NOGULŠŅU CIKLI: RAKSTURLIELUMI, POSMI UN PIEMĒRI - ĢEOGRĀFIJA - 2025

Par nogulumieži cikli attiecas uz kopumu posmiem, kas ved noteiktu minerālu elementu viedokļa zemi 's garoza. Šajās fāzēs ietilpst transformāciju secība, kas veido apļveida laika rindu, kas atkārtojas ilgos periodos.

Tie ir bioģeoķīmiskie cikli, kuros elements glabājas galvenokārt zemes garozā. Starp minerālu elementiem, uz kuriem attiecas nogulumu cikli, ir sērs, kalcijs, kālijs, fosfors un smagie metāli.

Litoloģiskais cikls. 1 = magma; 2 = kristalizācija (iežu atdzesēšana); 3 = nedzīvs iezis; 4 = erozija; 5 = sedimentācija; 6 = nogulumi un nogulumieži; 7 = tektonika un metamorfisms; 8 = metamorfs iezis; 9 = saplūšana. Avots: Woudloper / Woodwalker

Cikls sākas ar iežu iedarbību, kas satur šos elementus, no garozas dziļi līdz virsmai vai tās tuvumā. Pēc tam šie ieži tiek pakļauti laika apstākļu iedarbībai, un atmosfēras, hidroloģisko un bioloģisko faktoru iedarbības dēļ tie tiek pakļauti erozijas procesiem.

Erodētais materiāls tiek transportēts ar ūdeni, gravitācijas vai vēja palīdzību, lai vēlāk minerālmateriālu sedimentētu vai nogulsnētu uz pamatnes. Šie nogulumu slāņi uzkrājas miljonu gadu laikā un notiek sablīvēšanās un cementēšanas procesi.

Tādā veidā notiek nogulumu litifikācija, tas ir, to pārvēršana atpakaļ cietā klintī lielā dziļumā. Turklāt nogulšņu ciklu starpfāzēs notiek arī bioloģiskā fāze, kas sastāv no dzīvu organismu šķīdināšanas un absorbcijas.

Atkarībā no minerāla un apstākļiem tos var absorbēt augi, baktērijas vai dzīvnieki, nonākot trofiskajos tīklos. Tad minerāli tiks izdalīti vai atbrīvoti no organisma nāves.

raksturojums

Nogulšņu cikli ir viens no trim bioģeoķīmisko ciklu veidiem un ir raksturīgi, jo galvenā glabāšanas matrica ir litosfēra. Šiem cikliem ir sava studiju disciplīna, ko sauc par sedimentoloģiju.

Cikla laiks

Nogulšņu cikli ir raksturīgi ar to, ka dažādu posmu pabeigšanai nepieciešamais laiks ir ļoti ilgs, to mēra pat miljonos gadu. Tas notiek tāpēc, ka šie minerāli ilgstoši paliek iestiprināti klintīs lielā dziļumā zemes garozā.

Nogulšņu ciklu posmi

Ir svarīgi nepazaudēt redzi, ka tas nav cikls, kura posmi notiek stingri pēc kārtas. Dažas fāzes procesa laikā var mainīt vai parādīt vairākas reizes.

- Ekspozīcija

Akmeņi, kas veidojas noteiktos zemes garozas dziļumos, tiek pakļauti dažādiem diastrofiskiem procesiem (lūzumi, krokas un pacēlumi), kas galu galā tos ved uz virsmu vai tās tuvumā. Tādā veidā viņi tiek pakļauti vides faktoru iedarbībai - edafiskiem, atmosfēras, hidroloģiskiem vai bioloģiskiem.

Diastrofisms ir Zemes apvalka konvekcijas kustību produkts. Šīs kustības rada arī vulkāniskas parādības, kas dramatiskākā veidā atklāj klintis.

- Laikapstākļi

Kad klints ir pakļauts, tas tiek pakļauts laika apstākļu iedarbībai (klints sadalīšanās mazākos fragmentos) ar vai bez ķīmiskā vai mineraloģiskā sastāva izmaiņām. Laika apstākļu ietekmēšana ir galvenais augsnes veidošanās faktors, un tā var būt fiziska, ķīmiska vai bioloģiska.

Fiziskā

Šajā gadījumā faktori, kas izraisa iežu sadalīšanos, nemaina tā ķīmisko sastāvu, tikai fiziski mainīgie lielumi, piemēram, tilpums, blīvums un lielums. To izraisa dažādi fizikāli faktori, piemēram, spiediens un temperatūra. Pirmajā gadījumā gan spiediena izlaišana, gan tā īstenošana ir klinšu plīsumu cēloņi.

