ciclul calciului Este circulația și stocarea acestui element pe Pământ, cuprinzând ființe vii, litosferă și hidrosferă. Este un ciclu biogeochimic sedimentar în care calciul circulă ca un metal moale alcalin pământos, lipsit de un stadiu gazos..
Etapa cu cea mai mare circulație a calciului este cea biologică, deoarece este consumată de ființele vii și utilizată în structurile și metabolismul lor. Odată ce ființele vii sunt moarte, calciul este reintegrat în mediul fizic ca parte a solului și a fundului mării.
Există depozite extinse de scoici și oase, în special pe fundul mării și în marile lacuri. Aceste structuri se amestecă cu sedimente și peste milioane de ani sunt acoperite de straturi succesive.
Straturile inferioare de sedimente sunt supuse la presiune ridicată formând roci sedimentare care sunt apoi expuse la suprafață din cauza proceselor geologice terestre. Rocile expuse sunt supuse intemperiilor și eroziunii, eliberând calciu care devine integrat în sol sau este spălat de apă..
În sol este absorbit în principal de rădăcinile plantelor și în mare de fitoplancton și alte organisme. Calciul este utilizat în diferite scopuri structurale și metabolice, de exemplu la fabricarea cojilor.
Ciclul calciului este important, deoarece permite acestui element să fie disponibil în diferitele sale etape, îndeplinind diverse funcții. Astfel, fiind parte a structurii organismelor vii, participă la formarea reliefului terestru, reglează pH-ul solurilor și apelor și servește ca materie primă pentru industria umană.
Indice articol
Calciul (Ca) este un metal moale alcalin pământos cu număr atomic 20 și masă atomică 40,078, a cărui stare obișnuită este solidă. Formează oxizi care acționează ca baze puternice, reacționând violent atunci când intră în contact cu acizii.
Calciul îndeplinește un ciclu biogeochimic de tip sedimentar, deoarece nu are o fază gazoasă, iar cele mai mari rezerve sunt în litosferă. Este strâns legat de ciclurile carbonului, apei și fosforului.
Ciclul se dezvoltă din degradarea și eroziunea rocilor calcaroase care eliberează calciul care se depune în sol. De asemenea, poate fi transportat dizolvat în apa de scurgere către râuri, lacuri și oceane..
Când apa de ploaie intră în contact cu CO2 atmosferic, formează H2CO3 care dizolvă calcarul, eliberând Ca2 + și HCO3-. Pe de altă parte, CO2 transportat de apa de ploaie transformă carbonatul insolubil în bicarbonat solubil..
Calciul (Ca2 +) din sol este absorbit de plante și în corpurile de apă de către organismele acvatice. În organism, calciul îndeplinește diferite funcții metabolice și atunci când organismele mor, se întoarce în mediul fizic dus de apa de scurgere în râuri, lacuri și oceane..
Scheletele de animale (interne și externe sau scoici) sunt depuse pe fundul mării ca parte a sedimentelor. Straturile de sedimente sunt acoperite și compactate de-a lungul a milioane de ani pentru a forma roci calcaroase..
Procese diastrofice ulterioare (rupturi și mișcări ascendente ale scoarței terestre) expun rocile la suprafață. În acest fel, ciclul este închis, deoarece rocile sunt din nou degradate (acțiunea elementelor climatice) și sunt degradate și erodate.
Etapele prin care trece calciu în ciclul său de stocare și circulație sunt determinate de compartimentele în care apar aceste procese. Acestea sunt scoarța și o parte din mantaua pământului (litosfera), corpurile de apă (hidrosfera) și organismele vii.
În stadiul geologic, compartimentat în crustă și manta, se găsește cea mai mare cantitate de stocare a calciului. Calciul este al cincilea cel mai abundent element din litosferă, constituind 3,5% din scoarța terestră.
Se găsește făcând parte din roci precum calcarul, dolomitul, marna și marmura, în timp ce calcarul și dolomiții formează lanțuri muntoase uriașe pe toată planeta. În același mod, face parte din alți compuși naturali, cum ar fi gipsul și alabastrul (sulfat de calciu).
Sub formă minerală, se obține sub formă de carbonat de calciu (CaCO3) din calcit, dolomit și alte forme cristaline precum aragonitul..
Este un tip foarte abundent de roci sedimentare originare din depozite marine antice sau lacustre (lacuri), compuse din 99% carbonat de calciu. Aceste roci formează straturi orizontale sau deformate prin mișcări diastrofice, iar intemperiile lor dau naștere la soluri neutre până la bazice (pH 7 sau mai mare), bogate în calciu..
Se compune dintr-o rocă sedimentară formată în depozite marine de mică adâncime printr-o reacție de substituție chimică. În acest caz, magneziul participă la conformația minerală, formând dolomit sau carbonat de magneziu de calciu (CaMg (CO3) 2).
Sunt roci sedimentare formate din 1/3 până la 2/3 de carbonat de calciu și restul de argile. Aceste roci persistă în zone uscate, deoarece sunt foarte sensibile la eroziunea apei..
Dacă rocile calcaroase sunt supuse unor temperaturi și presiuni ridicate în straturile adânci ale scoarței terestre, se formează marmură. Aceasta este o rocă metamorfică foarte compactă, cu un grad ridicat de cristalizare.
