De calciumcyclus Het is de circulatie en opslag van dit element op aarde, dat levende wezens, de lithosfeer en de hydrosfeer omvat. Het is een sedimentaire biogeochemische cyclus waarin calcium circuleert als een zacht aardalkalimetaal, zonder gasvormig stadium..
Het stadium van de grootste circulatie van calcium is het biologische stadium, aangezien het wordt geconsumeerd door levende wezens en gebruikt in hun structuren en metabolisme. Als levende wezens eenmaal dood zijn, wordt calcium opnieuw in de fysieke omgeving opgenomen als onderdeel van de bodem en de zeebodem.
Er zijn uitgebreide afzettingen van schelpen en botten, vooral op de zeebodem en in de grote meren. Deze structuren vermengen zich met sedimenten en zijn gedurende miljoenen jaren bedekt met opeenvolgende lagen.
De onderste lagen van sedimenten worden blootgesteld aan hoge drukvormende sedimentaire gesteenten die vervolgens aan het oppervlak worden blootgesteld als gevolg van aardse geologische processen. Blootgestelde rotsen worden blootgesteld aan verwering en erosie, waardoor calcium vrijkomt dat in de grond wordt geïntegreerd of door water wordt weggespoeld..
In de bodem wordt het voornamelijk opgenomen door de wortels van planten en in de zee door fytoplankton en andere organismen. Calcium wordt gebruikt voor verschillende structurele en metabolische doeleinden, bijvoorbeeld voor het maken van schelpen.
De calciumcyclus is belangrijk omdat het ervoor zorgt dat dit element in verschillende stadia beschikbaar is en verschillende functies vervult. Als onderdeel van de structuur van levende organismen, neemt het dus deel aan de vorming van het terrestrische reliëf, reguleert het de pH van bodems en wateren en dient het als grondstof voor de menselijke industrie.
Artikel index
Calcium (Ca) is een aardalkalimetaal met atoomnummer 20 en atoommassa 40.078, waarvan de gewone toestand vast is. Vormt oxiden die werken als sterke basen en heftig reageren bij contact met zuren.
Calcium vervult een biogeochemische cyclus van het sedimentaire type, aangezien het geen gasfase heeft en de grootste reserves zich in de lithosfeer bevinden. Het is nauw verwant aan de koolstof-, water- en fosforcycli.
De cyclus ontstaat door de verwering en erosie van kalkhoudende gesteenten die het calcium vrijgeven dat zich in de bodem afzet. Evenzo kan het opgelost in afvoerwater naar rivieren, meren en oceanen worden vervoerd..
Wanneer regenwater in contact komt met atmosferische CO2, vormt het H2CO3 dat kalksteen oplost, waarbij Ca2 + en HCO3- vrijkomen. Aan de andere kant zet de CO2 die door het regenwater wordt meegevoerd het onoplosbare carbonaat om in oplosbaar bicarbonaat..
Calcium (Ca2 +) in de bodem wordt opgenomen door planten en in waterlichamen door waterorganismen. In het lichaam vervult calcium verschillende metabolische functies en wanneer organismen afsterven, keert het terug naar de fysieke omgeving, meegesleept door afgevoerd water naar rivieren, meren en oceanen..
Dierlijke skeletten (intern en extern of schelpen) worden op de zeebodem afgezet als onderdeel van de sedimenten. De sedimentlagen zijn gedurende miljoenen jaren bedekt en verdicht om kalkhoudende gesteenten te vormen..
Latere diastrofische processen (breuken en opwaartse bewegingen van de aardkorst) stellen de rotsen bloot aan de oppervlakte. Op deze manier wordt de kringloop gesloten, want de rotsen zijn weer verwering (werking van de klimaatelementen) en zijn verweerd en geërodeerd.
De stadia die calcium doorloopt in zijn opslag- en circulatiecyclus worden bepaald door de compartimenten waarin deze processen plaatsvinden. Dit zijn de korst en een deel van de aardmantel (lithosfeer), watermassa's (hydrosfeer) en levende organismen.
