物質の大規模な地質循環。 物質の小規模な生物学的（地理的）循環。 物質の大循環

地球上のすべての物質は循環しています。 太陽エネルギーは地球上の物質に 2 つのサイクルを引き起こします。 大規模（地質学的、生物圏）そして 小さい（生物学的）。

グレート・ジャイア生物圏の物質には 2 つの特徴があります。 重要な点: それは地球の地質学的発展全体を通して起こり、現代の惑星のプロセスを表しており、 更なる発展生物圏。

地質サイクルは、岩石の形成と破壊、そしてその後の破壊生成物（砕屑物質や化学元素）の移動に関連しています。 土地と水の表面の熱特性は、吸収と反射というプロセスにおいて重要な役割を果たし、今後も重要な役割を果たし続けます。 太陽の光、熱伝導率と熱容量。 地球表面の不安定な熱水状態は、惑星の大気循環システムとともに、 地質循環これらの物質は、地球の発展の初期段階で、内因性プロセスとともに、大陸、海洋、現代の地圏の形成に関与していました。 生物圏の形成に伴い、生物の老廃物も大きなサイクルの中に組み込まれました。 地質循環は生物に栄養素を供給し、生物の生存条件を大きく決定します。

主要 化学元素 リソスフェア: 酸素、ケイ素、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなど - 上部マントルの深部からリソスフェアの表面まで通過する大きなサイクルに参加しています。 結晶化してできた火成岩

マグマは地球の深部から岩石圏の表面に到達し、生物圏の中で分解・風化を受けます。 風化生成物は移動状態に入り、水と風によって凹凸の低い領域に運ばれ、川や海に入り、厚い堆積岩の層を形成し、時間が経つにつれて温度と圧力が上昇した領域の深部に突入して変成を受けます。 、つまり「再溶解」。 この融解中に、新しい変成岩が現れ、地殻の上部地平線に入り、再び物質の循環に入ります。 (図32)。

米。 32. 地質学的（大）物質循環

容易に移動する物質 - ガスや 天然水、地球の大気と水圏を構成しています。 リソスフェアの物質循環ははるかにゆっくりです。 一般に、化学元素の各サイクルは地球上の物質の一般的な大きなサイクルの一部であり、それらはすべて密接に相互に関連しています。 このサイクルにおける生物圏の生物は、生物圏内を継続的に循環する化学元素を再分配するという途方もない仕事を行い、 外部環境生物の中へ、そして再び外部環境へ。

小さな、または生物学的な物質循環- これ

植物、動物、菌類、微生物、土壌の間の物質の循環。 生物学的サイクルの本質は、有機物質の生成とその破壊という、相反するものの相互に関連した 2 つのプロセスの発生にあります。 第一段階有機物質の出現は、緑色植物の光合成、つまり、太陽エネルギーを使用した二酸化炭素、水、および単純な鉱物化合物からの生物物質の形成によるものです。 植物（生産者）は、硫黄、リン、カルシウム、カリウム、マグネシウム、マンガン、ケイ素、アルミニウム、亜鉛、銅、およびその他の元素の分子を土壌から溶液として抽出します。 草食動物（一次消費者）は、植物由来の食物の形でこれらの元素の化合物を吸収します。 捕食者（二次消費者）は草食動物を餌とし、より多くの食物を消費します 複雑な構成、タンパク質、脂肪、アミノ酸、その他の物質が含まれます。 微生物（分解者）による死んだ植物や動物の死骸の有機物質の破壊の過程で、単純な鉱物化合物が土壌や水生環境に入り、植物による同化に利用され、生物学的サイクルの次のラウンドが始まります。 (図33)。

小さな（生物学的）サイクル

生物圏における生物の質量は比較的小さいです。 それが地球の表面に分布している場合、その結果はわずか 1.5 cm の層になります。表 4.1 は、地球の生物圏と他の地圏のいくつかの定量的特性を比較しています。 地球上の他の殻の質量の10〜6倍未満を構成する生物圏は、比較にならないほど多様性があり、その組成は100万倍の速さで更新されます。

表4.1

生物圏と地球の他の地圏との比較

*生体重量に基づく生体物質

4.4.1. 生物圏の機能

生物圏の主要部分である生物相のおかげで 化学変化惑星上で。 したがって、V.I.の判決は次のとおりです。 ヴェルナツキーは、生命物質の巨大な変革をもたらす地質学的役割について語ります。 有機進化の過程で、生物は自らを、器官、組織、細胞、血液、大気全体、世界の海の全容積、土壌の大部分、そして膨大な鉱物の塊を何千回も通過しました（ 103 回から 105 回までの異なるサイクル)。 そして彼らはそれを見逃しただけでなく、自分たちのニーズに合わせて地球環境を改変してしまいました。

太陽エネルギーを化学結合のエネルギーに変換する能力のおかげで、植物や他の生物は惑星規模で多くの基本的な生物地球化学的機能を実行します。

ガス機能。 生物は、光合成と呼吸のプロセスを通じて、常に酸素と二酸化炭素を環境と交換しています。 植物は、地球の地球化学的進化と形成における還元環境から酸化環境への変化において決定的な役割を果たしました。 ガス組成 モダンな雰囲気。 植物は、現代の生物全体にとって最適なO2とCO2の濃度を厳密に管理しています。

集中機能。 生物は、体内に大量の空気や自然溶液を通過させることにより、生物起源の移動（移動）を行っています。 化学物質)、化学元素とその化合物の濃度。 これは、有機物の生合成、サンゴ島の形成、貝殻や骨格の構築、堆積性石灰岩層の出現、一部の金属鉱石の堆積、海底での鉄マンガン団塊の蓄積などに関係しています。段階 生物進化で開催されました 水環境。 生物は、希薄な水溶液から必要な物質を抽出し、体内の濃度を繰り返し高めることを学習しました。

生物の酸化還元機能は、生物起源の元素の移動や物質の濃度と密接に関係しています。 自然界の多くの物質は安定しており、通常の条件下では酸化を受けません。たとえば、窒素分子は最も重要な生体元素の 1 つです。 しかし、生きた細胞には非常に強力な触媒、つまり酵素があり、非生物的環境で起こるよりも何百万倍もの速さで多くの酸化還元反応を実行することができます。

生物圏の生物の情報機能。 構造を単純に反映した「死んだ」情報とは異なる、活動的な（「生きている」）情報が地球上に現れたのは、最初の原始的な生物の出現とともにでした。 生物は、エネルギーの流れとプログラムの役割を果たす活性な分子構造を組み合わせることで情報を取得できることが判明しました。 分子情報を知覚、保存、処理する能力は自然界で急速に進化しており、生態系を形成する最も重要な要素となっています。 生物相の遺伝情報の総供給量は 1015 ビットと推定されています。 地球規模の生物相のすべての細胞における代謝とエネルギーに関連する分子情報の流れの合計パワーは 1036 bit/s に達します (Gorshkov et al., 1996)。

4.4.2. 生物学的サイクルの構成要素。

生物学的循環は、生物圏のすべての構成要素間 (つまり、土壌、空気、水、動物、微生物などの間) で発生します。 それは生物の義務的な参加によって起こります。

生物圏に到達する太陽​​放射は、年間約 2.5 * 1024 J のエネルギーを運びます。 光合成の過程で有機物質の化学結合エネルギーに直接変換されるのはわずか 0.3% だけです。 生物周期に関与しています。 そして地球に降り注ぐ太陽エネルギーの0.1～0.2％が純粋な太陽エネルギーに含まれていることが判明 一次生産. 更なる運命このエネルギーは伝達に関連しています 有機物栄養連鎖のカスケードに沿って食物を摂取します。

生物学的サイクルは、条件付きで相互に関連した要素、つまり物質のサイクルとエネルギーのサイクルに分割できます。

4.4.3. エネルギーサイクル。 生物圏におけるエネルギーの変換

生態系は、エネルギー、物質、情報を継続的に交換する生物の集合体と言えます。 エネルギーは仕事をする能力として定義できます。 生態系におけるエネルギーの動きを含むエネルギーの特性は、熱力学の法則によって記述されます。

熱力学の第一法則またはエネルギー保存の法則は、エネルギーは消滅したり新たに生成されるのではなく、ある形式から別の形式に移行するだけであると述べています。

熱力学の第 2 法則は、閉鎖系ではエントロピーは増加するだけであると述べています。 生態系におけるエネルギーに関しては、次の定式化が便利です。エネルギーの変換に関連するプロセスは、エネルギーが濃縮された形から分散された形に移行する、つまりエネルギーが分解されるという条件下でのみ自発的に発生します。 使用できなくなるエネルギー量の尺度、またはエネルギーの劣化中に生じる秩序の変化の尺度がエントロピーです。 システムの次数が高くなるほど、そのエントロピーは低くなります。

つまり、生命体は宇宙、太陽のエネルギーを受け取り、エネルギーに変換します。 地球上のプロセス(化学、機械、熱、電気)。 このエネルギーと無機物を生物圏の物質の継続的な循環に組み込みます。 生物圏におけるエネルギーの流れは、太陽から植物（独立栄養生物）を通って動物（従属栄養生物）へと向かう一方向です。 一定の重要な環境指標 (ホメオスタシス) を備えた安定した状態にある自然のままの手つかずの生態系は、最も秩序あるシステムであり、エントロピーが最も低いという特徴があります。

4.4.4. 生きた自然界における物質の循環

生物物質の形成とその分解は、化学元素の生物学的サイクルと呼ばれる 1 つのプロセスの 2 つの側面です。 生命は、生物と環境の間の化学元素の循環です。

このサイクルが起こる理由は、生物の体を構成する元素の数が限られているためです。 それぞれの生物が抽出するものは、 環境生活に必要な物質を回収し、未使用のものは返却します。 ここで:

一部の生物は環境からミネラルを直接消費します。

他の人は、最初に加工および分離された製品を使用します。

物質が元の状態で環境に戻るまで、3 回目 - 2 回目などと続きます。

生物圏における共存の必要性は明らかです さまざまな生物お互いの老廃物を利用することができます。 実質的に無駄のない生物生産が見られます。

生体内の物質循環は、大きく次の4つの過程に集約されます。

1. 光合成。 光合成の結果、植物は太陽エネルギーを吸収して蓄積し、一次生物産物である有機物質と無機物質から酸素を合成します。 一次生物学的製品は非常に多様で、炭水化物 (グルコース)、デンプン、繊維、タンパク質、脂肪が含まれています。

最も単純な炭水化物 (グルコース) の光合成スキームは次のとおりです。

このプロセスは日中にのみ発生し、植物の質量の増加を伴います。

地球上では、光合成の結果、年間約1,000億トンの有機物が形成され、約2,000億トンの二酸化炭素が吸収され、約1,450億トンの酸素が放出されています。

光合成は、地球上の生命の存在を確保する上で決定的な役割を果たします。 その世界的な重要性は、光合成が、ミニマリスト原理に従って、熱力学プロセス中のエネルギーが散逸されず、むしろ蓄積される唯一のプロセスであるという事実によって説明されます。

植物はタンパク質の構築に必要なアミノ酸を合成することで、他の生物から比較的独立して存在することができます。 これは植物の独立栄養性（栄養の独立性）を示します。 同時に、植物の緑色の塊と光合成中に生成される酸素は、次のグループの生物、つまり動物や微生物の生命を支える基礎となります。 これは、このグループの生物の従属栄養性を示しています。

2. 呼吸。 このプロセスは光合成の逆です。 すべての生きた細胞で発生します。 呼吸中、有機物は酸素によって酸化され、その結果、二酸化炭素、水が形成され、エネルギーが放出されます。

3. 独立栄養生物と従属栄養生物の間の食物（栄養）関係。 この場合、エネルギーと物質は食物連鎖のリンクに沿って移動しますが、これについては以前に詳しく説明しました。

4. 蒸散のプロセス。 生物学的サイクルの中で最も重要なプロセスの 1 つ。

それは次のように概略的に説明できます。 植物は根から土壌の水分を吸収します。 同時に、水に溶けているミネラルを受け取り、吸収され、環境条件に応じて多かれ少なかれ集中的に水分が蒸発します。

4.4.5. 生物地球化学サイクル

地質学的および 生物学的サイクルそれらはつながっています - それらは単一のプロセスとして存在し、物質の循環、いわゆる生物地球化学サイクル (BGCC) を引き起こします。 この元素の循環は、生態系における有機物質の合成と崩壊によるものです (図 4.1)。生物圏のすべての元素が BGCC に関与しているわけではなく、生物起源の元素のみが BGCC に関与しています。 生物はそれらから構成されており、これらの元素はさまざまな反応を起こし、生物内で起こるプロセスに関与します。 パーセンテージで表すと、生物圏内の生物の総質量は、次の主要な生体元素で構成されます: 酸素 - 70%、炭素 - 18%、水素 - 10.5%、カルシウム - 0.5%、カリウム - 0.3%、窒素 - 0、 3% (酸素、水素、窒素、炭素はあらゆる地形に存在し、生物の基礎です - 98%)。

化学元素の生物起源の移動の本質。

このように、生物圏には生物起源の物質循環（生物の生命活動によって引き起こされる循環）と一方向のエネルギーの流れが存在します。 化学元素の生物起源の移動は、主に 2 つの相反するプロセスによって決定されます。

1. 太陽エネルギーによる環境要素からの生物の形成。

2. エネルギーの放出を伴う有機物質の破壊。 この場合、鉱物物質の要素は繰り返し生物に侵入し、それによって複雑な有機化合物の一部となり、形成され、その後、後者が破壊されると、再び鉱物の形態を獲得します。

生物の一部であっても生物起源として分類されない元素があります。 このような元素は、生物内の重量分率に従って次のように分類されます。

マクロ元素 - 質量の少なくとも 10 ～ 2% を構成します。

微量元素 – 質量の 9*10-3 ～ 1*10-3% の成分。

超微量元素 - 質量の 9*10-6% 未満。

生物圏の他の化学要素の中で栄養素がどのような位置にあるかを判断するために、生態学で受け入れられている分類を考慮してみましょう。 生物圏で発生するプロセスにおけるそれらの活動に従って、すべての化学元素は 6 つのグループに分類されます。

希ガス - ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン。 不活性ガスは生物の一部ではありません。

貴金属– ルテニウム、ラジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ、金。 これらの金属は体内で化合物をほとんど生成しません。 地球の地殻.

周期的または生物起源の要素（それらは移動性要素とも呼ばれます）。 地球の地殻に含まれるこのグループの生物元素は総質量の 99.7% を占め、残りの 5 つのグループ - 0.3% を占めます。 したがって、要素の大部分は、循環する移民です。 地理的範囲、不活性元素の部分は非常に小さいです。

遊離原子が優勢であることを特徴とする散乱元素。 それらは化学反応を起こしますが、その化合物が地殻中に見つかることはほとんどありません。 それらは 2 つのサブグループに分けられます。 1つ目 - ルビジウム、セシウム、ニオブ、タンタル - は地殻の深さで化合物を生成し、表面ではそれらの鉱物が破壊されます。 2番目のヨウ素、臭素は表面でのみ反応します。

放射性元素 - ポロニウム、ラドン、ラジウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム。

希土類元素 - イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ツリウムなど。

一年中、約 4,800 億トンの物質の生化学サイクルが動き始めます。

と。 ベルナツキーは、化学元素の生物起源の移動の本質を説明する 3 つの生物地球化学原則を定式化しました。

生物圏における化学元素の生物起源の移動は、常にその最大の発現を目指しています。

地質時代にわたる種の進化は、安定した生命形態の創造につながり、原子の生物起源の移動を促進する方向に進んでいます。

生物は環境と継続的に化学交換を行っており、これが生物圏を再構築し維持する要因となっています。

これらの元素の一部が生物圏でどのように移動するかを考えてみましょう。

炭素循環。 生物循環の主な参加者は、有機物質の基礎となる炭素です。 炭素循環は主に、光合成のプロセスを通じて生物と大気中の二酸化炭素の間で発生します。 草食動物は食物から、肉食動物は草食動物から摂取します。 呼吸と崩壊の間に、二酸化炭素の一部は大気中に戻りますが、この戻りは有機鉱物が燃焼するときに起こります。

炭素が大気中に戻らない場合、炭素は 7 ～ 8 年で緑の植物によって消費されます。 光合成による生物学的炭素代謝回転の速度は 300 年です。 海洋は、大気中の CO2 含有量の調節に大きな役割を果たしています。 大気中の CO2 含有量が増加すると、その一部が水に溶解し、炭酸カルシウムと反応します。

