De sedimentaire cycli Ze verwijzen naar de reeks stadia waardoor bepaalde minerale elementen die in de aardkorst aanwezig zijn, passeren. Deze fasen omvatten een reeks transformaties die een cirkelvormige tijdreeks vormen die zich gedurende lange perioden herhaalt..
Dit zijn biogeochemische cycli waarin de opslag van het element voornamelijk plaatsvindt in de aardkorst. Onder de minerale elementen die onderhevig zijn aan sedimentaire cycli, zijn zwavel, calcium, kalium, fosfor en zware metalen.
De cyclus begint met het blootleggen van rotsen die deze elementen bevatten van diep in de korst naar of nabij het oppervlak. Vervolgens worden deze gesteenten onderworpen aan verwering en ondergaan ze erosieprocessen als gevolg van de werking van atmosferische, hydrologische en biologische factoren..
Het geërodeerde materiaal wordt door water, zwaartekracht of wind getransporteerd naar latere sedimentatie of afzetting van het minerale materiaal op het substraat. Deze sedimentlagen hopen zich gedurende miljoenen jaren op en ondergaan verdichtings- en cementeringsprocessen..
Op deze manier vindt de lithificatie van de sedimenten plaats, dat wil zeggen hun transformatie tot vast gesteente op grote diepten. Daarnaast treedt in de tussenliggende fasen van de sedimentaire cycli ook een biologische fase op die bestaat uit solubilisatie en opname door levende organismen..
Afhankelijk van het mineraal en de omstandigheden kunnen ze worden opgenomen door planten, bacteriën of dieren, die naar de trofische netwerken gaan. Dan worden de mineralen uitgescheiden of vrijgegeven door de dood van het organisme.
Artikel index
Sedimentaire cycli vormen een van de drie soorten biogeochemische cycli en worden gekenmerkt doordat de belangrijkste opslagmatrix de lithosfeer is. Deze cycli hebben hun eigen studierichting, genaamd sedimentologie.
Sedimentaire cycli worden gekenmerkt doordat de tijd die nodig is om de verschillende fasen te voltooien erg lang is, zelfs gemeten in miljoenen jaren. Dit komt doordat deze mineralen lange tijd op grote diepten in de aardkorst in gesteenten ingebed blijven..
Het is belangrijk om niet uit het oog te verliezen dat het geen cyclus is waarvan de fasen een strikte volgorde volgen. Sommige fasen kunnen tijdens het proces meerdere keren worden uitgewisseld of gepresenteerd.
De rotsen die op bepaalde diepten in de aardkorst zijn gevormd, worden onderworpen aan verschillende diastrofische processen (breuken, plooien en verhogingen) die ze uiteindelijk naar of nabij het oppervlak brengen. Op deze manier worden ze blootgesteld aan de werking van omgevingsfactoren, of deze nu edafisch, atmosferisch, hydrologisch of biologisch zijn..
Diastrofisme is het product van convectiebewegingen van de aardmantel. Deze bewegingen genereren ook vulkanische verschijnselen die rotsen dramatischer blootleggen..
Zodra het gesteente is blootgesteld, ondergaat het verwering (ontbinding van het gesteente in kleinere fragmenten), met of zonder veranderingen in chemische of mineralogische samenstelling. Verwering is een sleutelfactor bij bodemvorming en kan fysisch, chemisch of biologisch zijn.
In dit geval veranderen de factoren die ervoor zorgen dat het gesteente breekt de chemische samenstelling niet, alleen fysieke variabelen zoals volume, dichtheid en grootte. Dit wordt veroorzaakt door verschillende fysische agentia zoals druk en temperatuur. In het eerste geval zijn zowel het loslaten van de druk als het uitoefenen ervan de oorzaak van rotsbreuken..
Als stenen bijvoorbeeld diep uit de korst komen, laten ze de druk los, zetten ze uit en barsten ze. Aan de andere kant oefenen de zouten die zich ophopen in de scheuren ook druk uit bij het herkristalliseren, waardoor de breuken dieper worden..
Bovendien veroorzaken dagelijkse of seizoensgebonden temperatuurschommelingen cycli van uitzetting en samentrekking die uiteindelijk de rotsen breken..
Dit verandert de chemische samenstelling van de gesteenten in het desintegratieproces omdat chemische agentia werken. Tot deze chemische middelen behoren zuurstof, waterdamp en kooldioxide.
Ze veroorzaken verschillende chemische reacties die de cohesie van het gesteente beïnvloeden en transformeren, waaronder oxidatie, hydratatie, carbonatatie en ontbinding..
Biologische agentia werken door een combinatie van fysische en chemische factoren, waaronder druk, wrijving en andere onder de eerste. Terwijl als chemische agentia de afscheidingen zijn van zuren, logen en andere stoffen.
Planten zijn bijvoorbeeld zeer effectieve verweringsmiddelen, die rotsen met hun wortels breken. Dit dankzij zowel de fysieke actie van radicale groei als de afscheidingen die ze uitstoten.
