Sedimentzyklen -Eigenschaften, Stufen und Beispiele

Der Sedimentzyklen Sie beziehen sich auf die Stufen, durch die bestimmte Mineralelemente in der Erdkruste vorhanden sind. Diese Phasen implizieren eine Folge von Transformationen, die eine kreisförmige zeitliche Reihe bilden, die in langen Zeiträumen wiederholt wird.

Dies sind biogeochemische Zyklen, in denen die Speicherung des Elements hauptsächlich im Erdkortex auftritt. Unter den Mineralelementen, die Sedimentzyklen ausgesetzt sind, sind Schwefel, Kalzium, Kalium, Phosphor und Schwermetalle.

Lithologischer Zyklus. 1 = Magma; 2 = Kristallisation (Gesteinkühlung); 3 = magmatisches Gestein; 4 = Erosion; 5 = Sedimentation; 6 = Sedimente und Sedimentgesteine; 7 = Tektonik und Metamorphismus; 8 = metamorphes Gestein; 9 = Fusion. Quelle: Woudloper/Woodwalker [Public Domain]

Der Zyklus beginnt mit der Exposition der Gesteine, die diese Elemente aus den Tiefen des Kortex bis zur Oberfläche oder in der Nähe enthalten. Dann unterliegen diese Gesteine ​​Verwitterung und leiden Erosionsprozessen bei der Wirkung von atmosphärischen, hydrologischen und biologischen Faktoren.

Das erodierte Material wird durch Wasser, Schwerkraft oder Wind transportiert, um später die Sedimentation oder Ablagerung des Mineralmaterials im Substrat auftritt. Diese Sedimentenschichten sammeln sich über Millionen von Jahren an und leiden mit Verdichtung und Zementierungsprozessen.

Auf diese Weise tritt die Lithifizierung der Sedimente auf, dh ihre Umwandlung wieder in feste Gestein zu großen Tiefen. Darüber hinaus tritt auch in den Zwischenphasen der Sedimentzyklen eine biologische Phase auf, die aus Solubilisierung und Absorption durch lebende Organismen besteht.

Je nach Mineral und Umständen können sie von Pflanzen, Bakterien oder Tieren aufgenommen werden, die sich in trophische Netzwerke bewegen. Dann werden die Mineralien durch den Tod des Organismus ausgeschieden oder freigelassen.

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Eigenschaften

Sedimentzyklen bilden eine der drei Arten von biogeochemischen Zyklen und sind charakterisiert, weil die Hauptspeichermatrix die Lithosphäre ist. Diese Zyklen haben ihre eigene Studiendisziplin, die als Sedimentologie bezeichnet wird.

Zykluszeit

Sedimentzyklen sind charakterisiert, weil die Zeit, die für die Begegnung der verschiedenen Stadien benötigt wird, sehr lang ist und auch in Millionen von Jahren gemessen wird. Dies liegt daran, dass diese Mineralien lange Zeiträume in Felsen in großen Tiefen in der Erdkruste bleiben.

Stadien von Sedimentzyklen

Es ist wichtig, die Tatsache nicht aus den Augen zu verlieren, dass es sich nicht um einen Zyklus handelt, dessen Phasen einer strengen Sequenz folgen. Einige Phasen können während des gesamten Prozesses mehrmals ausgetauscht oder präsentiert werden.

- Belichtung

Die zu bestimmten Tiefen in der Erdkruste gebildeten Felsen sind unterschiedlichen diastrophen Prozessen (Frakturen, Falten und Höhen) ausgesetzt, die sie am Ende an die Oberfläche oder in der Nähe bringen. Auf diese Weise sind sie der Wirkung von Umweltfaktoren ausgesetzt, sei es edaphisch, atmosphärisch, hydrologisch oder biologisch.

Diastrophismus ist das Produkt der Konvektionsbewegungen des Landmantels. Diese Bewegungen erzeugen auch vulkanische Phänomene, die Gesteine ​​dramatischer aufdecken.

- Verwitterung

Sobald das Gestein freigelegt ist, leidet er unter der Verwitterung (Zersetzung des Gesteins in kleinen Fragmenten) oder nicht Veränderungen in der chemischen oder mineralogischen Zusammensetzung. Die Meteorisierung ist ein Schlüsselfaktor bei der Bodenbildung und kann physikalisch, chemisch oder biologisch sein.

