cicluri sedimentare Se referă la setul de etape prin care trec anumite elemente minerale prezente în scoarța terestră. Aceste faze implică o succesiune de transformări formând o serie de timp circulară care se repetă pe perioade lungi..
Acestea sunt cicluri biogeochimice în care stocarea elementului are loc în principal în scoarța terestră. Printre elementele minerale supuse ciclurilor sedimentare se numără sulful, calciul, potasiul, fosforul și metalele grele.
Ciclul începe cu expunerea rocilor care conțin aceste elemente din adâncul scoarței până la sau aproape de suprafață. Apoi, aceste roci sunt supuse intemperiilor și suferă procese de eroziune datorită acțiunii factorilor atmosferici, hidrologici și biologici..
Materialul erodat este transportat de apă, gravitație sau vânt la sedimentarea sau depunerea ulterioară a materialului mineral pe substrat. Aceste straturi de sedimente se acumulează de-a lungul a milioane de ani și suferă procese de compactare și cimentare..
În acest fel are loc litificarea sedimentelor, adică transformarea lor înapoi în rocă solidă la adâncimi mari. În plus, în fazele intermediare ale ciclurilor sedimentare, are loc și o fază biologică care constă în solubilizare și absorbție de către organismele vii..
În funcție de mineral și de circumstanțe, acestea pot fi absorbite de plante, bacterii sau animale, trecând la rețelele trofice. Apoi mineralele vor fi excretate sau eliberate prin moartea organismului.
Indice articol
Ciclurile sedimentare constituie unul dintre cele trei tipuri de cicluri biogeochimice și se caracterizează deoarece matricea principală de stocare este litosfera. Aceste cicluri au propria lor disciplină de studiu, numită sedimentologie.
Ciclurile sedimentare sunt caracterizate deoarece timpul necesar pentru a finaliza diferitele etape este foarte lung, chiar măsurat în milioane de ani. Acest lucru se datorează faptului că aceste minerale rămân înglobate în roci pentru perioade lungi de timp la adâncimi mari în scoarța terestră..
Este important să nu pierdem din vedere faptul că nu este un ciclu ale cărui etape urmează o succesiune strictă. Unele faze pot fi schimbate sau prezentate de mai multe ori pe parcursul procesului.
Rocile formate la anumite adâncimi ale scoarței terestre sunt supuse diferitelor procese diastrofice (fracturi, pliuri și elevații) care ajung să le ducă la sau lângă suprafață. În acest fel, sunt expuși acțiunii factorilor de mediu, fie ei edafici, atmosferici, hidrologici sau biologici..
Diastrofismul este produsul mișcărilor de convecție ale mantalei Pământului. Aceste mișcări generează și fenomene vulcanice care expun rocile mai dramatic..
Odată ce roca este expusă, aceasta suferă o alterare (descompunerea rocii în fragmente mai mici), cu sau fără modificări ale compoziției chimice sau mineralogice. Meteorizarea este un factor cheie în formarea solului și poate fi fizică, chimică sau biologică.
În acest caz, factorii care determină ruperea rocii nu își modifică compoziția chimică, ci doar variabilele fizice precum volumul, densitatea și mărimea. Acest lucru este cauzat de agenți fizici diferiți, cum ar fi presiunea și temperatura. În primul caz, atât eliberarea presiunii, cât și exercitarea acesteia sunt cauze ale rupturilor de roci..
De exemplu, pe măsură ce rocile ies din adânc în scoarță, ele eliberează presiune, se extind și se fisurează. Pe de altă parte, sărurile acumulate în fisuri exercită presiune și la recristalizare, adâncind fracturile..
În plus, variațiile zilnice sau sezoniere de temperatură determină cicluri de expansiune și contracție care ajung să spargă rocile..
Acest lucru modifică compoziția chimică a rocilor în procesul de dezintegrare deoarece acționează agenții chimici. Printre acești agenți chimici implicați se numără oxigenul, vaporii de apă și dioxidul de carbon.
Acestea provoacă diverse reacții chimice care afectează coeziunea rocii și o transformă, inclusiv oxidarea, hidratarea, carbonatarea și dizolvarea..
Agenții biologici acționează printr-o combinație de factori fizici și chimici, inclusiv presiune, frecare și altele printre primii. În timp ce agenții chimici sunt secrețiile de acizi, alcali și alte substanțe.
De exemplu, plantele sunt agenți meteorici foarte eficienți, rupând rocile cu rădăcinile lor. Acest lucru se datorează atât acțiunii fizice a creșterii radicale, cât și secrețiilor pe care le emit.