Laikapstākļi. Avots: Prince Roy, Taipeja

Piemēram, kad ieži rodas dziļi garozā, tie atbrīvo spiedienu, izplešas un plaisā. No otras puses, plaisās uzkrājušies sāļi arī izdara spiedienu, pārkristalizējoties, padziļinot lūzumus.

Turklāt ikdienas vai sezonālās temperatūras svārstības izraisa izplešanās un saraušanās ciklus, kas beidzas ar iežu sadalīšanos.

Ķīmija

Tas maina iežu ķīmisko sastāvu sadalīšanās procesā, jo darbojas ķīmiskie līdzekļi. Starp šiem iesaistītajiem ķīmiskajiem līdzekļiem ir skābeklis, ūdens tvaiki un oglekļa dioksīds.

Tie izraisa dažādas ķīmiskas reakcijas, kas ietekmē ieža kohēziju un pārveido to, ieskaitot oksidāciju, hidratāciju, gāzēšanu un izšķīšanu.

Bioloģiskā

Bioloģiskie aģenti darbojas, apvienojot fizikālos un ķīmiskos faktorus, ieskaitot spiedienu, berzi un citus. Kaut arī kā ķīmiski līdzekļi ir skābju, sārmu un citu vielu izdalījumi.

Piemēram, augi ir ļoti efektīvi laika apstākļu ietekmējoši līdzekļi, ar saknēm sadalot klintis. Tas ir pateicoties gan radikālas izaugsmes fiziskajai darbībai, gan izdalījumiem, ko tie izdala.

- erozija

Erozija iedarbojas tieši uz iežiem un uz laikapstākļu iedarbību, ieskaitot izveidoto augsni. No otras puses, tas ir saistīts ar noārdītā materiāla pārvadāšanu, tas pats noārdošais līdzeklis ir transporta līdzeklis, un tas var būt gan vējš, gan ūdens.

Erozija. Avots: Carl Wycoff

Gravitācijas erozija tiek atzīmēta arī tad, ja materiālu pārvietojums un nodilums notiek uz stāvas nogāzes. Erozīvajā procesā materiāls tiek sadalīts vēl mazākās minerālu daļiņās, kuras var pārvadāt lielos attālumos.

Vējš

Vēja erozīvo iedarbību ietekmē gan vilkšana, gan nodilums, kas savukārt uz citām virsmām ietekmē sabijušās daļiņas.

Ūdens

Ūdens erozija notiek gan ar lietus ūdens vai virsmas straumju fizikālu iedarbību, gan ar ķīmisku iedarbību. Nokrišņu erozijas ietekmes galējais piemērs ir skābs lietus, it īpaši uz kaļķainiem iežiem.

- Pārvadājumi

Minerālu daļiņas lielos attālumos pārvadā tādi līdzekļi kā ūdens, vējš vai smaguma spēks. Ir svarīgi ņemt vērā, ka katram transporta veidam ir noteikta kravnesība, ņemot vērā daļiņu lielumu un daudzumu.

Smaguma dēļ var pārvietoties pat lielas, pat nedaudz laikapstākļu klintis, savukārt vējš nes ļoti mazas daļiņas. Turklāt vide nosaka attālumu, jo gravitācija nelielus attālumus pārvadā lielus iežus, bet vējš milzīgas distances izspiež sīkas daļiņas.

Savukārt ūdens var pārvadāt plašu daļiņu izmēru, ieskaitot lielus iežus. Šis līdzeklis var pārvadāt daļiņas nelielos vai ļoti lielos attālumos, atkarībā no plūsmas ātruma.

- sedimentācija un uzkrāšanās

To veido pārvadājamā materiāla nogulsnēšanās, samazinoties transporta līdzekļa ātrumam un smagumam. Šajā nozīmē var notikt fluviāla, plūdmaiņas vai seismiska sedimentācija.

Sedimentācija. Avots: Calogerogalati

Tā kā Zemes reljefs sastāv no gradienta, kas sniedzas no maksimālā augstuma līdz jūras gultnei, šajā vietā notiek vislielākā sedimentācija. Laikam ejot, nogulumu slāņi uzkrājas viens virs otra.

- Šķīdināšana, absorbcija un bioloģiskā izdalīšanās

Pēc akmeņainā materiāla atgadīšanās ir iespējama izdalīto minerālu izšķīšana un dzīvu būtņu absorbcija. Šo absorbciju var veikt augi, baktērijas vai pat tieši dzīvnieki.

Augus patērē zālēdāji, tos plēsēji un visi sadalītāji, minerāli kļūstot par trofisko tīklu sastāvdaļu. Tāpat ir baktērijas un sēnītes, kas tieši absorbē minerālus, un pat dzīvnieki, piemēram, ara, kas patērē mālu.

