מחזורי משקע: מאפיינים, שלבים ודוגמאות - גֵאוֹגרַפיָה - 2025

המחזורים המשקעים מתייחסים ניצבי שלבים שעוברים כיום אלמנטים מינרליים מסוימים האדמה של הקרום. שלבים אלה כוללים רצף טרנספורמציות היוצרים סדרת זמן מעגלית החוזרת על פני תקופות ארוכות.

אלה הם מחזורים ביוגוכימיים בהם אחסון היסוד מתרחש בעיקר בקרום כדור הארץ. בין אלמנטים המינרלים הנתונים למחזורי משקע הם גופרית, סידן, אשלגן, זרחן ומתכות כבדות.

מחזור ליטולוגי. 1 = מאגמה; 2 = התגבשות (קירור הסלע); 3 = סלע מגורה; 4 = שחיקה; 5 = משקעים; 6 = משקעים וסלעי משקע; 7 = טקטוניקה ומטמורפיזם; 8 = רוק מטמורפי; 9 = היתוך. מקור: וודלופר / וודווקר

המחזור מתחיל בחשיפה של סלעים המכילים אלמנטים אלה מעמוק בתוך הקרום אל או לפני השטח. לאחר מכן, סלעים אלה נתונים לבליה ועוברים תהליכי שחיקה עקב פעולתם של גורמים אטמוספריים, הידרולוגיים וביולוגיים.

החומר השוחק מועבר על ידי מים, כוח משיכה או רוח לשקעים מאוחרים יותר או בתצהיר של החומר המינרלי על המצע. שכבות משקעים אלה מצטברות במשך מיליוני שנים ועוברות תהליכי דחיסה ומלט.

בדרך זו מתרחשת ליטוש המשקעים, כלומר הפיכתם חזרה לסלע מוצק בעומקים גדולים. בנוסף, בשלבי הביניים של מחזורי משקע מתרחש גם שלב ביולוגי המורכב מסיסות וקליטה על ידי אורגניזמים חיים.

בהתאם למינרל והנסיבות, הם יכולים להיספג על ידי צמחים, חיידקים או בעלי חיים, עוברים לרשתות הגביע. ואז המינרלים יופרשו או ישוחררו על ידי מות האורגניזם.

מאפיינים

מחזורי משקע מהווים אחד משלושת הסוגים של מחזורים ביוגאוכימיים ומאופיינים מכיוון שמטריצת האחסון העיקרית היא הליטוספרה. למחזורים אלה משמעת לימודית משלהם, המכונה משקע.

זמן מחזור

מחזורי משקע מאופיינים מכיוון שהזמן שלוקח להשלים את השלבים השונים הוא ארוך מאוד, אפילו נמדד במיליוני שנים. הסיבה לכך היא שהמינרלים הללו נשארים מוטבעים בסלעים במשך תקופות ארוכות בעומקים גדולים בקרום כדור הארץ.

שלבי מחזורי משקע

חשוב לא לאבד את העין כי לא מדובר במחזור אשר שלביו עוקבים אחר רצף קפדני. ניתן להחליף כמה שלבים או להציג אותם פעמים רבות במהלך התהליך.

- תערוכה

הסלעים הנוצרים בעומקים מסוימים בקרום כדור הארץ נתונים לתהליכים הרסניים שונים (שברים, קפלים וגבהים) שבסופו של דבר מובילים אותם אל פני השטח או בסמוך להם. באופן זה הם נחשפים לפעולה של גורמים סביבתיים, בין אם אדיפיים, אטמוספרות, הידרולוגיות או ביולוגיות.

דיאסטרופיזם הוא תוצר של תנועות הסעה של המעטפת של כדור הארץ. תנועות אלה מייצרות גם תופעות וולקניות החושפות סלעים בצורה דרמטית יותר.

- בליה

לאחר חשיפת הסלע הוא עובר בליה (פירוק הסלע לשברים קטנים יותר) עם או בלי שינויים בהרכב הכימי או המינרלוגי. בליה היא גורם מפתח בהיווצרות הקרקע ויכולה להיות פיזית, כימית או ביולוגית.

גוּפָנִי

במקרה זה, הגורמים הגורמים לשבירת הסלע אינם משנים את הרכבו הכימי, אלא רק משתנים פיזיים כמו נפח, צפיפות וגודל. זה נגרם כתוצאה מגורמים פיזיים שונים כמו לחץ וטמפרטורה. במקרה הראשון, שחרור הלחץ וגם התרגיל שלו הם גורמים לקרעים בסלע.

בליה. מקור: הנסיך רוי, טייפה

לדוגמא, כאשר סלעים מגיחים עמוק בתוך הקרום הם משחררים לחץ, מתרחבים ונבקעים. מצידו, המלחים שהצטברו בסדקים מפעילים לחץ גם כאשר מתגבשים מחדש, מעמיקים את השברים.

בנוסף, וריאציות טמפרטורות יומיות או עונתיות גורמות למחזורי התפשטות והתכווצות שבסופו של דבר שוברים את הסלעים.

כִּימִיָה

זה משנה את ההרכב הכימי של הסלעים בתהליך ההתפוררות מכיוון שגורמים כימיים פועלים. בין חומרים כימיים אלה המעורבים ניתן למנות חמצן, אדי מים ופחמן דו חמצני.

הם גורמים לתגובות כימיות שונות המשפיעות על לכידותו של הסלע ומשנות אותו, כולל חמצון, הידרציה, פחממה ופירוק.

בִּיוֹלוֹגִי

חומרים ביולוגיים פועלים על ידי שילוב של גורמים פיזיים וכימיים, כולל לחץ, חיכוך ואחרים בקרב הראשונים. בעוד שסוכנים כימיים הם הפרשות של חומצות, אלקליות וחומרים אחרים.

לדוגמא, צמחים הם אמצעי בליה יעילים מאוד, מפרקים סלעים עם שורשיהם. זה הודות הן לפעולה הגופנית של צמיחה קיצונית והן להפרשות שהן פולטות.

- שחיקה

הסחף פועל ישירות על הסלע וגם על תוצרי בליה, כולל האדמה הנוצרת. מצד שני, מדובר בהובלת החומר השוחק, אותו סוכן שחיקה הוא אמצעי התובלה ויכול להיות גם רוח וגם מים.

שְׁחִיקָה. מקור: קרל ווייקוף

יש לציין גם שחיקה בכבידה כאשר עקירת חומרים ובלאי מתרחשים במדרונות תלולים. בתהליך הארוטי החומר מפוצל לחלקיקים מינרליים קטנים עוד יותר, הרגישים להובלה למרחקים ארוכים.

רוּחַ

הפעולה השוחקת של הרוח מופעלת הן על ידי גרירה והן בלאי, אשר בתורו מפעיל את החלקיקים המובקעים על משטחים אחרים.

מים

סחף מים פועל הן על ידי פעולה פיזית של השפעת מי גשם או זרמי שטח, כמו גם על ידי פעולה כימית. דוגמא קיצונית להשפעה השוחקת של משקעים היא גשם חומצי, בעיקר על סלעים רעיים.

- תחבורה

חלקיקים מינרליים מועברים על ידי סוכנים כמו מים, רוח או כוח משיכה לאורך מרחקים ארוכים. חשוב לקחת בחשבון שלכל אמצעי תובלה יש יכולת עומס מוגדרת, מבחינת גודל וכמות החלקיקים.

על ידי כוח הכובד, אפילו סלעים גדולים ואפילו מעט מזג אוויר יכולים לנוע, ואילו הרוח נושאת חלקיקים קטנים מאוד. בנוסף, הסביבה קובעת את המרחק, מכיוון שכוח הכבידה מעביר סלעים גדולים על מרחקים קצרים, ואילו הרוח מעיקה חלקיקים קטנים על פני מרחקים עצומים.

מים מצדם יכולים להעביר מגוון רחב של גדלי חלקיקים, כולל סלעים גדולים. סוכן זה יכול לשאת את החלקיקים למרחקים קצרים או ארוכים במיוחד, תלוי בקצב הזרימה.

- שקיעה והצטברות

זה מורכב מתצהיר החומר המובל, בגלל ירידה במהירות אמצעי התובלה וכוח הכבידה. במובן זה יכולים להתרחש משקעים שטף, גאות ושפל או סיסמיים.

שְׁקִיעָה. מקור: Calogerogalati

מכיוון שתבליט כדור הארץ מורכב מפלנט העובר מגובה מרבי לקרקעית הים, כאן מתרחשת המשקעים הגדולים ביותר. ככל שחולף הזמן, שכבות של משקעים מצטברות זו על זו.

- מסיס, ספיגה ושחרור ביולוגי

לאחר התרחשות בליה של החומר הסלעי, פירוק המינרלים המשוחררים וספיגתם על ידי יצורים חיים הוא בר ביצוע. ספיגה זו יכולה להתבצע על ידי צמחים, חיידקים או אפילו ישירות על ידי בעלי חיים.

צמחים נצרכים על ידי אוכלי עשב ואלו על ידי טורפים, והכול על ידי מפרקים, המינרלים הופכים לחלק מרשתות טרופיות. כמו כן, ישנם חיידקים ופטריות הסופגים ישירות מינרלים ואפילו בעלי חיים, כמו ערבות הצורכות חימר.