Physisch

In diesem Fall verändern die Faktoren, die das Bruch des Gesteins verursachen, ihre chemische Zusammensetzung nicht, nur physikalische Variablen wie Volumen, Dichte und Größe. Dies wird durch verschiedene physikalische Wirkstoffe wie Druck und Temperatur verursacht. Im ersten Fall sind sowohl Druckfreisetzungen als auch ihre Ausübung Ursachen für Gesteinsunterbrechungen.

Verwitterung. Quelle: Prinz Roy, Taipei [CC von (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/by/2.0)]]

Wenn die Felsen beispielsweise aus den Tiefen der Rinde hervorgehen, werden sie aus Druck, Erweiterung und Riss freigesetzt. Andererseits üben die in den Rissen angesammelten Salze auch Druck aus, indem die Frakturen umkristallisieren und vertiefern.

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Darüber hinaus verursachen tägliche oder saisonale Temperaturen Variationen aus Expansions- und Kontraktionszyklen, die am Ende die Steine ​​brechen.

Chemie

Dies verändert die chemische Zusammensetzung der Gesteine ​​im Zerfallsprozess, da chemische Wirkstoffe wirken. Unter diesen beteiligten chemischen Wirkstoffen befinden sich Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid.

Sie verursachen verschiedene chemische Reaktionen, die den Zusammenhalt des Gesteins beeinflussen und es verändern, einschließlich Oxidation, Hydratation, Kohlensäure und Auflösung.

Biologisch

Biologische Wirkstoffe wirken für eine Kombination physikalischer und chemischer Faktoren, einschließlich des ersten Drucks, der Räppchen und anderer. Als chemische Mittel sind die Sekrete von Säuren, Alkalien und anderen Substanzen.

Zum Beispiel sind Pflanzen sehr effektive Verwitterungsmittel und brechen die Felsen mit ihren Wurzeln. Dies dankt sowohl für die physische Wirkung des radikalen Wachstums als auch an die Sekreten, die sie abgeben.

- Erosion

Erosion wirkt sowohl direkt auf dem Gestein als auch auf den Produkten der Verwitterung, einschließlich des gebildeten Bodens. Andererseits impliziert es den Transport von erodiertem Material, das gleiche erosive Mittel wie Transportmittel und kann sowohl Wind als auch Wasser sein.

Erosion. Quelle: Carl Wycoff [CC by (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.0)]]

Die Gravitationserosion ist ebenfalls angegeben, wenn Verschiebungen und Verschleiß des Materials in ausgeprägten Hängen auftreten. Im erosiven Prozess ist das Material in noch niedrigeren Mineralpartikeln fragmentiert, die für den Transport zu großen Entfernungen anfällig sind.

Wind

Erosive Windaktion wird sowohl durch Luftwiderstand als auch durch Verschleiß ausgeübt, die wiederum die auf anderen Oberflächen gezogenen Partikel ausüben.

Wasser

Wassererosion wirkt sowohl auf die physikalische Wirkung der Auswirkungen von Regenwasser als auch auf oberflächliche Strömungen sowie durch chemische Wirkung. Ein extremes Beispiel für erosive Auswirkungen des Niederschlags ist saurer Regen, insbesondere in kalkhaltigen Gesteinen.

- Transport

Mineralpartikel werden von Mitteln wie Wasser, Wind oder Schwerkraft in großen Entfernungen transportiert. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass jedes Transportmittel eine definierte Belastungskapazität in Bezug auf Größe und Teilchenmenge hat.

Mit Schwerkraft können sie sich selbst große Felsen bewegen, die noch kaum meteorisiert sind, während der Wind sehr kleine Partikel transportiert. Darüber hinaus ist die mittlere Bedingungen der Abstand, da die Schwerkraft große Gesteine ​​in kurzen Strecken transportiert, während der Wind in großen Entfernungen kleine Partikel bewegt.

Wasser für seinen Teil kann eine breite Palette von Partikelgrößen transportieren, einschließlich großer Gesteine. Dieser Mittel kann die Partikel je nach Fluss in kurzen oder extrem großen Strecken tragen.

- Sedimentation und Akkumulation

Es besteht aus der Ablagerung des transportierten Materials aufgrund einer verringerten Transportgeschwindigkeit und Schwere. In diesem Sinne können Fluss, Flut oder seismische Sedimentation auftreten.

Sedimentation. Quelle: Calogerogalati [CC BY-S (https: // CreateRecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]

Da die Erleichterung der Erde aus einem Gradienten besteht. Mit der Zeit werden die Sedimentenschichten angesammelt.

- Solubilisierung, Absorption und biologische Befreiung

Sobald die Verwitterung von felsigem Material aufgetreten ist, ist es möglich, dass die Auflösung von freigesetzten Mineralien und ihre Absorption durch Lebewesen auftreten. Diese Absorption kann durch Pflanzen, Bakterien oder sogar direkt von Tieren durchgeführt werden. 

Die Pflanzen werden von Pflanzenfresser und diesen von Fleischfressern und allen Zersetzern konsumiert, die die Mineralien als Teil der trophischen Netzwerke bestehen. Es gibt auch Bakterien und Pilze, die Mineralien und sogar Tiere direkt absorbieren, wie z.

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- Lithifizierung

Der Zyklus wird mit der Lithifizierungsphase abgeschlossen, dh mit der Bildung von New Rock. Dies geschieht, wenn Mineralien sedimiert sind und aufeinanderfolgende Schichten bilden.

Die Schichten in größerer Tiefe im Kortex sind verdichtet und mit einem fremden Bild von festem Gestein und diese Schichten werden wieder diastrophen Prozessen ausgesetzt.

Verdichtung

Infolge des Drucks, den die Sedimentenschichten ausüben, die in den aufeinanderfolgenden Sedimentationsphasen gestapelt sind, sind die unteren Schichten verdichtet. Dies impliziert, dass Poren oder Räume, die zwischen Sedimentpartikeln bestehen, reduziert oder verschwinden.

Zementierung

Dieser Prozess besteht aus der Ablagerung von Zementiertern zwischen den Partikeln. Diese Substanzen wie Calcit, Oxide, Kieselsäure und andere kristallisieren und zementieren das Material, das feste Gestein bildet.

Beispiele für Sedimentzyklen

- Schwefel -Sedimentzyklus

Schwefel ist ein wesentlicher Bestandteil bestimmter Aminosäuren wie Cystin und Methionin sowie Vitaminen wie Thiamin und Biotin. Sein Sedimentzyklus umfasst eine Gasphase.

Dieses Mineral tritt aufgrund von Gesteinswitterung (Tafeln und anderen Sedimentgesteinen), Zersetzung von organischer Substanz, vulkanischen Aktivitäten und industriellen Beiträgen in den Zyklus ein. Auch Bergbau, Ölextraktion und Verbrennung fossiler Brennstoffe sind Schwefelquellen im Zyklus.

Die Schwefelformen in diesen Fällen sind Sulfate (SO4) und Wasserstoffsulfid (H2S); Die Sulfate sind beide auf dem Boden und im Wasser gelöst. Sulfate werden durch Pflanzen durch ihre Wurzeln absorbiert und assimiliert und in trophische Netzwerke übergehen.

Wenn Organismen sterben. Wasserstoffsulfid wird schnell oxidiert, wenn sie mit Sauerstoff gemischt ist und Sulfate bildet, die auf den Boden ausfallen.

Schwefelbakterien

Im Sumpfschlamm und in der Zersetzung organischer Substanz im Allgemeinen handeln anaeroben Bakterien. Diese verarbeiten die SO4 -Erzeugung von Gas -H2s, die in die Atmosphäre freigesetzt werden.

Saurer Regen

Es wird aufgrund von Vorläufern wie H2S gebildet, die in der Atmosphäre von Industrie, Schwefelbakterien und Vulkanausbrüchen ausgestellt wurden. Diese Vorläufer reagieren mit dem Wasserdampf und bilden SO4, der dann ausfällt.

- Sedimentkalciumzyklus

Calcium wird in Sedimentgesteinen gefunden, die in Meeresboden und See gebildet werden, dank der Beiträge von Organismen mit kalkhaltigen Schalen. Ebenso gibt es im Wasser freie Kalzium ionisiert, wie in den Ozeanen in Tiefen von mehr als 4.500 m, wo Calciumcarbonat gelöst ist.

Calcium -Rich -Gesteine ​​wie Kalkstein, Dolomit und Fluorit werden unter anderem verwittert und Calcium freisetzen. Regenwasser löst das atmosphärische CO2 auf, was als Kohlensäure zurückzuführen ist, die die Auflösung des Kalksteins erleichtert, wobei HCO 3- und Ca 2 freigelassen wird+.

