Caratteristiche, fasi ed esempi di cicli sedimentari

IL Cicli sedimentari Si riferiscono al set di fasi attraverso le quali vanno alcuni elementi minerali nella crosta terrestre. Queste fasi implicano una sequenza di trasformazioni che formano una serie temporale circolare che si ripete in lunghi periodi.

Questi sono cicli biogeochimici in cui la conservazione dell'elemento si verifica principalmente nella corteccia terrestre. Tra gli elementi minerali soggetti a cicli sedimentari ci sono zolfo, calcio, potassio, fosforo e metalli pesanti.

Ciclo litologico. 1 = magma; 2 = cristallizzazione (raffreddamento a roccia); 3 = roccia ignea; 4 = erosione; 5 = sedimentazione; 6 = sedimenti e rocce sedimentarie; 7 = tettonica e metamorfismo; 8 = roccia metamorfica; 9 = fusione. Fonte: Woudloper/Woodwalker [dominio pubblico]

Il ciclo inizia con l'esposizione delle rocce che contengono questi elementi dalle profondità della corteccia alla superficie o vicino a essa. Quindi, queste rocce sono soggette ad agenti atmosferici e soffrono di processi di erosione nell'azione di fattori atmosferici, idrologici e biologici.

Il materiale eroso viene trasportato mediante acqua, gravità o vento per successivamente che si verifichino la sedimentazione o la deposizione del materiale minerale nel substrato. Questi strati di sedimenti si accumulano nel corso di milioni di anni e subiscono processi di compattazione e cementazione.

In questo modo si verifica la litificazione dei sedimenti, cioè la loro trasformazione in una roccia solida a grandi profondità. Inoltre, nelle fasi intermedie dei cicli sedimentari si verifica anche una fase biologica che consiste nella solubilizzazione e nell'assorbimento da parte degli organismi viventi.

A seconda dei minerali e delle circostanze, possono essere assorbiti da piante, batteri o animali, spostandosi su reti trofiche. Quindi i minerali verranno escreti o rilasciati dalla morte dell'organismo.

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Caratteristiche

I cicli sedimentari costituiscono uno dei tre tipi di cicli biogeochimici e sono caratterizzati perché la matrice di conservazione principale è la litosfera. Questi cicli hanno la loro disciplina di studio, chiamata sedimentologia.

Tempo di ciclo

I cicli sedimentari sono caratterizzati perché il tempo necessario per soddisfare le diverse fasi è molto lungo, misurato anche in milioni di anni. Questo perché questi minerali rimangono lunghi periodi inclusi nelle rocce a grande profondità nella crosta terrestre.

Fase di cicli sedimentari

È importante non perdere di vista il fatto che non è un ciclo le cui fasi seguono una sequenza rigorosa. Alcune fasi possono essere scambiate o presentate più volte durante il processo.

- Esposizione

Le rocce formate a determinate profondità nella crosta terrestre sono sottoposte a diversi processi diastrofici (fratture, piegatura e elevazioni) che finiscono per portarle in superficie o vicino a questo. In questo modo sono esposti all'azione dei fattori ambientali, sia edafi, atmosferici, idrologici o biologici.

Il diastrofismo è il prodotto dei movimenti di convezione del mantello terrestre. Questi movimenti generano anche fenomeni vulcanici che espongono rocce più drammatiche.

- Agenti atmosferici

Una volta che la roccia è esposta, soffre di agenti atmosferici (decomposizione della roccia in frammenti minori) che soffrono o non cambiamenti nella composizione chimica o mineralogica. La meteorizzazione è un fattore chiave nella formazione del suolo e può essere fisica, chimica o biologica.

Fisico

In questo caso i fattori che causano la rottura della roccia non alterano la loro composizione chimica, solo variabili fisiche come volume, densità e dimensioni. Ciò è causato da diversi agenti fisici come la pressione e la temperatura. Nel primo caso, sia il rilascio di pressione che il suo esercizio sono cause di rotture di roccia.

