ÜLEDÉKES CIKLUSOK: JELLEMZŐK, SZAKASZOK ÉS PÉLDÁK - FÖLDRAJZ - 2026

Az üledékciklusok a földkéregben található bizonyos ásványi elemek áthaladásának szakaszaira vonatkoznak. Ezek a fázisok olyan átalakulások sorozatát tartalmazzák, amelyek egy kör alakú idősort alkotnak, amelyet hosszú ideig megismételnek.

Ezek olyan biogeokémiai ciklusok, amelyekben az elem tárolása elsősorban a földkéregben zajlik. Az üledékes ciklusoknak kitett ásványi elemek között vannak a kén, a kalcium, a kálium, a foszfor és a nehézfémek.

Litológiai ciklus. 1 = magma; 2 = kristályosítás (a kőzet lehűtése); 3 = magmás kőzet; 4 = erózió; 5 = ülepedés; 6 = üledékek és üledékes kőzetek; 7 = tektonika és metamorfizmus; 8 = metamorf kőzet; 9 = fúzió. Forrás: Woudloper / Woodwalker

A ciklus az ezeket az elemeket tartalmazó kőzeteknek a kéreg mélyén, a felület felé vagy annak közelében történő kitettségével kezdődik. Ezeket a kőzeteket időjárási viszonyoknak vetik alá, és eróziós folyamatokon megy keresztül a légköri, hidrológiai és biológiai tényezők hatása miatt.

Az erodált anyagot víz, gravitáció vagy szél továbbítja az ásványi anyag későbbi ülepedéséhez vagy lerakódásához az aljzaton. Ezek az üledékrétegek több millió év alatt felhalmozódnak, és tömörítési és cementálási folyamatokon mennek keresztül.

Ilyen módon az üledékek lithifikációja megtörténik, vagyis azok nagy mélységben szilárd kőzetekké alakulnak vissza. Az üledékciklusok köztes fázisaiban ezenkívül egy biológiai fázis is előfordul, amely oldódásból és élő szervezetek általi felszívódásból áll.

Az ásványtól és a körülményektől függően növények, baktériumok vagy állatok abszorbeálhatják őket, és továbbjutnak a trofikus hálózatokba. Ezután az ásványi anyagok kiválasztódnak vagy felszabadulnak a szervezet halálával.

jellemzők

Az üledékciklusok a biogeokémiai ciklusok három típusának egyikét képezik, és azért jellemzik, hogy a fő tárolási mátrix a litoszféra. Ezeknek a ciklusoknak megvan a saját tanulmányi tudománya, az úgynevezett szedimentológia.

Ciklusidő

Az ülepedési ciklusokat az jellemzi, hogy a különböző szakaszok befejezéséhez szükséges idő nagyon hosszú, akár millió évben is mérhető. Ennek oka az, hogy ezek az ásványok hosszú ideig a kőzetbe ágyazódnak, a földkéreg nagy mélységében.

Üledékes ciklusok szakaszai

Fontos, hogy ne felejtsük el, hogy ez nem egy ciklus, amelynek szakaszai szigorú sorrendet követnek. Néhány fázist felcserélhetünk vagy többször is bemutathatunk a folyamat során.

- Kiállítás

A földkéreg bizonyos mélységén képződött kőzetek különböző diasztrofikus folyamatoknak vannak kitéve (törések, ráncok és emelkedések), amelyek végül a felszínre vagy annak felszínéhez vezetik. Ilyen módon ki vannak téve a környezeti tényezők hatásának, legyenek akár edafikus, légköri, hidrológiai vagy biológiai.

A diasztrofizmus a Föld köpenyének konvekciós mozgásainak eredménye. Ezek a mozgások vulkáni jelenségeket generálnak, amelyek drámaibb módon fedik fel a sziklákat.

- Időjárás

Miután a szikla fel van téve, időjárási viszonyokon megy keresztül (a kőzet kisebb részekre bomlik) a kémiai vagy ásványtani összetétel megváltozásával vagy anélkül. Az időjárás az alapvető tényező a talaj képződésében, és lehet fizikai, kémiai vagy biológiai.

Fizikai

Ebben az esetben a kőzet megbontását okozó tényezők nem változtatják meg a kémiai összetételét, csak a fizikai változók, például a térfogat, sűrűség és méret. Ezt különböző fizikai tényezők, például nyomás és hőmérséklet okozzák. Az első esetben mind a nyomás felszabadítása, mind annak gyakorlása a sziklarepedések oka.

Időjárás. Forrás: Roy herceg, Tajpej

Például, amikor a kőzetek a kéreg mélyén jönnek ki, nyomást engednek, tágulnak és repednek. A repedésekben felhalmozódott sók szintén nyomást gyakorolnak a rekristályosodás és a törések elmélyítése során.

Ezenkívül a napi vagy szezonális hőmérsékleti ingadozások olyan tágulási és összehúzódási ciklusokat okoznak, amelyek a sziklákat megbontják.

Kémia

Ez megváltoztatja a kőzetek kémiai összetételét a szétesési folyamatban, mivel a kémiai ágensek hatnak. Ezek között a vegyi anyagok között szerepel az oxigén, a vízgőz és a széndioxid.

Különböző kémiai reakciókat okoznak, amelyek befolyásolják a kőzet kohézióját és átalakítják azt, beleértve az oxidációt, hidratációt, karbonizációt és oldódást.

Biológiai

A biológiai ágensek fizikai és kémiai tényezők kombinációjával hatnak, ideértve a nyomást, a súrlódást és az előbbiek közül másokat. Miközben kémiai ágensek a savak, lúgok és más anyagok váladékai.

Például a növények nagyon hatékony időjárási tényezők, amelyek gyökereikkel szétbontják a sziklákat. Ez mind a radikális növekedés fizikai hatásának, mind az általuk kibocsátott szekréciónak köszönhető.

- Erózió

Az erózió közvetlenül hat a kőzetre és az időjárási hatásokra, ideértve a kialakult talajt is. Másrészt ez magában foglalja az erodált anyag szállítását, ugyanaz az erodálószer a szállítóeszköz, és szél és víz is lehet.

Erózió. Forrás: Carl Wycoff

A gravitációs eróziót akkor is megfigyeljük, ha az anyag elmozdulása és kopása meredek lejtőkön történik. Az eróziós folyamat során az anyag még kisebb ásványi részecskékké fragmentálódik, amelyek hajlamosak a nagy távolságokon történő szállításra.

Szél

A szél eróziós hatását mind a húzás, mind a kopás befolyásolja, ami viszont a bevont részecskéket más felületekre gyakorolja.

Víz

A vízerózió mind az esővíz vagy a felszíni áramok hatásának fizikai, mind pedig kémiai hatása révén hat. A csapadék eróziós hatásának szélsőséges példája a savas eső, különösen a meszes kőzetekre.

- Szállítás

Az ásványi részecskéket olyan anyagok, mint víz, szél vagy gravitáció szállítják nagy távolságokon. Fontos figyelembe venni, hogy az egyes szállítóeszközök meghatározott méretű teherbírással rendelkeznek, tekintettel a részecskék méretére és mennyiségére.

Gravitáció hatására akár a nagy, akár kissé viharvert kőzetek is mozoghatnak, míg a szél nagyon kicsi részecskéket hordoz. Ezenkívül a környezet határozza meg a távolságot, mivel a gravitáció nagy távolságokon szállítja a nagy sziklákat, míg a szél hatalmas távolságon keresztül kiszorítja a kis részecskéket.

A víz maga a részecskék széles skáláját képes szállítani, beleértve a nagy sziklákat is. Ez az anyag az áramlási sebességtől függően rövid vagy rendkívül hosszú távolságra képes szállítani a részecskéket.

- ülepítés és felhalmozás

A szállított anyag lerakódásából áll, a szállítóeszköz sebességének és a gravitációnak a csökkenése miatt. Ebben az értelemben folyékony, árapályos vagy szeizmikus ülepedés léphet fel.

Ülepedés. Forrás: Calogerogalati

Mivel a Föld dombormű egy olyan gradienst tartalmaz, amely a maximális magasságtól a tengerfenékig megy, itt történik a legnagyobb ülepedés. Az idő múlásával az üledékrétegek felépülnek a másikra.

- Oldódás, felszívódás és biológiai felszabadulás

Miután a sziklás anyag melegszik, a felszabadult ásványok feloldódnak és élőlények felszívódhatnak. Ezt az abszorpciót növények, baktériumok vagy akár közvetlenül az állatok is végrehajthatják.

A növényeket növényevők fogyasztják, ezeket pedig húsevők, és mindegyik bomló fél, és az ásványi anyagok a trofikus hálózatok részévé válnak. Hasonlóképpen vannak olyan baktériumok és gombák, amelyek közvetlenül felszívják az ásványi anyagokat, sőt az állatokat is, például arakat, amelyek agyagot fogyasztják.

- Litifikáció

A ciklus befejeződik a lítiumfázissal, azaz új kőzet kialakulásával. Ez akkor fordul elő, amikor az ásványok elrendeződnek egymást követő rétegek formájában, amelyek óriási nyomást gyakorolnak a felhalmozódásra.

A kéreg mélyebb rétegeit tömörítik és cementálják, szilárd kőzetet képezve, és ezeket a rétegeket ismét diastrofikus folyamatoknak vetik alá.

Tömörítő

Az egymást követő ülepedési fázisokban felhalmozódó üledékrétegek nyomásának szorzata, az alsó rétegek tömörülnek. Ez azt jelenti, hogy az üledék részecskék között lévõ pórusok vagy terek csökkennek vagy eltűnnek.

cementelés

Ez a folyamat a cementtartalmú anyagok lerakódásából áll a részecskék között. Ezek az anyagok, például a kalcit, oxidok, szilícium-dioxid és más kristályosodnak és cementálják az anyagot szilárd kőzetekbe.

Példák az üledékes ciklusokra

- Üledékes kén ciklus

A kén bizonyos aminosavak, például cisztin és metionin, valamint olyan vitaminok, mint a tiamin és biotin nélkülözhetetlen alkotóeleme. Üledékes ciklusa tartalmaz egy gázfázist.

Ez az ásványi anyag belép a körbe a kőzetek (pala és más üledékes kőzetek) időjárása, a szerves anyag bomlása, a vulkanikus aktivitás és az ipari hozzájárulás miatt. A bányászat, az olajkivonás és a fosszilis tüzelőanyagok égetése is a kén forrása a ciklusban.

A kén formái ezekben az esetekben a szulfátok (SO4) és a hidrogén-szulfid (H2S); a szulfátok mind a talajban, mind a vízben oldódnak. A szulfátokat a növények abszorbeálják és asszimilálják a gyökereken keresztül, és átjutnak a trofikus hálózatokba.

Amikor az organizmusok meghalnak, baktériumok, gombák és más bomlók hatnak, és kén formájában szabadulnak fel a hidrogén-szulfid gáz formájában, amely átkerül a légkörbe. A hidrogén-szulfid gyorsan oxidálódik oxigénnel való keveredéssel, így szulfátok képződnek, amelyek a talajhoz csapadnak ki.

Kén baktériumok

Az anaerob baktériumok a mocsáriszapban és általában a szerves anyagok lebontásában hatnak. Ezek az SO4 folyamat gáznemű H2S-t generálnak, amely a légkörbe kerül.

Savas eső

Olyan prekurzorok, mint például a H2S, képződik az ipar, a kénbaktériumok és a vulkánkitörések által a légkörbe. Ezek a prekurzorok vízgőzzel reagálnak, és SO4-t képeznek, amely ezután kicsapódik.

- Üledékes kalciumciklus

A kalcium megtalálható a tengerfenéken és a tómedencékben képződött üledékes kőzetekben, köszönhetően a meszes kagylóval ellátott organizmusok hozzájárulásának. Hasonlóképpen van szabad ionizált kalcium a vízben, mint az óceánokban 4500 m-nél nagyobb mélységben, ahol a kalcium-karbonát feloldódik.

A kalciumban gazdag kőzetek, mint például a mészkő, a dolomit és a fluorit, viharvertek és felszabadítják a kalciumot. Az esővíz feloldja a légköri CO2-t, és így szénsavat eredményez, amely megkönnyíti a mészkő kőzet feloldódását, felszabadítva a HCO 3– és Ca 2+ -ot.

Az ilyen kémiai formában lévő kalciumot az esővíz folyókba, tavakba és óceánokba szállítja. Ez a talajban a leggyakoribb kation, amelyből a növények felszívják, míg az állatok növényből veszik, vagy közvetlenül vízben oldják.

A kalcium a héj, az exoskeleton, a csontok és a fogak nélkülözhetetlen része, tehát ha elhal, visszatelepül a környezetbe. Óceánok és tavak esetében az alján üledékek és a lithifikációs folyamatok új meszes kőzeteket képeznek.

- Üledékes káliumciklus

A kálium alapvető elem a sejtek metabolizmusában, mivel releváns szerepet játszik az ozmotikus szabályozásban és a fotoszintézisben. A kálium a talajban és a kőzetekben található ásványok része, mivel ebben az ásványban gazdag agyagtalajok.

Az időjárási folyamatok vízoldható káliumionokat szabadítanak fel, amelyeket a növényi gyökerek felszívhatnak. Az emberek káliumot adnak a talajhoz a növényi megtermékenyítés részeként.

A zöldségek révén a kálium eloszlik a trofikus hálózatokban, majd a bomlók hatására visszatér a talajba.

- Üledékes foszfor ciklus

A fő foszfortartalékok a tengeri üledékben, a talajban, a foszfátkövekben és a guano-ban (tengeri madarak ürülékében) találhatók. Üledékes ciklusa foszfátkövekkel kezdődik, amelyek időjárási és eróziós körülmények között felszabadítják a foszfátokat.

Hasonlóképpen, az emberek további mennyiségű foszfort vezetnek be a talajba műtrágyák vagy műtrágyák alkalmazásával. Az eső a foszforvegyületeket a többi üledékkel együtt a vízáramok felé, az onnan az óceán felé továbbítja.

Ezek a vegyületek részben üledék és egy másik rész beépülnek a tengeri élelmezési hálóba. A ciklus egyik hurokja akkor fordul elő, amikor a fitoplankton, a hal viszont a tengervízben feloldott foszfort fogyasztja.

A halakat ezután tengeri madarak fogyasztják, amelyek ürülékei nagy mennyiségben tartalmaznak foszfort (guano). Az emberek a guanót szerves műtrágyaként használják foszfor biztosítására a növények számára.

A tengeri üledékben maradó foszfor lítium-folyamatokon megy keresztül, új foszfátköveket képezve.

- Nehézfémek üledékciklusa

A nehézfémek között szerepelnek olyanok, amelyek életében alapvető funkciókat látnak el, mint például a vas, és mások, amelyek mérgezővé válhatnak, például a higany. A nehézfémek között több mint 50 elem található, mint például arzén, molibdén, nikkel, cink, réz és króm.

Egyesek, például a vas, bőségesen vannak, de ezeknek az elemeknek a többsége viszonylag kis mennyiségben található meg. Másrészt, üledékciklusuk biológiai fázisában felhalmozódhatnak az élő szövetekben (bioakkumuláció).

Ebben az esetben, mivel ezeket nem könnyű megsemmisíteni, felhalmozódásuk növekszik az élelmiszerláncok mentén, súlyos egészségügyi problémákat okozva.

források

A nehézfémek természetes forrásokból származnak, a szikla időjárása és a talaj eróziója miatt. Az ipari kibocsátások, a fosszilis tüzelőanyagok és az elektronikus hulladékok égetése révén jelentős antropikus hozzájárulások is vannak.

Általános üledékes ciklus

Általánosságban elmondható, hogy a nehézfémek egy üledékes ciklust követnek, amelynek fő forrása a litoszféra, és a légkörben, a hidroszférában és a bioszférában halad keresztül. Az időjárási folyamatok nehézfémeket bocsátanak a talajba, és onnan szennyezik a vizet vagy behatolhatnak a légkörbe a szél által fújt por révén.

A vulkáni tevékenység hozzájárul a nehézfémeknek a légkörbe történő kibocsátásához, és az eső azokat a levegőből a talajba és ebből a víztestekbe viszi. A közbenső források hurkokat képeznek a ciklusban, a fent említett emberi tevékenységek és a nehézfémek belépése miatt az élelmiszerhálóba.

Irodalom

1. Calow, P. (Szerkesztés) (1998). Az ökológia és a környezetgazdálkodás enciklopédia.
2. Christopher R. és Fielding, CR (1993). A fluviális szedimentológiával kapcsolatos legújabb kutatások áttekintése. Üledékes geológia.
3. Margalef, R. (1974). Ökológia. Omega kiadások.
4. Márquez, A., García, O., idősebb, W., Martínez, G., González, A. és Fermín. I. (2012). Nehézfémek az Orinoco folyó felszíni üledékeiben, Venezuela. A Venezuelai Okeanográfiai Intézet közleménye.
5. Miller, G. és TYLER, JR (1992). Ökológia és környezet. Grupo Editorial Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). A Jarama folyó üledékeiben található nehézfémek általi szennyezés és annak bioszimilációja a tubicidokkal (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Doktori tézis. A madridi Complutense Egyetem Biológiai Tudományi Kar.
7. Odum, EP és Warrett, GW (2006). Az ökológia alapjai. Ötödik kiadás. Thomson.