In het geologische stadium, gecompartimenteerd in de korst en de mantel, wordt hier de meeste calciumopslag gevonden. Calcium is het vijfde meest voorkomende element in de lithosfeer en vormt 3,5% van de aardkorst.
Het wordt gevonden als onderdeel van rotsen zoals kalksteen, dolomiet, mergel en marmer, terwijl kalksteen en dolomiet enorme bergketens vormen over de hele planeet. Op dezelfde manier maakt het deel uit van andere natuurlijke verbindingen zoals gips en albast (calciumsulfaat).
In minerale vorm wordt het verkregen als calciumcarbonaat (CaCO3) uit calciet, dolomiet en andere kristallijne vormen zoals aragoniet..
Het is een zeer overvloedig type sedimentair gesteente afkomstig van oude zee- of lacustriene afzettingen (meren), bestaande uit 99% calciumcarbonaat. Deze rotsen vormen horizontale lagen of vervormd door diastrofische bewegingen en hun verwering leidt tot neutrale tot basische bodems (pH 7 of hoger), rijk aan calcium..
Het bestaat uit een sedimentair gesteente dat is gevormd in ondiepe mariene afzettingen door een chemische substitutiereactie. In dit geval neemt magnesium deel aan de minerale conformatie en vormt het dolomiet of calciummagnesiumcarbonaat (CaMg (CO3) 2).
Het zijn afzettingsgesteenten gevormd door 1/3 tot 2/3 calciumcarbonaat en de rest van klei. Deze rotsen blijven bestaan in droge gebieden, omdat ze erg gevoelig zijn voor watererosie..
Als kalksteenrotsen worden blootgesteld aan hoge temperaturen en drukken in diepe lagen van de aardkorst, wordt marmer gevormd. Dit is een zeer compact metamorf gesteente met een hoge kristallisatiegraad.
Calcium wordt in rivieren, meren en oceanen opgelost als calciumchloride (het meest voorkomende ion in dit medium) en calciumcarbonaat. In de oceanen is calciumcarbonaat (CaCO3) stabiel op een diepte van minder dan 4.500 m.
Calcium in dit medium wordt aangetroffen in levende organismen en in kalksteenafzettingen op de zeebodem. Dit is de dieptelimiet van carbonaatcompensatie, waarna CaCO3 oplost en geen kalkafzettingen vormt..
In dit stadium bereikt de calciumcyclus zijn grootste circulatie en is van vitaal belang voor levende wezens omdat het als Ca2 + -ion deel uitmaakt van de uitwisselingsmechanismen van celmembranen. Aan de andere kant is het een essentieel bestanddeel van botten, tanden, eierschalen en schalen..
Op deze manier circuleert calcium in de biosfeer en wanneer organismen afsterven, keert het terug naar de sedimenten om na verloop van tijd nieuwe rotsen te vormen..
Een opvallend element van de biologische fase van de calciumcyclus is de rol van de mens bij het gebruik van dit element als grondstof. Dit element wordt op verschillende manieren in grote hoeveelheden gewonnen, getransporteerd en gebruikt.
In dagbouwmijnen wordt kalksteen gewonnen om het te gebruiken als constructie-element of om het te vermalen en te gebruiken als industriële grondstof. Ook worden de schelpen vermalen om meststoffen en andere producten voor te bereiden.
De schelpen van deze dieren zijn gevormd uit calciumcarbonaat, gekristalliseerd als calciet of aragoniet. Dit zijn twee minerale vormen met dezelfde samenstelling (CaCO3) maar die verschillend kristalliseren..
Weekdieren vormen hun schelp uit een vloeibare vorm van calcium die wordt uitgescheiden door gespecialiseerde cellen. De binnenste laag van de schaal is het parelmoer gevormd uit aragonietkristallen gemengd met het conchioline-eiwit.