Agenti atmosferici. Fonte: Prince Roy, Taipei [CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)]

Ad esempio, quando le rocce emergono dalle profondità della corteccia, vengono rilasciate dalla pressione, si espandono e si rompono. D'altra parte, i sali accumulati nelle fessure esercitano anche la pressione ricristallizzando, approfondendo le fratture.

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Inoltre, le variazioni di temperature giornaliere o stagionali causano cicli di espansione e contrazione che finiscono per rompere le rocce.

Chimica

Ciò altera la composizione chimica delle rocce nel processo di disintegrazione perché agenti chimici Act. Tra questi agenti chimici coinvolti ci sono ossigeno, vapore acqueo e anidride carbonica.

Causano varie reazioni chimiche che influenzano la coesione della roccia e la trasformano, tra cui ossidazione, idratazione, carbonatazione e dissoluzione.

Biologico

Gli agenti biologici agiscono per una combinazione di fattori fisici e chimici, tra cui le prime pressioni, attriti e altri. Mentre come agenti chimici sono le secrezioni di acidi, alcali e altre sostanze.

Ad esempio, le piante sono agenti agenti atmosferici molto efficaci, rompendo le rocce con le loro radici. Questo ringrazia sia all'azione fisica della crescita radicale sia alle secrezioni che emettono.

- Erosione

L'erosione agisce sia sulla roccia che sui prodotti degli agenti atmosferici, incluso il terreno formato. D'altra parte, implica il trasporto di materiale eroso, essendo lo stesso agente erosivo il mezzo di trasporto e può essere sia vento che acqua.

Erosione. Fonte: Carl Wycoff [CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)]

L'erosione gravitazionale è anche indicata, quando si verificano spostamenti e usura del materiale in pendii pronunciati. Nel processo erosivo il materiale è frammentato in particelle minerali ancora più basse, suscettibile al trasporto a grandi distanze.

Vento

L'azione del vento erosiva viene esercitata sia per trascinamento che esercitano le particelle trascinate su altre superfici.

Acqua

L'erosione dell'acqua agisce sia dall'azione fisica dell'impatto dell'acqua piovana o delle correnti superficiali, sia nell'azione chimica. Un esempio estremo di effetti erosivi delle precipitazioni è la pioggia acida, specialmente nelle rocce calcaree.

- Trasporto

Le particelle minerali vengono trasportate da agenti come acqua, vento o gravità a grandi distanze. È importante tenere conto del fatto che ogni mezzo di trasporto abbia una capacità di carico definita, in termini di dimensioni e quantità di particelle.

Per gravità possono muovere anche grandi rocce ancora appena meteorizzate, mentre il vento trasporta particelle molto piccole. Inoltre, la media condizioni la distanza, poiché la gravità trasporta grandi rocce a brevi distanze, mentre il vento muove piccole particelle a enormi distanze.

L'acqua da parte sua, può trasportare una vasta gamma di particelle, comprese le rocce di grandi dimensioni. Questo agente può trasportare le particelle a distanze brevi o estremamente lunghe, a seconda del flusso.

- Sedimentazione e accumulo

Consiste nella deposizione del materiale trasportato, a causa della ridotta velocità di trasporto e gravità. In questo senso, possono verificarsi fiume, marea o sedimentazione sismica.

Sedimentazione. Fonte: Calogerogalati [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Poiché il sollievo della terra è costituito da un gradiente che va dalle massime altitudini al fondo del mare, è qui dove si verifica la più grande sedimentazione. Col passare del tempo, gli strati di sedimenti vengono accumulati uno.

- Solubilizzazione, assorbimento e liberazione biologica

Una volta che si sono verificati gli agenti atmosferici del materiale roccioso, è fattibile che si verifichino la dissoluzione dei minerali rilasciati e il loro assorbimento da parte degli esseri viventi. Questo assorbimento può essere eseguito da piante, batteri o anche direttamente dagli animali. 

Le piante sono consumate dagli erbivori e queste dai carnivori e tutte dai decompositori, passando i minerali per far parte delle reti trofiche. Ci sono anche batteri e funghi che assorbono direttamente minerali e persino animali, come macaw che consumano argille.

