SEDIMENTARNI CIKLI: ZNAČILNOSTI, STOPNJE IN PRIMERI - GEOGRAFIJA - 2026

V sedimentnih cikli se nanašajo na sklop faz, ki gredo določeno mineralni elementi vsebovani po zemlji 's skorjo. Te faze vključujejo zaporedje transformacij, ki tvorijo krožno časovno vrsto, ki se ponavlja skozi dolga obdobja.

To so biogeokemični cikli, v katerih se skladiščenje elementa odvija predvsem v zemeljski skorji. Med mineralnimi elementi, ki so podvrženi usedalnim ciklom, so žveplo, kalcij, kalij, fosfor in težke kovine.

Litološki cikel. 1 = magma; 2 = kristalizacija (hlajenje kamnine); 3 = magnetna kamnina; 4 = erozija; 5 = sedimentacija; 6 = sedimenti in sedimentne kamnine; 7 = tektonika in metamorfizem; 8 = metamorfna kamnina; 9 = fuzija. Vir: Woudloper / Woodwalker

Cikel se začne z izpostavljenostjo kamnin, ki vsebujejo te elemente, globoko v skorji do ali v bližini površine. Te kamnine so nato izpostavljene vremenskim vplivom in se pod vplivom atmosferskih, hidroloških in bioloških dejavnikov podvržejo postopkom erozije.

Erodirani material se z vodo, gravitacijo ali vetrom prevaža v poznejše usedanje ali odlaganje mineralnega materiala na podlago. Te plasti usedlin se kopičijo v milijonih let in so podvržene postopkom stiskanja in cementiranja.

Na ta način pride do litifikacije sedimentov, torej do njihove preobrazbe nazaj v trdno kamnino na velikih globinah. Poleg tega se v vmesnih fazah sedimentnih ciklov pojavi tudi biološka faza, ki je sestavljena iz solubilizacije in absorpcije živih organizmov.

Glede na mineral in okoliščine jih lahko rastline, bakterije ali živali absorbirajo v trofične mreže. Potem se bodo minerali izločili ali sprostili s smrtjo organizma.

značilnosti

Sedimentni cikli so ena od treh vrst biogeokemičnih ciklov in so značilni, ker je glavna shranjevalna matrica litosfera. Ti cikli imajo svojo študijsko disciplino, imenovano sedimentologija.

Čas za kolesarjenje

Sedimentarni cikli so značilni, ker je čas, potreben za izvedbo različnih faz, zelo dolg, celo merjen v milijonih let. To je zato, ker ti minerali ostanejo v velikih skalah v velikih globinah zemeljske skorje dalj časa.

Stopnje sedimentnih ciklov

Pomembno je, da ne izgubite iz vida, da ne gre za cikel, katerega faze sledijo strogemu zaporedju. Nekatere faze se lahko med postopkom večkrat zamenjajo ali predstavijo.

- Izložba

Kamnine, ki so nastale na določenih globinah v zemeljski skorji, so podvržene različnim diastrofičnim procesom (zlomi, pregibi in dvigi), ki jih popeljejo na površje ali blizu njega. Na ta način so izpostavljeni delovanju okoljskih dejavnikov, bodisi edafskih, atmosferskih, hidroloških ali bioloških.

Diastrofizem je produkt konvekcijskih gibov zemeljske plašče. Ta gibanja ustvarjajo tudi vulkanske pojave, ki bolj dramatično izpostavljajo kamnine.

- Vremevanje

Ko je skala izpostavljena, je izpostavljena vremenskim vplivom (razpad kamnine na manjše delce) s ali brez sprememb v kemični ali mineraloški sestavi. Vremenske razmere so ključni dejavnik pri tvorbi tal in so lahko fizične, kemične ali biološke.

Fizično

V tem primeru dejavniki, zaradi katerih se kamnina lomi, ne spremenijo njene kemične sestave, temveč le fizikalne spremenljivke, kot so volumen, gostota in velikost. To povzročajo različna fizikalna sredstva, kot sta pritisk in temperatura. V prvem primeru sta tako sproščanje tlaka kot njegova vadba vzroki rušenja kamenja.

Vremevanje. Vir: Prince Roy, Taipei

Na primer, ko skale izhajajo iz globine skorje, sproščajo pritisk, se širijo in razpokajo. Soli, ki se naberejo v razpokah, izvajajo tudi pritisk pri prekristalizaciji in poglabljajo zlome.

Poleg tega dnevna ali sezonska nihanja temperatur povzročajo cikle širjenja in krčenja, ki na koncu razbijejo skale.

Kemija

To spreminja kemično sestavo kamnin v procesu razpadanja, ker delujejo kemična sredstva. Med te kemične snovi sodijo kisik, vodna para in ogljikov dioksid.

Povzročajo različne kemične reakcije, ki vplivajo na kohezijo kamnine in jo transformirajo, vključno z oksidacijo, hidracijo, karbonizacijo in raztapljanjem.

Biološki

Biološki povzročitelji delujejo s kombinacijo fizikalnih in kemičnih dejavnikov, vključno s pritiskom, trenjem in drugimi med prvimi. Kot kemični dejavniki so izločki kislin, alkalij in drugih snovi.

Na primer, rastline so zelo učinkovita sredstva za vremenske vplive in razbijajo kamnine s koreninami. To je posledica fizičnega delovanja radikalne rasti in izločkov, ki jih oddajajo.

- Erozija

Erozija deluje tako neposredno na skalo kot na proizvode od vremenskih vplivov, vključno z oblikovano zemljo. Po drugi strani gre za prevoz erodiranega materiala, pri čemer je isto sredstvo za razkroj prevozno sredstvo in je lahko tako veter kot voda.

Erozija Vir: Carl Wycoff

Gravitacijsko erozijo opazimo tudi, ko se na strmih pobočjih pojavi premik materiala in obraba. V erozivnem postopku je material razdrobljen na še manjše mineralne delce, ki so dovzetni za transport na dolge razdalje.

Veter

Erozivno delovanje vetra se izvaja tako zaradi vlečenja kot zaradi obrabe, kar posledično pritiska na ujete delce na drugih površinah.

Voda

Vodna erozija deluje tako s fizičnim delovanjem deževnice ali površinskih tokov, kot tudi s kemičnim delovanjem. Izjemen primer erozivnega učinka padavin je kisli dež, zlasti na apnenčastih kamninah.

- Prevoz

Mineralne delce prevažajo agenti, kot so voda, veter ali gravitacija na dolge razdalje. Pomembno je upoštevati, da ima vsako prevozno sredstvo določeno nosilnost glede na velikost in količino delcev.

Z gravitacijo se lahko premikajo tudi velike, celo rahlo obremenjene skale, medtem ko veter nosi zelo majhne delce. Poleg tega okolje določa razdaljo, saj gravitacija prevaža velike skale na kratkih razdaljah, medtem ko veter izriva majhne delce na ogromne razdalje.

Voda lahko prenaša širok razpon velikosti delcev, vključno z velikimi skalami. To sredstvo lahko prenaša delce na kratke ali izjemno velike razdalje, odvisno od hitrosti pretoka.

- usedanje in kopičenje

Sestavljen je iz odlaganja prepeljanega materiala zaradi zmanjšanja hitrosti prevoznih sredstev in teže. V tem smislu lahko pride do fluvialne, plimovalne ali potresne usedline.

Sedimentacija. Vir: Calogerogalati

Ker je zemeljski relief sestavljen iz naklona, ​​ki sega od največjih višin do morskega dna, je tu največja sedimentacija. Ko čas mineva, se plast sedimenta nabere ena na drugi.

- raztapljanje, absorpcija in biološko sproščanje

Ko je prišlo do zračenja skalnega materiala, je raztapljanje sproščenih mineralov in njihova absorpcija živih bitij izvedljivo. To absorpcijo lahko izvajajo rastline, bakterije ali celo neposredno živali.

Rastline porabijo rastlinojede živali, ti pa mesojedci in vsi razkroji, minerali pa postanejo del trofičnih mrež. Prav tako obstajajo bakterije in glive, ki neposredno absorbirajo minerale in celo živali, na primer make, ki porabijo glino.

- Litifikacija

Ciklus zaključimo s fazo litifikacije, torej s tvorbo nove kamnine. To se zgodi, ko se minerali naselijo in tvorijo zaporedne plasti, ki se kopičijo pod velikim pritiskom.

Sloji globlje v skorji so stisnjeni in cementirani, da tvorijo trdno kamnino, te plasti pa bodo spet podvržene diastrofičnim procesom.

Zbijanje

Spodnji sloji se stisnejo zaradi tlaka, ki ga izvajajo plasti usedlin, ki se nabirajo v zaporednih fazah usedanja. To pomeni, da se pore ali prostori, ki obstajajo med delci usedline, zmanjšajo ali izginejo.

Cementacija

Ta postopek je sestavljen iz deponiranja cementnih snovi med delci. Te snovi, kot so kalcit, oksidi, kremen in druge, kristalizirajo in cementirajo material v trdno kamnino.

Primeri sedimentnih ciklov

- cikel sedimentnega žvepla

Žveplo je bistvena sestavina nekaterih aminokislin, kot sta cistin in metionin, pa tudi vitamina, kot sta tiamin in biotin. Njegov sedimentni cikel vključuje plinsko fazo.

Ta mineral vstopa v cikel zaradi vremenskih vplivov kamnin (skrilavcev in drugih sedimentnih kamnin), razpadanja organskih snovi, vulkanske aktivnosti in industrijskih prispevkov. Tudi rudarjenje, črpanje nafte in izgorevanje fosilnih goriv so vir žvepla v ciklu.

Oblike žvepla so v teh primerih sulfati (SO4) in vodikov sulfid (H2S); sulfati so v zemlji in raztopljeni v vodi. Sulfati rastline absorbirajo in asimilirajo skozi svoje korenine in preidejo v trofične mreže.

Ko organizmi umrejo, delujejo bakterije, glive in drugi razkroji, ki sproščajo žveplo v obliki plina vodikovega sulfida, ki prehaja v ozračje. Vodikov sulfid se hitro oksidira z mešanjem s kisikom in tvori sulfate, ki se oborijo v tleh.

Žveplove bakterije

Anaerobne bakterije delujejo v močvirnem blatu in na splošno pri razpadanju organskih snovi. Ti procesi SO4 tvorijo plinasti H2S, ki se sprošča v ozračje.

Kisel dež

Nastane zaradi predhodnikov, kot je H2S, ki ga v ozračje oddajajo industrija, žveplove bakterije in vulkanski izbruhi. Ti predhodniki reagirajo z vodno paro in tvorijo SO4, ki se nato obori.

- usedlinski kalcijev cikel

Kalcij najdemo v sedimentnih kamninah, ki so nastale na morskem dnu in jezerskih dnih, zahvaljujoč prispevku organizmov z apnenčastimi školjkami. Podobno je tudi v vodi brez ioniziranega kalcija, kot v oceanih na globinah večjih od 4500 m, kjer je raztopljen kalcijev karbonat.

Kamnine, ki so bogate s kalcijem, kot so apnenec, dolomit in fluorit, so med drugim pretanjene in sproščajo kalcij. Deževnica raztaplja atmosferski CO2, kar ima za posledico ogljikovo kislino, ki olajša raztapljanje apnenčastih kamnin, pri čemer se sproščata HCO 3– in Ca 2+.

Kalcij v teh kemijskih oblikah prenaša deževnica v reke, jezera in oceane. To je najpogostejši kation v tleh, iz katerega ga rastline absorbirajo, medtem ko ga živali odvzamejo iz rastlin ali neposredno raztopijo v vodi.

Kalcij je bistven del školjk, eksoskeletov, kosti in zob, zato se, ko umre, ponovno vključi v okolje. V primeru oceanov in jezer se na dnu usedline usedline, litifikacijski procesi pa tvorijo nove apnenčaste kamnine.

- Kalijev sedimentni cikel

Kalij je temeljni element v celični presnovi, saj ima pomembno vlogo pri regulaciji osmotike in fotosintezi. Kalij je del mineralov v tleh in kamninah, saj so glinena tla, bogata s tem mineralom.

Vremenski procesi sproščajo v vodi topne kalijeve ione, ki jih lahko absorbirajo korenine rastlin. Ljudje dodajo tudi kalij v tla kot del gnojilnih postopkov gnojenja.

Skozi zelenjavo se kalij porazdeli v trofične mreže, nato pa se z delovanjem razkrojev vrne v tla.

- cikel sedimentnega fosforja

Glavni rezerve fosforja so v morskih usedlinah, tleh, fosfatnih kamninah in gvanu (iztrebki morskih ptic). Njegov sedimentni cikel se začne s fosfatnimi kamninami, ki ob vremenu in erodiranju sproščajo fosfate.

Prav tako ljudje vnesejo dodatne količine fosforja v tla z uporabo gnojil ali gnojil. Fosforne spojine se skupaj s preostalimi usedlinami prenašajo po dežju proti vodnim tokom in od tam v ocean.

Te spojine delno usedlijo, drug del pa je vgrajen v morske živilske mreže. Ena od zank v ciklusu se pojavi, ko fosfor, raztopljen v morski vodi, porabi fitoplankton, to pa ribe.

Ribe nato zaužijejo morske ptice, katerih izločki vsebujejo velike količine fosforja (guano). Guano uporabljajo ljudje kot organsko gnojilo za zagotavljanje fosforja pridelkom.

Fosfor, ki ostane v morski usedlini, je podvržen litifikacijskim postopkom in tvori nove fosfatne kamnine.

- Sedimentni cikel težkih kovin

Težke kovine vključujejo nekatere, ki opravljajo osnovne življenjske funkcije, na primer železo, in druge, ki lahko postanejo strupene, na primer živo srebro. Med težkimi kovinami je več kot 50 elementov, kot so arzen, molibden, nikelj, cink, baker in krom.

Nekaterih, kot je železo, je v izobilju, vendar se večina teh elementov nahaja v relativno majhnih količinah. Po drugi strani se lahko v biološki fazi njihovega sedimentnega cikla kopičijo v živih tkivih (bioakumulacija).

V tem primeru, ker jih ni enostavno odvreči, se njihovo kopičenje poveča po prehranjevalnih verigah, kar povzroča resne zdravstvene težave.

Viri

Težke kovine izvirajo iz naravnih virov, zaradi vremenskih vplivov kamenja in erozije tal. Pomembni so tudi antropski prispevki zaradi industrijskih emisij, kurjenja fosilnih goriv in elektronskih odpadkov.

Splošni sedimentni cikel

Na splošno težke kovine sledijo sedimentnemu ciklu, ki se začne od njihovega glavnega vira, to je litosfere, in prehajajo skozi ozračje, hidrosfero in biosfero. Vremenski procesi sproščajo težke kovine na tla in od tam lahko onesnažijo vodo ali vdrejo v atmosfero skozi prah, ki ga piha veter.

Vulkanska aktivnost prispeva tudi k izpuščanju težkih kovin v ozračje in dež jih prenaša iz zraka na tla in s tega na vodna telesa. Vmesni viri tvorijo zanke v ciklu zaradi omenjenih človeških dejavnosti in vstopa težkih kovin v živila.

Reference

1. Calow, P. (ur.) (1998). Enciklopedija ekologije in upravljanja z okoljem.
2. Christopher R. in Fielding, CR (1993). Pregled nedavnih raziskav fluvialne sedimentologije. Sedimentna geologija.
3. Margalef, R. (1974). Ekologija. Izdaje Omega.
4. Márquez, A., García, O., Senior, W., Martínez, G., González, A. in Fermín. I. (2012). Težke kovine v površinskih sedimentih reke Orinoco, Venezuela. Bilten Oceanografskega inštituta v Venezueli.
5. Miller, G. in TYLER, JR (1992). Ekologija in okolje. Grupo Uredništvo Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). Kontaminacija s težkimi kovinami v usedlinah reke Jarama in njena bioasimilacija s tubificidi (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Doktorska naloga. Fakulteta za biološke vede, Complutense University of Madrid.
7. Odum, EP in Warrett, GW (2006). Osnove ekologije. Peta izdaja. Thomson.