – 180) / 1000) * 100% = 82%.
CI (N) постиндустриальный = ((1000 – 260) / 1000) * 100% = 74%.
Цикл фосфора (p)
Фосфор – один из главных составных элементов нуклеиновых кислот, АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты), АДФ (аденозиндифосфорной кислоты).
Биогеохимический цикл фосфора (P):
CI (P) доиндустриальный = ((200 – 16) / 1000) * 100% = 92%.
CI (P) постиндустриальный = ((200 – 34) / 1000) * 100% = 83%.
Фосфор цивилизацонно разрабатывается. Циклы становятся менее замкнутыми и более зависимыми от человека. Фосфор, например, плавно перемещается, в соответствие со своим циклом из горных пород на дно океана с осаждением, его литосферные пулы (фонды) истощаются.
Цикл кислорода (o)
Фосфор – один из главных составных элементов большинства органических веществ. При фотосинтезе кислород меняет форму своего существования в атмосфере: CO2 / O2.
Биогеохимический цикл кислорода (O2):
Некоторые учёные решили, что необходимо сокращать потребление кислорода при сжигании полезных ископаемых, и что цикл кислорода в более угрожающем состоянии, чем цикл углерода. Но нет: атмосферный пул кислорода очень велик. С нынешними темпами он сокращается всего на 0,002% в год. Если сжечь все предполагаемые полезные ископаемые на планете, количество кислорода уменьшится на 2%.
VII. Эволюция биосферы
Зарождение жизни происходит в океане, так как он фильтровал UV-излучение.
12 - 15 млрд. лет назад – возникновение Вселенной.
5 млрд. лет назад – «взрыв Солнца», образование планет из газопылевых облаков.
Протоземля: много газов: N2, CO2, NH3, CH3, NO2, NO в атмосфере => очень теплый климат + ультрафиолет. В этих условиях происходит абиогенный синтез органического вещества (аминокислоты), «бульона».
4 млрд. лет назад – возникновение жизни (анаеробной, гетеротрофной).
3 млрд. лет назад – «бульон заканчивается», появляются первичные анаэробные фотосинтетики. Формируется слабоокислительная среда (до этого – восстановительная).
2,5 млрд. лет назад – появление аэробных организмов, разлагающих фотосинтетиков с помощью ими же созданного O2. Также появляются аэробные фотосинтетики. Содержание кислорода в атмосфере возрастает до 3-4%, формируется окислительная среда.
2 млрд. лет назад – возникновение эукариотов (фотосинтетиков и гетеротрофов). Они – только аэробные.
1 млрд. лет назад – возникновение многоклеточных.
0,8 млрд. лет назад – возникновение позвоночных.
0,6 млрд. лет назад – формирование озонового экрана, задерживающего UV, выход жизни на сушу. Расцвет земноводных, папоротников, плаунов, хвощей.
0,2 млрд. лет назад – содержание кислорода в атмосфере возрастает до 20%, углекислого газа – падает до 4%. Становится холоднее и суше. Расцвет рептилий (произошедших от амфибий) и голосеменных.
0,06 млрд. лет назад – содержание кислорода остаётся на уровне 20%, а углекислого газа – падает до 0,03%. Становится ещё холоднее и суше. Расцвет покрытосеменных и высших животных.
0,002 млрд. лет назад – появление первых форм человека.
200 тыс. лет назад – появление Homo Sapiens.
Человек появился в Африке и оттуда расселился по всему миру.
Динамика численности человека:
