Merkmale, Stufen und Bedeutung des Kalziumzyklus

Er Kalziumzyklus Es ist der Kreislauf und die Lagerung im Land dieses Elements, die Lebewesen, Lithosphäre und Hydrosphäre abdecken. Es ist ein sedimentärer biogeochemischer Zyklus, in dem Calcium als weiches alkalinotererales Metall zirkuliert, ohne eine Soda -Stufe.

Das Stadium des größten Kalziums ist biologisch, wird von Lebewesen verbraucht und in ihren Strukturen und ihrem Stoffwechsel verwendet. Sobald Lebewesen tot sind, wird Kalzium der physischen Umgebung erstattet, die Teil des Bodens und Meeresboden.

Kalzium. Quelle: Pumbaa (Originalarbeit von Greg Robson) / CC BY-SA 2.0 UK (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/by-sa/2.0/UK/Tat.In)

Es gibt umfangreiche Ablagerungen von Muscheln und Knochen, insbesondere im Meeresboden und in den großen Seen. Diese Strukturen werden mit Sedimenten gemischt und über Millionen von Jahren werden von aufeinanderfolgenden Schichten bedeckt.

Die unteren Sedimente sind hohen Drücken aus Sedimentgesteinen ausgesetzt, die dann aufgrund terrestrischer geologischer Prozesse der Oberfläche ausgesetzt sind. Die exponierten Gesteine ​​unterliegen Verwitterung und Erosion, wobei das Kalzium, das in den Boden integriert ist oder vom Wasser gezogen wird.

Auf dem Boden wird es hauptsächlich von den Wurzeln der Pflanzen und im Meer durch das Phytoplankton und andere Organismen absorbiert. Kalzium wird für verschiedene strukturelle und metabolische Zwecke verwendet, beispielsweise für die Herstellung von Schalen.

Der Kalziumzyklus ist wichtig, da dieses Element in seinen verschiedenen Phasen verfügbar sein kann, um verschiedene Funktionen zu erfüllen. Teil der Struktur lebender Organismen zu sein, beteiligt sich daher an der Bildung des Landreliefs, reguliert den pH -Wert von Böden und Gewässern und dient als Rohstoff für die menschliche Industrie.

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Allgemeine Charakteristiken

- Das Kalzium

Calcium (CA) ist ein weiches alkalisches Metall der Atomzahl 20 und die Atommasse 40.078, deren gewöhnlicher Zustand fest ist. Formen Sie Oxide, die als starke Basen wirken und heftig reagieren, wenn sie mit Säuren in Kontakt kommen.

- Dein Zyklus

Calcium erfüllt einen biogeochemischen Zyklus des Sedimentartyps, da ihm die Gasphase fehlt und die größten Reserven in der Lithosphäre liegen. Es ist eng mit Kohlenstoff-, Wasser- und Phosphorzyklen verwandt.

Felserosion

Der Zyklus wird aus der Verwitterung und Erosion von kalkhaltigen Gesteinen entwickelt, die das im Boden abgelagerte Kalzium freisetzen. Ebenso kann es in Abflusswasser auf Flüsse, Seen und Ozeane aufgelöst werden.

Regenwasser, wenn er mit dem atmosphärischen CO2 in Kontakt kommt, bilden H2CO3, das den Kalksteingestein auflöst, indem Ca2+ und HCO3 freigelassen werden-. Andererseits verwandelt das von Regenwasser gezogene CO2 unlösliche Carbonat in lösliches Bicarbonat.

Absorption und Verwendung durch Lebewesen

Calcium (Ca2+) auf dem Boden wird von Pflanzen und in Gewässern durch Wasserorganismen absorbiert. Im Körper erfüllt Kalzium unterschiedliche Stoffwechselfunktionen und wenn Organismen sterben, kehrt es in die physische Umgebung zurück, die durch Abflusswasser in Richtung Flüsse, Seen und Ozeane gezogen wird.

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Felsformation

Tierskelette (intern und extern oder Muscheln) werden in dem Meeresboden abgelagert, der Teil der Sedimente ist. Die Sedimentenschichten werden über Millionen von Jahren bedeckt und verdichtet, um kalkhaltige Gesteine ​​zu bilden.

Kalkhaltige Gesteine. Quelle: Ferdous/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)

Anschließend die diastrophen Prozesse (Insolvenz- und aufsteigende Bewegungen der Erdkruste), die die Felsen an die Oberfläche setzen. Auf diese Weise schließt sich der Zyklus, weil die Felsen von Verwitterung (Wirkung der klimatischen Elemente) und westorisiert und erodiert werden.

Stadien des Kalziumzyklus

Die Stadien, durch die Kalzium in seinem Speicher- und Kreislaufzyklus kreuzt. Dies sind die Rinde und ein Teil des terrestrischen Mantels (Lithosphäre), die Körper des Wassers (Hydrosphere) und lebende Organismen.

- Geologische Stufe

Im geologischen Stadium, das im Kortex und im Mantel unterteilt ist, befindet sich die größte Menge an Kalziumspeicher. Kalzium ist das fünftreichste Element in der Lithosphäre, die 3,5% der Erdkruste ausmachen.

Es wird als Teil von Felsen wie Kalkstein, Dolomie, Mergel und Marmor gefunden. In ähnlicher Weise ist es Teil anderer natürlicher Verbindungen wie Gips und Alabaster (Calciumsulfat).

Mineral wird als Calciumcarbonat (CACO3) des Calcits, des Dolomits und anderer kristalliner Formen wie dem Aragonit erhalten.

Kalkstein

Es handelt. Diese Gesteine ​​bilden horizontale Schichten oder durch diastrophe Bewegungen deformiert, und ihre Verwitterung verursacht neutrale Basisböden (pH von 7 oder höher), reich an Kalzium, die reich an Kalzium sind.

Dolomit

Es besteht aus einem Sedimentgestein, das durch eine chemische Ersatzreaktion in Meeresablagerungen mit geringer Tiefe gebildet wird. In diesem Fall beteiligt sich Magnesium an der Mineralkonformation, die Dolomit oder Calcium- und Magnesiumcarbonat bildet (CAMG (CO3) 2).

Margas

Es handelt sich. Diese Felsen dauern in trockenen Bereichen, da sie sehr anfällig für Wassererosion sind.

Marmor

Wenn Kalksteingesteine ​​hohe Temperaturen und Druck in tiefen Schichten der Erdkruste ausgesetzt sind, wird Marmor gebildet. Dies ist ein sehr kompaktes metamorphes Gestein mit einem hohen Grad an Kristallisation.

- Hydrologischer Stadium

Kalzium wird in Flüssen, Seen und Ozeanen als Kalziumchlorid (das am häufigsten in diesem Medium am häufigsten vorkommende Ion) und Calciumcarbonat gelöst) und Calciumcarbonat. In den Ozeanen ist Calciumcarbonat (CACO3) in Tiefen von weniger als 4 stabil.500 m.

Kalzium in diesem Medium findet sich in lebenden Organismen und in Kalksteinvorkommen im Meeresboden. Dies ist die Carbonatkompensation -Tiefengrenze, aus der sich CACO3 auflöst und keine Kalksteinablagerungen bildet.

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- Biologische Stufe

Kalziumbewegung vom Boden zu den Wurzeln. Vom Xylem bis zu den Blättern der Pflanze. Dhagerty/cc by-sa (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

In diesem Stadium erreicht der Calciumzyklus seinen größten Kreislauf und ist für Lebewesen von entscheidender Bedeutung, da Ion Ca2+ Teil der Mechanismen des Austauschs von Zellmembranen ist. Andererseits ist es ein wesentlicher Bestandteil von Knochen, Zähnen, Eiern und Schalen.

Kalziumschalen bei Muscheln. Quelle: https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/file: bivalvia.JPG

Auf diese Weise zirkuliert Calcium in der Biosphäre und wenn die Organismen sterben, kehrt sie zu den Sedimenten zurück, um im Laufe der Zeit neue Gesteine ​​zu bilden.

Der Mensch

Ein herausragendes Element der biologischen Stufe des Kalziumzyklus ist die Rolle des Menschen, wenn dieses Element als Rohstoff verwendet wird. Dieses Element wird extrahiert, transportiert und auf große Mengen verschiedener Arten verwendet.

In Open -Pit -Minen wird das Kalksteingestein extrahiert, um ihn als Konstruktions- oder Schleifelement zu verwenden und als industrielles Rohstoff zu verwenden. Die Schalen sind auch gemahlen, um Düngemittel und andere Produkte vorzubereiten.

Foraminifer- und Molluscs -Muscheln

Die Schalen dieser Tiere werden aus Calciumcarbonat gebildet, kristallisiert als Calcit oder als Aragonit. Dies sind zwei Mineralformen gleicher Zusammensetzung (Caco3), die jedoch unterschiedlich kristallisieren.

Mollusken bilden ihre Schalen aus einer flüssigen Form von Calcium, die von spezialisierten Zellen getrennt sind. Die interne Schicht der Schale ist der Nakar, der aus Aragonitkristallen gebildet wird, die mit dem Conquiolinprotein gemischt sind.

Bedeutung

Calcium -Kreislauf, der seinen charakteristischen Zyklus bildet. Dank der Prozesse, die das Kalzium aus den Felsen freigeben und es in Umlauf bringen, gibt es das Leben, wie wir es kennen.

- Wesentliches Element für das Leben

Kalzium ist für das Leben unerlässlich, da es sowohl ein strukturelles als auch ein metabolisches Element ist. Strukturell ist es ein grundlegender Teil bei der Bildung interner und externer Skelette.

Bei Knochentieren ist Kalzium die Hauptkomponente von Knochen (inneres Skelett), ebenfalls von Zähnen. In Foraminiferen (Protisten) und Molluscs (Schnecken und Muscheln) ist der Hauptbestandteil für die Bildung des äußeren Skeletts, dh die Schalen.

Stoffwechsel

Calcium ist ein Transportmittel in Zellmembranen und spielt daher eine relevante Rolle im Stoffwechsel. In Zellmembranen gibt es Kalziumkanäle, die den passiven Eintritt dieses Elements in die Zellen ermöglichen.

Kalziumkanäle. Quelle: Ulrich Förstermann - Elsevier GmbH / Public Domain

Dies reguliert die Beziehung der Calciumkonzentrationen zwischen dem Innenraum und der Zelle außerhalb der Aktivität verschiedener Stoffwechselprozesse. Zum Beispiel sind diese Mechanismen für die Funktionsweise des nervösen und muskulösen Systems von grundlegender Bedeutung und erfüllen daher eine relevante Rolle bei der Herzfunktion.

- Essen und Gesundheit

Aus menschlicher Sicht kann der Kalziumzyklus diesem Element menschlicher Lebensmittel und Gesundheit zur Verfügung gestellt werden. Vor allem ist es für die Produktion und Zubereitung von Milchnahrungsmitteln für Kinder von wesentlicher Bedeutung.

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In ähnlicher Weise wird seine Aufnahme für medizinische Zwecke bei der Behandlung von Calciummangelerkrankungen wie Osteoporose verwendet. Diese Krankheit, die die Knochen schwächt, ist bei älteren Menschen besonders schwerwiegend, insbesondere bei Frauen.

- Die Perlen

Wenn ein Fremdkörper in die Auster eindringt, deckt er sie mit einer Birne ab und somit wird eine Perle gebildet. Perlen erreichen hohe Werte auf dem weltweiten Schmuckmarkt.

- Industrie Rohmaterial

Kalkstein wird industriell für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise Zementherstellung. Diese Steine ​​werden aufgrund ihres einfachen Schnitzens auch direkt als Baumaterial verwendet.

Darüber hinaus wird Kalzium als Desoxidationsmittel und Redoute in verschiedenen Prozessen verwendet, insbesondere in der metallurgischen Industrie.

Kalk

Als lebende Kalk, auch als Baukalk bezeichnet, sind sie Calciumoxide, die als Bindemittel und Baubeschichtung verwendet werden. Auf die gleiche Weise wird es zur Herstellung von Seife, Papier, Glas, Gummi und beim Gerät von Skins verwendet.

Es hat auch verschiedene Verwendungen in der Lebensmittelindustrie und in der Wasseraufbereitung. Während es als stumpfe Biene oder Kalziumhydroxid ist, wird es auch in Industrie und Landwirtschaft verwendet.

- Boden -pH -Regulierung

Der Calciumoxidgehalt auf dem Boden beeinflusst die pH -Regulation. In der Landwirtschaft wird lebender Kalk als landwirtschaftliche Änderung verwendet, um die Säure von Böden und auch als Dünger zu verringern.

- Calcarealwasser oder hartes Wasser

Wasser beim Fahren in Kalzium- und Magnesiumumgebungen, löst Salze dieser Elemente auf und ist als kalkhaltiges oder hartes Wasser bekannt. Die Wasserqualitätsgrenze beträgt 120 mg CACO3/Litro, über dem Wasser als hart angesehen wird.

Wasser mit hohem Kalziumgehalt kann gesundheitliche Probleme verursachen, insbesondere im Zusammenhang mit dem Herz -Kreislauf -System. Darüber hinaus produzieren harte Gewässer kalkhaltige Ablagerungen in den Rohren, die den Kreislauf behindern.

- Calcáreas und Grundwasserleiterhöhlen

In kalkhaltigen Gesteinen bildet häufig Wassererosion unterirdische Höhlensysteme mit interessanten internen Konfigurationen. Unter diesen die Bildung von Stalaktiten und Stalagmiten für die Ablagerungen von Calciumcarbonat der Lecks in den Decken dieser Höhlen.

Diese kalkhaltigen Systeme erfüllen auch die Grundwasserfilterfunktion für ihre Porosität und bilden Grundwasserleiter.

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