СЕДИМЕНТАРНИ ЦИКЛУСИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТУПЊЕВИ И ПРИМЕРИ - ГЕОГРАФИЈА - 2025

У седиментне циклуси укаже на скуп етапа које пролазе одређени минерални елемената присутних у земљи 'с цруст. Ове фазе укључују низ трансформација које творе кружни временски низ који се понавља кроз дуге периоде.

Ово су биогеохемијски циклуси у којима се складиштење елемента одвија углавном у земљиној кори. Међу минералне елементе који подлежу седиментним циклусима су сумпор, калцијум, калијум, фосфор и тешки метали.

Литолошки циклус. 1 = магма; 2 = кристализација (хлађење стене); 3 = магнетна стена; 4 = ерозија; 5 = седиментација; 6 = седименти и седиментне стијене; 7 = тектоника и метаморфизам; 8 = метаморфна стена; 9 = фузија. Извор: Воудлопер / Воодвалкер

Циклус започиње излагањем стена које садрже ове елементе дубоко у коре до или у близини површине. Ове стене су затим изложене временским условима и подвргавају се поступцима ерозије услед дејства атмосферских, хидролошких и биолошких фактора.

Еродирани материјал се транспортује водом, гравитацијом или ветром до касније таложења или таложења минералног материјала на подлози. Ови слојеви седимената накупљају се милионима година и пролазе се поступци сабијања и цементирања.

На овај начин долази до литификације седимената, односно њихове претварања назад у чврсте стене на великим дубинама. Поред тога, у интермедијарним фазама седиментних циклуса такође се јавља биолошка фаза која се састоји од солубилизације и апсорпције живих организама.

У зависности од минерала и околности, биљке, бактерије или животиње могу их апсорбовати, прелазећи у трофичке мреже. Тада ће се минерали излучити или ослободити смрћу организма.

карактеристике

Седиментарни циклуси чине једну од три врсте биогеохемијских циклуса и карактеришу их зато што је главна матрица складиштења литосфера. Ови циклуси имају своју дисциплину проучавања, која се назива седиментологија.

Време циклуса

Седиментарни циклуси се карактеришу по томе што је потребно време да се заврше различите фазе веома дуго, па чак и мерено милионима година. То је зато што се ови минерали дуго уклапају у стене на великим дубинама у земљиној кори.

Фазе седиментних циклуса

Важно је не губити из вида да то није циклус чији стадији слиједе строги редослијед. Неке се фазе могу изменити или представити више пута током процеса.

- Излагање

Стијене које се формирају на одређеним дубинама у земљиној кори подвргавају се различитим дијастрофичним процесима (ломовима, наборима и узвишењима) који их доводе до или у близини површине. На овај начин су изложени деловању фактора животне средине, било да су едафични, атмосферски, хидролошки или биолошки.

Диастрофија је производ конвекцијских покрета Земљине плаштете. Ови покрети такође стварају вулканске појаве које излажу стене на драматичнији начин.

- Веатхеринг

Једном када је стена изложена, она је подвргнута временским условима (распадању стене на мање фрагменте) са или без промене хемијског или минералошког састава. Временске прилике су кључни фактор формирања тла и могу бити физичке, хемијске или биолошке.

Физички

У овом случају, фактори који узрокују ломљење стене не мењају њен хемијски састав, већ само физичке променљиве као што су запремина, густина и величина. То је узроковано различитим физичким агенсима као што су притисак и температура. У првом случају, и ослобађање притиска и његово вежбање узрокују пукнуће стене.

Веатхеринг. Извор: Принце Рои, Таипеи

На пример, како камење излази из дубоке коре, они ослобађају притисак, шире се и пукну. Са своје стране, соли накупљене у пукотинама такође врше притисак приликом рекристализације, продубљујући ломове.

Поред тога, дневне или сезонске разлике у температури узрокују циклусе ширења и контракције који завршавају разбијањем стијена.

Хемија

То мења хемијски састав стена у процесу распадања, јер делују хемијска средства. Међу тим хемијским агенсима су кисеоник, водена пара и угљен диоксид.

Они изазивају различите хемијске реакције које утичу на кохезију стене и трансформишу је, укључујући оксидацију, хидратацију, карбонацију и растварање.

Биолошки

Биолошки агенси делују комбинацијом физичких и хемијских фактора, укључујући притисак, трење и друге међу првима. Иако као хемијска средства луче киселине, лужине и друге супстанце.

На пример, биљке су веома ефикасне временске утицаје, које разбијају камење својим коренима. Ово је захваљујући физичком деловању радикалног раста и излучевинама које емитују.

- Ерозија

Ерозија делује директно на стени и на производе временских услова, укључујући формирано тло. С друге стране, подразумева транспорт ерозираног материјала, а исто средство за ерозију је превозно средство и може бити и ветар и вода.

Ерозија. Извор: Царл Вицофф

Гравитациона ерозија се такође примећује, када се померање материјала и хабање догађа на стрмим падинама. У процесу ерозије материјал се фрагментира на још мање минералне честице, подложне транспорту на великим даљинама.

Ветар

Ерозивно деловање ветра врши се и повлачењем и хабањем, што заузврат врши утискивање честица на друге површине.

Вода

Вода ерозије делује како физичким деловањем утицаја кишнице или површинских струја, тако и хемијским деловањем. Екстремни пример ерозивног дејства падавина је кисела киша, посебно на вапненачким стенама.

- Превоз

Минералне честице се превозе од стране агенса попут воде, ветра или гравитације на велике удаљености. Важно је узети у обзир да свако превозно средство има дефинисан капацитет, у смислу величине и количине честица.

Гравитацијом се могу кретати чак и велике, чак благо одрођене стијене, док ветар носи врло мале честице. Поред тога, околина одређује растојање, јер гравитација преноси велике стијене на кратким растојањима, док ветар помера ситне честице на огромним даљинама.

Вода са своје стране може да превози широк спектар величина честица, укључујући и велике стијене. Овај агенс може да носи честице кратке или изузетно велике удаљености, зависно од брзине протока.

- Седиментација и акумулација

Састоји се од талога превезеног материјала, услед смањења брзине превозног средства и до гравитације. У том смислу може доћи до флувијалне, плимне или сеизмичке седиментације.

Седиментација. Извор: Цалогерогалати

Како се рељеф Земље састоји од градијента који иде од максималних висина до морског дна, то је место где долази до највећег таложења. Како време пролази, слојеви седимента граде један на другом.

- Солубилизација, апсорпција и биолошко ослобађање

Једном када дође до истренирања стеновитог материјала, растварање ослобођених минерала и њихова апсорпција од стране живих бића је изводљиво. Ову апсорпцију могу извршити биљке, бактерије или чак директно животиње.

Биљке конзумирају биљоједи, а ове месождерке, а сви декомпозиторима, минерали који постају дио трофичних мрежа. Исто тако, постоје бактерије и гљивице које директно апсорбују минерале, па чак и животиње, попут мака које конзумирају глину.

- Литификација

Циклус је завршен фазом литификације, односно формирањем нове стене. То се догађа када се минерали таложе формирајући узастопне слојеве који се акумулирају вршећи огроман притисак.

Слојеви дубље у коре се сабијају и цементирају да формирају чврсту стену, а ови слојеви ће се поново подвргнути дијастрофичним процесима.

Збијање

Доњи слојеви се сабијају као резултат притиска притиска слојева седимената који се накупљају у узастопним фазама седиментације. То подразумева да се поре или простори који постоје између честица седимента смањују или нестају.

Цементација

Овај поступак се састоји од таложења цементних материја између честица. Ове материје, попут калцита, оксида, силицијума и других, кристалишу и цементирају материјал у чврсту стену.

Примери седиментних циклуса

- Седиментни циклус сумпора

Сумпор је основна компонента одређених аминокиселина, као што су цистин и метионин, као и витамини попут тиамина и биотина. Његов таложни циклус укључује гасну фазу.

Овај минерал улази у циклус услед временских непогода стена (шкриљевца и других седиментних стена), распадања органске материје, вулканске активности и индустријског доприноса. Такође рударство, вађење нафте и сагоревање фосилних горива су извор сумпора у циклусу.

Облици сумпора су у овим случајевима сулфати (СО4) и водоник сулфид (Х2С); сулфати се налазе у земљи и растворени у води. Сулфати апсорбирају и асимилирају биљке кроз своје коријене и прелазе у трофичке мреже.

Када организми умиру, делују бактерије, гљивице и други декомпозитори, ослобађајући сумпор у облику гасова сумпор-хидроксида који прелази у атмосферу. Водоник сулфид се брзо оксидује мешањем са кисеоником, формирајући сулфате који се таложе у земљу.

Сумпорне бактерије

Анаеробне бактерије делују у мочварном муљу и у разградњи органске материје уопште. Ови процеси СО4 стварају гасовити Х2С који се ослобађа у атмосферу.

Кисела киша

Настаје због прекурсора као што су Х2С, који у индустрију емитују сумпорне бактерије и вулканске ерупције. Ови прекурсори реагују са воденом паром и формирају СО4 који се затим таложи.

- Седиментни циклус калцијума

Калцијум се налази у седиментним стијенама формираним на морском дну и језерским коритима захваљујући доприносу организама који се налазе вапненим шкољкама. Слично томе, има слободног јонизованог калцијума у ​​води, као и у океанима на дубинама већим од 4.500 м, где је растворен калцијум карбонат.

Стијене богате калцијумом, попут вапненца, доломита и флуорита, остају истрошене и ослобађају калцијум. Кишна вода раствара атмосферски ЦО2, што резултира угљеничном киселином која олакшава растварање вапненачке стене, ослобађајући ХЦО 3– и Ца 2+.

Калцијум се у тим хемијским облицима преноси кишницом у реке, језера и океане. То је најзаступљенији катион у тлу из кога га биљке апсорбују док га животиње узимају из биљака или директно растварају у води.

Калцијум је суштински део шкољки, егзоскелета, костију и зуба, тако да када умре, поново се интегрише у околиш. У случају океана и језера, на дну се таложе и процеси литификације формирају нове вапненасте стијене.

- Седиментарни циклус калијума

Калијум је основни елемент у ћелијском метаболизму, јер има релевантну улогу у регулацији осмотике и фотосинтези. Калијум је део минерала у земљи и стенама, јер су глинаста тла богата овим минералом.

Процеси временских прилика ослобађају калијум јоне растворљиве у води које могу да апсорбују корен биљке. Људи такође додају калијум у земљу као део вештачких ђубрива.

Преко поврћа се калијум дистрибуира у трофичким мрежама, а затим се дејством разлагача враћа у земљу.

- циклус седиментног фосфора

Главне резерве фосфора су у морском седименту, тлима, фосфатним стијенама и гваноу (излучивање морских птица). Његов таложни циклус започиње фосфатним стијенама које, када се утажу и еродирају, ослобађају фосфате.

Исто тако, људи уносе додатне количине фосфора у тло примјеном ђубрива или ђубрива. Фосфорна једињења се заједно са остатком седимената носе кишом према воденим струјама и одатле до океана.

Ова једињења делимично таложе, а други део је уграђен у мреже морских хране. Једна од петљи циклуса настаје када фосфор растворен у морској води троши фитопланктон, а то заузврат риба.

Рибу потом конзумирају морске птице, чије излучевине садрже велике количине фосфора (гуано). Гуано људи користе као органско ђубриво за обезбеђивање фосфора усјевима.

Фосфор који остаје у морском седименту подвргава се поступцима литификације, формирајући нове фосфатне стијене.

- Седиментни циклус тешких метала

Тешки метали укључују неке који обављају основне животне функције, као што је гвожђе, и друге који могу постати токсични, као што је жива. Међу тешким металима се налази више од 50 елемената, попут арсена, молибдена, никла, цинка, бакра и хрома.

Неки, попут гвожђа, имају у изобиљу, али већина ових елемената налази се у релативно малим количинама. С друге стране, у биолошкој фази њиховог седиментног циклуса могу се акумулирати у живим ткивима (биоакумулација).

У том случају, будући да их није лако одложити, њихово нагомилавање се повећава дуж ланца хране што узрокује озбиљне здравствене проблеме.

Извори

Тешки метали потичу из природних извора, због временских прилика и стење ерозије. Ту су и важни антропски доприноси кроз индустријске емисије, сагоревање фосилних горива и електронског отпада.

Општи седиментни циклус

Опћенито говорећи, тешки метали слиједе таложни циклус који почиње од њиховог главног извора, а то је литосфера, и пролазе кроз атмосферу, хидросферу и биосферу. Процеси временских прилика испуштају тешке метале у земљу и одатле могу загађивати воду или упасти у атмосферу прашином која пуше ветар.

Вулканска активност такође доприноси емисији тешких метала у атмосферу и киша их преноси из ваздуха у земљу, а са тога на водена тела. Посредни извори формирају петље у циклусу због горе наведених људских активности и уласка тешких метала у храну.

Референце

1. Цалов, П. (ур.) (1998). Енциклопедија екологије и управљања животном средином.
2. Цхристопхер Р. анд Фиелдинг, ЦР (1993). Преглед недавних истраживања флувијалне седиментологије. Седиментарна геологија.
3. Маргалеф, Р. (1974). Екологија. Омега издања.
4. Маркуез, А., Гарциа, О., Сениор, В., Мартинез, Г., Гонзалез, А. и Фермин. И. (2012). Тешки метали у површинским седиментима реке Ориноцо, Венецуела. Билтен Оцеанографског института у Венецуели.
5. Миллер, Г. и ТИЛЕР, ЈР (1992). Екологија и животна средина. Групо Редакција Ибероамерица СА де ЦВ
6. Ровира-Санрокуе, ЈВ (2016). Контаминација тешким металима у седиментима реке Јарама и њена биоасимилација тубифицидима (Аннелида: Олигоцхаета, Тубифицидае). Докторска дисертација. Факултет биолошких наука, Привредни универзитет у Мадриду.
7. Одум, ЕП и Варретт, ГВ (2006). Основе екологије. Пето издање. Тхомсон.