酸素サイクル。

酸素は高い化学活性を持ち、地殻のほぼすべての元素と結合します。 それは主に化合物の形で存在します。 生物の原子の 4 番目ごとに酸素原子があります。 大気中の分子状酸素のほとんどすべては、緑色植物の活動によって発生し、一定レベルに維持されています。 大気中の酸素は、呼吸中に結合され、光合成中に放出され、200 年かけてすべての生物を通過します。

窒素サイクル。 窒素は 整数部すべてのタンパク質。 有機物を構成する元素である固定窒素と自然界の窒素の一般的な比率は1:100000です。 窒素分子の化学結合エネルギーは非常に高いです。 したがって、窒素と他の元素（酸素、水素）との結合（窒素固定プロセス）には多量のエネルギーが必要です。 工業用窒素固定は、触媒の存在下、温度 -500°C、圧力 -300 atm で行われます。

知られているように、大気中には 78% 以上の窒素分子が含まれていますが、この状態では窒素分子は利用できません。 緑の植物。 植物は栄養のために硝酸と亜硝酸の塩しか使用できません。 これらの塩はどのようにして形成されるのでしょうか? その一部を次に示します。

生物圏では、常温常圧で数群の嫌気性細菌やシアノバクテリアの高い生体触媒作用により窒素固定が行われています。 細菌は年間約 10 億トンの窒素を結合型に変換すると考えられています (産業上の固定量は世界全体で約 9,000 万トン)。

土壌窒素固定細菌は空気から分子状窒素を吸収することができます。 これらは土壌を窒素化合物で豊かにするため、その重要性は非常に高いです。

植物および動物由来の有機物質の窒素含有化合物の分解の結果として。

細菌の影響下で、窒素は硝酸塩、亜硝酸塩、アンモニウム化合物に変わります。 植物では、窒素化合物はタンパク質化合物の合成に関与し、タンパク質化合物は食物連鎖で生物から生物へと受け渡されます。

リンサイクル。 もう一つ 重要な要素、それなしではタンパク質合成は不可能ですが、それはリンです。 主な起源は火成岩 (アパタイト) と堆積岩 (リン鉱石) です。

無機リンは、自然の浸出プロセスの結果としてこのサイクルに関与します。 リンは生物によって吸収され、生物はその関与により多くの有機化合物を合成し、それらをさまざまな栄養段階に移動させます。

有機リン酸塩は栄養連鎖を経て微生物によって分解され、緑色植物が利用できる無機リン酸塩に変換されます。

物質とエネルギーの移動を保証する生物学的循環の過程では、老廃物が蓄積する場所はありません。 それぞれの生命体の老廃物（廃棄物）は、他の生物の繁殖地となります。

理論的には、生物圏ではバイオマスの生成とその分解の間でバランスが常に維持される必要があります。 ただし、一部では 地質時代特定の原因により生物学的サイクルのバランスが崩れた場合 自然条件、大変動、すべての生物学的産物が同化または変換されたわけではありません。 この場合、余剰金が発生しました 生物由来製品それらは地殻、水、堆積物の厚さの下に保存され堆積し、最終的にこのゾーンに到達しました。 永久凍土。 堆積物はこうして形成された 石炭、石油、ガス、石灰石。 それらは生物圏を汚染しないことに注意する必要があります。 光合成の過程で蓄積された太陽のエネルギーは、有機ミネラルに集中しています。 さて、有機可燃性鉱物を燃やすことによって、人はこのエネルギーを放出します。

自然界の物質の大循環太陽エネルギーと地球の深部エネルギーの相互作用によって引き起こされ、生物圏と地球のより深い地平線の間で物質の再分配が行われます。

堆積物 岩火成岩の風化によって形成され、地殻の可動ゾーンで再びそのゾーンに突入します。 高温そしてプレッシャー。 そこでそれらは溶けてマグマを形成し、新しい火成岩の源となります。 これらの岩を持ち上げた後、 地球の表面そして風化作用により再び新しい堆積岩に変化します。 新しいサイクルは古いサイクルを正確に繰り返すのではなく、何か新しいものを導入し、時間の経過とともに非常に重要な変化をもたらします。

原動力 偉大な（地質学的）サイクルは 外因性と内因性 地質学的プロセス.