Erosie werkt zowel rechtstreeks op de rots als op de producten van verwering, inclusief de gevormde grond. Aan de andere kant gaat het om het transport van het geërodeerde materiaal, waarbij hetzelfde erosiemiddel het transportmiddel is en zowel wind als water kan zijn.
Erosie door zwaartekracht wordt ook opgemerkt wanneer materiaalverplaatsing en slijtage optreden op steile hellingen. Bij het erosieproces wordt het materiaal gefragmenteerd in nog kleinere mineraaldeeltjes, die vatbaar zijn voor transport over grote afstanden..
De eroderende werking van de wind wordt zowel uitgeoefend door weerstand als door de slijtage die op zijn beurt de deeltjes uitoefent die op andere oppervlakken worden gesleept.
Watererosie werkt zowel door de fysische werking van de impact van regenwater of oppervlaktestromingen als door chemische inwerking. Een extreem voorbeeld van het eroderende effect van neerslag is zure regen, vooral op kalkhoudend gesteente..
Minerale deeltjes worden door middelen als water, wind of zwaartekracht over grote afstanden getransporteerd. Het is belangrijk om er rekening mee te houden dat elk vervoermiddel een gedefinieerd laadvermogen heeft, in termen van grootte en hoeveelheid deeltjes..
Door de zwaartekracht kunnen zelfs grote, zelfs licht verweerde rotsen bewegen, terwijl de wind zeer kleine deeltjes met zich meedraagt. Bovendien bepaalt het medium de afstand, aangezien de zwaartekracht grote stenen over korte afstanden transporteert, terwijl de wind kleine deeltjes over enorme afstanden verplaatst..
Water kan op zijn beurt een breed scala aan deeltjesgroottes transporteren, inclusief grote stenen. Dit middel kan de deeltjes over korte of extreem lange afstanden vervoeren, afhankelijk van het debiet..
Het bestaat uit het afzetten van het getransporteerde materiaal, als gevolg van een afname van de snelheid van het transportmiddel en de zwaartekracht. In die zin kan fluviatiele, getijden- of seismische sedimentatie optreden.
Omdat het reliëf van de aarde bestaat uit een helling die van de hoogste hoogten naar de zeebodem gaat, vindt hier de grootste sedimentatie plaats. Naarmate de tijd verstrijkt, bouwen sedimentlagen zich op elkaar op..
Als de verwering van het rotsachtige materiaal eenmaal is opgetreden, is het mogelijk dat de vrijgekomen mineralen oplossen en door levende wezens worden opgenomen. Deze opname kan worden uitgevoerd door planten, bacteriën of zelfs rechtstreeks door dieren..
Planten worden geconsumeerd door herbivoren en deze door carnivoren, en allemaal door ontbindende stoffen, waarbij de mineralen onderdeel worden van trofische netwerken. Evenzo zijn er bacteriën en schimmels die mineralen direct opnemen en zelfs dieren, zoals ara's die klei consumeren..
De cyclus wordt voltooid met de lithificatiefase, dat wil zeggen met de vorming van nieuw gesteente. Dit gebeurt wanneer de mineralen sedimenteren en opeenvolgende lagen vormen die zich ophopen en een enorme druk uitoefenen..
De lagen dieper in de korst worden verdicht en gecementeerd tot massief gesteente en deze lagen zullen opnieuw aan diastrofische processen worden onderworpen.
Product van de druk die wordt uitgeoefend door de sedimentlagen die zich opstapelen in de opeenvolgende sedimentatiefasen, de onderste lagen worden verdicht. Dit houdt in dat de poriën of ruimtes die bestaan tussen de sedimentdeeltjes worden verkleind of verdwijnen.
Dit proces bestaat uit het afzetten van cementachtige stoffen tussen de deeltjes. Deze stoffen, zoals calciet, oxiden, silica en andere, kristalliseren en cementeren het materiaal tot vast gesteente..
Zwavel is een essentieel bestanddeel van bepaalde aminozuren zoals cystine en methionine, evenals vitamines zoals thiamine en biotine. De sedimentaire cyclus omvat een gasfase.
Dit mineraal komt in de cyclus door de verwering van gesteenten (leien en ander sedimentair gesteente), afbraak van organisch materiaal, vulkanische activiteit en industriële bijdragen. Mijnbouw, oliewinning en het verbranden van fossiele brandstoffen zijn ook bronnen van zwavel in de kringloop..
De vormen van zwavel zijn in deze gevallen sulfaten (SO4) en waterstofsulfide (H2S); sulfaten zijn zowel in de bodem als opgelost in water. Sulfaten worden geabsorbeerd en geassimileerd door planten via hun wortels en komen terecht in de trofische netwerken.
Wanneer organismen afsterven, werken bacteriën, schimmels en andere ontbindende stoffen, waarbij zwavel vrijkomt in de vorm van waterstofsulfidegas dat in de atmosfeer terechtkomt. Waterstofsulfide wordt snel geoxideerd door het te mengen met zuurstof, waarbij sulfaten worden gevormd die naar de grond neerslaan..
Anaërobe bacteriën werken in moerasslib en in de afbraak van organisch materiaal in het algemeen. Deze verwerken SO4 en genereren gasvormig H2S dat in de atmosfeer vrijkomt.
