Был открыт кислород (O2). В результате опыта, проводимого в закрытом сосуде с оксидом ртути, под действием солнечных лучей, направляемых линзой, произошло ее разложение: 2HgO → O2 + 2Hg. Это газообразное вещество характеризуется плотностью при нормальных условиях 0,00142897 г/см³, молярным объемом 14,0 см³/моль, температурой плавления минус 218,2 °С и температурой кипения минус 182,81 °С. Молярная масса равняется 15,9994 г/моль. Основная характеристика кислорода — это его способность окислять различные вещества. Являясь активным неметаллом, O2 взаимодействует со всеми металлами с образование основных и амфотерных оксидов, а также со всеми неметаллами (кроме галогенов), в результате получаются кислотные или несолеобразующие окислы.

Кислород входит в состав более полутора тысяч веществ, так как является наиболее распространенным на Земле химическим элементом. Он входит в состав различных химических соединений (их насчитывается более полутора тысяч). В твердой земной коре содержание O2 равняется 47,4 %. В морских и на его долю в связанном состоянии приходится 88,8 % массовых. В атмосфере кислород находится в свободном состоянии, объемная доля его равняется, примерно, 21 %, а массовая — 23,1 %. Он является важнейшим составляющим органических веществ, которые присутствуют в каждой живой клетке. По объему в них он занимает 25 %, а по массе 65 %. Круговорот кислорода в природе обусловлен его химической активностью.

Цикл представляет собой ряд изменений вещества, в результате которых оно возвращается в исходную точку, а весь путь повторяется. Кислородный цикл является биогеохимическим движением. Посредством него O2 проходит через биотическую сумму всех экосистем (биосфера или зона жизни на Земле) и абиотические (литосфера, атмосфера и гидросфера) среды. Круговорот кислорода описывает его движение в гидросфере (масса воды, находящаяся под землей и над ее поверхностью), атмосфере (воздух), в биосфере (глобальная сумма всех экосистем) и литосфере (земная кора). Нарушения этого цикла в гидросфере может привести к развитию гипоксических (с низким содержанием O2) зон в крупных озерах и океане. Основным движущим фактором является фотосинтез.

Экологические системы (экосистемы), имеют много биогеохимических циклов, работающих в их составе. Например, круговорот воды, круговорот кислорода, круговорот азота, углерода и т.д. Все химические элементы проходят путь, являющийся частью биогеохимических циклов. Они являются составной частью живых организмов, но также движутся через абиотические среды экосистем. Это вода (гидросфера), земная кора (литосфера) и воздух (атмосфера). Живые организмы наполняют оболочку Земли, называемую биосферой. Все питательные вещества, такие как углерод, азот, кислород, фосфор и сера, используются ими и являются частью замкнутой системы, поэтому они перерабатываются, а не теряются и не пополняются постоянно, как, например, в открытой системе.

Крупнейшим резервуаром O2 (99,5%) является кора и где он содержится в силикатных и оксидных минералах. Круговорот кислорода обеспечил попадание лишь небольшой части в виде свободного O2 в биосферу (0,01%) и в атмосферу (0,36%). Основным источником атмосферного свободного O2 является фотосинтез. Его продуктами являются органические вещества и свободный кислород, образующиеся из углекислого газа и воды: 6CO2 + 6H2O + энергия → C6H12O6 + 6O2.

За круговорот кислорода в биосфере отвечают наземные растения, а также фитопланктон океанов. Крошечные морские цианобактерии (сине-зеленые водоросли) Prochlorococcus, размером 0,6 мкм, были обнаружены в 1986 году. На их долю приходится более половины продуктов фотосинтеза в открытом океане. Дополнительным источником свободного атмосферного кислорода служит явление фотолиз (химическая реакция, протекающая под действием фотонов). В результате атмосферная вода и диссоциируют на составляющие атомы, водород (H) и азот (N) удаляются космос, а O2 остается в атмосфере: 2H2O + энергия → 4H + O2 и 2N2O + энергия → 4N + O2. Потребляется свободный кислород атмосферы живыми организмами в процессах дыхания и распада. Литосфера использует свободный O2 в результате химического выветривания и поверхностных реакциях. Например, он расходуется на образование (ржавчины): 4FeO + O2 → 2Fe2O3 или оксидов других металлов и неметаллов.

Круговорот кислорода также включает цикл между биосферой и литосферой. Морские организмы в биосфере служат источниками (CaCO3), который богат O2. Когда организм умирает, его оболочка выносится на мелководье морского дна, где находится в течение долгого времени и образует известняк (осадочная порода земной коры). Процессы выветривания, инициированные биосферой, могут также извлекать свободный кислород из литосферы. Растения и животные извлекают питательные вещества из осадочных пород и выделяют кислород.

1. Понятие круговорота

2. Круговорот кислорода

2.1. Общие сведения о кислороде-элементе

2.2. Круговорот кислорода

Список используемой литературы

1. Понятие круговорота.

Между литосферой, гидросферой, атмосферой и живыми организмами Земли постоянно происходит обмен химическими элементами. Этот процесс имеет циклический характер: переместившись из одной сферы в другую, элементы вновь возвращаются в первоначальное состояние. Круговорот элементов имел место в течение всей истории Земли, насчитывающей 4,5 млрд. лет.

Круговорот веществ - многократно повторяющийся процесс совместного, взаимосвязанного превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее цикличный характер. Общий круговорот веществ характерен для всех геосфер и складывается из отдельных процессов круговорота химических элементов, воды, газов и других веществ. Процессы круговорота не полностью обратимы из-за рассеивания веществ, изменения его состава, местной концентрации и деконцентрации.

Для обоснования и пояснения самого понятия круговорота полезно обратиться к четырем важнейшим положениям геохимии, которые имеют первостепенное прикладное значение и подтверждены бесспорными опытными данными:

а) повсеместное распространение химических элементов во всех геосферах;

б) непрерывная миграция (перемещение) элементов во времени и в пространстве;

в) многообразие видов и форм существования элементов в природе;

г) преобладание рассеянного состояния элементов над концентрированным, особенно для рудообразующих элементов.

Более всего, на мой взгляд, стоит остановить свое внимание на процессе перемещения химических элементов.

Миграция химических элементов находит отражение в гигантских тектоно-магамтических процессах, преобразующих земную кору, и в тончайших химических реакциях, протекающих в живом веществе, в непрерывном поступательном развитии окружающего мира, характеризуя движение как форму существования материи. Миграция химических элементов определяется многочисленными внешними факторами, в частности, энергией солнечного излучения, внутренней энергией Земли, действием силы тяжести и внутренними факторами, зависящими от свойств самих элементов.

Круговороты могут происходить на ограниченном пространстве и на протяжении небольших отрезков времени, а может охватывать всю наружную часть планеты и огромные периоды. При этом малые круговороты входят в более крупные, которые в своей совокупности складываются в колоссальные биогеохимические круговороты. Они тесно связаны с окружающей средой.

Гигантские массы химических веществ переносятся водами Мирового океана. В первую очередь это относится к растворенным газам - диоксиду углерода, кислороду, азоту. Холодная вода высоких широт растворяет газы атмосферы. Поступая с океаническими течениями в тропический пояс, она их выделяет, так как растворимость газов при нагревании уменьшается. Поглощение и выделение газов происходит также при смене теплых и холодных сезонов года.

Огромное влияние на природные циклы некоторых элементов оказало появление жизни на планете. Это, в первую очередь, относится к круговороту главных элементов органического вещества - углерода, водорода и кислорода, а также таких жизненно важных элементов как азот, сера и фосфор. Живые организмы оказывают влияние и на круговорот многих металлических элементов. Несмотря на то, что суммарная масса живых организмов Земли меньше массы земной коры в миллионы раз, растения и животные играют важнейшую роль в перемещении химических элементов. Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах её развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота.

Деятельность человека также оказывает влияние на круговорот элементов. Особенно заметным оно стало в последнее столетие. При рассмотрении химических аспектов глобальных изменений в круговоротах химических элементов следует учитывать не только изменения в природных круговоротах за счет добавления или удаления присутствующих в них химических веществ в результате обычных циклических и/или вызванных человеком воздействий, но и поступление в окружающую среду химических веществ, ранее не существовавших в природе.

Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают нужные элементы, например, азот, сера.

Различают два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).

Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания (в том числе растворимые в воде питательные вещества) сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками. Геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещения морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь.

Малый круговорот, являясь частью большого, происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы как самих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают их. Продукты распада органического вещества под действием деструкторов и микроорганизмов (бактерии, грибы, черви) вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вовлекаемых ими в потоки вещества.

Таким образом, круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом. В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки.

2. Круговорот кислорода в природе.

2.1. Общие сведения о кислороде-элементе.

История открытия. Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы):

2HgO (t)→ 2Hg + O2

Однако, Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество. Он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.

Несколькими годами ранее (возможно, в 1770-м) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.

Все в мире состоит из химических элементов. Они же поддерживают жизнь на Земле. Одну из важнейших ролей в этом деле играет кислород. С ним связано множество интересных фактов, а круговорот кислорода в природе удивителен. Хотите знать больше? Читайте далее.

Итак, что интересного связано с кислородом:

1. Производят не только растения.

Многим со школьной скамьи известно, что оксиген образуется в результате фотосинтеза растений. Да, именно преобразование углекислого газа растительностью - основной источник кислорода на Земле. Однако он не единственный.

Часть газа образуется в верхних слоях атмосферы под действием солнечных лучей. Нагреваясь, молекулы воды распадаются на составные части, образуя водород и кислород.

Кроме того, около половины всего свободного кислорода на планете производит фитопланктон. Углекислый газ, который они потребляют, попадает в атмосферу в результате дыхания животных и людей, а также во время окисления, то есть сгорания.

Просто круговорот кислорода в биосфере можно описать так:

• Под действием солнечного тепла вода из мирового океана испаряется. Ее часть, попадая в верхний слой атмосферы, распадается на H2 и O2.
• Кислород, в свою очередь, перерабатывается живыми существами, которые выделяют углекислый газ. Также угарный газ попадает в атмосферу в результате сгорания материи.
• В процессе фотосинтеза углекислый газ преобразуется снова в кислород.

Примечание: также оксиген выделяется из известняка путем выветривания породы.

2. Кислород использовали алхимики.

Об этом элементе было известно еще в VIII веке. Первые упоминания встречаются в рукописях китайского ученого-алхимика Мао Хоа. Конечно, тогда кислород имел совсем другое название, да и о его свойствах мало что было известно.

Легендарный художник, инженер, биолог и химик Леонардо да Винчи изучал кислород, но даже не догадывался, что кислород - это отдельный элемент.

Однако официальное открытие кислорода произошло в 1774 году. Статус первооткрывателя достался Джозефу Пристли, которому удалось выделить кислород из оксида ртути. Ученый долго не мог понять, почему во время нагревания материала свеча, которая служила источником света, горела намного ярче. Впоследствии Пристли назвал это явление «Второй воздух». Но, как часто бывает в научном мире, здесь не обошлось без скандала.

Позже стало известно, что шведский естествоиспытатель Карл Шееле смог выделить кислород из оксида азота в 1771 году. Данные об эксперименте он записал в свою книгу, которую, к несчастью, издали только через шесть лет.

3. Кислород нужен везде.

Применение кислорода не ограничивается простым дыханием. Его широко используют как окислитель в металлургии. Без него было бы невозможно производство качественной стали. Также газ используется в ацетиленовых и водородных горелках для резки и сварки металла.

Кислород обеспечивает работу тепловых электростанций. Двигателя внутреннего сгорания никогда бы не было, так как наличие оксигена - главное условие детонации топливной смеси.

Космонавты, военные летчики и аквалангисты используют для дыхания баллоны, наполненные кислородом в связке с гелием или другими инертными газами. Таким образом, кислород способствует исследованию океанов и космоса.

4. Кислород - источник красоты и здоровья.

Кислород широко применяется в медицине и при изготовлении косметических средств. С его помощью спасают от удушья, гипоксии, приступов астмы и людей с болезнями сердечно-сосудистой системы.

Безалкогольные коктейли с высоким содержанием оксигена полезны для беременных женщин. Кислородный напиток способствует нормальному развитию плода. Также подобные составы улучшают психоэмоциональное состояние человека, и придают бодрости.

Оксиген добавляют в косметические кремы и маски. Эти средства улучшают состояние кожи, омолаживают и придают эластичности.

5. Три триллиона тонн кислорода в год.

Примерно столько кислорода вырабатывает вся зеленая растительность Земли. Крупнейшими природными фабриками этого газа считаются леса Амазонки и сибирская тайга. Эти места называют «легкими планеты».

Примечание: одно большое дерево вырабатывает достаточно кислорода, чтобы обеспечить двух человек - примерно 125 кг газа в год.

6. Концентрация кислорода снижается.

Несмотря на кажущийся внушительным объем выработки, содержание кислорода в атмосфере составляет в лучшем случае 21%. В больших городах это значение опускается до 18%. К слову, всего несколько миллионов лет назад этот показатель был в два раза выше.

Причина снижения концентрации кислорода в увеличении количества автомобильного транспорта, производственных выбросов и неконтролируемой вырубке лесов.

7. Что будет, если кислород исчезнет на одну секунду?

Если это случится, мир, который мы знаем, перестанет существовать. Нет, растения не завянут, а животные не задохнутся. Все будет значительно хуже. Оксиген входит в состав практически всего и всех.

Бетонные здания тут же рухнут, моря и океаны испарятся, живые существа высохнут и превратятся в пыль. Как дополнение к апокалиптической картине представьте, что земная кора разверзлась, а небо стало черным как ночь.

Увеличение количества оксигена в 10 раз также не сулит ничего хорошего, хотя последствия не будут столь драматичными. Этот сценарий чреват массовым вымиранием из-за гипервентиляции легких. Однако скорее всего жизнь не исчезнет, а возродится в иной форме.

8. В земле кислорода больше, чем в воздухе.

Мало кто знает, но основной запас кислорода сосредоточен не в атмосфере. Свободного кислорода на планете всего 0,36%, при этом около 99,5% газа входит в состав горных пород, силикатов, мантии и земной коры.

9. Эра гигантов стала возможной благодаря кислороду.

До начала господства динозавров, 300 миллионов лет назад, концентрация кислорода была в десятки раз больше. Ученые считают, что во многом благодаря этому на Земле долгое время правили гиганты.

В те далекие времена на планете можно было встретить сороконожку длинной 2,5 метра. Среди ящеров самым большим был Дредноут. Его длина достигала 26–30 м, а вес - 60 тонн.

Относительно недавно благодаря оксигену по планете ходил шестиметровый ленивец. А как насчет двухметрового кабана, который питался преимущественно мясом?! Некоторые млекопитающие, например индрикотерий, чей рост достигал 8 м, а вес 15 тонн, не уступали в размерах динозаврам.

Первобытные люди успели поохотиться на мамонта, который почти в два раза превосходил по размерам современного слона. В последний ледниковый период бок о бок с человеком разумным обитали медведи под три метра в холке и двухметровые олени.

10. Ком в горле и пересыхающие глаза.

При сильном стрессе у человека инстинктивно учащается дыхание. Нередко увеличивается и объем вдыхаемого кислорода за раз. Из-за этого голосовая щель расширяется, вызывая ощущение кома в горле.

Примечание: нередко ком в горле - это симптом серьезных заболеваний, поэтому, если со временем подобное ощущение не проходит, обратитесь к врачу.

Те, кто поднимался высоко в горы, сталкивался с синдромом сухого глаза. Это неприятное ощущение объясняется низким содержанием кислорода на большой высоте. Дело в том, что роговица не содержит сосудов, а питательные вещества и оксиген доставляются к ней через слезные железы наружным способом.

Круговорот кислорода - поразительный процесс. Представить сложно, как на нашей планете все взаимосвязано и насколько хрупка эта связь. Поэтому мы, как разумные существа, должны взять на себя ответственность за сохранение баланса в природе.

Круговорот кислорода происходит главным образом между атмосферой и живыми организмами (рис. 1.17).

Кислород играет важную роль в жизни большинства живых организмов на нашей планете. В количественном отношении это главная составляющая живой материи. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода с живыми организмами или их остатками после гибели. Растения в результате фотосинтеза производят свободный кислород, а животные являются его потребителями в результате клеточного дыхания. Основная доля кислорода продуцируется растениями суши- почти 3/4, остальная часть - фотосинтезирующими бактериями Мирового океана. Как следует из сказанного, без учета деятельности человека эти два процесса с большой точностью уравновешивают друг друга; накопления кислорода в атмосфере не происходит и его количество остается

Рис. 1.16.

постоянным - 20,94%. Будучи самым распространенным и подвижным элементом на Земле, кислород не лимитирует существование и функции биосферы.

Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как он вступает в реакцию с большим количеством органических и неорганических веществ. В верхних слоях атмосферы

Жесткое ультрафиолетовое излучение

Рис. 1.17.

I | j I IJ

off 0 2 ^ Н 2 С^~> 2 0 0 2 +2Са-2С0 2

_!^р2__\_ 31^_ ./ у

Озоновый экран^ъ ^ 0 2*~°_____ с 9.

°2--? п ^Г~ ______ Вулканическаяксп:

"v "^^Окислит.

( СО, Т^Ж’’Ж, Ш. быветри-

Фитопланктон [ со 2 ^вание

«л-,1^,мш»ДНм * | >)

Освещенная зона т,; " ч н,со 2 -*> н 2 со. { -*нсо+н^2НСО: -*со 2:! |

(25-35 км) под действием ультрафиолетовой радиации из кислорода происходит образование озона (03):

На образование озона тратится около 5% поступающей к Земле солнечной энергии.

Установлено, что на промышленные и бытовые нужды ежегодно расходуется 23% кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза, и эта цифра постоянно возрастает.

Скорость круговорота кислорода составляет около 2 тыс. лет; именно за это время весь кислород проходит через живое вещество.

Подобные круговороты характерны и для других биогенов (серы, кальция и т. д.).

Круговорот веществ на Земле поддерживается энергией, основным источником которой является Солнце. Продолжительность того или иного цикла оценивается по тому времени, которое было бы необходимо, чтобы вся масса данного вещества могла обернуться один раз на Земле в том или ином процессе (табл. 1.9).

Таблица 1.9

Время полного оборота веществ на Земле

Роль живых организмов в перемещении и перераспределении вещества на земной поверхности очень велика. Особенно важную роль в этом процессе играют зеленые растения.

Знание круговорота веществ на Земле имеет большое практическое значение, так как он существенно влияет на жизнь человека. В свою очередь, человек с развитием технической мощи все сильнее воздействует на биологические циклы веществ.

Третий принцип функционирования природных экосистем

При переходе на более высокий трофический уровень происходит снижение биомассы. С повышением трофического уровня биомасса снижается в 10 раз и более, поскольку:

• 1) большая часть переваренной пищи (80-90%) расходуется на выработку энергии для осуществления организмом жизненных функций;
• 2) существенная доля биомассы предыдущего трофического уровня не усваивается и возвращается в экосистему в виде экскрементов;
• 3) определенная доля (часто значительная) биомассы предыдущего трофического уровня не используется консументами последующего трофического уровня.

Отсюда понятно, почему биомасса первичных консументов во много раз меньше биомассы продуцентов. То же наблюдается на более высоких трофических уровнях (рис. 1.18).

Рис. 1.18.

(Б. Небел)

Из сказанного следует, что чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть ее трофический уровень.

Таким образом, существуют три основных принципа функционирования природных экосистем:

• 1. Природные экосистемы функционируют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой избыточно и постоянно.
• 2. В природе осуществляется круговорот всех биогенов.
• 3. На концах длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы.

Экологические проблемы современности связаны с тем, что человечество нарушает указанные принципы: не происходит полного возвращения биогенов в экосистему; используется энергия топлива, приводящая к загрязнению окружающей среды; человечество относится в основном к третьему трофическому уровню, и его численность не должна быть чрезмерно высокой.

2.2 Круговорот кислорода

Кислород является наиболее распространенным элементом на Земле. В морской воде содержится 88,8% кислорода, в атмосферном воздухе 23,15% по весу или 20,95% по объему, а в земной коре 47,4% по весу.

Указанная концентрация кислорода в атмосфере поддерживается постоянной благодаря процессу фотосинтеза (рис. 1). В этом процессе зеленые растения под действием солнечного света превращают диоксид углерода и воду в углеводы и кислород:

6CO 2 + 6H 2 O + энергия света = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Выше приведено суммарное уравнение фотосинтеза; на самом же деле, кислород выделяется в атмосферу на первой его стадии - в процессе фотолиза воды.

Наряду с этим, мощным источником кислорода является, по-видимому, фотохимическое разложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца.

Рис.1. Условная схема фотосинтеза.

Кислород - основной биогенный элемент, входящий в состав молекул всех важнейших веществ, обеспечивающих структуру и функции клеток - белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, а также множества низкомолекулярных соединений. В каждом растении или животном кислорода гораздо больше, чем любого другого элемента (в среднем около 70%). Мышечная ткань человека содержит 16% кислорода, костная ткань - 28,5%; всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 43 кг кислорода. В организм животных и человека кислород поступает в основном через органы дыхания (свободный кислород) и с водой (связанный кислород). Потребность организма в кислороде определяется уровнем (интенсивностью) обмена веществ, который зависит от массы и поверхности тела, возраста, пола, характера питания, внешних условий и др. В экологии как важную энергетическую характеристику определяют отношение суммарного дыхания (то есть суммарных окислительных процессов) сообщества организмов к его суммарной биомассе.

В жизни природы кислород имеет исключительное значение. Кислород и его соединения незаменимы для поддержания жизни. Они играют важнейшую роль в процессах обмена веществ и дыхании. Большинство организмов получают энергию, необходимую для выполнения их жизненных функций, за счет окисления тех или иных веществ с помощью кислорода. Убыль кислорода в атмосфере в результате процессов дыхания, гниения и горения возмещается кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.

Незначительное количество атмосферного кислорода участвует в цикле образования и разрушения озона при сильном ультрафиолетовом излучении:

O 2 * + O 2 > O 3 + O

Большая часть кислорода, вырабатываемого в течение геологических эпох, не оставалась в атмосфере, а фиксировалась литосферой в виде карбонатов, сульфатов, оксидов железа и др.

Геохимический круговорот кислорода связывает газовую и жидкую оболочки с земной корой. Его основные моменты: выделение свободного кислорода при фотосинтезе, окисление химических элементов, поступление предельно окисленных соединений в глубокие зоны земной коры и их частичное восстановление, в том числе за счет соединений углерода, вынос оксида углерода и воды на поверхность земной коры и вовлечение их в реакцию фотосинтеза. Схема круговорота кислорода в несвязанном виде представлена ниже.

Рис.2. Схема круговорота кислорода в природе.

Кроме описанного выше круговорота кислорода в несвязанном виде, этот элемент совершает еще и важнейший круговорот, входя в состав воды (рис. 3). В процессе круговорота вода испаряется с поверхности океана, водяные пары перемещаются вместе с воздушными течениями, конденсируются, и вода возвращается в виде атмосферных осадков на поверхность суши и моря. Различают большой круговорот воды, при котором вода, выпавшая в виде осадков на сушу, возвращается в моря путем поверхностного и подземного стоков; и малый круговорот воды, при котором осадки выпадают на поверхность океана.

Из приведенных примеров круговоротов и миграции элемента видно, что глобальная система циклической миграции химических элементов обладает высокой способностью к саморегуляции, при этом огромную роль в круговороте химических элементов играет биосфера.

В то же время хозяйственная деятельность человека вызывает деформацию природных циклов массообмена и, следовательно, изменение состава окружающей среды. Эти изменения происходят значительно быстрее, чем совершаются процессы генетической адаптации организмов и видообразования. Зачастую хозяйственные действия настолько непродуманны или несовершенны, что создают острую экологическую опасность. Изучение процессов массообмена, связывающих в единое целое все оболочки Земли, должно помочь в создании системы контроля за эколого-геохимическим состоянием окружающей среды и разработке научно обоснованного прогноза экологических последствий хозяйственных действий и новых технологий.

Рис. 3. Схема круговорота воды в природе.

Список литературы

1. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1998

2. Каменский А.А., Соколова Н.А., Валовая М.А. Основы биологии. Полный курс общеобразовательной средней школы/ А.А. Каменский, Н.А. Соколова, М.А. Валовая. - М.: Издательство «Экзамен», 2004 - 448 с.

3. Интернет-ресурс http://ru.wikipedia.org/

Делись добром;)