UNIVERZITET U
PRIŠTINI
FAKULTET TEH
NIČKIH NAUKA
ODSEK:ZAŠTITA ŽIVOTNE SREDINE
PREDMET
: Geohemija i zaštita
SEMINARSKI RAD
TEMA :
Geohemija biosfere
Student:
Boban Stojanović
Kosovska Mitrovica
GEOHEMIJA BIOSFERE
Priroda biosfere
Pojam biosfere uveo je Lamarck i izraz se upotrebljava u dva smisla, da
ukaže prvo na onaj deo Zemlje koji je u stanju da održava život i drugo na zbir
celokupne žive materije- biljke, životinje i mikroorganizme. U prvom smislu
ona obuhvata plitku zonu na površini hidrosfere i litosfere i to zaista predstavlja
oblast gde je život najplodniji zahvaljujući povoljnom združivanju vode,
vazduha i zračene energije. Međutim, zona života je šira od ove: insekti i spore
su nađeni na velikim visinama, živi organizmi su prikupljeni s okeanskog dna sa
velikih dubina, a bakterije su nađene u izvorima slane vode vezana za naftu koja
potiče iz viših delova zemljine kore.
Biosfera je očevidno postala docnije od ostalih geometrijskih sfera, pošto
život nije mogao da započne pre nego sto su površinski uslovi postal dosta
sličnim današnjim, verovatno s atmosferom i hidrosferom. Koliko docnije, na to
je teško odgovoriti. Dobro očuvani fosili su se pojavili najpre u kambriji, ali
organizmi dosta složeni da daju fosilne ostatke mora da su bili rezultat dugog
evolucionog ciklusa. Čak i u vrlo starim arhajskim formacijama nađeni su
škriljci sa slobodnim ugljenikom, za koji se može predpostaviti da predstavlja
ostatke neke forme života. Neke strukture za koje se smatra da predstavljaju
ostatke primitivnih algi nađene su u krečnjacima Rodozije, u jednom od
najstarijih prekambrijskih sistema, čija starost iznosi oko 3 x 18 godina.
Hutchinson
, koji je dosta uradio na problemima biohemije ( izraz koji je uveo
Vernadski, čija je škola u Rusiji bila naročito aktivna na ovom polju) daje
prednost hipotezi da su se život, atmosferski kiseonik i okean pojavili
istovremeno, što uključuje da se biosfera pojavila u poslednjim stadijumima
prvobitnog razvića zemlje.
U materijalnom smislu biosfera je izgrađena od grupe složenih organskih
jedinjenja. Život se, kao što znamo, sastoji od relativno malog broja organskih
molekula: - alkohola, masnih kiselina, aminokiselina i purina, od kojih su
izgrađeni složeniji molekuli ugljenih hidrata, protein, masti i nukleinskih
kiselina. Život ima zajednički karakterističan materijal, prisustvo proteinskih
molekula, i jedan zajednički fizičko hemijski proces, postupno stvaranje
organskih supstanci koje se vrši praktično na istoj temperaturi. Živa materija se
može uopste podeliti na dve velike klase: klasu biljaka ili proizvođača i klasu
životinja ili potrosača. Pošto su životinje potpuno zavisne od biljne materije u
pogledu svoje ishrane, njih ne mozemo smatrati kao nazavisne organizme, već
kao parazitske na biljkama koje predstavljaju njihovu hranu. Asimilacija ugljen
Masa biosfere
Gledajući na biosferu kao zbir celokupne žive materije, možemo pokušati
da odredimo njenu masu, kao što smo odredili mase drugih geohemijskih zona.
Međutim, ovde se sukobljavamo s mnogim teškoćama, koje se nisu javile u
drugim proračunima ove vrste. Materija biosfere nije uniformno raspoređena,
kao sto je to, naprimer, materija atmosfere. Osim toga, ona je stalno u stanju
promene, a ciklus promena je vrlo brz.Vek života ma kog organizma je
beskrajno mali u pogledu sa geološkim vremenom, a životni ciklusi različitih
organizama su izvanredno različiti, - recimo, ako uporedimo živote crvenog
drveta ( sekvoje ) i protozoe.
I pored svih ovih teskoća, kvantitativan rad na biogeohemiji traži izvesne
podatke o celokupnoj količini materije u biosferi.
