Вопрос №30: Круговорот веществ в природе. Геологический и биологический круговороты

Круговорот веществ в природе — основной способ существования и развития живых существ. Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ: большой, или геологический (абиотический), и малый, или биологический (биотический).

В основе большого (геологического) круговорота веществ лежит процесс переноса минеральных соединений в масштабе планеты благодаря взаимодействию солнечной энергии с глубинной энергией Земли. Около 50% падающей на Землю энергии расходуется на перемещение воздуха, выветривание пород, испарение воды и т. п. В свою очередь движение воды и ветра приводит к осаждению и накоплению осадков. Для существования экологических систем особо важен круговорот воды, на который все больше влияет деятельность человека (уничтожение лесов, строительство оросительных систем, увеличение пахотных земель и пр.). Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу — это тоже большой круговорот. Влага, испарившаяся с поверхности Мирового океана (на что затрачивается почти половина поступающей к поверхности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока. Круговорот воды происходит и по более простой схеме: испарение влаги с поверхности океана — конденсация водяного пара — выпадение осадков на эту же водную поверхность океана. Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км3 воды. Круговорот воды в целом играет основную роль в формировании природных условий на нашей планете. С учетом транспирации воды растениями и поглощения ее в биогеохимическом цикле, весь запас воды на Земле распадается и восстанавливается за 2 млн лет.

Малый (биогеохимический) круговорот веществ в биосфере, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении. На базе большого, геологического круговорота возник круговорот органических веществ — малый, в основе которого лежат процессы синтеза и превращения органических соединений при разложении вновь в неорганические соединения. Эти два процесса обеспечивают жизнь на Земле, то есть этот круговорот для жизни биосферы — главный, и он сам является порождением жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей планете, обеспечивая биогеохимический круговорот веществ. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. Эта энергия довольно неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе количество тепла, приходящееся на единицу площади, в три раза больше, чем на архипелаге Шпицберген (80° с. ш.). Кроме того, она теряется путем отражения, поглощается почвой, расходуется на транспирацию воды и т. д. Энергия биологического круговорота составляет всего 1–3% уловленной Землей солнечной энергии, но именно она совершает громадную работу по созиданию живого вещества. Замкнутые пути движения химических элементов называются биогеохимическими циклами. Из 100 химических элементов 30–40 являются биогенными, т. е. необходимыми организмам.

Поиск по сайту: