Charakteristika, fáze a význam vápníkového cyklu

4084
Jonah Lester
Charakteristika, fáze a význam vápníkového cyklu

The cyklus vápníku Je to cirkulace a skladování tohoto prvku na Zemi, zahrnujícího živé bytosti, litosféru a hydrosféru. Jedná se o sedimentární biogeochemický cyklus, ve kterém vápník cirkuluje jako měkký kov alkalických zemin a postrádá plynnou fázi..

Fáze největšího oběhu vápníku je biologická, protože je spotřebována živými bytostmi a používá se v jejich strukturách a metabolismu. Jakmile jsou živé bytosti mrtvé, vápník se znovu integruje do fyzického prostředí jako součást půdy a mořského dna.

Vápník. Zdroj: Pumbaa (původní dílo Grega Robsona) / CC BY-SA 2.0 UK (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/uk/deed.en)

Tam jsou rozsáhlé zásoby mušlí a kostí, zejména na mořském dně a ve velkých jezerech. Tyto struktury se mísí se sedimenty a po miliony let jsou pokryty po sobě následujícími vrstvami.

Spodní vrstvy sedimentů jsou vystaveny vysokotlakým sedimentárním horninám, které jsou následně vystaveny povrchu v důsledku pozemských geologických procesů. Vystavené horniny jsou vystaveny povětrnostním vlivům a erozi, čímž se uvolňuje vápník, který se integruje do půdy nebo je odplavován vodou..

V půdě je absorbován hlavně kořeny rostlin a v moři fytoplanktonem a jinými organismy. Vápník se používá pro různé strukturální a metabolické účely, například pro výrobu skořápek.

Cyklus vápníku je důležitý, protože umožňuje, aby byl tento prvek k dispozici v různých fázích a plnil různé funkce. Tím, že je součástí struktury živých organismů, podílí se na tvorbě suchozemského reliéfu, reguluje pH půd a vod a slouží jako surovina pro lidský průmysl.

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
    • 1.1 - Vápník
    • 1.2 - Váš cyklus
  • 2 fáze cyklu vápníku
    • 2.1 - Geologická fáze
    • 2.2 - Hydrologický stupeň
    • 2.3 - Biologické stádium
  • 3 Důležitost
    • 3.1 - Základní prvek pro život
    • 3.2 - Potraviny a zdraví
    • 3.3 - Perly
    • 3.4 - Průmyslová surovina
    • 3.5 - Regulace pH půdy
    • 3.6 - Vápenatá voda nebo tvrdá voda
    • 3.7 - Vápnité jeskyně a zvodnělé vrstvy
  • 4 Odkazy

Obecná charakteristika

- Vápník

Vápník (Ca) je měkký kov alkalických zemin s atomovým číslem 20 a atomovou hmotností 40,078, jehož běžný stav je pevný. Vytváří oxidy, které působí jako silné zásady a při kontaktu s kyselinami prudce reagují.

- Váš cyklus

Vápník plní biogeochemický cyklus sedimentárního typu, protože mu chybí plynná fáze a největší zásoby jsou v litosféře. Úzce souvisí s cykly uhlíku, vody a fosforu.

Skalní eroze

Cyklus se vyvíjí ze zvětrávání a eroze vápenitých hornin, které uvolňují vápník, který je uložen v půdě. Podobně jej lze nést rozpuštěný ve odtokové vodě do řek, jezer a oceánů..

Při kontaktu dešťové vody s atmosférickým CO2 vytváří H2CO3, který rozpouští vápenec a uvolňuje Ca2 + a HCO3-. Na druhé straně CO2 přenášený dešťovou vodou transformuje nerozpustný uhličitan na rozpustný hydrogenuhličitan..

Absorpce a použití živými bytostmi

Vápník (Ca2 +) v půdě je absorbován rostlinami a ve vodních útvarech vodními organismy. V těle plní vápník různé metabolické funkce, a když organismy zemřou, vrací se do fyzického prostředí odnášeného odtokovou vodou do řek, jezer a oceánů..

Skalní formace

Kostry zvířat (vnitřní a vnější nebo skořápky) jsou uloženy na mořském dně jako součást sedimentů. Vrstvy sedimentu jsou pokryty a zhutněny po miliony let za vzniku vápenitých hornin..

Vápenaté kameny. Zdroj: Ferdous / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Pozdější diastrofické procesy (zlomy a pohyby zemské kůry nahoru) vystavují horniny na povrchu. Tímto způsobem je cyklus uzavřen, protože horniny opět zvětrávají (působení klimatických prvků) a jsou zvětralé a erodované.