Borchert
(1951) je procenio
da celokupna količina ugljenika u živim organizmima iznosi 2,8 x 10
17
gr.
Riley
izražava svoje rezultate u vidu celokupne godišnje produktivnosti organskog
ugljenika na kvadratni kilometer različitih sredina.On dolazi do cifre od oko 160
tona km
2
kao srednje vrednosti za zemaljske sredine ( sume, obrađenu zemlju,
stepu i pustinju) I 340 tona/ km
2
za otvorene okeanske vode. Celokupna godišnja
produkcija organogenog ugljenika na taj način iznosi 20±5 x 10
9
tona za
kontinualne sredine I 126±82 x 10
9
tona za marinske sredine, a za celu zemlju
146±87 x 10
9
tona.
Ispitivanje ovih brojki treba da pobudi dosta skromno misljenje o zemlji
kao pretežnom domenu, čak i u području života. Okean je dva puta plodniji od
zemlje na kvadratni kilometer, a zbog svog mnogo većeg prostranstva on
kvantitativno preovlađjuje u količini žive materije koju održava. Kao što je
poznato život na zemlji je praktično ograničen na površinu, a život u okeanima
dostiže dubinu i od nekoliko kilometara; ipak, koncentracija života u moru je u
blizini površine, koju zahvata zračena energija ( eufotična zona ). Najveći deo
života u moru se sastoji od sitnih organizama koji slobodno plivaju,
fitoplanktona i zooplanktona, koji se javljaju u svim okeanima od površine do
dubine efektivnog prodiranja svetlosti ( oko 40 do 150 m ). Ogroman broj
individuala kompenzira njihovu malu veličinu. Relativna jednoobraznost u
plodnosti marinske sredine jako je suprotna u promenama na zemlji. Na primer,
prostrane oblasti na kontinentima, kao što su aridni predeli i polarne oblasti,
praktično su neproduktivni, dok u morima nema takvih sredina. Obilje života u
polarnim morima naročito je u suprotnosti s neplodnosću tla u tim oblastima.
Masa biosfere je beznačajna u poređenju s drugim geohemijskim zonama.
Prema
Rankami
i
Sahami
, relativna težina hidrosfere, atmosfere i biosfere mogu
se izraziti sledećim brojkama:
Hidrosfera 69.100
Atmosfera 300
Biosfera 1
Međutim, i pored zanemarljive mase biosfera je zona velike hemijske aktivnosti
i njeni geohemijski efekti su od velikog značaja.Njen značaj se može bolje
shvatiti kad se vidi obrt materijala koji se u njoj vrši. Ako je masa biosfere bila
približno konstantna za poslednjih 500 miliona godina i ako je prosečan životni
ciklus iznosio jednu godinu, onda je celokupna količina materijala koji je prošao
kroz biosferu u tom vremenu bliska ukupnoj masi zemlje. Većina organizama se
javlja u vidu neprimetnih grudvica organske materije, koje imaju izvestan
životni ciklus, množe se, umiru i ostavljaju svoju okolinu kao što je bila.
Međutim, ova slika je lažna. Videli smo u prethodnom odeljku da je najveći deo
ako ne i sav Slobodan kiseonik atmosfere proizveden hemijskom aktivnosću
biljaka. Jedan individualan organizam koji luči kalcijum karbonat ne menja
mnogo karakter zemlje, ali u toku geološkog vremena takvi organizmi su
uzimali kalcijum karbonat u ogromnim količinama iz razblaženog rastvora
morske vode; na taj način je stvoren najveći deo karbonatnih stena.Još
upadljivije izdvajanje predstavlja deponovanje silicije od strane radiolarija i
diatomeja iz morske vode koja sadrži samo 0.02-4 gr∕∕tonu silicijuma. Milioni
kvadratnih kilometara okeanskog dna pokriveni su silicijskim sedimentima
Iiroznaci koji predstavljaju ležišta takvih organizama, česti su u geološkim
farmacijama. Sav organski deponovan ugljenik u sedimentima potiče iz
atmosfere koja kroz najveći deo geološkog vremena verovatno nikad nije
sadržavala više od nekoliko stotih delova procenta ugljen dioksida. Pored toga
svaki organizam ima neko metalno jedinjenje u svojoj strukturi i na taj način
biosfera je od velikog značaja za migraciju i koncentraciju mnogih elemenata.
