Нескінченна взаємодія абіотичних факторів і живих організмів екосистеми і біосфери в цілому супроводжується безперервним кругообігом речовини. У біосфері в часі постійно протікають два взаємопов'язані процеси перетворення речовин в природі: великий (геологічний) і малий (біотичний) кругообіг, що виробляють все хімічні речовини.
У зв'язку з дією сонячної енергії і внутрішньої енергії Землі в біосфері відбувається постійний процес руху і перерозподілу речовин. У ній здійснюється масове перенесення твердих, рідких і газоподібних тіл при різних температурах і тисках. Головні хімічні елементи літосфери - О, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K беруть участь у великому круговороті, який проходить різні стадії розвитку від глибинних частин верхньої мантії до поверхні літосфери.
Великій кругообіг триває сотні тисяч або мільйони років. Він полягає в тому, що гірські породи підлягають руйнуванню, вивітрювання, а продукти вивітрювання, в тому числі розчинні у воді поживні речовини, зносяться потоками води у Світовий океан. Тут вони утворюють морські нашарування і лише частково повертаються на сушу з опадами, з витягнутими людиною з води організмами. Великі повільні геотектонічні зміни, процеси опускання материків і підняття морського дна, переміщення морів та океанів на протязі тривалого часу призводять до того, що ці нашарування повертаються на сушу, і процес починається знову. Частина осадових гірських порід занурюється на великі глибини і в області підвищених температур і тисків піддається метаморфизму і ультраметаморфізма - переплавлению. При переплавлені виникає магма, яка в сприятливих умовах може знову вступити в верхні горизонти земної кори. Таким чином, протягом століть відбувається глобальний кругообіг речовини: магматична порода - осадова порода - метаморфічна порода - переплавлені і нове утворення магми (рис.3).
І, вже багато років як в розподіл хімічних елементів втрутилася людина. Наслідки впливу людини на кругообіг речовин стають все значніше. Вони стали порівнянні з результатами геологічних процесів: в біосфері виникають нові шляхи міграції речовин, з'являються нові хімічні сполуки, яких не було раніше, змінюється круговорот води. Так, при видобутку корисних копалин величезна кількість речовин вилучається із земної кори. Їх промислова переробка супроводжується викидами хімічних елементів з відходами виробництва в атмосферу, води, грунту. Це забруднює середовище проживання живих організмів. На землі з'являються нові ділянки з високою концентрацією хімічних елементів рукотворні геохімічні аномалії. Вони поширені навколо рудників кольорових металів (міді, свинцю). Ці ділянки іноді нагадують місячні пейзажі, тому що практично позбавлені життя через високі вміст шкідливих елементів в грунтах і водах.
Малюнок 3-Схема геологічного кругообігу
Щоб зрозуміти особливості і масштаби антропогенного впливу на динаміку біосферних процесів, розглянемо один з головних біогенних круговоротов - круговорот вуглецю. Вуглець складає основу всіх життєвих процесів в організмах, він же у величезних кількостях втягується в господарську діяльність. Тому круговорот вуглецю дозволяє проаналізувати весь спектр проблем, що породжуються антропогенним впливом на кругообіг речовин в природі.
Основним джерелом вуглецю для нарощування біомаси організмами-продуцентами є вуглекислий газ, що знаходиться в атмосфері або в розчиненому стані в воді. Захоплюваний рослинами, він внаслідок фотосинтезу перетворюється в глюкозу, а в наступних процесах біосинтезу в протеїни, ліпіди і т. Д. Завдяки цим речовинам існують численні консументи, в організмі яких синтезуються різноманітні органічні сполуки. Оскільки всі живі організми дихають, то частина вуглецю у вигляді С02 ще в процесі дихання повертається в атмосферу.
Надалі, після смерті організмів, при мінералізації органічних речовин відбувається повне повернення С02 в навколишнє природне середовище і цикл таким чином замикається. У деяких умовах круговорот вуглецю сповільнюється. Це має місце, наприклад, при накопиченні мертвих рослинних і тваринних залишків у вигляді гумусу в грунті або у вигляді торфу в торф'яних болотах.
У масштабах геологічного часу результатом такого уповільнення кругообігу вуглецю виступає освіту покладів кам'яного вугілля і нафти, а у водному середовищі - вапняків та коралів. Лише піднімаючись на поверхню планети завдяки тектонічної активності, ці запаси вуглецю знову можуть включатися в круговорот. Такі загальна схема природного руху вуглецю і процеси його біогенного і геологічного кругообігів.
Господарська діяльність призводить, перш за все, до підвищення інтенсивності повернення в кругообіг запасів вуглецю, що знаходиться в природних покладах, отже, тимчасово виключених з кругообігу. Одним з основних шляхів вилучення вуглецю з таких його біологічних тупиків є спалювання викопного палива. Цей вид господарської діяльності служить джерелом надходження в атмосферу колосальної маси СО і СО2.
Перейти на сторінку: 1 2 3