Fáze cyklu vápníku

Fáze, kterými prochází vápník v cyklu skladování a oběhu, jsou určeny kompartmenty, ve kterých tyto procesy probíhají. Jsou to kůra a část zemského pláště (litosféra), vodní útvary (hydrosféra) a živé organismy.

- Geologická fáze

V geologickém stádiu, rozděleném do kůry a pláště, se nachází největší množství vápníku. Vápník je pátým nejhojnějším prvkem v litosféře a tvoří 3,5% zemské kůry.

Zjistilo se, že tvoří součást hornin, jako je vápenec, dolomit, slín a mramor, zatímco vápenec a dolomity tvoří obrovská pohoří po celé planetě. Stejným způsobem je součástí dalších přírodních sloučenin, jako je sádra a alabastr (síran vápenatý).

V minerální formě se získává jako uhličitan vápenatý (CaCO3) z kalcitu, dolomitu a jiných krystalických forem, jako je aragonit..

Vápenec

Jedná se o velmi hojný druh sedimentární horniny pocházející ze starodávných mořských nebo jezerních ložisek (jezer), složený z 99% uhličitanu vápenatého. Tyto horniny vytvářejí vodorovné vrstvy nebo se deformují diastrofickými pohyby a jejich zvětráváním vznikají neutrální až zásadité půdy (pH 7 nebo vyšší), bohaté na vápník..

Dolomit

Skládá se ze sedimentární horniny vytvořené v mělkých mořských ložiscích chemickou substituční reakcí. V tomto případě se hořčík účastní minerální konformace, tvoří dolomit nebo uhličitan hořečnato-vápenatý (CaMg (CO3) 2).

Margas

Jsou to sedimentární horniny tvořené 1/3 až 2/3 uhličitanu vápenatého a zbytkem jílů. Tyto horniny přetrvávají v suchých oblastech, protože jsou velmi náchylné k vodní erozi..

Mramor

Pokud jsou vápencové horniny vystaveny vysokým teplotám a tlakům v hlubokých vrstvách zemské kůry, vzniká mramor. Jedná se o velmi kompaktní metamorfovanou horninu s vysokým stupněm krystalizace.

- Hydrologické stádium

Vápník se rozpouští v řekách, jezerech a oceánech jako chlorid vápenatý (nejhojnější iont v tomto médiu) a uhličitan vápenatý. V oceánech je uhličitan vápenatý (CaCO3) stabilní v hloubkách menších než 4 500 m.

Vápník v tomto médiu se nachází v živých organismech a ve vápencových usazeninách na mořském dně. Toto je limit hloubky kompenzace uhličitanu, po kterém se CaCO3 rozpouští a netvoří vápencové usazeniny..

- Biologické stádium

Pohyb vápníku z půdy do kořenů. Od xylemu po listy rostliny. Dhagerty / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

V této fázi dosáhne cyklus vápníku svého největšího oběhu, který je životně důležitý pro živé bytosti, protože jako iont Ca2 + je součástí výměnných mechanismů buněčných membrán. Na druhou stranu je to základní složka kostí, zubů, vaječných skořápek a skořápek..

Vápníkové skořápky v mlžech. Zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bivalvia.jpg

Tímto způsobem vápník cirkuluje v biosféře a když organismy zemřou, vrací se do sedimentů a v průběhu času vytváří nové horniny..

Lidská bytost

Vynikajícím prvkem biologického stádia cyklu vápníku je role člověka při používání tohoto prvku jako suroviny. Tento prvek je extrahován, přepravován a používán ve velkém množství různými způsoby.

V povrchových dolech se vápenec extrahuje, aby se použil jako konstrukční prvek nebo se rozdrtil a použil jako průmyslová surovina. Také skořápky jsou rozemlety na přípravu hnojiv a dalších produktů.

Skořápky Foraminifera a měkkýši

Skořápky těchto zvířat jsou vytvořeny z uhličitanu vápenatého, krystalizovaného jako kalcit nebo aragonit. Jedná se o dvě minerální formy stejného složení (CaCO3), které však krystalizují odlišně..

Měkkýši tvoří své ulity z tekuté formy vápníku vylučovaného specializovanými buňkami. Nejvnitřnější vrstvou pláště je perleť vytvořená z aragonitových krystalů smíchaných s konchiolinovým proteinem.