Kalzium in diesen chemischen Formen wird durch Regenwasser in Flüsse, Seen und Ozeane gezogen. Dies ist das am häufigsten vorkommende Kationen im Boden, in dem Pflanzen es absorbieren, während Tiere es aus Pflanzen nehmen oder direkt in Wasser gelöst werden.

Calcium ist ein wesentlicher Bestandteil der Schalen, Exoskeletten, Knochen und Zähne. Wenn es so stirbt, wird es in die Umgebung wieder integriert. Im Fall von Ozeanen und See.

- Kaliumsedimentzyklus

Kalium ist ein grundlegendes Element im Zellstoffwechsel, da es eine relevante Rolle bei der osmotischen Regulation und Photosynthese spielt. Kalium ist Teil von Boden- und Felsmineralien, die in diesem Mineral reichhaltigen lehmigen Böden sind.

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Meteorisierungsprozesse füllen wasserlösliche Kaliumionen frei, die von Pflanzenwurzeln absorbiert werden können. Der Mensch fügt auch Kalium als Teil der Erntedüngungspraktiken zum Boden hinzu.

Durch Gemüse wird Kalium in trophischen Netzwerken verteilt und dann mit der Wirkung der Zersetzer, um zu Boden zurückzukehren.

- Phosphor -Sedimentzyklus

Die Hauptphosphorreserven befinden sich im marinen Sediment, den Böden, phosphatierten Gesteinen und der Guano (Marine Bird Excrement). Sein Sedimentzyklus beginnt mit phosphatierten Gesteinen, die beim Tragen und Erodieren Phosphate freisetzen.

Ebenso enthält der Mensch zusätzliche Phosphormengen auf den Boden, indem Düngemittel oder Düngemittel angewendet werden. Die Phosphorverbindungen werden mit den restlichen Regensedimenten in Richtung Wasserströmungen und von dort zum Ozean zusammengezogen.

Diese Verbindungen zum Teil Sediment und ein anderer sind in marine trophische Netzwerke eingebaut. Eine der Zyklusschleifen tritt auf, wenn der in Meerwasser gelöste Phosphor von Phytoplankton verbraucht wird.

Dann werden die Fische von Seevögeln konsumiert, deren Exkreta große Mengen an Phosphor (Guano) enthält. Guano wird von Menschen als organischer Dünger verwendet, um den Pflanzen Phosphor zu verleihen.

Der Phosphor, der im marinen Sediment bleibt.

- Schwermetall -Sedimentzyklus

Unter Schwermetallen sind einige, die wesentliche Funktionen für das Leben erfüllen, wie Eisen und andere, die giftig werden können, wie Quecksilber. Unter Schwermetallen gibt es mehr als 50 Elemente wie Arsen, Molybdän, Nickel, Zink, Kupfer und Chrom.

Einige wie Eisen sind reichlich vorhanden, aber die meisten dieser Elemente befinden sich in relativ kleinen Mengen. Andererseits können sie sich in der biologischen Phase seines Sedimentzyklus in lebenden Geweben ansammeln (Bioakkumulation).

In diesem Fall steigt die Akkumulation, nicht leicht zu verwerfen, entlang der Lebensmittelketten, was schwerwiegende Gesundheitsprobleme verursacht.

Quellen

Schwermetalle stammen aus natürlichen Quellen, durch Verwitterung und Bodenerosion. Es gibt auch wichtige anthropische Beiträge durch industrielle Emissionen, brennende fossile Brennstoffe und elektronische Abfälle.

Allgemeiner Sedimentzyklus

Im Allgemeinen folgen Schwermetalle einem Sedimentkreis. Die Verwitterungsprozesse füllen Schwermetalle am Boden und von dort können sie das Wasser kontaminieren oder in die Atmosphäre durch den Wind eindringen, der vom Wind gezogen wird.

Die vulkanische Aktivität trägt auch zur Emission von Schwermetallen in die Atmosphäre bei, und der Regen schleppt sie von der Luft zum Boden und zu den Körpern des Wassers. Zwischenquellen bilden Schleifen im Zyklus aufgrund der oben genannten menschlichen Aktivitäten und beim Eintritt von Schwermetallen in trophische Netzwerke.

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