- litifikācija

Cikls tiek pabeigts ar litifikācijas fāzi, tas ir, ar jaunu iežu veidošanos. Tas notiek, kad minerāli nosēžas, veidojot secīgus slāņus, kas uzkrājas, izdarot milzīgu spiedienu.

Slāņi, kas atrodas dziļāk garozā, tiek sablīvēti un cementēti, veidojot cietu iežu, un šie slāņi atkal tiks pakļauti diastrofiskiem procesiem.

Blīvējums

Spiediena rezultāts, ko rada nogulumu slāņi, kas uzkrājas secīgās sedimentācijas fāzēs, apakšējie slāņi tiek sablīvēti. Tas nozīmē, ka poras vai atstarpes, kas pastāv starp nogulumu daļiņām, ir samazinātas vai pazūd.

Cementēšana

Šis process sastāv no cementējošu vielu nogulsnēšanās starp daļiņām. Šīs vielas, piemēram, kalcīts, oksīdi, silīcija dioksīds un citi, kristalizē un cementē materiālu cietā klintī.

Nogulšņu ciklu piemēri

- Sedimentārais sēra cikls

Sērs ir būtiska sastāvdaļa dažām aminoskābēm, piemēram, cistīnam un metionīnam, kā arī vitamīniem, piemēram, tiamīnam un biotīnam. Tā nogulumu ciklā ietilpst gāzes fāze.

Šis minerāls iekļūst ciklā iežu (slānekļu un citu nogulumiežu) laika apstākļu ietekmē, organisko vielu sadalīšanās, vulkāniskās aktivitātes un rūpnieciskās iedarbības dēļ. Arī ieguve, naftas ieguve un fosilā kurināmā sadedzināšana ir sēra avoti ciklā.

Sēra formas šajos gadījumos ir sulfāti (SO4) un sērūdeņradis (H2S); sulfāti ir gan augsnē, gan izšķīdināti ūdenī. Augi absorbē un asimilē sulfātus caur saknēm un nonāk trofiskajos tīklos.

Kad organismi mirst, baktērijas, sēnītes un citi sadalītāji darbojas, atbrīvojot sēru sērūdeņraža formā, kas nonāk atmosfērā. Sērūdeņradis ātri oksidējas, sajaucoties ar skābekli, veidojot sulfātus, kas nogulsnējas uz zemes.

Sēra baktērijas

Anaerobās baktērijas darbojas purva dūņās un organisko vielu sadalīšanās kopumā. Šie procesi SO4 rada gāzveida H2S, kas tiek izlaists atmosfērā.

Skābais lietus

Tas veidojas tādu prekursoru dēļ kā H2S, ko atmosfēra izdala rūpniecībā, sēra baktērijas un vulkānu izvirdumi. Šie prekursori reaģē ar ūdens tvaikiem un veido SO4, kas pēc tam izgulsnējas.

- nogulumiežu kalcija cikls

Kalcijs ir atrodams nogulumiežu iežos, kas veidojas jūras gultnē un ezeru gultnēs, pateicoties organismu ieguldījumiem, kas nodrošināti ar kaļķainām čaumalām. Līdzīgi ūdenī ir brīvs jonizēts kalcijs, tāpat kā okeānos dziļumā, kas lielāks par 4500 m, kur izšķīdināts kalcija karbonāts.

Kalcijs bagāti ieži, piemēram, kaļķakmens, dolomīts un fluorīts, cita starpā, ir laika apstākļi un atbrīvo kalciju. Lietus ūdens izšķīdina atmosfēras CO2, veidojot ogļskābi, kas atvieglo kaļķakmens iežu izšķīšanu, atbrīvojot HCO 3– un Ca 2+.

Šajos ķīmiskajos veidos esošais kalcijs lietus ūdens nonāk upēs, ezeros un okeānos. Šis ir visbagātākais katjons augsnē, no kura augi to absorbē, kamēr dzīvnieki to ņem no augiem vai tieši izšķīdina ūdenī.

Kalcijs ir būtiska čaumalu, eksoskeletu, kaulu un zobu sastāvdaļa, tāpēc, kad tas nomirst, tas tiek atkārtoti integrēts vidē. Okeānu un ezeru gadījumā tā nogulumi apakšā un litifikācijas procesi veido jaunus kaļķainus iežus.

- Nogulšņu kālija cikls

Kālijs ir būtisks elements šūnu metabolismā, jo tam ir būtiska loma osmotiskajā regulācijā un fotosintēzē. Kālijs ir daļa no minerālvielām augsnē un iežos, jo tā ir māla augsne, kas bagāta ar šo minerālu.

Laika apstākļu ietekmē izdalās ūdenī šķīstoši kālija joni, kurus var absorbēt augu saknes. Cilvēki arī kāliju pievieno augsnei kā daļu no kultūraugu mēslošanas prakses.

Caur dārzeņiem kālijs tiek izplatīts trofiskajos tīklos, un pēc tam sadaloties, tas atgriežas augsnē.

- Nogulšņu fosfora cikls

Galvenās fosfora rezerves ir jūras nogulumos, augsnēs, fosfātu iežos un guano (jūras putnu ekskrementi). Tā nogulumiežu cikls sākas ar fosfātu iežiem, kas, iestājoties laikapstākļiem un erozijai, izdala fosfātus.

Cilvēki tāpat iestrādā augsnē papildu fosfora daudzumu, izmantojot mēslojumu vai mēslojumu. Fosfora savienojumus lietus pārnes kopā ar pārējiem nogulumiem ūdens straumju virzienā un no turienes uz okeānu.

Šie savienojumi daļēji nogulšņi un vēl viena daļa ir iestrādāta jūras barības tīklos. Viena no cikla cilpām rodas, ja fitoplanktons patērē jūras ūdenī izšķīdušo fosforu, savukārt zivis - to.

Pēc tam zivis patērē jūras putni, kuru ekskrementi satur lielu daudzumu fosfora (guano). Cilvēki Guano izmanto kā organisko mēslojumu, lai nodrošinātu fosforu kultūrām.

Fosfors, kas paliek jūras nogulumos, tiek pakļauts litifikācijas procesiem, veidojot jaunus fosfāta iežus.

- smago metālu nogulumiežu cikls

Smagajos metālos ietilpst tādi, kas veic dzīvībai svarīgas funkcijas, piemēram, dzelzs, un citi, kas var kļūt toksiski, piemēram, dzīvsudrabs. Starp smagajiem metāliem ir vairāk nekā 50 elementu, piemēram, arsēns, molibdēns, niķelis, cinks, varš un hroms.

Daži no tiem, piemēram, dzelzs, ir bagātīgi, taču vairums šo elementu ir sastopami salīdzinoši nelielos daudzumos. No otras puses, nogulšņu cikla bioloģiskajā fāzē tie var uzkrāties dzīvos audos (bioakumulācija).

Šajā gadījumā, tā kā tos nav viegli iznīcināt, to uzkrāšanās palielinās barības ķēdēs, izraisot nopietnas veselības problēmas.

Avoti

Smagie metāli nāk no dabīgiem avotiem klimatisko apstākļu un augsnes erozijas dēļ. Svarīgu antropisko ieguldījumu veic arī rūpnieciskās emisijas, fosilā kurināmā un elektronisko atkritumu sadedzināšana.

Vispārējais nogulumu cikls

Vispārīgi runājot, smagie metāli seko nogulumieža ciklam, kas sākas no to galvenā avota, kas ir litosfēra, un tie iziet cauri atmosfērai, hidrosfērai un biosfērai. Laika apstākļu ietekmē smagos metālus izdala zemē, un no turienes tie var piesārņot ūdeni vai iebrukt atmosfērā, izmantojot vēja izpūstus putekļus.

Vulkāniskās aktivitātes veicina arī smago metālu izplūdi atmosfērā, un lietus tos nes no gaisa uz zemi un no tā uz ūdenstilpnēm. Starpproduktu avoti ciklā veido cilpas, kas saistītas ar iepriekšminētajām cilvēku darbībām un smago metālu nonākšanu pārtikas tīkliņos.

Atsauces

1. Calow, P. (Red.) (1998). Ekoloģijas un vides pārvaldības enciklopēdija.
2. Kristofers R. un Fīldings, CR (1993). Jaunāko pētījumu pārskats par fluvial sedimentoloģiju. Nogulšņu ģeoloģija.
3. Margalefs, R. (1974). Ekoloģija. Omega izdevumi.
4. Márquez, A., García, O., senior, W., Martínez, G., González, A. and Fermín. I. (2012). Smagie metāli Orinoco upes virszemes nogulumos Venecuēlā. Venecuēlas Okeanogrāfijas institūta biļetens.
5. Millers, G. un TYLER, JR (1992). Ekoloģija un vide. Grupo Editorial Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). Piesārņojums ar smagajiem metāliem Jarama upes nogulumos un tā bioasimilācija ar Tubificids (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Promocijas darbs. Madrides Complutense Universitātes Bioloģisko zinātņu fakultāte.
7. Odum, EP un Warrett, GW (2006). Ekoloģijas pamati. Piektais izdevums. Thomson.