SEDIMENTTISYKLIT: OMINAISUUDET, VAIHEET JA ESIMERKIT - MAANTIEDE - 2025

Kerrostunut jaksoa viittaavat joukko vaiheita, jotka kulkevat tiettyjen mineraali- alkuaineet maa: n kuori. Nämä vaiheet käsittävät muunnokset, jotka muodostavat pyöreän aikasarjan, joka toistetaan pitkiä aikoja.

Nämä ovat biogeokemiallisia syklejä, joissa elementin varastointi tapahtuu pääasiassa maankuoressa. Mineraalielementteihin, joihin kohdistuu sedimenttisyklejä, ovat rikki, kalsium, kalium, fosfori ja raskasmetallit.

Litologinen sykli. 1 = magma; 2 = kiteytyminen (kiven jäähdytys); 3 = tuntematon kivi; 4 = eroosio; 5 = sedimentaatio; 6 = sedimentit ja sedimenttikivet; 7 = tektoniikka ja muodonmuutos; 8 = metamorfinen kivi; 9 = fuusio. Lähde: Woudloper / Woodwalker

Jakso alkaa näiden elementtejä sisältävien kivien paljastumisella kuoren syvästä pintaan tai sen läheisyyteen. Sitten nämä kivet altistetaan säälle ja ne eroosioprosesseja aiheuttavat ilmakehän, hydrologisten ja biologisten tekijöiden vaikutuksesta.

Erodoitunut materiaali kuljetetaan veden, painovoiman tai tuulen avulla mineraalimateriaalin myöhempään sedimentoitumiseen tai laskeutumiseen alustaan. Nämä sedimenttikerrokset kertyvät miljoonien vuosien ajan ja käyvät läpi tiivistys- ja sementointiprosessit.

Tällä tavalla sedimenttien lithifioituminen tapahtuu, ts. Niiden muuttuminen takaisin kiinteäksi kallioksi suuressa syvyydessä. Lisäksi sedimenttisyklien välivaiheissa tapahtuu myös biologinen faasi, joka koostuu liukoisuudesta ja absorptiosta elävissä organismeissa.

Mineraalista ja olosuhteista riippuen kasvit, bakteerit tai eläimet voivat absorboida niitä troofisiin verkkoihin. Sitten mineraalit erittyvät tai vapautuvat organismin kuoleman myötä.

ominaisuudet

Sedimenttisyklit ovat yksi kolmesta biogeokemiallisen syklin tyypistä, ja niille on ominaista, koska päävarastomatriisi on litosfääri. Näillä syklillä on oma opintotiede, jota kutsutaan sedimentologiaksi.

Syklin aika

Sedimenttisykleille on ominaista, koska eri vaiheiden suorittamiseen kuluva aika on erittäin pitkä, jopa miljoonina vuosina mitattuna. Tämä johtuu siitä, että nämä mineraalit pysyvät kivien upotettuina pitkään suurissa syvyyksissä maankuoressa.

Sedimenttisyklien vaiheet

On tärkeää unohtaa, että kyse ei ole jaksosta, jonka vaiheet noudattavat tiukkaa järjestystä. Jotkut vaiheet voidaan vaihtaa tai esitellä useita kertoja koko prosessin ajan.

- Näyttely

Maakuoren tietyissä syvyyksissä muodostuviin kiviin kohdistuu erilaisia ​​diastrofisia prosesseja (murtumia, laskosia ja kohotuksia), jotka päätyvät ottamaan ne pinnalle tai sen lähelle. Tällä tavalla ne altistetaan ympäristötekijöiden vaikutuksille, olivatpa ne siis edafisia, ilmakehän, hydrologisia tai biologisia.

Diastrofismi on tulosta maan vaipan konvektioliikkeistä. Nämä liikkeet tuottavat myös tulivuorenilmiöitä, jotka paljastavat kivet dramaattisemmalla tavalla.

- Sää

Kun kivi on paljastunut, se läpäisee sään (kiven hajoaminen pienemmiksi fragmenteiksi) kemiallisessa tai mineralogisessa koostumuksessa tai ilman sitä. Säänkestävyys on avaintekijä maaperän muodostumisessa ja voi olla fysikaalinen, kemiallinen tai biologinen.

fyysinen

Tässä tapauksessa kivimurtumiset aiheuttavat tekijät eivät muuta sen kemiallista koostumusta, vaan vain fysikaaliset muuttujat, kuten tilavuus, tiheys ja koko. Tämän aiheuttavat erilaiset fysikaaliset tekijät, kuten paine ja lämpötila. Ensimmäisessä tapauksessa sekä paineen vapauttaminen että sen harjoittaminen ovat syitä kivien repeämiin.