Het wordt gevormd door precursoren zoals H2S, die door de industrie, zwavelbacteriën en vulkaanuitbarstingen in de atmosfeer worden uitgestoten. Deze voorlopers reageren met waterdamp en vormen SO4, dat vervolgens neerslaat.
Calcium wordt aangetroffen in sedimentair gesteente dat is gevormd op zee- en meerbodems dankzij de bijdragen van organismen die zijn voorzien van kalkhoudende schelpen. Evenzo is er vrij geïoniseerd calcium in water, zoals in de oceanen op diepten van meer dan 4.500 m waar calciumcarbonaat is opgelost..
Calciumrijke gesteenten zoals onder andere kalksteen, dolomiet en fluoriet zijn verweerd en geven calcium af. Regenwater lost atmosferische CO2 op, wat resulteert in koolzuur dat het oplossen van kalksteengesteente vergemakkelijkt, waardoor HCO 3- en Ca 2 vrijkomen+.
Calcium in deze chemische vormen wordt door regenwater naar rivieren, meren en oceanen gevoerd. Dit is het meest voorkomende kation in de bodem van waaruit het wordt opgenomen door planten terwijl dieren het uit planten halen of direct oplossen in water..
Calcium is een essentieel onderdeel van schelpen, exoskeletten, botten en tanden, dus als het sterft, wordt het opnieuw in het milieu opgenomen. In het geval van oceanen en meren sedimenten op de bodem en de lithificatieprocessen vormen nieuwe kalkhoudende gesteenten..
Kalium is een fundamenteel element in het celmetabolisme, omdat het een belangrijke rol speelt bij osmotische regulatie en fotosynthese. Kalium maakt deel uit van de mineralen van de bodem en gesteenten, omdat het kleigronden zijn die rijk zijn aan dit mineraal.
Bij verweringsprocessen komen in water oplosbare kaliumionen vrij die kunnen worden opgenomen door plantenwortels. Mensen voegen ook kalium toe aan de bodem als onderdeel van gewasbemestingspraktijken..
Kalium wordt door de planten in de trofische netwerken verdeeld en keert vervolgens met de werking van de ontbinders terug naar de grond.
De belangrijkste reserves van fosfor bevinden zich in zeesediment, bodems, fosfaatrotsen en guano (uitwerpselen van zeevogels). De sedimentaire cyclus begint met fosfaatgesteenten die bij verwering en erodering fosfaten afgeven..
Evenzo nemen mensen extra hoeveelheden fosfor op in de bodem door meststoffen of meststoffen toe te passen. De fosforverbindingen worden samen met de rest van het sediment door de regen meegevoerd naar de waterstromingen en van daaruit naar de oceaan..
Deze verbindingen sedimenteren gedeeltelijk en een ander deel wordt opgenomen in mariene voedselwebben. Een van de kringlopen ontstaat wanneer fosfor opgelost in zeewater wordt geconsumeerd door fytoplankton, dit op zijn beurt door vissen..
De vissen worden vervolgens gegeten door zeevogels, wier uitwerpselen grote hoeveelheden fosfor (guano) bevatten. Guano wordt door mensen gebruikt als organische meststof om gewassen van fosfor te voorzien.
De fosfor die in het mariene sediment achterblijft, ondergaat lithificatieprocessen, waarbij nieuwe fosfaatgesteenten worden gevormd.
Onder de zware metalen bevinden zich enkele die essentiële levensfuncties vervullen, zoals ijzer, en andere die giftig kunnen worden, zoals kwik. Onder de zware metalen zijn er meer dan 50 elementen zoals arseen, molybdeen, nikkel, zink, koper en chroom.
Sommige, zoals ijzer, zijn er in overvloed, maar de meeste van deze elementen worden in relatief kleine hoeveelheden aangetroffen. Aan de andere kant kunnen ze zich in de biologische fase van hun sedimentaire cyclus ophopen in levende weefsels (bioaccumulatie)..
In dit geval, aangezien ze niet gemakkelijk te verwijderen zijn, neemt hun accumulatie toe langs de voedselketens, wat ernstige gezondheidsproblemen veroorzaakt..
Zware metalen zijn afkomstig van natuurlijke bronnen, vanwege rotsverwering en bodemerosie. Er zijn ook belangrijke antropische bijdragen door industriële emissies, verbranding van fossiele brandstoffen en elektronisch afval..
In het algemeen volgen zware metalen een sedimentaire cyclus die begint bij hun belangrijkste bron, de lithosfeer, en ze passeren door de atmosfeer, de hydrosfeer en de biosfeer. Door verweringsprocessen komen zware metalen vrij op de grond en van daaruit kunnen ze het water vervuilen of de atmosfeer binnendringen door door de wind geblazen stof..
Vulkanische activiteit draagt ook bij aan de uitstoot van zware metalen in de atmosfeer en regen voert ze van de lucht naar de grond en van daaruit naar de watermassa's. Tussenliggende bronnen vormen lussen in de cyclus vanwege de eerder genoemde menselijke activiteiten en het binnendringen van zware metalen in trofische netwerken..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.