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- Litificazione

Il ciclo è completato con la fase di litificazione, vale a dire con la formazione di una nuova roccia. Ciò accade quando i minerali sono sedimizzati formando strati successivi che accumulano esercitazioni enormi pressioni.

Gli strati a maggiore profondità nella corteccia sono compattati e il CEME che forma roccia solida e questi strati sarà nuovamente sottoposta a processi diastrofici.

Compattazione

Come risultato della pressione esercitata dagli strati di sedimenti impilati nelle fasi di sedimentazione successive, gli strati inferiori sono compattati. Ciò implica che i pori o gli spazi che esistono tra le particelle di sedimenti sono ridotti o scompaiono.

Cementazione

Questo processo consiste nel deposito di sostanze cementate tra le particelle. Queste sostanze, come calcite, ossidi, silice e altri si cristallizzano e cementano il materiale che forma roccia solida.

Esempi di cicli sedimentari

- Ciclo sedimentario di zolfo

Lo zolfo è una componente essenziale di alcuni aminoacidi come la cistina e la metionina, nonché vitamine come la tiamina e la biotina. Il suo ciclo sedimentario include una fase gassosa.

Questo minerale entra nel ciclo a causa degli agenti atmosferici di roccia (lavagne e altre rocce sedimentarie), decomposizione della materia organica, attività vulcanica e contributi industriali. Anche il mining, l'estrazione dell'olio e la combustione di combustibili fossili sono fonti di zolfo nel ciclo.

Le forme di zolfo in questi casi sono solfati (SO4) e idrogeno solforato (H2S); I solfati sono entrambi a terra e sciolti nell'acqua. I solfati vengono assorbiti e assimilati dalle piante attraverso le loro radici e passano a reti trofiche.

Quando gli organismi muoiono, i batteri, i funghi e altri deconners agiscono, rilasciando lo zolfo sotto forma di gas idrogeno solforato che passa all'atmosfera. L'idrogeno solforato viene rapidamente ossidato quando miscelato con ossigeno, formando solfati che precipitano a terra.

Batteri di zolfo

Nei fanghi della palude e nella decomposizione della materia organica in generale, Anaerobic Batteri Act. Questi procedono il gas sh2 sh2s che viene rilasciato nell'atmosfera.

Pioggia acida

Si forma a causa di precursori come H2S, emessi nell'atmosfera per industria, batteri dello zolfo e eruzioni vulcaniche. Questi precursori reagiscono con il vapore acqueo e formano SO4 che poi precipita.

- Ciclo di calcio sedimentario

Il calcio si trova nelle rocce sedimentarie formate nel fondo marino e nel lago grazie ai contributi degli organismi forniti con gusci calcarei. Allo stesso modo, c'è il calcio libero ionizzato nell'acqua, come negli oceani a profondità superiori a 4.500 m dove viene sciolto il carbonato di calcio.

Le rocce ricche di calcio come calcare, dolomite e fluorite, tra gli altri, sono meteorologiche e rilasciano calcio. L'acqua piovana dissolve la CO2 atmosferica, risultante come acido carbonico che facilita la dissoluzione del calcare, rilasciando HCO 3- e CA 2+.

Il calcio in queste forme chimiche viene trascinato dall'acqua piovana a fiumi, laghi e oceani. Questo è il catione più abbondante nel terreno in cui le piante lo assorbono mentre gli animali lo prendono dalle piante o si dissolvono direttamente in acqua.

Il calcio è una parte essenziale dei conchiglie, degli esoscheletri, delle ossa e dei denti, quindi quando muore viene reintegrato nell'ambiente. Nel caso degli oceani e del lago.

- Ciclo sedimentario di potassio

Il potassio è un elemento fondamentale nel metabolismo cellulare, perché svolge un ruolo rilevante nella regolazione osmotica e nella fotosintesi. Il potassio fa parte del suolo e dei minerali di roccia, essendo i terreni argillosi ricchi di questo minerale.

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I processi di meteorizzazione rilasciano ioni di potassio solubili che possono essere assorbiti dalle radici delle piante. L'essere umano aggiunge anche potassio al terreno come parte delle pratiche di fecondazione delle colture.