Důležitost

Cirkulace vápníku, která tvoří jeho charakteristický cyklus, je nezbytná pro zpřístupnění tohoto prvku živým bytostem. Díky procesům, které uvolňují vápník z hornin a zajišťují jeho cirkulaci, existuje život, jak ho známe.

- Základní prvek pro život

Vápník je nezbytný pro život, protože je strukturálním i metabolickým prvkem. Strukturálně je to základní součást konformace vnitřních i vnějších koster.

U kostnatých zvířat je vápník hlavní složkou kostí (vnitřní kostra), rovněž zubů. U foraminifera (protistů) a měkkýšů (hlemýžďů a mlžů) je hlavní složkou pro tvorbu vnějšího skeletu, tj. Skořápek.

Metabolismus

Vápník je transportní látka v buněčných membránách, takže hraje důležitou roli v metabolismu. V buněčných membránách existují vápníkové kanály, které umožňují pasivní vstup tohoto prvku do buněk.

Vápníkové kanály. Zdroj: Ulrich Förstermann - Elsevier GmbH / Veřejná doména

To reguluje vztah koncentrací vápníku mezi vnitřkem a vnějškem buňky a aktivuje různé metabolické procesy. Například tyto mechanismy jsou nezbytné pro fungování nervového a svalového systému, a proto hrají důležitou roli ve funkci srdce..

- Potraviny a zdraví

Z lidského hlediska umožňuje cyklus vápníku zpřístupnění tohoto prvku pro potraviny a lidské zdraví. Především je nezbytný při výrobě a přípravě mléčných potravin pro děti..

Podobně se jeho požití pro léčebné účely používá při léčbě nemocí s nedostatkem vápníku, jako je osteoporóza. Toto onemocnění oslabující kost je obzvláště závažné u starších lidí, zejména u žen..

- Perly

Když cizí těleso napadne ústřici, pokryje ji perleti a vytvoří se tak perla. Perly dosahují vysokých hodnot na trhu šperků po celém světě.

- Průmyslová surovina

Vápenec se průmyslově používá k různým účelům, například k výrobě cementu. Tyto kameny se díky svému snadnému vyřezávání také používají přímo jako stavební materiál..

Kromě toho se vápník používá jako deoxidátor a redukční činidlo v různých procesech, zejména v metalurgickém průmyslu..

Limetka

Jako pálené vápno, nazývané také stavební vápno, se jedná o oxidy vápníku, které se používají jako pojivo a povlak ve stavebnictví. Stejným způsobem se používá při výrobě mýdla, papíru, skla, gumy a při činění kůže..

Podobně má různé použití v potravinářském průmyslu a při úpravě vody. Zatímco jako hašené vápno nebo hydroxid vápenatý se používá také v průmyslu a zemědělství..

- Regulace pH půdy

Obsah oxidů vápenatých v půdě ovlivňuje regulaci pH. V zemědělství se pálené vápno používá jako zemědělský dodatek ke snížení kyselosti půdy a také jako hnojivo.

- Vápenatá voda nebo tvrdá voda

Když voda cirkuluje v prostředí bohatém na vápník a hořčík, rozpouští soli těchto prvků a je známá jako vápenatá nebo tvrdá voda. Limit kvality vody je 120 mg CaCO3 / litr, nad kterou je voda považována za tvrdou.

Voda s vysokým obsahem vápníku může způsobovat zdravotní problémy, zejména s kardiovaskulárním systémem. Tvrdá voda navíc vytváří vápenaté usazeniny v potrubí, které brání cirkulaci..

- Vápenaté jeskyně a vodonosné vrstvy

U vápenitých hornin vodní eroze často tvoří podzemní jeskynní systémy se zajímavými vnitřními konfiguracemi. Mezi nimi vyniká tvorba stalaktitů a stalagmitů v důsledku usazenin uhličitanu vápenatého z netěsností na stropech těchto jeskyní..

Tyto vápnité systémy také plní funkci filtrování podzemní vody kvůli její pórovitosti a vytvářejí kolektory..

Reference

  1. Calow, P. (vyd.) (1998). Encyklopedie ekologie a environmentálního managementu.
  2. Christopher R. a Fielding, C.R. (1993). Přehled nedávného výzkumu fluviální sedimentologie. Sedimentární geologie.
  3. Margalef, R. (1974). Ekologie. Edice Omega.
  4. Miller, G. a TYLER, J.R. (1992). Ekologie a životní prostředí. Grupo Editorial Iberoamérica S.A. autor: C.V.
  5. Odum, E.P. a Warrett, G.W. (2006). Základy ekologie. Páté vydání. Thomson.

Zatím žádné komentáře