Круговорот веществ и биогеохимические циклы в биосфере

Круговорот веществ в природе относительно повторяющиеся, взаимосвязанные физические, химические и биологические процессы превращения и перемещения веществ в природе. В современной научной литературе термин «круговорот веществ» часто заменяют терминами «биогеохимический цикл» или «биогеохимический круговорот веществ». Биогеохимический круговорот (цикл) веществ - обмен веществом и энергией между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью организмов и носящий циклический характер.

Основы представлений о биогеохимической цикличности заложены В. П. Вернадским в его учении о биосфере и в трудах по биогеохимии. В земледелии круговороты важнейших элементов питания растений (кальций, фосфор, калий и др.) изучены Д. Н. Прянишниковым и его последователями.

Движущей силой биогеохимических циклов служат потоки энергии Солнца и деятельность живых организмов, приводящие к перемещению огромных масс химических элементов, концентрации и перераспределению аккумулированной в процессе фотосинтеза энергии. По закону биогенной миграции атомов В. П. Вернадского, миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живых организмов, или же она происходит в среде, геохимические особенности которой обусловлены деятельностью живых организмов.

Так как биогеохимические циклы незамкнуты, часть вещества всегда выходит из современного биосферного цикла (длительностью от десятков и сотен до нескольких тысяч лет). За всю историю развития биосферы (3,5-3,8 млрд лет) в результате неполной (95-98 %) обратимости биогеохимических циклов образовались кислород и азот в атмосфере, месторождения углей, горючих сланцев, известняков (цикл углерода), диатомитов, трепелов, опок (цикл соединений кремния), фосфоритов (цикл фосфора), бокситов и др. полезных ископаемых в земной коре (см. Биогенное вещество). В условиях полной замкнутости круговорота веществ в природе не происходило бы эволюции.

Обновление всего живого вещества биосферы Земли осуществляется в среднем за 8 лет. При этом вещество наземных растений (фитомасса суши) обновляется примерно за 14 лет. В океане циркуляция вещества происходит во много раз быстрее: вся масса живого вещества обновляется за 33 сут, а фитомасса океана - каждые сутки. С биогеохимическими циклами углерода, кислорода, водорода, натрия, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других биогенных элементов связано формирование биологической массы растений и гумусового горизонта почвы.

Поиск по сайту: