Cykle osadowe, etapy i przykłady

Cykle osadowe Odnoszą się do zestawu etapów, w których niektóre elementy mineralne występują w skórce Ziemi. Fazy ​​te sugerują sekwencję transformacji tworzących okrągłe szeregi czasowe, które powtarzane są w długich okresach.

Są to cykle biogeochemiczne, w których przechowywanie elementu występuje głównie w krze Ziemi. Wśród pierwiastków mineralnych podlegających cykli osadowymi są siarka, wapń, potas, fosfor i metale ciężkie.

Cykl litologiczny. 1 = magma; 2 = krystalizacja (chłodzenie skały); 3 = skała magmowa; 4 = erozja; 5 = sedymentacja; 6 = osady i skały osadowe; 7 = tektonika i metamorfizm; 8 = Metamorfic Rock; 9 = fuzja. Źródło: Woudloper/Woodwalker [domena publiczna]

Cykl zaczyna się od ekspozycji skał zawierających te elementy z głębokości kory na powierzchnię lub w pobliżu. Następnie skały te podlegają wietrzeniem i cierpią procesy erozji w działaniu czynników atmosferycznych, hydrologicznych i biologicznych.

Eroodowany materiał jest transportowany przez wodę, grawitacja lub wiatr do późniejszej sedymentacji lub osadzania materiału mineralnego w podłożu. Te warstwy osadów gromadzą się przez miliony lat i cierpią.

W ten sposób występuje litialifikacja osadów, to znaczy ich transformacja ponownie w solidną skałę na wielkie głębiny. Ponadto w fazach pośrednich cykli osadowych występuje również faza biologiczna, która składa się z solubilizacji i wchłaniania przez żywe organizmy.

W zależności od minerałów i okoliczności mogą być wchłaniane przez rośliny, bakterie lub zwierzęta, przechodząc do sieci troficznych. Wtedy minerały zostaną wydalane lub zwolnione przez śmierć organizmu.

[TOC]

Charakterystyka

Cykle osadowe stanowią jeden z trzech rodzajów cykli biogeochemicznych i są charakteryzowane, ponieważ główną matrycą przechowywania jest litosfera. Cykle te mają własną dyscyplinę naukową, zwaną sedymentologią.

Czas cyklu

Cykle osadowe są scharakteryzowane, ponieważ czas potrzebny na spełnienie różnych etapów jest bardzo długi, mierzony nawet w ciągu milionów lat. Jest tak, ponieważ minerały te pozostają długimi okresami zawartymi w skałach na wielkich głębokościach w skorupie Ziemi.

Etapy cykli osadowych

Ważne jest, aby nie stracić z oczu faktu, że nie jest to cykl, którego etapy są zgodne z ścisłą sekwencją. Niektóre fazy można wymieniać lub prezentować kilka razy w trakcie procesu.

- Narażenie

Skały utworzone na pewne głębokości w skorupie Ziemi są poddawane różnym distroficznym procesom (złamania, składanie i wysokości), które ostatecznie zabrają je na powierzchnię lub w pobliżu tego. W ten sposób są narażeni na działanie czynników środowiskowych, czy to edaficznych, atmosferycznych, hydrologicznych czy biologicznych.

Diastrofis jest produktem ruchów konwekcyjnych płaszcza lądowego. Ruchy te generują również zjawiska wulkaniczne, które narażają skały bardziej dramatyczne.

- Zwietrzenie

Po odsłonięciu skały cierpi na wietrzenie (rozkład skały w drobnych fragmentach) cierpienia lub nie zmian w składzie chemicznym lub mineralogicznym. Meteoryzacja jest kluczowym czynnikiem w tworzeniu gleby i może być fizyczna, chemiczna lub biologiczna.

Fizyczny

W tym przypadku czynniki, które powodują pęknięcie skały, nie zmieniają ich składu chemicznego, tylko zmienne fizyczne, takie jak objętość, gęstość i rozmiar. Jest to spowodowane przez różne środki fizyczne, takie jak ciśnienie i temperatura. W pierwszym przypadku zarówno uwalnianie ciśnienia, jak i jej ćwiczenia są przyczynami pęknięć skalnych.

Zwietrzenie. Źródło: Prince Roy, Taipei [CC BY (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Na przykład, gdy skały wyłaniają się z głębokości kory, są one uwalniane z ciśnienia, rozszerzania i pęknięcia. Z drugiej strony sole zgromadzone w pęknięciach również wywierają ciśnienie przez rekrystalizację, pogłębianie złamań.

Może ci służyć: 10 rzek w najważniejszym regionie Amazon

Ponadto, zmiany temperatury dziennej lub sezonowej powodują cykle ekspansji i skurczu, które kończą się na niszczeniu skał.

Chemia

Zmienia to skład chemiczny skał w procesie rozpadu, ponieważ czynniki chemiczne działają. Wśród tych zaangażowanych środków chemicznych są tlen, para wodna i dwutlenek węgla.

Powodują różne reakcje chemiczne, które wpływają na kohezję skały i przekształcają ją, w tym utlenianie, nawodnienie, karbonizacja i rozpuszczanie.

Biologiczny

Środki biologiczne działają w celu połączenia czynników fizycznych i chemicznych, w tym wśród pierwszych presji, tarcia i innych. Podczas gdy środki chemiczne są wydzielania kwasów, zasad i innych substancji.

Na przykład rośliny są bardzo skutecznymi agentami wietrzenia, łamiącymi skały z korzeniami. To dziękuje zarówno fizycznym działaniu radykalnego wzrostu, jak i wydzielania, które emitują.

- Erozja

Erozja działa zarówno bezpośrednio na skale, jak i na produkty wietrzenia, w tym utworzona gleba. Z drugiej strony implikuje transport erodowanego materiału, będąc tym samym środkiem erozyjnym środkiem transportu i może być zarówno wiatr, jak i woda.

Erozja. Źródło: Carl Wycoff [CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Wskazana jest również erozja grawitacyjna, gdy wystąpią przemieszczenia i zużycie materiału na wyraźnych zboczach. W procesie erozyjnym materiał jest rozdrobniony w jeszcze niższych cząstkach mineralnych, podatnych na transport na duże odległości.

Wiatr

Erozyjne działanie wiatru jest wykonywane zarówno przez opór, jak i zużycie, które z kolei wywierają cząstki ciągnięte na inne powierzchnie.

Woda

Erozja wody działa zarówno poprzez fizyczne działanie wpływu wody deszczowej lub prądów powierzchownych, jak i działanie chemiczne. Skrajnym przykładem erozyjnych działań opadów jest kwaśny deszcz, szczególnie w skałach wapiennych.

- Transport

Cząstki mineralne są transportowane przez czynniki takie jak woda, wiatr lub grawitacja na dużych odległościach. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że każdy środek transportu ma określoną pojemność obciążenia, pod względem wielkości i ilości cząstek.

Przez grawitację mogą poruszać nawet duże skały wciąż ledwo meteoryzowane, podczas gdy wiatr transportuje bardzo małe cząstki. Ponadto średnia warunki odległości, ponieważ grawitacja transportuje duże skały na krótkich odległościach, podczas gdy wiatr porusza małe cząsteczki na ogromnych odległościach.

Woda ze swojej strony może transportować szeroki zakres wielkości cząstek, w tym duże skały. Ten środek może przenosić cząsteczki na krótkich lub wyjątkowo długich odległości, w zależności od przepływu.

- Sedymentacja i akumulacja

Składa się z osadzania transportowanego materiału z powodu zmniejszonej prędkości transportu i nasilenia. W tym sensie może wystąpić sedymentacja rzek, przypływu lub sejsmicznego.

Osadzanie. Źródło: Calogerogalati [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Ponieważ ulga Ziemi składa się z gradientu, który przechodzi z maksymalnych wysokości do dna morskiego, to tutaj występuje największa sedymentacja. W miarę upływu czasu warstwy osadów są gromadzone.

- Rozpuszczenie, wchłanianie i wyzwolenie biologiczne

Po wystąpieniu wietrzenia materiału skalnego możliwe jest, że nastąpiło rozwiązanie uwolnionych minerałów i ich wchłanianie przez żywe istoty. Ta absorpcja może być przeprowadzana przez rośliny, bakterie, a nawet bezpośrednio przez zwierzęta. 

Rośliny są spożywane przez roślinożerne i te przez mięsożerców, a wszystkie rozkładników, przekazując minerały jako część sieci troficznych. Istnieją również bakterie i grzyby, które bezpośrednio pochłaniają minerały, a nawet zwierzęta, takie jak stary, które spożywają gliny.

Może ci służyć: skala kontynentalna

- Litowa

Cykl jest zakończony fazą litową, to znaczy wraz z utworzeniem nowej skały. Dzieje się tak, gdy minerały są uwodnione, tworząc kolejne warstwy, które gromadzą wywieranie ogromnej presji.

Warstwy na większej głębokości w korze są zagęszczone, a cemean tworzy stałą skałę, a warstwy te ponownie zostaną poddane procesom distroficznym.

Zagęszczenie

W wyniku ciśnienia wywieranego przez warstwy osadów, które są układane w kolejnych fazach sedymentacji, niższe warstwy są zagęszczane. Oznacza to, że pory lub przestrzenie między cząstkami osadów są zmniejszone lub znikają.

Cementowanie

Proces ten składa się z osadu substancji cementowych między cząsteczkami. Substancje te, takie jak kalcyt, tlenki, krzemionka i inne krystalizują i ustępują materiał tworzący stałą skałę.

Przykłady cykli osadowych

- Cykl osadowy siarki

Siarka jest niezbędnym składnikiem niektórych aminokwasów, takich jak cystyna i metionina, a także witaminy, takie jak tiamina i biotyna. Jego cykl osadowy obejmuje fazę gazową.

Ten minerał wchodzi w cykl z powodu wietrzenia skalnego (tablice i inne skały osadowe), rozkład materii organicznej, aktywność wulkaniczną i wkłady przemysłowe. Również wydobycie, ekstrakcja oleju i spalanie paliw kopalnych są źródłami siarki w cyklu.

Formy siarki w tych przypadkach są siarczany (SO4) i siarkow wodoru (H2S); Siarczany są zarówno na ziemi, jak i rozpuszczane w wodzie. Siarczany są wchłaniane i zasymilowane przez rośliny przez ich korzenie i przechodzą do sieci troficznych.

Kiedy organizmy umierają, bakterie, grzyby i inne dekomponerzy działają, uwalniając siarkę w postaci gazu wodorowego, który przechodzi do atmosfery. Siarkowodór jest szybko utleniony po zmieszaniu z tlenem, tworząc siarczany, które wytrącą na podłoża.

Bakterie siarki

W szlamie bagiennym i ogólnie rozkładaniu materii organicznej, bakterie beztlenowe Ustawę. Przetwarzają one H2S generujący SO4, który jest uwalniany do atmosfery.

Kwaśny deszcz

Powstaje z powodu prekursorów, takich jak H2S, wydane atmosferze przez przemysł, bakterie siarki i erupcje wulkaniczne. Te prekursory reagują z parą wodną i tworzą SO4, która następnie wytrąca się.

- Osadowy cykl wapnia

Wapń znajduje się w skałach osadowych utworzonych w dnie morskim i jeziora dzięki wkładowi organizmów dostarczanych w wapiennych skorupach. Podobnie w wodzie jest wolny wapń, jak w oceanach na głębokościach większych niż 4.500 m, gdzie rozpuszcza się węglan wapnia.

Skały wapnia, takie jak wapień, dolomit i fluoryt, są odpodowe i uwalniają wapń. Woda deszczowa rozpuszcza atmosferyczne CO2, powstałe jako kwas węglowy, który ułatwia rozpuszczanie wapienia, uwalniając HCO 3 i Ca 2+.

Wapń w tych postaciach chemicznych jest przeciągany przez wodę deszczową do rzek, jezior i oceanów. Jest to najliczniejsza kation w ziemi, w której wchłaniają je rośliny, podczas gdy zwierzęta przyjmują z roślin lub bezpośrednio rozpuszczone w wodzie.

Wapń jest istotną częścią skorup, egzoszkieletów, kości i zębów, więc kiedy umiera, jest ponownie zintegrowany ze środowiskiem. W przypadku oceanów i jeziora.

- Cykl osadowy potasu

Potas jest podstawowym elementem metabolizmu komórkowego, ponieważ odgrywa istotną rolę w regulacji osmotycznej i fotosyntezy. Potas jest częścią minerałów gleby i skalnych, będąc glebami glinowymi bogatymi w ten minerał.

Może ci służyć: Wind Rose

Procesy meteoryzacji uwalniają jony potasowe, które mogą być wchłaniane przez korzenie roślin. Człowiek dodaje również potas do ziemi w ramach praktyk nawożenia uprawy.

Za pośrednictwem warzyw potas jest dystrybuowany w sieciach troficznych, a następnie wraz z działaniem rozkładników w celu powrotu na ziemię.

- Cykl osadowy fosforu

Główne rezerwy fosforu znajdują się w osadach morskich, glebach, skałach fosforowanych i guano (wydalanie ptaków morskich). Jego cykl osadowy zaczyna się od fosforowanych skał, które podczas noszenia i erozji fosforany uwalniają fosforany.

Podobnie człowiek zawiera dodatkowe kwoty fosforu na ziemi poprzez stosowanie nawozów lub nawozów. Związki fosforu są przeciągane razem z resztą osadów deszczowych w kierunku prądów wodnych, a stamtąd do oceanu.

Te związki w części osadu, a inne są włączone do morskich sieci troficznych. Jedna z pętli cyklu występuje, gdy fosfor rozpuszczony w wodzie morskiej jest spożywany przez fitoplankton, to z kolei przez ryby.

Następnie ryby są spożywane przez ptaki morskie, których odchody zawierają duże ilości fosforu (Guano). Guano jest używany przez człowieka jako nawóz organiczny w celu zapewnienia fosforu uprawom.

Fosfor, który pozostaje w osadach morskich, cierpi procesy litowe tworzące nowe fosforowane skały.

- Cykl osadowy metalowy ciężki

Wśród metali ciężkich są niektóre, które pełnią niezbędne funkcje życia, takie jak żelazo i inne, które mogą stać się toksyczne, takie jak rtęć. Wśród metali ciężkich istnieje ponad 50 elementów, takich jak arsen, molibden, nikiel, cynk, miedź i chrom.

Niektóre jak żelazo są obfite, ale większość z tych elementów występuje w stosunkowo małych ilościach. Z drugiej strony w fazie biologicznej cyklu osadowego mogą gromadzić się w żywych tkankach (bioakumulacja).

W tym przypadku nie jest łatwe do odrzucenia, jego gromadzenie się wzrasta wzdłuż łańcuchów żywności, powodując poważne problemy zdrowotne.

Źródła

Metale ciężkie pochodzą z naturalnych źródeł, przez wietrzenie i erozję gleby. Istnieje również ważny wkład antropiczny poprzez emisje przemysłowe, spalanie paliw kopalnych i odpadów elektronicznych.

Ogólny cykl osadowy

Ogólnie rzecz biorąc, metale ciężkie podążają za cyklem osadowym, który zaczyna się od jego głównego źródła, którym jest litosfera i tranzyt przez atmosferę, hydrosfera i biosfery. Procesy wietrzenia uwalniają metale ciężkie na ziemi, a stamtąd mogą zanieczyścić wodę lub zaatakować atmosferę przez wiatr ciągnięty przez wiatr.

Aktywność wulkaniczna przyczynia się również do emisji metali ciężkich do atmosfery, a deszcz przeciąga je z powietrza na podłogę i od tego do zbiorników wodnych. Źródła pośrednie tworzą pętle w cyklu ze względu na wyżej wspomnianą działalność człowieka i przy wejściu metali ciężkich do sieci troficznych.

Bibliografia

1. Calow, s. (Ed.) (1998). Encyklopedia ekologii i zarządzania środowiskiem.
2. Christopher R. I pola, c.R. (1993). Przegląd najnowszego w rzece sedymentologii. Geologia osadowa.
3. Margalef, r. (1974). Ekologia. Omega Editions.
4. Márquez, a., Garcia, o., Senior, w., Martínez, g., González, a. i Fermín. Siema. (2012). Metale ciężkie w powierzchownych osadach rzeki Orinoco w Wenezueli. Biuletyn wenezuelski Oceanographic Institute.
5. Miller, g. I Tyler, J.R. (1992). Ekologia i środowisko. Grupa redakcyjna Iberoamérica's.DO. c.V.
6. Rovira-Sanroque, J.V. (2016). Zanieczyszczenie metali ciężkich w osadach rzeki Jarama i jej tublowanej bioasymilacji (Annelida: Oligoochaeta, Tubificae). Praca doktorska. Wydział Nauk Biologicznych, Complutense University of Madryt.
7. Odum, e.P. i Warrett, G.W. (2006). Podstawy ekologii. Piąta edycja. Thomson.