Eroziunea acționează atât direct asupra stâncii, cât și asupra produselor de intemperii, inclusiv a solului format. Pe de altă parte, implică transportul materialului erodat, același agent eroziv fiind mijlocul de transport și poate fi atât vânt, cât și apă.
Eroziunea gravitațională este, de asemenea, observată, atunci când deplasarea materialului și uzura apar pe pante abrupte. În procesul eroziv, materialul este fragmentat în particule minerale și mai mici, susceptibile de transport pe distanțe mari..
Acțiunea erozivă a vântului este exercitată atât prin tragere, cât și prin uzura care la rândul său exercită particulele târâte pe alte suprafețe.
Eroziunea apei acționează atât prin acțiunea fizică a impactului apei de ploaie sau a curenților de suprafață, cât și prin acțiune chimică. Un exemplu extrem al efectului eroziv al precipitațiilor este ploaia acidă, în special pe rocile calcaroase..
Particulele minerale sunt transportate de agenți precum apa, vântul sau gravitația pe distanțe mari. Este important să se țină seama de faptul că fiecare mijloc de transport are o capacitate de încărcare definită, în ceea ce privește dimensiunea și cantitatea de particule..
Prin gravitație, chiar și rocile mari, chiar ușor alterate, se pot mișca, în timp ce vântul transportă particule foarte mici. În plus, mediul determină distanța, deoarece gravitația transportă roci mari pe distanțe scurte, în timp ce vântul deplasează particule mici pe distanțe enorme..
Apa, la rândul său, poate transporta o gamă largă de dimensiuni ale particulelor, inclusiv roci mari. Acest agent poate transporta particulele pe distanțe scurte sau extrem de mari, în funcție de debitul..
Acesta constă în depunerea materialului transportat, datorită scăderii vitezei mijloacelor de transport și a gravitației. În acest sens, poate apărea sedimentarea fluvială, mareică sau seismică.
Deoarece relieful Pământului constă dintr-un gradient care merge de la cele mai înalte altitudini la fundul mării, aici se produce cea mai mare sedimentare. Pe măsură ce timpul trece, straturile de sedimente se acumulează una peste alta..
Odată ce s-a produs degradarea materialului stâncos, este posibil să se producă dizolvarea mineralelor eliberate și absorbția lor de către ființele vii. Această absorbție poate fi efectuată de plante, bacterii sau chiar direct de animale..
Plantele sunt consumate de erbivore și de carnivore și toate de descompunători, mineralele devenind parte a rețelelor trofice. La fel, există bacterii și ciuperci care absorb direct mineralele și chiar animalele, cum ar fi ara care consumă lut..
Ciclul este completat cu faza de litificare, adică cu formarea unei noi roci. Acest lucru se întâmplă atunci când mineralele sedimentează formând straturi succesive care se acumulează exercitând presiuni enorme..
Straturile mai adânci din crustă sunt compactate și cimentate formând rocă solidă și aceste straturi vor fi din nou supuse unor procese diastrofice.
Produsul presiunii exercitate de straturile de sediment care se acumulează în fazele succesive de sedimentare, straturile inferioare sunt compactate. Acest lucru implică faptul că porii sau spațiile care există între particulele de sediment sunt reduse sau dispar.
Acest proces constă în depunerea substanțelor cimentare între particule. Aceste substanțe, cum ar fi calcitul, oxizii, silica și altele, cristalizează și cimentează materialul în rocă solidă..
Sulful este o componentă esențială a anumitor aminoacizi precum cistina și metionina, precum și vitaminele precum tiamina și biotina. Ciclul său sedimentar include o fază gazoasă.
Acest mineral intră în ciclu datorită degradării rocilor (ardezii și alte roci sedimentare), descompunerii materiei organice, activității vulcanice și contribuțiilor industriale. Mineritul, extracția petrolului și arderea combustibililor fosili sunt, de asemenea, surse de sulf în ciclu..
Formele de sulf în aceste cazuri sunt sulfații (SO4) și hidrogenul sulfurat (H2S); sulfatii sunt atat in sol cat si dizolvati in apa. Sulfatele sunt absorbite și asimilate de plante prin rădăcinile lor și trec în rețelele trofice.
Când organismele mor, bacteriile, ciupercile și alți descompunători acționează, eliberând sulf sub formă de hidrogen sulfurat gazos care trece în atmosferă. Sulfura de hidrogen este oxidată rapid prin amestecarea cu oxigenul, formând sulfați care precipită la sol..
Bacteriile anaerobe acționează în nămolul de mlaștină și în descompunerea materiei organice în general. Acestea procesează SO4 generând H2S gazos care este eliberat în atmosferă.
Se formează datorită unor precursori precum H2S, emise în atmosferă de industrie, bacterii de sulf și erupții vulcanice. Acești precursori reacționează cu vapori de apă și formează SO4 care apoi precipită.
Calciul se găsește în roci sedimentare formate pe fundul mării și lacurilor datorită contribuțiilor organismelor prevăzute cu cochilii calcaroase. În mod similar, există calciu ionizat liber în apă, cum ar fi în oceane la adâncimi mai mari de 4.500 m unde carbonatul de calciu este dizolvat..
Rocile bogate în calciu, cum ar fi calcarul, dolomitul și fluoritul, printre altele, sunt degradate și eliberează calciu. Apa de ploaie dizolvă CO2 atmosferic rezultând acid carbonic care facilitează dizolvarea rocii de calcar, eliberând HCO 3 și Ca 2+.
Calciul în aceste forme chimice este transportat de apa de ploaie în râuri, lacuri și oceane. Acesta este cel mai abundent cation din sol de unde este absorbit de plante în timp ce animalele îl iau din plante sau direct dizolvat în apă.
Calciul este o parte esențială a cochiliilor, exoscheletelor, oaselor și dinților, astfel încât atunci când moare este reintegrat în mediu. În cazul oceanelor și lacurilor, acesta sedimentează pe fund, iar procesele de litificare formează noi roci calcaroase..
Potasiul este un element fundamental în metabolismul celular, deoarece joacă un rol important în reglarea osmotică și fotosinteză. Potasiul face parte din mineralele solului și ale rocilor, fiind soluri argiloase bogate în acest mineral.
Procesele meteorologice eliberează ioni de potasiu solubili în apă, care pot fi absorbiți de rădăcinile plantelor. Oamenii adaugă, de asemenea, potasiu în sol ca parte a practicilor de fertilizare a culturilor..
Potasiul este distribuit prin plante în rețelele trofice, iar apoi cu acțiunea descompunerilor se întoarce în sol.
Principalele rezerve de fosfor se află în sedimentele marine, soluri, roci fosfatice și guano (excremente de păsări marine). Ciclul său sedimentar începe cu roci fosfatice care, atunci când se degradează și se erodează, eliberează fosfați..
La fel, oamenii încorporează în sol cantități suplimentare de fosfor prin aplicarea de îngrășăminte sau îngrășăminte. Compușii fosforici sunt transportați împreună cu restul sedimentelor de ploaie către curenții de apă și de acolo către ocean.
Acești compuși sedimentează parțial și o altă parte este încorporată în rețelele alimentare marine. Una dintre buclele ciclului apare atunci când fosforul dizolvat în apa de mare este consumat de fitoplancton, acesta la rândul său de pești..
Peștele este apoi consumat de păsări marine, ale căror excremente conțin cantități mari de fosfor (guano). Guano este folosit de oameni ca îngrășământ organic pentru a furniza fosfor culturilor.
Fosforul care rămâne în sedimentul marin suferă procese de litificare, formând noi roci fosfat.
Printre metalele grele sunt unele care îndeplinesc funcții esențiale pentru viață, cum ar fi fierul, și altele care pot deveni toxice, cum ar fi mercurul. Printre metalele grele există mai mult de 50 de elemente precum arsenic, molibden, nichel, zinc, cupru și crom.
Unele, cum ar fi fierul, sunt abundente, dar cele mai multe dintre aceste elemente se găsesc în cantități relativ mici. Pe de altă parte, în faza biologică a ciclului lor sedimentar se pot acumula în țesuturile vii (bioacumulare)..
În acest caz, deoarece nu sunt ușor de eliminat, acumularea lor crește de-a lungul lanțurilor alimentare provocând probleme grave de sănătate..
Metalele grele provin din surse naturale, din cauza degradării rocilor și a eroziunii solului. Există, de asemenea, contribuții antropice importante prin emisiile industriale, arderea combustibililor fosili și a deșeurilor electronice..
În termeni generali, metalele grele urmează un ciclu sedimentar care începe de la sursa lor principală, care este litosfera, și trec prin atmosferă, hidrosferă și biosferă. Procesele meteorologice eliberează metale grele la sol și de acolo pot polua apa sau pot invada atmosfera prin praf suflat de vânt..
Activitatea vulcanică contribuie, de asemenea, la emisia de metale grele în atmosferă, iar ploaia le transportă din aer către sol și din aceasta către corpurile de apă. Sursele intermediare formează bucle în ciclu datorită activităților umane menționate mai sus și intrării metalelor grele în rețelele trofice..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.