Sään vaikutuksia vastaan. Lähde: Prince Roy, Taipei

Esimerkiksi kun kiviä esiintyy syvässä kuoressa, ne vapauttavat painetta, laajenevat ja halkeilevat. Halkeamiin kertyneet suolat puolestaan ​​kohdistavat painetta uudelleenkiteytyessä, syventäen murtumia.

Lisäksi päivittäiset tai vuodenaikojen lämpötilan vaihtelut aiheuttavat laajentumis- ja supistumissyklejä, jotka lopulta rikkovat kiviä.

Kemia

Tämä muuttaa kivien kemiallista koostumusta hajoamisprosessissa, koska kemialliset aineet toimivat. Näihin kemiallisiin tekijöihin kuuluvat happi, vesihöyry ja hiilidioksidi.

Ne aiheuttavat erilaisia ​​kemiallisia reaktioita, jotka vaikuttavat kallion koheesioon ja muuttavat sitä, mukaan lukien hapettuminen, nesteytys, hiilihapot ja liukeneminen.

biologinen

Biologiset aineet vaikuttavat fysikaalisten ja kemiallisten tekijöiden yhdistelmällä, mukaan lukien paine, kitka ja muut näiden joukossa. Kemiallisina aineina ovat happojen, emästen ja muiden aineiden eritteet.

Esimerkiksi kasvit ovat erittäin tehokkaita sääolosuhteita, hajottaen kiviä juurineen. Tämä johtuu sekä radikaalin kasvun fyysisestä vaikutuksesta että niiden erittymistä eritteistä.

- Eroosio

Eroosio vaikuttaa sekä suoraan kallioon että säänkestäviin tuotteisiin, mukaan lukien muodostunut maaperä. Toisaalta siihen sisältyy erodoituneen materiaalin kuljetus, sama erodoiva aine on kuljetusväline ja voi olla sekä tuuli että vesi.

Eroosiota. Lähde: Carl Wycoff

Painovoimaeroosio havaitaan myös, kun materiaalin siirtymä ja kuluminen tapahtuvat jyrkillä rinteillä. Eroosioprosessissa materiaali hajotetaan vielä pienemmiksi mineraalipartikkeleiksi, jotka ovat alttiita kuljettamaan pitkiä matkoja.

Tuuli

Tuulen eroosiovaikutus tapahtuu sekä vetämällä että kulumalla, mikä puolestaan ​​kohdistaa kiinni hiukkaset muille pinnoille.

vesi

Veden eroosio vaikuttaa sekä sadeveden tai pintavirtojen iskun fyysiseen vaikutukseen että kemialliseen vaikutukseen. Äärimmäinen esimerkki sademäärän eroosiovaikutuksesta on hapan sade, erityisesti kalkkipitoisiin kiviin.

- Kuljetus

Mineraalihiukkasia kuljettaa aineet, kuten vesi, tuuli tai painovoima pitkiä matkoja. On tärkeää ottaa huomioon, että kullakin kuljetusvälineellä on määritelty kuormitettavuus hiukkasten koon ja määrän suhteen.

Painovoiman vaikutuksesta jopa suuret, jopa hiukan säähavaiset kivet voivat liikkua, kun taas tuuli kantaa hyvin pieniä hiukkasia. Lisäksi ympäristö määrittää etäisyyden, koska painovoima kuljettaa suuria kiviä lyhyillä matkoilla, kun taas tuuli syrjäyttää pienet hiukkaset valtavien etäisyyksien päässä.

Vesi puolestaan ​​voi kuljettaa monenlaisia ​​hiukkaskokoja, mukaan lukien suuret kivet. Tämä aine voi kuljettaa hiukkasia lyhyillä tai erittäin pitkillä matkoilla virtausnopeudesta riippuen.

- Sedimentaatio ja kerääntyminen

Se koostuu kuljetetun materiaalin laskeutumisesta kuljetusvälineiden nopeuden ja painovoiman vähentymisen vuoksi. Tässä mielessä voi tapahtua juovaista, vuorovesi- tai seismisiä sedimentaatioita.

Sedimentaatio. Lähde: Calogerogalati

Koska maapallon helpotus koostuu kaltevuudesta, joka kulkee suurimmista korkeuksista merenpohjaan, tässä tapahtuu suurin sedimentaatio. Ajan myötä sedimenttikerrokset kerääntyvät päällekkäin.

- Liukeneminen, imeytyminen ja biologinen vapautuminen

Kun kivimateriaalin säänkestävyys on tapahtunut, vapautuneiden mineraalien liukeneminen ja niiden absorboiminen elävien olentojen on mahdollista. Tämän imeytymisen voivat suorittaa kasvit, bakteerit tai jopa suoraan eläimet.

Kasveja kuluttavat kasvissyöjät ja lihansyöjät ja kaikki hajottajat. Mineraaleista tulee osa troofisia verkkoja. Samoin on bakteereja ja sieniä, jotka imevät suoraan mineraaleja, ja jopa eläimiä, kuten makaa, joka kuluttaa savea.

