Общие выводы урока. В заключении давайте попробуем сформулировать выводы обо всем сказанном сегодня на уроке.
1. Количество вещества, вовлекаемого в биосферные процессы, остается постоянным на протяжении целых геологических периодов.
2. В биосфере совершается многократный круговорот веществ, входящих в состав живых организмов.
3. В биосферу извне постоянно вливается поток солнечной энергии.
4. Для круговорота веществ и их движения, требуется, чтобы этот поток энергии был постоянным.
Биогеохимический круговорот – это обмен веществ и превращение энергии между различными компонентами биосферы, связанные с деятельностью ее организмов.
Совершая гигантский биогеохимический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека.
Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.).
Круговорот углерода
Основным элементом, слагающим все живые организмы на Земле, служит углерод. Он входит в состав сложных органических соединений — белков, жиров, углеводов.
Углерод в биосфере Земли представлен наиболее подвижной формой — углекислым газом. Его источником в биосфере является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры. Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями.
Первый путь заключается в его поглощении в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горючих сланцев, рассеянной органики осадочных горных пород.
По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где углекислый газ переходит в угольную кислоту, в гидрокарбонат-ионы и карбонат-ионы. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов (СаСО,) биогенным и абиогенным путем, в результате чего возникают мощные толщи известняков.
Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане.
1. В пределах суши, где Имеется растительность, углекислый газ поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду.
2. Поглощенный углекислый газ в процессе фотосинтеза с гибелью растений и животных освобождается в ходе окисления органических веществ.
3. Особое место в современном круговороте углерода занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание углекислого газа в атмосфере.
Круговорот азота
Круговорот азота в биосфере практически полностью поддерживается бактериями. Азот как химический элемент входит в важнейшие органические соединения: белки, нуклеиновые кислоты и энергоносители (АТФ, АДФ, НАДФ), т.е. необходим всем живым существам. Свободного молекулярного азота в атмосфере более чем достаточно. Однако фиксация азота в живом веществе нашей планеты осуществляется ограниченным количеством живых существ. Только некоторые микроорганизмы почв и поверхности мирового океана способны расщеплять молекулярный азот и использовать его для построения белков и других органических соединений живого вещества. Атмосферный азот поглощается при жизнедеятельности азотфиксирующими бактериями и некоторыми водорослями, которые синтезируют нитраты, доступные для использования растениями биосферы.
Растения и животные после своей гибели возвращают азот в почву, откуда он поступает в состав новых организмов. При этом определенная часть азота в виде молекул возвращается в атмосферу.
В почвах происходит процесс нитрификации, который состоит из цепи реакций, когда при участии микроорганизмов происходит окисление иона аммония (NH„+) до нитрита (N02) или нитрита до нитрата (N03). Восстановление нитритов и нитратов до газообразных соединений молекулярного азота или его оксидов составляет сущность процессов денитрификации. В малых количествах атмосферный азот связывается с кислородом в процессе грозовых разрядов, а затем с дождями выпадает на поверхность почв.