Calciul este dizolvat în râuri, lacuri și oceane sub formă de clorură de calciu (fiind cel mai abundent ion din acest mediu) și carbonat de calciu. În oceane, carbonatul de calciu (CaCO3) este stabil la adâncimi mai mici de 4.500 m.
Calciul din acest mediu se găsește în organismele vii și în depozitele de calcar de pe fundul mării. Aceasta este limita de adâncime a compensării carbonatului, după care CaCO3 se dizolvă și nu formează depozite de calcar..
În acest stadiu, ciclul calciului atinge cea mai mare circulație, fiind vital pentru ființele vii, deoarece ca ion Ca2 + face parte din mecanismele de schimb ale membranelor celulare. Pe de altă parte, este un element esențial al oaselor, dinților, cojilor de ou și cojilor..
În acest fel, calciul circulă în biosferă și atunci când organismele mor, se întoarce în sedimente pentru a forma noi roci în timp..
Un element remarcabil al etapei biologice a ciclului de calciu este rolul ființei umane în utilizarea acestui element ca materie primă. Acest element este extras, transportat și utilizat în cantități mari în diferite moduri.
În minele în aer liber, calcarul este extras pentru a-l folosi ca element de construcție sau pentru a-l măcina și a-l folosi ca materie primă industrială. De asemenea, cojile sunt măcinate pentru a pregăti îngrășăminte și alte produse.
Cojile acestor animale sunt formate din carbonat de calciu, cristalizat sub formă de calcit sau aragonit. Acestea sunt două forme minerale cu aceeași compoziție (CaCO3), dar care cristalizează diferit..
Moluștele își formează cochilii dintr-o formă lichidă de calciu secretată de celule specializate. Stratul cel mai interior al cochiliei este nacrul format din cristale de aragonit amestecate cu proteina conchiolină.
Circulația calciului, formând ciclul său caracteristic, este esențială pentru a pune acest element la dispoziția ființelor vii. Datorită proceselor care eliberează calciu din roci și îl fac să circule, viața există așa cum o cunoaștem noi.
Calciul este esențial pentru viață, deoarece este atât un element structural, cât și un element metabolic. Structural, este o parte fundamentală în conformarea scheletelor interne și externe.
La animalele osoase, calciul este componenta principală a oaselor (scheletul intern), de asemenea, a dinților. În foraminifere (protiști) și moluște (melci și bivalvi) este principalul ingredient pentru formarea scheletului extern, adică a cochiliilor.
Calciul este un agent de transport în membranele celulare, deci joacă un rol important în metabolism. În membranele celulare există canale de calciu care permit intrarea pasivă a acestui element în celule.
Aceasta reglează relația concentrațiilor de calciu între interiorul și exteriorul celulei, activând diferite procese metabolice. De exemplu, aceste mecanisme sunt esențiale pentru funcționarea sistemului nervos și muscular și, prin urmare, joacă un rol relevant în funcția cardiacă..
Din punct de vedere uman, ciclul calciului face posibilă punerea acestui element la dispoziția alimentelor și a sănătății umane. Mai presus de toate, este esențial în producerea și prepararea alimentelor lactate pentru copii..
În mod similar, ingestia sa în scopuri medicinale este utilizată în tratamentul bolilor cu deficit de calciu, cum ar fi osteoporoza. Această boală de slăbire a oaselor este deosebit de gravă la persoanele în vârstă, în special la femei..
Când un corp străin invadează stridia, aceasta o acoperă cu sidef și astfel se formează o perlă. Perlele ating valori mari pe piața de bijuterii din întreaga lume.
Calcarul este utilizat industrial în diverse scopuri, de exemplu la fabricarea cimentului. Aceste pietre sunt, de asemenea, utilizate direct ca material de construcție, datorită sculpturii lor ușoare..
În plus, calciul este utilizat ca deoxidant și agent de reducere în diferite procese, în special în industria metalurgică..
Ca var rapid, numit și var de construcție, sunt oxizi de calciu care sunt folosiți ca liant și acoperire în construcții. În același mod, este utilizat la fabricarea săpunului, hârtiei, sticlei, cauciucului și la tăbăcirea pielii..
De asemenea, are diverse utilizări în industria alimentară și în tratarea apei. În timp ce este var stins sau hidroxid de calciu, este folosit și în industrie și agricultură..
Conținutul de oxizi de calciu din sol afectează reglarea pH-ului. În agricultură, varul viu este folosit ca amendament agricol pentru a reduce aciditatea solurilor și, de asemenea, ca îngrășământ.
Când apa circulă în medii bogate în calciu și magneziu, aceasta dizolvă sărurile acestor elemente și este cunoscută sub numele de apă calcaroasă sau dură. Limita de calitate a apei este de 120 mg CaCO3 / litru, peste care apa este considerată dură.
Apa cu un conținut ridicat de calciu poate provoca probleme de sănătate, în special legate de sistemul cardiovascular. În plus, apa dură produce depozite calcaroase în conducte care obstrucționează circulația..
În roci calcaroase, eroziunea apei formează frecvent sisteme subterane de peșteri cu configurații interne interesante. Dintre acestea, se remarcă formarea stalactitelor și stalagmitelor, datorită depunerilor de carbonat de calciu din scurgerile de pe tavanele acestor peșteri..
Aceste sisteme calcaroase îndeplinesc și funcția de filtrare a apelor subterane datorită porozității sale, formând acvifere..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.