КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИЙ В ПРИРОДЕ

Природа миллиарды лет назад стояла перед проблемой исчерпания средств существования зарождающейся жизни, но нашла выход включив все вещества в кругооборот. В ходе естественного отбора образовались фотосинтезирующие организмы, которые не питались готовыми органическими веществами, а создавали их сами, используя солнечный свет, углекислый таз, минеральные соли, воду. Отходом этого способа питания явился кислород. Это способствовало появлению животного мира, нуждающегося в получении энергии и уже готовых органических веществ.

Некоторая часть свободного О₂ превратилась в О₃(озон) и живые существа получили возможность выбраться на сушу и изменить лик земли.

Химические элементы, в том числе все основные элементы протоплазмы обычно циркулируют в биосфере по характерным путям из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Такая циркуляция химических элементов получила название биогеохимических круговоротов. Из 90 элементов, встречающихся в природе, около 60 требуется живым организмам. Некоторые элементы, такие как С₂ (углерод). Н₂ (водород). О₂ (кислород) и N₂(азот)

необходимы организмам в больших количествах, другие в малых или даже в ничтожных количествах (Fe железо, Мп марганец, Go кобальт, I йод, С1 хлор, Zn цинк).

Движение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений можно назвать круговоротом

« элементов питания. В каждом таком круговороте удобно различать 2 части или 2 «фонда»:

1) Резервный фонд - большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологических компонент;

2) Подвижный или обменный фонд - меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.

Биогеохимические круговороты в биосфере можно разделить на два основных типа:

Круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере.

Осадочные циклы химических элементов с резервным фондом в земной коре.

Разделение биогеохимических циклов на 2:

1) круговорот газообразных веществ и 2) осадочные циклы, основано на том, что некоторые круговороты (например С, N, 0₂), благодаря наличию крупных атмосферных или

J океанических фондов довольно быстро компенсируют различные нарушения (например, избыток углекислого газа, накопившийся в каком-либо месте в связи с усиленным окислением или горением, обычно быстро рассеивается воздушными потоками, кроме того усиленное образование СО компенсируется увеличением его потребления растениями или превращением в карбонаты).

Круговороты газообразных веществе их большими атмосферными фондами можно считать в глобальном масштабе хорошо отрегулированными. Их способность приспосабливаться к изменениям велика, но способность к саморегуляции имеет свои пределы (даже при таком большом резервном фонде).

Осадочные циклы, в которых участвуют такие элементы как фосфор, железо, обычно гораздо легче нарушаются, поскольку основная масса вещества сосредоточена в относительно малоактивном и малоподвижном резервном фонде - земной коре (если «спуск» совершается быстрее, чем обратный подъём, то какая-то часть обменного материала надолго выбывает из круговорота).

Механизмы, обеспечивающие возвращение химических элементов в круговорот основаны, главным образом, в биологических процессах.