43. Биогеохимическ циклы и основные круг-ты в-в в бс.

Биогеохим потенциал жив в-ва- это осн ф-р развития процессов в БС. Это самый сильный ф-р миграции в-ва и Е за все геологическое время.

В соот-вии со 2-ым биогеохим-м принципом В-кого, эволюция БС направлена в сторону усиления биогенной миграции, в сторону усиления влияния живого в-ва на среду, т.е. состоит в усилении биотического круг-та.

Живое в-во вовлекает гораздо большие массы в-ва, чем геологич круг-т.

По В-кому жизнь первоначально организовалась как некий круг-т в-ва. По теории Опарина сначала орг-змы были гетеротрофы. После того как В-кий открыл ф-ции живого в-ва становится ясно, что даже в тех восстановленных усл-ях были фотосинтезирующие орг-змы, была группа, α вела жизнь.

Эволюция движется в сторону усиления биогенной миграции. За всю историю Земли в БС сформировано 2 резервуара, 2 мировые ЭС, где протекает самостоятельные круг-ты. Эти ЭС связаны м/у собой круг-том воды, обменом массами живого и отмершего в-ва - мировая ЭС суши и мир.ок. В реальной жизни все планетарные процессы тесно переплетены и обр-ют сис-му общепланетарных и локальных круг-в в-ва и Е.

В усл-х развитой БС круг-т в-ва осущ-ся путем совместного д-я абиотич и биотич, геохим, геофизич ф-ров.

Все хим эл-ты живой материи циркулируют в БС переходя из внеш среды в орг-мы, а затем возвращаясь во внеш среду. Эти в > или <степени замкнутые пути называют биогеохим циклами/ круг-тами, причем «био» относится к живым орг-змам, а «гео» — к горным породам, воздуху и воде. Круг-ты отдельных вещ-в - биогеохим циклами. Суть цикла: хим эл-­ты, поглощенные орг-мом, покида­ют его, уходя в абиотич среду, затем, снова попадают в живой орг-зм. Такие эл-ты - биофилъные.

Основных круг-тов в-в в природе2: большой (геологич) и малый (био­геохимич) . Большой круг-т в-в в природе (геологический) обусловлен взаимод-ем солнечной Е с глубин­ной Е Земли и перераспределяет в-ва м/у БС и более глубокими гор-тами Земли. Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму — источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы (рис. 6.7). Символом круговорота веществ является спираль, а не круг.

Однако большой круг-т — это и круг-т воды м/у сушей и океаном ч/з АС. Влага, с пов-ти океана (50% солнечной Е), поднимается в атмосферу, конденсирует, частью переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, α вновь возвращаются в океан в виде пов-го и подземного стока, а часть осадков выпадает на эту же водную пов-ть океана.

Малый круг-т в-в в БС (биогеохим). Изменяясь, рождаясь и умирая, живое в-во поддер­живает жизнь на Земле, обеспечивая биогеохим круг-т в-в.

В биогеохим круг-тах 2 части, или фонда: 1)резервный фонд — масса медленно движущих­ся в-в, недоступный фонд, 2) обменный фонд — активный, подвижный, маленьк m, быстрый обмен м/у орг-мами и их окр-ем.

Исходя из этого выделяют 2 типа круговоротов: 1) воздушный\газообразный (С, N, S)газообразные, водные мигранты с резервным фондом в АС и ГС (оке­ан) они хорошо забуференены, способны компенсировать внеш.возмущ-я в пределах допустимых. Степень их нарушенности невысока 2) осадочный (P,Si) круговорот водных мигрантов в земной коре (в геологическом круг-те). Хар-но, что основная масса в-ва сосредоточена в относительно малоподвижном и малоактивном резервном фонде — в земной коре. Поэтому круг-т таких эл-тов, как Р, Fe, значительно менее самоконтролируем и достаточно легко наруш-ся даже при небольших местных помехах.

Классификация круг-тов

Круг-т связывается со структурной организацией БС. Он объединяет мн-во циклических, поступательных процессов трансформации и миграции в-ва в природе.

Незамкнутость круг-та на одном ур-не БС порождает потоки в-в, составляющих круг-т на более высоком ур-не по схеме Снакина: Биогеохимич круг-т – Биогенный: 1)Биологич (уровень индивидуумов), 2) Биоценотич (экосис-мный), 3)Биогеохимич (на ур-не БС м/у ЭС-ми), 4) Геохимич (на ур-не геохимич л-тов), 3)Геологич(на ур-не лит-ры). Биогеохимический и геохимический круговороты осущ-ся на региональном уровне.

Степень замкнутости биохим.круг-тов

Степень замкнутости зависит от природы и кларка. Естественные природные циклы носят почти круговой\замкнутый характер. Степень повторяющегося воспроизводства прир-х циклов очень велика (95-98%)- зависит от хар-ра элемента - этим поддерж-ся известное постоянство равновесия состава, генетич. приспособленность, стабильность БС в целом. В геолог. масштабе времени некотороя незамкнутость круг-та приводит к миграции и дифференциации Эл-в в БС, в пространстве, вынос легко растворимых солей из коры выветривания суши, океанов, пустынь, концентрир-е в верх.слое атмосферы-все это условие прогрессивного развития БС. Хоз.деятельность чел-ка выбрасывает из круг-та больше чем нужно(фиксация азота,добыча фосфора,добыча технофильных элементов,рассеивание Эл-в после круг-та-это увеличивает опасность для О.С.).Хоз.деятельность меняет циклы.Чел-к ускоряет некоторые круг-ты в-в-они теряют степень замкнутости. Возвращ-е в-ва в естест-й круг-т-а - 1 из гл задач чел-ва.