内因性プロセス（内部力学のプロセス）は、放射性崩壊の結果として放出される地球の内部エネルギーの影響下で発生します。 化学反応鉱物の形成、岩石の結晶化など（地殻変動、地震、火成作用、変成作用など）。

外因性プロセス（外部力学のプロセス）は、太陽の外部エネルギーの影響下で発生します。 例: 岩石や鉱物の風化、地殻の一部の領域からの破壊生成物の除去と新しい領域への移動、堆積岩の形成に伴う破壊生成物の堆積と蓄積。 Ex.prへ 相対。 大気、水圏、さらには生物や人間の地質活動。

最大の地形（大陸と海洋盆地）と大きな地形（山地と平原）は、 内因性プロセス、中小規模の地形（ 川の谷、丘、峡谷、砂丘など）は、外因性プロセスにより、より大きな形状に重ねられます。 したがって、内因性プロセスと外因性プロセスは反対です。 前者は大きなレリーフ形状の形成につながり、後者はその平滑化につながります。

地質周期の例。火成岩は風化作用により堆積岩になります。 地殻の移動地帯では、それらは地球の奥深くに突入します。 そこでは、高温と高圧の影響下で、それらが溶けてマグマを形成し、それが地表に上昇して固化して火成岩を形成します。

大きな循環の例は、大気を通る陸地と海洋の間の水循環です (図 2.1)。

米。 2.1. 一般に受け入れられている水文学 (気候) スキーム

自然界の水循環

世界の海洋の表面から蒸発した水分（地表に到達する太陽​​エネルギーのほぼ半分を消費します）は陸地に移動し、そこで降水の形で降下し、地表および地下流出の形で海洋に戻ります。 。 水循環は、より単純なスキームに従っても発生します。つまり、海洋表面からの水分の蒸発 - 水蒸気の凝縮 - 海洋の同じ水面での降水です。

水の循環は全体として、地球上の自然条件の形成に大きな役割を果たしています。 植物による水の蒸散と生物地球化学サイクルにおける吸収を考慮すると、地球上の水供給全体が分解され、200万年後に回復します。

このように、物質の地質循環は生物の関与なしに起こり、生物圏と地球の深層との間で物質を再分配します。

暮らしとの関わりをたどる 無生物の自然、生物圏で物質の循環がどのように起こるかを理解する必要があります。

意味

物質の循環とは、岩石圏、水圏、大気圏で起こるプロセスに同じ物質が繰り返し関与することです。

物質循環には 2 つのタイプがあります。

• 地質学的（素晴らしいサイクル）。
• 生物学的（小さなジャイア）。

物質の地質循環の原動力は、外部（太陽放射、重力）および内部（地球内部のエネルギー、温度、圧力）の地質学的プロセス、生物学的プロセス - 生物の活動です。

グレートサイクルは生物の参加なしで起こります。 外部要因と内部要因の影響下で、レリーフが形成され、滑らかになります。 地震、風化、火山の噴火、地殻の変動などにより、谷、山、川、丘陵が形成され、地層が形成されます。

米。 1. 地質周期。

生物圏における物質の生物学的循環は、食物連鎖に沿ってエネルギーを変換し伝達する生物の参加によって起こります。 生物（生物）物質と無生物（非生物）物質の間の安定した相互作用システムは、生物地球消滅と呼ばれます。

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物質循環が起こるためには、 いくつかの条件を満たす必要があります。

• 約40種類の化学元素が存在する。
• 太陽エネルギーの存在。
• 生き物たちの相互作用。

米。 2. 生物学的サイクル。

物質の循環には特定の開始点はありません。 このプロセスは連続的であり、ある段階から別の段階へと常に流れていきます。 サイクルはどこからでも見始めることができますが、本質は変わりません。

物質の一般的な循環には次のプロセスが含まれます。

• 光合成;
• 代謝;
• 分解。

食物連鎖の生産者である植物は太陽エネルギーを有機物質に変換し、有機物質は食物とともに分解動物の体内に入ります。 死後、植物や動物の分解は、バクテリア、真菌、虫などの消費者の助けを借りて起こります。

米。 3. 食物連鎖。

物質の循環

自然界の物質の位置に応じて区別されます。 2 種類の循環:

• ガス- 水圏および大気圏（酸素、窒素、炭素）で発生します。
• 堆積性の- 地殻内で発生します（カルシウム、鉄、リン）。

生物圏における物質とエネルギーの循環を、いくつかの元素を例に挙げて表に示します。

物質	サイクル	意味
	大きな円。 海洋または陸の表面から蒸発し、大気中に残留し、降水として降下し、水域および地表に戻ります。	自然なフォルムと、 気候条件惑星
	陸上では物質の小さな循環が存在します。 それらは生産者によって受け取られ、分解者と消費者に渡されます。 二酸化炭素として戻ってきます。 海には大きなサイクルがあります。 沈殿物として保持される	すべての有機物質の基礎となる
	植物の根に見られる窒素固定細菌は、大気中の遊離窒素を固定し、植物タンパク質の形で植物内に固定し、食物連鎖に沿ってさらに渡されます。	タンパク質と窒素塩基が含まれています
酸素	小サイクル - 光合成中に大気中に入り、好気性生物によって消費されます。 グレート・ジャイア - 紫外線の影響下で水とオゾンから形成される	酸化と呼吸のプロセスに参加します。
	大気中や土壌中に存在します。 細菌や植物に吸収されます。 海底に定着するものもある	アミノ酸を作るのに必要
	大小のジャイア。 岩石に含まれ、土壌から植物によって消費され、食物連鎖を通じて伝達されます。 生物は分解された後は土に還ります。 貯水池では植物プランクトンに吸収され、魚に伝わります。 魚が死んだ後、一部は骨格に残り、底に沈みます。

物質の大規模な地質循環。 物質の小さな生物学的（地理的）循環

物質の大規模な地質学的サイクルは、太陽エネルギーと地球の深部エネルギーとの相互作用によって引き起こされ、生物圏と地球のより深い地平線の間で物質の再分配を実行します。 堆積岩は、地殻の可動域の高温高圧の領域に浸っています。 そこでそれらは溶けてマグマを形成し、新しい火成岩の源となります。 これらの岩石は地表に隆起し、風化作用を経て、再び新しい堆積岩になります。

大循環には、大気を通した陸地と海洋間の水の循環も含まれます。 世界の海洋の表面から蒸発した水分は陸地に移動し、そこで降水の形で降下し、表面流出と地下流出の形で海洋に戻ります。 水循環は、海面からの水分の蒸発 - 水蒸気の凝縮 - 海面での降水という、より単純なスキームに従っても発生します。 毎日 50 万立方メートル以上が水循環に参加しています。 km。 水。 地球上の水の供給はすべて壊れ、200万年かけて回復します。

物質の小さな循環（生物地球化学）は生物圏内でのみ発生します。 その本質は、光合成の過程での無機化合物からの生物の形成と、分解中の有機物の無機化合物への変換にあります。 生物圏の生命のこのサイクルは主要なものであり、生命そのものの継続です。 生物物質は、変化し、誕生し、消滅することによって地球上の生命を支え、物質の生物地球化学的循環を確保しています。 このサイクルにおける主なエネルギー源は、光合成を行う太陽光です。

生物地球化学サイクルの本質は、体に吸収された化学元素がその後体を出て体内に入るということです。 非生物的環境、しばらくすると、それらは再び生体に入ります。 生物地球化学サイクルでは、準備金と生物に関連しない物質を区別するのが通例です。 生物とその周囲の環境の間で栄養素を直接交換することによる交換資金。 生物圏全体を考えると、地質循環には、大気圏や水圏に埋蔵量があるガス状物質の循環と、地殻に埋蔵量がある堆積物循環に分けることができます。

全体として、循環は以下の条件を満たすことを保証します。 必須の機能生物圏の生物:

• o ガス: 死んだ有機物の分解生成物。
• o 濃度: 生物は多くの化学元素を蓄積します。
• o 酸化還元: 水域に生息する生物が酸性状態を調節します。
• o 生化学: 空間内の生物の再生、成長、移動
• o 生物地球化学的な人間の活動: 人間の経済的および家庭的ニーズに対する天然物質の関与。

地球上で太陽エネルギーを消費せずに蓄積する唯一のプロセスは、光合成の結果としての有機物の生成です。 太陽エネルギーの結合と貯蔵は、地球上の生物の主な惑星機能です。 最も重要な栄養素は炭素、窒素、酸素、リン、硫黄です。