Das Sedimentzyklen Sie beziehen sich auf die Stufen, durch die bestimmte Mineralelemente in der Erdkruste gelangen. Diese Phasen beinhalten eine Folge von Transformationen, die eine kreisförmige Zeitreihe bilden, die sich über lange Zeiträume wiederholt..
Dies sind biogeochemische Kreisläufe, in denen die Speicherung des Elements hauptsächlich in der Erdkruste erfolgt. Zu den Mineralelementen, die Sedimentzyklen unterliegen, gehören Schwefel, Kalzium, Kalium, Phosphor und Schwermetalle.
Der Zyklus beginnt mit der Freilegung von Gesteinen, die diese Elemente enthalten, von tief in der Kruste bis zur Oberfläche oder in deren Nähe. Diese Gesteine werden dann einer Verwitterung ausgesetzt und unterliegen Erosionsprozessen aufgrund der Einwirkung atmosphärischer, hydrologischer und biologischer Faktoren..
Das erodierte Material wird durch Wasser, Schwerkraft oder Wind zur späteren Sedimentation oder Ablagerung des Mineralmaterials auf dem Substrat transportiert. Diese Sedimentschichten sammeln sich über Millionen von Jahren an und werden verdichtet und zementiert..
Auf diese Weise erfolgt die Lithifizierung der Sedimente, dh ihre Umwandlung in festes Gestein in großen Tiefen. Zusätzlich tritt in den Zwischenphasen der Sedimentzyklen eine biologische Phase auf, die aus Solubilisierung und Absorption durch lebende Organismen besteht..
Abhängig vom Mineral und den Umständen können sie von Pflanzen, Bakterien oder Tieren absorbiert werden und in die trophischen Netzwerke gelangen. Dann werden die Mineralien durch den Tod des Organismus ausgeschieden oder freigesetzt.
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Sedimentzyklen stellen eine der drei Arten von biogeochemischen Kreisläufen dar und sind dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptspeichermatrix die Lithosphäre ist. Diese Zyklen haben ihre eigene Studienrichtung, die Sedimentologie.
Sedimentzyklen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, die benötigt wird, um die verschiedenen Stadien abzuschließen, sehr lang ist, selbst gemessen in Millionen von Jahren. Dies liegt daran, dass diese Mineralien für lange Zeit in großen Tiefen in der Erdkruste in Gesteinen eingebettet bleiben..
Es ist wichtig, die Tatsache nicht aus den Augen zu verlieren, dass es sich nicht um einen Zyklus handelt, dessen Stufen einer strengen Reihenfolge folgen. Einige Phasen können während des gesamten Prozesses mehrmals ausgetauscht oder dargestellt werden.
Die in bestimmten Tiefen der Erdkruste gebildeten Gesteine sind verschiedenen diastrophischen Prozessen (Brüchen, Falten und Erhebungen) ausgesetzt, die sie zur oder in der Nähe der Oberfläche führen. Auf diese Weise sind sie der Einwirkung von Umweltfaktoren ausgesetzt, sei es edaphisch, atmosphärisch, hydrologisch oder biologisch..
Diastrophismus ist das Produkt von Konvektionsbewegungen des Erdmantels. Diese Bewegungen erzeugen auch vulkanische Phänomene, die Gesteine dramatischer freilegen..
Sobald das Gestein freigelegt ist, wird es verwittert (Zersetzung des Gesteins in kleinere Fragmente), mit oder ohne Änderung der chemischen oder mineralogischen Zusammensetzung. Verwitterung ist ein Schlüsselfaktor bei der Bodenbildung und kann physikalisch, chemisch oder biologisch sein.
In diesem Fall ändern die Faktoren, die zum Brechen des Gesteins führen, nicht seine chemische Zusammensetzung, sondern nur physikalische Variablen wie Volumen, Dichte und Größe. Dies wird durch verschiedene physikalische Einwirkungen wie Druck und Temperatur verursacht. Im ersten Fall sind sowohl die Druckentlastung als auch ihre Ausübung Ursachen für Gesteinsbrüche..
Wenn beispielsweise Steine tief in der Kruste auftauchen, lösen sie Druck, dehnen sich aus und reißen. Andererseits üben die in den Rissen angesammelten Salze auch Druck beim Rekristallisieren aus, wodurch die Brüche vertieft werden..
Darüber hinaus verursachen tägliche oder saisonale Temperaturschwankungen Expansions- und Kontraktionszyklen, die zum Bruch der Gesteine führen..
Dies verändert die chemische Zusammensetzung der Gesteine im Zerfallsprozess, da chemische Mittel wirken. Zu diesen beteiligten chemischen Mitteln gehören Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid.
Sie verursachen verschiedene chemische Reaktionen, die den Zusammenhalt des Gesteins beeinflussen und umwandeln, einschließlich Oxidation, Hydratation, Karbonatisierung und Auflösung..
Biologische Wirkstoffe wirken durch eine Kombination physikalischer und chemischer Faktoren, einschließlich Druck, Reibung und anderer Faktoren. Während als chemische Mittel die Sekrete von Säuren, Laugen und anderen Substanzen sind.
Zum Beispiel sind Pflanzen sehr wirksame Verwitterungsmittel, die Steine mit ihren Wurzeln aufbrechen. Dies ist sowohl der physischen Wirkung des radikalen Wachstums als auch den von ihnen abgegebenen Sekreten zu verdanken.
Erosion wirkt sowohl direkt auf das Gestein als auch auf die Verwitterungsprodukte, einschließlich des gebildeten Bodens. Andererseits beinhaltet es den Transport des erodierten Materials, wobei das gleiche Erosionsmittel das Transportmittel ist und sowohl Wind als auch Wasser sein kann.
Gravitationserosion wird auch festgestellt, wenn Materialverschiebung und Verschleiß an steilen Hängen auftreten. Beim Erosionsprozess wird das Material in noch kleinere Mineralpartikel fragmentiert, die über große Entfernungen transportiert werden können..
Die erosive Wirkung des Windes wird sowohl durch den Luftwiderstand als auch durch den Verschleiß ausgeübt, der wiederum die auf andere Oberflächen gezogenen Partikel ausübt.
Wassererosion wirkt sowohl durch die physikalische Einwirkung von Regenwasser oder Oberflächenströmungen als auch durch chemische Einwirkung. Ein extremes Beispiel für die erosive Wirkung von Niederschlägen ist saurer Regen, insbesondere auf kalkhaltigen Gesteinen..
Mineralpartikel werden von Stoffen wie Wasser, Wind oder Schwerkraft über große Entfernungen transportiert. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass jedes Transportmittel eine definierte Tragfähigkeit in Bezug auf Größe und Menge der Partikel aufweist..
Durch die Schwerkraft können sich auch große, sogar leicht verwitterte Steine bewegen, während der Wind sehr kleine Partikel trägt. Darüber hinaus bestimmt das Medium die Entfernung, da die Schwerkraft große Steine über kurze Entfernungen transportiert, während der Wind kleine Partikel über enorme Entfernungen verdrängt..
Wasser kann seinerseits eine Vielzahl von Partikelgrößen transportieren, einschließlich großer Gesteine. Dieses Mittel kann die Partikel je nach Durchflussrate über kurze oder extrem lange Strecken transportieren..
Es besteht aus der Ablagerung des transportierten Materials aufgrund einer Abnahme der Geschwindigkeit des Transportmittels und der Schwerkraft. In diesem Sinne kann es zu Fluss-, Gezeiten- oder seismischen Sedimenten kommen.
Da das Relief der Erde aus einem Gefälle besteht, das von den höchsten Lagen bis zum Meeresboden reicht, tritt hier die größte Sedimentation auf. Mit der Zeit bilden sich Sedimentschichten übereinander..
Sobald die Verwitterung des felsigen Materials erfolgt ist, ist es möglich, dass die freigesetzten Mineralien aufgelöst und von Lebewesen absorbiert werden. Diese Absorption kann von Pflanzen, Bakterien oder sogar direkt von Tieren durchgeführt werden..
Pflanzen werden von Pflanzenfressern und diese von Fleischfressern und alle von Zersetzern verzehrt, wobei die Mineralien Teil trophischer Netzwerke werden. Ebenso gibt es Bakterien und Pilze, die Mineralien und sogar Tiere direkt aufnehmen, wie Aras, die Ton verbrauchen..
Der Zyklus wird mit der Lithifizierungsphase abgeschlossen, dh mit der Bildung von neuem Gestein. Dies geschieht, wenn die Mineralien Sedimente bilden, die aufeinanderfolgende Schichten bilden, die sich unter enormen Drücken ansammeln..
Die Schichten, die tiefer in der Kruste liegen, werden verdichtet und zementiert und bilden festes Gestein. Diese Schichten werden wiederum diastrophischen Prozessen ausgesetzt.
Produkt des Drucks, der von den Sedimentschichten ausgeübt wird, die sich in den aufeinanderfolgenden Sedimentationsphasen ansammeln, werden die unteren Schichten verdichtet. Dies impliziert, dass die Poren oder Zwischenräume, die zwischen den Sedimentpartikeln existieren, reduziert sind oder verschwinden.
Dieser Prozess besteht aus der Ablagerung von zementhaltigen Substanzen zwischen den Partikeln. Diese Substanzen wie Calcit, Oxide, Kieselsäure und andere kristallisieren und zementieren das Material zu festem Gestein..
Schwefel ist ein wesentlicher Bestandteil bestimmter Aminosäuren wie Cystin und Methionin sowie von Vitaminen wie Thiamin und Biotin. Sein Sedimentkreislauf umfasst eine Gasphase.
Dieses Mineral tritt aufgrund der Verwitterung von Gesteinen (Schiefer und anderen Sedimentgesteinen), der Zersetzung organischer Stoffe, der vulkanischen Aktivität und der industriellen Beiträge in den Kreislauf ein. Bergbau, Ölförderung und die Verbrennung fossiler Brennstoffe sind ebenfalls Schwefelquellen im Kreislauf..
Die Formen von Schwefel sind in diesen Fällen Sulfate (SO4) und Schwefelwasserstoff (H2S); Sulfate sind sowohl im Boden als auch in Wasser gelöst. Sulfate werden von Pflanzen über ihre Wurzeln aufgenommen und aufgenommen und gelangen in die trophischen Netzwerke.
Wenn Organismen sterben, wirken Bakterien, Pilze und andere Zersetzer und setzen Schwefel in Form von Schwefelwasserstoffgas frei, das in die Atmosphäre gelangt. Schwefelwasserstoff wird durch Mischen mit Sauerstoff schnell oxidiert und bildet Sulfate, die am Boden ausfallen..
Anaerobe Bakterien wirken im Sumpfschlamm und bei der Zersetzung organischer Stoffe im Allgemeinen. Diese verarbeiten SO4 und erzeugen gasförmiges H2S, das in die Atmosphäre freigesetzt wird.
Es entsteht durch Vorläufer wie H2S, die von der Industrie, Schwefelbakterien und Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre abgegeben werden. Diese Vorläufer reagieren mit Wasserdampf und bilden SO4, das dann ausfällt.
Calcium kommt in Sedimentgesteinen vor, die sich auf See- und Seeböden bilden, dank der Beiträge von Organismen, die mit Kalkschalen versehen sind. Ebenso ist in Wasser freies ionisiertes Kalzium vorhanden, beispielsweise in den Ozeanen in Tiefen von mehr als 4.500 m, in denen Kalziumkarbonat gelöst ist..
Kalziumreiche Gesteine wie Kalkstein, Dolomit und Fluorit sind verwittert und setzen Kalzium frei. Regenwasser löst atmosphärisches CO2 auf, was zu Kohlensäure führt, die die Auflösung von Kalksteingestein erleichtert und HCO 3- und Ca 2 freisetzt+.
Calcium in diesen chemischen Formen wird vom Regenwasser in Flüsse, Seen und Ozeane transportiert. Dies ist das am häufigsten vorkommende Kation im Boden, von dem es von Pflanzen absorbiert wird, während Tiere es von Pflanzen nehmen oder direkt in Wasser gelöst werden.
Kalzium ist ein wesentlicher Bestandteil von Muscheln, Exoskeletten, Knochen und Zähnen. Wenn es stirbt, wird es wieder in die Umwelt integriert. Bei Ozeanen und Seen sedimentiert es am Boden und die Lithifizierungsprozesse bilden neue kalkhaltige Gesteine..
Kalium ist ein grundlegendes Element im Zellstoffwechsel, da es eine wichtige Rolle bei der osmotischen Regulation und Photosynthese spielt. Kalium ist Teil der Mineralien des Bodens und der Gesteine und Tonböden, die reich an diesem Mineral sind.
Verwitterungsprozesse setzen wasserlösliche Kaliumionen frei, die von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können. Der Mensch fügt dem Boden im Rahmen der Düngung auch Kalium hinzu..
Kalium wird durch die Pflanzen in den trophischen Netzwerken verteilt und kehrt dann mit der Wirkung der Zersetzer in den Boden zurück.
Die Hauptreserven an Phosphor befinden sich in marinen Sedimenten, Böden, Phosphatgesteinen und Guano (Seevogelkot). Sein Sedimentzyklus beginnt mit Phosphatgesteinen, die bei Verwitterung und Erosion Phosphate freisetzen..
Ebenso nimmt der Mensch durch Ausbringen von Düngemitteln oder Düngemitteln zusätzliche Mengen Phosphor in den Boden auf. Die Phosphorverbindungen werden zusammen mit den übrigen Sedimenten vom Regen zu den Wasserströmungen und von dort zum Ozean transportiert.
Diese Verbindungen sedimentieren teilweise und ein anderer Teil wird in marine Nahrungsnetze eingebaut. Eine der Schleifen des Zyklus tritt auf, wenn im Meerwasser gelöster Phosphor vom Phytoplankton verbraucht wird, dies wiederum von Fischen..
Die Fische werden dann von Seevögeln gefressen, deren Ausscheidungen große Mengen an Phosphor (Guano) enthalten. Guano wird vom Menschen als organischer Dünger verwendet, um Pflanzen mit Phosphor zu versorgen.
Der im marinen Sediment verbleibende Phosphor durchläuft Lithifizierungsprozesse und bildet neue Phosphatgesteine.
Unter den Schwermetallen befinden sich einige, die lebenswichtige Funktionen erfüllen, wie Eisen, und andere, die giftig werden können, wie Quecksilber. Unter den Schwermetallen befinden sich mehr als 50 Elemente wie Arsen, Molybdän, Nickel, Zink, Kupfer und Chrom.
Einige, wie Eisen, sind reichlich vorhanden, aber die meisten dieser Elemente kommen in relativ geringen Mengen vor. Andererseits können sie sich in der biologischen Phase ihres Sedimentzyklus in lebenden Geweben ansammeln (Bioakkumulation)..
In diesem Fall nimmt ihre Anreicherung entlang der Nahrungsketten zu, da sie nicht leicht zu entsorgen sind, was zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führt..
Schwermetalle stammen aufgrund von Gesteinsverwitterung und Bodenerosion aus natürlichen Quellen. Es gibt auch wichtige anthropische Beiträge durch Industrieemissionen, Verbrennung fossiler Brennstoffe und Elektronikschrott..
Im Allgemeinen folgen Schwermetalle einem Sedimentzyklus, der von ihrer Hauptquelle, der Lithosphäre, ausgeht, und sie passieren die Atmosphäre, die Hydrosphäre und die Biosphäre. Verwitterungsprozesse setzen Schwermetalle in den Boden frei und können von dort aus das Wasser verschmutzen oder durch vom Wind geblasenen Staub in die Atmosphäre eindringen..
Die vulkanische Aktivität trägt auch zur Emission von Schwermetallen in die Atmosphäre bei, und der Regen transportiert sie von der Luft zum Boden und von dort zu den Gewässern. Zwischenquellen bilden aufgrund der oben genannten menschlichen Aktivitäten und des Eintritts von Schwermetallen in trophische Netzwerke Schleifen im Zyklus..
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