Plik cykl wapniowy To cyrkulacja i magazynowanie tego pierwiastka na Ziemi, obejmujące istoty żyjące, litosferę i hydrosferę. Jest to osadowy cykl biogeochemiczny, w którym wapń krąży jako miękki metal ziem alkalicznych, pozbawiony fazy gazowej..
Etap największej cyrkulacji wapnia jest etapem biologicznym, gdyż jest on konsumowany przez istoty żywe i wykorzystywany w ich strukturach i metabolizmie. Po śmierci żywych istot wapń jest ponownie włączany do środowiska fizycznego jako część gleby i dna morskiego.
Występują rozległe złoża muszli i kości, zwłaszcza na dnie morskim iw wielkich jeziorach. Struktury te mieszają się z osadami i przez miliony lat pokrywają je kolejne warstwy.
Dolne warstwy osadów poddawane są działaniu wysokiego ciśnienia tworzącego skały osadowe, które następnie są wystawiane na powierzchnię w wyniku ziemskich procesów geologicznych. Odsłonięte skały są poddawane wietrzeniu i erozji, uwalniając wapń, który integruje się z glebą lub jest wymywany przez wodę..
W glebie jest absorbowany głównie przez korzenie roślin, aw morzu przez fitoplankton i inne organizmy. Wapń jest używany do różnych celów strukturalnych i metabolicznych, na przykład do produkcji muszli.
Cykl wapniowy jest ważny, ponieważ pozwala na dostępność tego pierwiastka na różnych etapach, spełniając różne funkcje. Tym samym będąc częścią struktury organizmów żywych, uczestniczy w kształtowaniu rzeźby terenu, reguluje pH gleb i wód oraz służy jako surowiec dla przemysłu człowieka..
Indeks artykułów
Wapń (Ca) to miękki metal ziem alkalicznych o liczbie atomowej 20 i masie atomowej 40,078, którego stan zwykły jest stały. Tworzy tlenki, które działają jak mocne zasady, reagując gwałtownie w kontakcie z kwasami.
Wapń spełnia cykl biogeochemiczny typu osadowego, ponieważ brakuje mu fazy gazowej, a największe zasoby znajdują się w litosferze. Jest ściśle powiązany z obiegami węgla, wody i fosforu.
Cykl rozwija się w wyniku wietrzenia i erozji skał wapiennych, które uwalniają wapń osadzający się w glebie. Podobnie może być przenoszony rozpuszczony w wodzie spływającej do rzek, jezior i oceanów..
Kiedy woda deszczowa styka się z atmosferycznym CO2, tworzy H2CO3, który rozpuszcza wapień, uwalniając Ca2 + i HCO3-. Z drugiej strony CO2 przenoszony przez wodę deszczową przekształca nierozpuszczalny węglan w rozpuszczalny wodorowęglan..
Wapń (Ca2 +) w glebie jest wchłaniany przez rośliny, aw zbiornikach wodnych przez organizmy wodne. W organizmie wapń spełnia różne funkcje metaboliczne, a kiedy organizmy obumierają, wraca do środowiska fizycznego, unoszony przez spływającą wodę do rzek, jezior i oceanów..
Szkielety zwierząt (wewnętrzne i zewnętrzne lub muszle) osadzają się na dnie morskim jako część osadów. Warstwy osadów są przykrywane i zagęszczane przez miliony lat, tworząc skały wapienne..
Późniejsze procesy diastroficzne (pęknięcia i ruchy skorupy ziemskiej w górę) odsłaniają skały na powierzchni. W ten sposób cykl zostaje zamknięty, ponieważ skały ponownie starzeją się (działanie elementów klimatycznych), są zwietrzałe i erozowane.
Etapy, przez które przechodzi wapń w cyklu przechowywania i cyrkulacji, są określane przez przedziały, w których zachodzą te procesy. Są to skorupa i część płaszcza ziemskiego (litosfera), zbiorniki wodne (hydrosfera) i organizmy żywe.
