Обмінний та резервний фонд. Осадовий цикл. Довершеність біогеохімічних кругообігів. Їх саморегуляція. Приклади біогеохімічних кругообігів.

В кожному кругообізі розрізняють дві частини, або два фонди:

1.Резервний фонд – величезна маса речовин, що повільно рухаються, в більшості своїй не зв’язаних з живими організмами.

2.Обмінний фонд – менший, але більш активний, для якого характерний швидкий обмін між живими організмами та їх оточенням.

Якщо ж взяти до уваги біосферу взагалі, то біогеохімічні кругообіги можна розділити на дві частини:

1.Кругообіг газоподібних речовин з резервним фондом в атмосфері та гідросфері.

2.Осадовий цикл або кругообіг твердих речовин в резервним фондом в земній корі.

Кругообіги газоподібних речовин, в яких приймають участь, наприклад, вуглекислий газ, азот, кисень, завдяки наявності великих атмосферних або океанічних (або тих і інших разом) фондів достатньо швидко компенсуют порушення, що виникають. Наприклад, надлишок СО₂, що обумовлений інтенсивним окисленням, горінням або промисловими викидами в якім-небудь регіоні, майже завжди швидко розсіюється з повітряними потоками. До того ж, надлишки СО₂ компенсуються посиленим фотосинтезом і перетворенням його в карбонати і гідрокарбонаті в морській воді:

СО₂ + Н₂О + Са²⁺ СаСО₃ + 2Н⁺

СО₂ + Н₂О + СаСО₃ Са(НСО₃)₂

Отже, кругообіги газоподібних речовин з великими резервними фондами мають потужні буферні системи в глобальному масштабі і гарно пристосовані до змін, тобто, відносно довершені. Проте, саморегуляція має певні межі – потужні місцеві порушення кругообігу газоподібних речовин можуть статися незворотніми.

Для більшості хімічних елементів і сполук, які зв’язані з літосферою і гідросферою, а не з атмосферою, характерні осадові цикли. Циркуляція таких елементів здійснюється шляхом ерозії, утворення осадів, утворення гір, вулканічної діяльності і перенесення речовин організмами. Тверді речовини, що переносяться у повітрі як пил, падають на землю у вигляді сухих опадів або з дощем. Осадові цикли мають загальну спрямованість “униз”. В табл. 5.1 наведені оцінки річного зносу відкладень з кожного континенту в океани.

Таблиця 5.1

Річний винос осадів з суші до океану (за Ю.Одумом(100))

Згідно з табл. 5.1 найбільший винос грунту зазнала Азія. Пояснюється це тим, що Азія – частина світу з древніми цивілізаціями. На протязі тривалої історії її теріторія зазнавала антропогенний стрес (див.“антропогенне навантаження”), який і призвів до втрати такої великої кількості грунтового матеріалу.

Живим організмам біосфери доступні в основному ті хімічні елементи, які входять до складу порід, що розташовані на поверхні планети. Одним з важливих для біосфери елементів, нестача якого на поверхні обмежує життєдіяльність рослин, є фосфор. Циркуляція його легко порушується, тому що основна маса речовини вміщена в малоактивному і малорухомому резервному фонді, що похований в земній корі. Якщо “поховання” здійснюється швидкіше, ніж зворотнє піднімання на поверхню, то значна частина обмінного матеріалу на тривалий термін вибуває з кругообігу. Такая ситуація складається часто, коли добувають фосфатні породи: звалища відходів виробництва виникають поблизу шахт та заводів, а частина фосфору виключається з кругообігу.