- ליטיטציה

המחזור הושלם עם שלב הקלדה, כלומר עם היווצרות סלע חדש. זה קורה כאשר מינרלים מתיישבים ויוצרים שכבות רצופות המצטברות המפעילות לחץ עצום.

השכבות העמוקות יותר בקרום נדחסות ומלטות ליצירת סלע מוצק ושכבות אלה יוטלו שוב בתהליכים דיסטרופאליים.

דחיסה

תוצר הלחץ המופעל על ידי שכבות המשקעים הנרקמות בשלבי המשקעים ברציפות, ושכבות התחתונות דחוסות. זה מרמז על כך שהנקבוביות או החללים הקיימים בין חלקיקי המשקעים מצטמצמים או נעלמים.

מלט

תהליך זה מורכב מהפקדת חומרים מלטיים בין החלקיקים. חומרים אלה, כמו קלציט, תחמוצות, סיליקה ואחרים, מתגבשים ומצמדים את החומר לסלע מוצק.

דוגמאות למחזורי משקע

- מחזור גופרית משקעי

גופרית היא מרכיב חיוני בחומצות אמינו מסוימות כמו ציסטין ומתיונין, כמו גם ויטמינים כמו תיאמין וביוטין. מחזור המשקע שלו כולל שלב גז.

מינרל זה נכנס למחזור בגלל בליה של סלעים (צפחה וסלעי משקע אחרים), פירוק חומר אורגני, פעילות וולקנית ותרומות תעשייתיות. גם כרייה, שאיבת נפט ושריפת דלקים מאובנים הם מקורות גופרית במחזור.

צורות הגופרית במקרים אלה הן גופרתיים (SO4) ומימן גופרתי (H2S); סולפטים נמצאים בקרקע ומומסים במים. סולפטים נספגים ומוטמעים על ידי צמחים דרך שורשיהם ועוברים לרשתות הגביעיות.

כאשר אורגניזמים מתים, חיידקים, פטריות ומפרקים אחרים פועלים, ומשחררים גופרית בצורת גז מימן גופרתי העובר לאטמוספרה. מימן גופרתי מתחמצן במהירות על ידי ערבוב עם חמצן ויוצר סולפטים המשקעים לאדמה.

חיידקי גופרית

חיידקים אנאירוביים פועלים בבוצת ביצות ובפירוק של חומר אורגני בכלל. תהליך זה מעבד SO2 המייצר H2S גזי המשתחרר באטמוספירה.

גשם חומצי

זה נוצר בגלל מקדימים כמו H2S, הנפלטים באטמוספירה על ידי התעשייה, חיידקי גופרית והתפרצויות געשיות. קודמים אלה מגיבים עם אדי מים ויוצרים SO4 אשר לאחר מכן יורד.

- מחזור סידן משקע

סידן נמצא בסלעי משקע שנוצרים על קרקעית הים וערוגות האגם הודות לתרומתם של אורגניזמים המסופקים בקליפות פחם. באופן דומה, יש סידן מיונן חופשי במים, כמו באוקיינוסים בעומקים העולים על 4,500 מ 'שבהם מומסים סידן פחמתי.

סלעים עשירים בסידן כמו אבן גיר, דולומיט ופלואוריט, בין השאר, מנושאים ומשחררים סידן. מי גשם ממיסים CO2 אטמוספרי, וכתוצאה מכך חומצה פחמית המאפשרת את פירוק סלע הגיר, ומשחררים את HCO 3 ו- Ca 2+.

סידן בצורות כימיות אלה מועבר על ידי מי גשמים לנהרות, אגמים ואוקיאנוסים. זהו הקטיון השופע ביותר באדמה שממנו סופגים צמחים בעוד בעלי חיים לוקחים אותו מצמחים או מומסים ישירות במים.

סידן הוא חלק מהותי מפגזים, שלדי גס, עצמות ושיניים, כך שכאשר הוא מת הוא משתלב מחדש בסביבה. במקרה של אוקיינוסים ואגמים, זה משקעים בתחתית ותהליכי הליטוש יוצרים סלעים רעיים חדשים.

- מחזור אשלגן משקע

אשלגן הוא נדבך בסיסי במטבוליזם של התא, מכיוון שהוא ממלא תפקיד רלוונטי בוויסות אוסמוטי ופוטוסינתזה. אשלגן הוא חלק מהמינרלים באדמה ובסלעים, היות וקרקעות חימר עשירות במינרל זה.

תהליכי בליה משחררים יוני אשלגן מסיסים במים הניתנים לספיגה על ידי שורשי צמח. בני אדם מוסיפים גם אשלגן לאדמה כחלק ממנהגי דישון היבולים.

דרך ירקות מופץ אשלגן ברשתות גביעיות ואז בפעולה של מפרקים הוא חוזר לאדמה.

- מחזור זרחן משקע

שמורות הזרחן העיקריות נמצאות במשקעים ימיים, בקרקעות, בסלעים פוספטיים ובגואנו (צומת עופות ים). מחזור המשקע שלה מתחיל בסלעי פוספט שכאשר הם מזג אוויר ונשחק, הם משחררים פוספטים.

באופן דומה, בני אדם משלבים אדמה כמויות נוספות של זרחן באדמה על ידי יישום דשנים או דשנים. התרכובות הזרחניות מועברות יחד עם שאר המשקעים על ידי הגשם לעבר זרמי המים ומשם לאוקיאנוס.

תרכובות אלה משקעות בחלקן וחלק אחר משולב בקורי מזון ימיים. אחד הלולאות של המחזור מתרחש כאשר זרחן המומס במי הים נצרך על ידי פיטופלנקטון, וזה בתורו על ידי דגים.

לאחר מכן נצרכים הדגים על ידי עופות ים, אשר הפרשתם מכילה כמויות גדולות של זרחן (גואנו). גואנו משמש על ידי בני אדם כדישון אורגני בכדי לספק זרחן לגידולים.

הזרחן שנותר במשקעים הימיים עובר תהליכי ליטיטציה ויוצר סלעי פוספט חדשים.

- מחזור משקע של מתכות כבדות

מתכות כבדות כוללות כמה שמבצעים פונקציות חיוניות לכל החיים, כמו ברזל, ואחרות שיכולות להיות רעילות, כמו כספית. בין המתכות הכבדות ישנם יותר מ 50 יסודות כמו ארסן, מוליבדן, ניקל, אבץ, נחושת וכרום.

חלקם, כמו ברזל, יש בשפע, אך רוב האלמנטים הללו נמצאים בכמויות קטנות יחסית. לעומת זאת, בשלב הביולוגי של מחזור המשקע שלהם הם יכולים להצטבר ברקמות חיות (הצטברות ביולוגית).

במקרה זה, מכיוון שלא קל להיפטר מהם, הצטברותם גדלה לאורך שרשראות המזון וגורמת לבעיות בריאותיות חמורות.

מקורות

מתכות כבדות מגיעות ממקורות טבעיים, בגלל בליה בסלע ושחיקת אדמה. יש גם תרומות אנתרופיות חשובות באמצעות פליטות תעשייתיות, שריפת דלקים מאובנים ופסולת אלקטרונית.

מחזור משקע כללי

באופן כללי, מתכות כבדות עוקבות אחר מחזור משקע המתחיל מהמקור העיקרי שלהן, שהוא הליטוספירה, והן עוברות דרך האטמוספרה, ההידרוספרה והביוספרה. תהליכי בליה משחררים מתכות כבדות לקרקע ומשם הם יכולים לזהם את המים או לפלוש לאטמוספירה באמצעות אבק מנופח ברוח.

פעילות וולקנית תורמת גם לפליטת מתכות כבדות לאטמוספרה והגשם מעביר אותם מהאוויר לקרקע ומזה לגופי מים. מקורות ביניים יוצרים לולאות במחזור עקב הפעילות האנושית האמורה וכניסת מתכות כבדות לקורי מזון.

הפניות

1. Calow, P. (Ed.) (1998). האנציקלופדיה של אקולוגיה וניהול סביבתי.
2. כריסטופר ר. פילדינג, CR (1993). סקירה של מחקרים שנעשו לאחרונה בסדימנטולוגיה פלוביאלית. גאולוגיה משקעית.
3. מרגאלף, ר '(1974). אֵקוֹלוֹגִיָה. מהדורות אומגה.
4. מרקז, א., גרסיה, או., Senior, W., Martínez, G., González, A. and Fermín. I. (2012). מתכות כבדות במשקעים לפני השטח של נהר האורינוקו, ונצואלה. עלון המכון האוקיאנוגרפי בוונצואלה.
5. מילר, ג 'ו TYLER, JR (1992). אקולוגיה וסביבה. גרפו עורך Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). זיהום על ידי מתכות כבדות במשקעים של נהר ג'ראמה והטמעת ביו שלו על ידי טוביפילידים (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). עבודת דוקטורט. הפקולטה למדעים ביולוגיים, אוניברסיטת Complutense במדריד.
7. Odum, EP ו- Warrett, GW (2006). יסודות האקולוגיה. מהדורה חמישית. תומסון.