Na etapie geologicznym, podzielonym na sekcje w skorupie i płaszczu, znajduje się największe nagromadzenie wapnia. Wapń jest piątym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem litosfery, stanowiącym 3,5% skorupy ziemskiej.
Występuje jako część skał, takich jak wapień, dolomit, margiel i marmur, podczas gdy wapień i dolomity tworzą ogromne pasma górskie na całej planecie. W ten sam sposób jest częścią innych naturalnych związków, takich jak gips i alabaster (siarczan wapnia).
W postaci mineralnej otrzymywany jest jako węglan wapnia (CaCO3) z kalcytu, dolomitu i innych form krystalicznych, takich jak aragonit..
Jest to bardzo obfity rodzaj skały osadowej pochodzącej ze starożytnych złóż morskich lub jeziornych (jezior), składająca się w 99% z węglanu wapnia. Skały te tworzą warstwy poziome lub zdeformowane w wyniku ruchów diastroficznych, a ich wietrzenie powoduje powstanie gleb obojętnych lub zasadowych (pH 7 lub wyższe), bogatych w wapń..
Składa się ze skały osadowej utworzonej w płytkich osadach morskich w wyniku reakcji substytucji chemicznej. W tym przypadku magnez uczestniczy w konformacji minerału, tworząc dolomit lub węglan wapniowo-magnezowy (CaMg (CO3) 2).
Są to skały osadowe utworzone przez 1/3 do 2/3 węglanu wapnia i resztę iłów. Skały te utrzymują się na obszarach suchych, ponieważ są bardzo podatne na erozję wodną..
Jeśli skały wapienne są poddawane działaniu wysokich temperatur i ciśnień w głębokich warstwach skorupy ziemskiej, powstaje marmur. Jest to bardzo zwarta skała metamorficzna o wysokim stopniu krystalizacji.
Wapń rozpuszcza się w rzekach, jeziorach i oceanach jako chlorek wapnia (będący najliczniejszym jonem w tym środowisku) i węglan wapnia. W oceanach węglan wapnia (CaCO3) jest stabilny na głębokościach poniżej 4500 m.
Wapń w tym podłożu znajduje się w organizmach żywych oraz w osadach wapienia na dnie morskim. Jest to granica głębokości kompensacji węglanowej, po której CaCO3 rozpuszcza się i nie tworzy osadów wapiennych..
Na tym etapie cykl wapniowy osiąga największą cyrkulację, będąc niezbędnym dla istot żywych, ponieważ jako jon Ca2 + jest częścią mechanizmów wymiany błon komórkowych. Z drugiej strony jest niezbędnym składnikiem kości, zębów, skorupek i skorupek jaj..
W ten sposób wapń krąży w biosferze, a kiedy organizmy giną, powraca do osadów, tworząc z czasem nowe skały..
Niezwykłym elementem biologicznego etapu cyklu wapniowego jest rola człowieka w wykorzystaniu tego pierwiastka jako surowca. Ten pierwiastek jest wydobywany, transportowany i używany w dużych ilościach na różne sposoby.
W kopalniach odkrywkowych wapień jest wydobywany w celu wykorzystania go jako elementu konstrukcyjnego lub do jego zmielenia i wykorzystania jako surowca przemysłowego. Również muszle są mielone w celu przygotowania nawozów i innych produktów.
Muszle tych zwierząt powstają z węglanu wapnia, krystalizowanego jako kalcyt lub aragonit. Są to dwie formy mineralne o tym samym składzie (CaCO3), ale krystalizujące w inny sposób..
Mięczaki tworzą swoje muszle z płynnej formy wapnia wydzielanego przez wyspecjalizowane komórki. Najbardziej wewnętrzna warstwa skorupy to masa perłowa utworzona z kryształów aragonitu zmieszanych z białkiem konchioliny.
Cyrkulacja wapnia, tworząca jego charakterystyczny cykl, jest niezbędna, aby ten pierwiastek był dostępny dla żywych istot. Dzięki procesom, które uwalniają wapń ze skał i powodują jego cyrkulację, istnieje życie takie, jakie znamy.
Wapń jest niezbędny do życia, ponieważ jest zarówno pierwiastkiem strukturalnym, jak i metabolicznym. Strukturalnie jest podstawową częścią konformacji zarówno szkieletów wewnętrznych, jak i zewnętrznych.
U zwierząt kostnych wapń jest głównym składnikiem kości (szkieletu wewnętrznego), a także zębów. W otwornicach (protistach) i mięczakach (ślimaki i małże) jest głównym składnikiem tworzącym szkielet zewnętrzny, czyli muszle.
Wapń jest środkiem transportującym w błonach komórkowych, więc odgrywa ważną rolę w metabolizmie. W błonach komórkowych znajdują się kanały wapniowe, które umożliwiają bierne wejście tego pierwiastka do komórek.
To reguluje zależność stężeń wapnia między wnętrzem i na zewnątrz komórki, aktywując różne procesy metaboliczne. Na przykład mechanizmy te są niezbędne dla funkcjonowania układu nerwowego i mięśniowego, a zatem odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu serca..
Z ludzkiego punktu widzenia cykl wapniowy umożliwia udostępnienie tego pierwiastka żywności i zdrowiu człowieka. Przede wszystkim jest niezbędny przy produkcji i przygotowaniu nabiału dla dzieci..
Podobnie jego spożycie w celach leczniczych jest stosowane w leczeniu chorób związanych z niedoborem wapnia, takich jak osteoporoza. Ta choroba osłabiająca kości jest szczególnie poważna u osób starszych, zwłaszcza u kobiet..
Gdy ostryga zaatakuje obce ciało, przykrywa ją macicą perłową, tworząc w ten sposób perłę. Perły osiągają wysokie wartości na rynku biżuterii na całym świecie.
Wapień jest wykorzystywany przemysłowo do różnych celów, na przykład do produkcji cementu. Kamienie te są również używane bezpośrednio jako materiał budowlany ze względu na ich łatwe rzeźbienie..
Ponadto wapń jest stosowany jako środek odtleniający i redukujący w różnych procesach, zwłaszcza w przemyśle metalurgicznym..
Jako wapno palone, zwane także wapnem budowlanym, są to tlenki wapnia, które są używane jako spoiwo i powłoka w budownictwie. W ten sam sposób jest używany do produkcji mydła, papieru, szkła, gumy oraz do garbowania skór..
Ma również różne zastosowania w przemyśle spożywczym i przy uzdatnianiu wody. Chociaż jako wapno gaszone lub wodorotlenek wapnia jest również stosowany w przemyśle i rolnictwie..
Zawartość tlenków wapnia w glebie wpływa na regulację pH. W rolnictwie wapno palone jest stosowane jako środek poprawiający zakwaszenie gleb, a także jako nawóz.
Kiedy woda krąży w środowisku bogatym w wapń i magnez, rozpuszcza sole tych pierwiastków i jest nazywana wodą wapienną lub twardą. Limit jakości wody wynosi 120 mg CaCO3 / litr, powyżej tego poziomu woda jest uważana za twardą.
Woda o dużej zawartości wapnia może powodować problemy zdrowotne, szczególnie związane z układem sercowo-naczyniowym. Ponadto twarda woda tworzy w rurach osady wapienne, które utrudniają cyrkulację..
W skałach wapiennych erozja wodna często tworzy podziemne systemy jaskiń o interesujących konfiguracjach wewnętrznych. Wśród nich wyróżnia się tworzenie się stalaktytów i stalagmitów, ze względu na osadzanie się węglanu wapnia z przecieków na stropach tych jaskiń..
Te wapienne układy pełnią również funkcję filtrowania wód gruntowych ze względu na swoją porowatość, tworząc warstwy wodonośne..
Jeszcze bez komentarzy