De circulatie van calcium, dat zijn kenmerkende cyclus vormt, is essentieel om dit element beschikbaar te maken voor levende wezens. Dankzij de processen die calcium uit gesteenten vrijkomen en het laten circuleren, bestaat het leven zoals we het kennen.
Calcium is essentieel voor het leven, omdat het zowel een structureel als een metabolisch element is. Structureel is het een fundamenteel onderdeel van de conformatie van zowel interne als externe skeletten.
Bij benige dieren is calcium het hoofdbestanddeel van de botten (intern skelet), ook van de tanden. In foraminiferen (protisten) en weekdieren (slakken en tweekleppige dieren) is het het belangrijkste ingrediënt voor de vorming van het uitwendige skelet, dat wil zeggen de schelpen.
Calcium is een transportmiddel in celmembranen en speelt dus een belangrijke rol bij de stofwisseling. In celmembranen zijn er calciumkanalen die de passieve intrede van dit element in cellen mogelijk maken.
Dit reguleert de relatie van calciumconcentraties tussen de binnenkant en de buitenkant van de cel, waardoor verschillende metabolische processen worden geactiveerd. Deze mechanismen zijn bijvoorbeeld essentieel voor het functioneren van het zenuwstelsel en het spierstelsel en spelen daarom een relevante rol bij de hartfunctie..
Vanuit menselijk oogpunt maakt de calciumcyclus het mogelijk om dit element beschikbaar te maken voor voedsel en menselijke gezondheid. Het is vooral essentieel bij de productie en bereiding van zuivelproducten voor kinderen..
Evenzo wordt de inname ervan voor medicinale doeleinden gebruikt bij de behandeling van calciumgebrekziekten zoals osteoporose. Deze botverzwakkende ziekte is vooral ernstig bij oudere mensen, vooral bij vrouwen..
Wanneer een vreemd lichaam de oester binnendringt, bedekt het deze met parelmoer en zo wordt er een parel gevormd. Parels bereiken wereldwijd hoge waarden op de sieradenmarkt.
Kalksteen wordt industrieel gebruikt voor verschillende doeleinden, bijvoorbeeld voor het maken van cement. Deze stenen worden door hun gemakkelijke snijwerk ook direct als bouwmateriaal gebruikt..
Bovendien wordt calcium gebruikt als desoxidatiemiddel en reductiemiddel in verschillende processen, vooral in de metallurgische industrie..
Als ongebluste kalk, ook wel bouwkalk genoemd, zijn het calciumoxiden die in de bouw als bindmiddel en coating worden gebruikt. Op dezelfde manier wordt het gebruikt bij de vervaardiging van zeep, papier, glas, rubber en bij het looien van leer..
Evenzo heeft het verschillende toepassingen in de voedingsindustrie en bij waterbehandeling. Hoewel het als gebluste kalk of calciumhydroxide ook in de industrie en landbouw wordt gebruikt..
Het gehalte aan calciumoxiden in de bodem beïnvloedt de pH-regeling. In de landbouw wordt ongebluste kalk gebruikt als landbouwamendement om de zuurgraad van bodems te verminderen en ook als meststof.
Wanneer water circuleert in omgevingen die rijk zijn aan calcium en magnesium, lost het zouten van deze elementen op en staat bekend als kalkhoudend of hard water. De waterkwaliteitslimiet is 120 mg CaCO3 / liter, waarboven het water als hard wordt beschouwd.
Water met een hoog calciumgehalte kan gezondheidsproblemen veroorzaken, vooral met betrekking tot het cardiovasculaire systeem. Bovendien zorgt hard water voor kalkaanslag in de leidingen die de circulatie belemmeren..
In kalkhoudende gesteenten vormt watererosie vaak ondergrondse grottenstelsels met interessante interne configuraties. Onder deze valt de vorming van stalactieten en stalagmieten op, vanwege de calciumcarbonaatafzettingen van de lekken op de plafonds van deze grotten..
Deze kalkhoudende systemen vervullen ook de functie van het filteren van het grondwater vanwege de porositeit, waardoor watervoerende lagen worden gevormd..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.