Attraverso le verdure, il potassio è distribuito in reti trofiche e quindi con l'azione dei decompositori per tornare a terra.

- Ciclo sedimentario di fosforo

Le principali riserve di fosforo sono nei sedimenti marini, nei terreni, nelle rocce fosfatate e il guano (escrementi di uccelli marini). Il suo ciclo sedimentario inizia con rocce fosfatate che, quando si indossano ed erodi, rilasciano fosfati.

Allo stesso modo, l'essere umano incorpora ulteriori quantità di fosforo a terra applicando fertilizzanti o fertilizzanti. I composti di fosforo vengono trascinati insieme al resto dei sedimenti di pioggia verso le correnti d'acqua e da lì all'oceano.

Questi composti in parte sedimenti e un altro sono incorporati nelle reti trofiche marine. Uno dei cicli si verifica quando il fosforo sciolto nell'acqua di mare viene consumato dal fitoplancton, questo a sua volta dai pesci.

Quindi i pesci vengono consumati da uccelli marini, i cui escreta contengono grandi quantità di fosforo (guano). Il guano è usato dall'essere umano come fertilizzante organico per fornire fosforo alle colture.

Il fosforo che rimane nel sedimento marino subisce i processi di litificazione che formano nuove rocce fosfatate.

- Ciclo sedimentario di metalli pesanti

Tra i metalli pesanti ci sono alcuni che svolgono funzioni essenziali per la vita, come il ferro, e altri che possono diventare tossici, come il mercurio. Tra i metalli pesanti ci sono più di 50 elementi come arsenico, molibdeno, nichel, zinco, rame e cromo.

Alcuni come il ferro sono abbondanti, ma la maggior parte di questi elementi si trova in quantità relativamente piccole. D'altra parte, nella fase biologica del suo ciclo sedimentario possono accumularsi nei tessuti viventi (bioaccumulo).

In questo caso, non essendo facile da scartare, il suo accumulo aumenta lungo le catene alimentari causando gravi problemi di salute.

Fonti

I metalli pesanti provengono da fonti naturali, per agenti atmosferici e erosione del suolo. Ci sono anche importanti contributi antropici attraverso le emissioni industriali, la combustione di combustibili fossili e i rifiuti elettronici.

Ciclo sedimentario generale

In termini generali, i metalli pesanti seguono un ciclo sedimentario che parte dalla sua fonte principale che è la litosfera e il transito attraverso l'atmosfera, l'idrosfera e la biosfera. I processi di agenti atmosferici rilasciano metalli pesanti a terra e da lì possono contaminare l'acqua o invadere l'atmosfera attraverso il vento trascinato dal vento.

L'attività vulcanica contribuisce anche all'emissione di metalli pesanti nell'atmosfera e la pioggia li trascina dall'aria al pavimento e da questo ai corpi d'acqua. Le fonti intermedie formano loop nel ciclo a causa delle suddette attività umane e all'ingresso di metalli pesanti alle reti trofiche.

Riferimenti

1. Calow, p. (Ed.) (1998). L'enciclopedia di ecologia e gestione ambientale.
2. Christopher R. E fielding, c.R. (1993). Una revisione del recente sedimentologia del fiume. Geologia sedimentaria.
3. Margalef, r. (1974). Ecologia. Omega Editions.
4. Márquez, a., Garcia, o., Senior, w., Martínez, g., González, a. e Fermín. Yo. (2012). Metalli pesanti nei sedimenti superficiali del fiume Orinoco, in Venezuela. Bollettino dell'Istituto oceanografico venezuelano.
5. Miller, g. E Tyler, J.R. (1992). Ecologia e ambiente. Gruppo editoriale di Iberoamérica.A. di c.V.
6. Rovira-sanroque, J.V. (2016). Contaminazione da metalli pesanti nei sedimenti del fiume Jarama e nella sua bioasimilazione tubificata (Annelida: Oligochaeta, Tubificae). Tesi di dottorato. Facoltà di scienze biologiche, Complutse University of Madrid.
7. Odum, e.P. e Warrett, G.W. (2006). Fondamenti di ecologia. Quinta edizione. Thomson.