- Lithification

Sykli saatetaan päätökseen litisation vaiheella, toisin sanoen uuden kivin muodostumisella. Näin tapahtuu, kun mineraalit laskeutuvat muodostaen peräkkäisiä kerroksia, jotka kertyvät aiheuttaen valtavaa paineita.

Kuoreen syvemmät kerrokset tiivistetään ja sementoidaan kiinteän kivin muodostamiseksi, ja nämä kerrokset altistetaan jälleen diastrofisille prosesseille.

Tiivistys

Seuraavissa sedimentaatiovaiheissa kasaantuvien sedimenttikerrosten aiheuttaman paineen tulo, alakerrokset tiivistyvät. Tämä tarkoittaa, että sedimenttihiukkasten väliset huokoset tai tilat vähenevät tai häviävät.

sementointi

Tämä prosessi koostuu sementtisten aineiden kerrostumisesta hiukkasten väliin. Nämä aineet, kuten kalsiitti, oksidit, piidioksidi ja muut, kiteytyvät ja sementoivat materiaalin kiinteään kiveen.

Esimerkkejä sedimenttisykleistä

- Sedimenttinen rikkisykli

Rikki on tärkeä osa tiettyjä aminohappoja, kuten kystiiniä ja metioniinia, samoin kuin vitamiineja, kuten tiamiinia ja biotiinia. Sen sedimenttisykli sisältää kaasufaasin.

Tämä mineraali siirtyy kiertoon kivien (liuskekivi ja muut sedimenttikivet) sään sään, orgaanisten aineiden hajoamisen, tulivuoren toiminnan ja teollisuuden vaikutuksesta johtuen. Myös kaivostoiminta, öljyn louhinta ja fossiilisten polttoaineiden polttaminen ovat rikin lähteitä syklissä.

Rikin muodot näissä tapauksissa ovat sulfaatit (SO4) ja rikkivety (H2S); sulfaatit ovat sekä maaperässä että liuenneet veteen. Kasvit absorboivat ja rinnastavat sulfaatit juuriensa kautta ja kulkeutuvat troofisiin verkkoihin.

Kun organismit kuolevat, bakteerit, sienet ja muut hajottajat toimivat vapauttaen rikkiä rikkivetykaasun muodossa, joka kulkee ilmakehään. Rikkivety hapettuu nopeasti sekoittamalla hapen kanssa muodostaen sulfaatteja, jotka saostuvat maahan.

Rikkibakteerit

Anaerobiset bakteerit vaikuttavat suolietteessä ja yleensä orgaanisen aineen hajoamisessa. Nämä prosessoivat S04: ää, jolloin muodostuu kaasumainen H2S, joka vapautuu ilmakehään.

Hapan sade

Se muodostuu sellaisten esiasteiden kuten H2S: n, joita teollisuus päästää ilmakehään, rikkibakteerien ja tulivuorenpurkausten takia. Nämä esiasteet reagoivat vesihöyryn kanssa ja muodostavat SO4: tä, joka sitten saostuu.

- Sedimenttinen kalsiumsykli

Kalsiumia löytyy merenpohjaan ja järvenpohjiin muodostuneista sedimenttikiveistä kalkkipitoisten kuorien sisältämien organismien vaikutuksesta. Samoin vedessä on vapaata ionisoitunutta kalsiumia, kuten yli 4500 m: n syvyyksissä olevilla valtamereillä, joissa kalsiumkarbonaatti liukenee.

Kalsiumirikkaat kivit, kuten kalkkikivi, dolomiitti ja fluoriitti, ovat säässä ja vapauttavat kalsiumia. Sadevesi liuottaa ilmakehän hiilidioksidia, jolloin muodostuu hiilihappoa, joka helpottaa kalkkikivirakkeen liukenemista, vapauttaen HCO 3– ja Ca 2+.

Näissä kemiallisissa muodoissa oleva kalsium kulkeutuu sadevesien kautta jokiin, järviin ja valtamereihin. Tämä on runsas kationi maaperässä, josta kasvit imevät sen, kun eläimet ottavat sen kasveista tai suoraan veteen liuotettuna.

Kalsium on olennainen osa kuoreja, eksoskelettejä, luita ja hampaita, joten kuollessaan se integroituu uudelleen ympäristöön. Valtamerten ja järvien tapauksessa sedimentit pohjassa ja lithification-prosessit muodostavat uusia kalkkipitoisia kiviä.

- Sedimenttinen kaliumjakso

Kalium on perustavanlaatuinen elementti solujen aineenvaihdunnassa, koska sillä on merkitystä osmoottisessa säätelyssä ja fotosynteesissä. Kalium on osa maaperän ja kivien mineraaleja, koska se on savimallia, joka sisältää runsaasti tätä mineraaalia.

Säänkestävät prosessit vapauttavat vesiliukoisia kaliumioneja, jotka kasvien juuret voivat absorboida. Ihmiset lisäävät myös kaliumia maaperään osana kasvien lannoituskäytäntöjä.

Vihannesten kautta kalium jakautuu troofisiin verkkoihin, ja sitten hajottajien vaikutuksella se palaa maaperään.

- Sedimenttinen fosforisykli

Tärkeimmät fosforivarastot ovat meren sedimentissä, maaperässä, fosfaattikiveissä ja guanossa (merilintujen uloste). Sen sedimenttisykli alkaa fosfaattikiveillä, jotka säätä ja eroosioituessaan vapauttavat fosfaatteja.

Samoin ihmiset sisällyttävät lisää määriä fosforia maaperään levittämällä lannoitteita tai lannoitteita. Fosforiyhdisteitä kuljettaa sade yhdessä muiden sedimenttien kanssa vesivirtoihin ja sieltä valtamereen.

Nämä yhdisteet osittain sedimentti ja toinen osa sisällytetään meriruokarainoihin. Yksi syklin silmukoista tapahtuu, kun kasviplanktoni kuluttaa meriveteen liuennettua fosforia, tämä puolestaan ​​kaloja.

Kalat kuluttavat sitten merilintujen, joiden eritteet sisältävät suuria määriä fosforia (guano). Ihmiset käyttävät guanoa orgaanisena lannoitteena fosforin tuottamiseksi viljelykasveille.

Meren sedimenttiin jäljellä oleva fosfori läpikäyntyy litiutumisprosesseja muodostaen uusia fosfaattikiviä.

- Raskasmetallien sedimenttisykli

Raskasmetalleihin kuuluvat sellaiset, jotka suorittavat elintärkeitä toimintoja, kuten rauta, ja muut, joista voi tulla myrkyllisiä, kuten elohopea. Raskasmetallien joukossa on yli 50 alkuainetta, kuten arseeni, molybdeeni, nikkeli, sinkki, kupari ja kromi.

Joitakin, kuten rautaa, on runsaasti, mutta suurin osa näistä alkuaineista löytyy suhteellisen pieninä määrinä. Toisaalta sedimenttisyklin biologisessa vaiheessa ne voivat kertyä eläviin kudoksiin (biokertyminen).

Koska niitä ei tässä tapauksessa ole helppo hävittää, niiden kertyminen kasvaa ravintoketjujen pitkin aiheuttaen vakavia terveysongelmia.

Lähteet

Raskasmetallit ovat peräisin luonnollisista lähteistä kivien sään ja maaperän eroosion takia. Teollisuuden päästöillä, fossiilisten polttoaineiden polttamisella ja elektronisilla jätteillä on myös tärkeätä antropologista vaikutusta.

Yleinen sedimenttisykli

Yleisesti ottaen, raskasmetallit seuraavat sedimenttisykliä, joka alkaa niiden päälähteestä, joka on litosfääri, ja ne kulkevat ilmakehän, hydrosfäärin ja biosfäärin läpi. Sääprosessit vapauttavat raskasmetalleja maahan ja sieltä ne voivat saastuttaa veden tai tunkeutua ilmakehään tuulen puhaltaman pölyn avulla.

Tulivuoren aktiivisuus myötävaikuttaa myös raskasmetallien päästöihin ilmakehään, ja sade kuljettaa ne ilmasta maahan ja tästä vesistöihin. Välituotteiden lähteet muodostavat kiertosilmukoita johtuen edellä mainitusta ihmisen toiminnasta ja raskasmetallien pääsystä ruokarainoihin.

Viitteet

1. Calow, P. (toim.) (1998). Ekologian ja ympäristöjohtamisen tietosanakirja.
2. Christopher R. ja Fielding, CR (1993). Katsaus viimeaikaiseen fluvial sedimentologian tutkimukseen. Sedimenttigeologia.
3. Margalef, R. (1974). Ekologia. Omega-lehdet.
4. Márquez, A., García, O., vanhempi, W., Martínez, G., González, A. ja Fermín. I. (2012). Raskasmetallit Orinoco-joen pinnan sedimenteissä, Venezuela. Tiedote Venezuelan meritieteellisestä instituutista.
5. Miller, G. ja TYLER, JR (1992). Ekologia ja ympäristö. Grupo Toimituksellinen Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, YV (2016). Tubificidien aiheuttamat raskasmetallien aiheuttamat kontaminaatiot Jarama-joen sedimenteissä ja sen bioassimlaatio (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Väitöskirja Biologisten tieteiden tiedekunta, Madridin Complutense-yliopisto.
7. Odum, EP ja Warrett, GW (2006). Ekologian perusteet. Viides painos. Thomson.