जैव-भू-रासायनिक चक्र
जीवन का निर्माण करने वाले रासायनिक तत्व जीवों, मिट्टी, पानी और वायुमंडल के बीच अंतहीन रूप से चक्रित होते रहते हैं, और इन चक्रों पर नज़र रखने से पता चलता है कि पारिस्थितिकी तंत्र और पृथ्वी प्रणाली कैसे जुड़े हुए हैं।
Definition
जैव-भू-रासायनिक चक्र वे मार्ग हैं जिनके द्वारा रासायनिक तत्व पारिस्थितिकी तंत्रों और पृथ्वी प्रणाली के जीवित, मिट्टी, जलीय और वायुमंडलीय घटकों के बीच गति करते हैं और रूपांतरित होते हैं।
Scope
यह विषय जीवन के लिए आवश्यक तत्वों के वैश्विक और पारिस्थितिकी तंत्र-स्तरीय चक्रण को शामिल करता है: कार्बन चक्र और जीवमंडल, वायुमंडल और महासागरों के बीच इसका आदान-प्रदान; नाइट्रोजन चक्र जिसमें स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण और डीनाइट्रीकरण शामिल है; फास्फोरस चक्र; सल्फर चक्र; और जल चक्र जो घुले हुए पोषक तत्वों का वाहक है। यह पूलों और प्रवाहों, निवास समयों, और मानव गतिविधि ने इन चक्रों को कैसे बदल दिया है, इस पर विचार करता है।
Core questions
- कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस जीवों और पर्यावरण के बीच कैसे गति करते हैं?
- प्रत्येक तत्व अपने चक्र में किन परिवर्तनों से गुजरता है?
- पूल और प्रवाह को कैसे मापा जाता है और निवास समय को क्या निर्धारित करता है?
- मानवीय गतिविधियों ने वैश्विक जैव-भू-रासायनिक चक्रों को कैसे बदल दिया है?
Key theories
- पूल, प्रवाह और निवास समय
- प्रत्येक चक्र को एक तत्व के जलाशयों और उनके बीच के प्रवाह द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसमें पूल के आकार का प्रवाह से अनुपात निवास समय को परिभाषित करता है और यह बताता है कि कौन से घटक गड़बड़ी के प्रति तेजी से या धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करते हैं।
- तत्व चक्रों में मानवीय परिवर्तन
- औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण, जीवाश्म-ईंधन दहन, और उर्वरक के उपयोग ने प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन इनपुट को लगभग दोगुना कर दिया है और कार्बन और फास्फोरस चक्रों को काफी हद तक बाधित किया है, जिसके व्यापक पारिस्थितिक परिणाम हुए हैं।
Mechanisms
तत्व जैविक परिवर्तनों और भौतिक परिवहन के माध्यम से जलाशयों के बीच गति करते हैं। कार्बन प्रकाश संश्लेषण द्वारा स्थिर होता है, श्वसन और अपघटन द्वारा वापस आता है, और वायुमंडल और महासागरों के साथ आदान-प्रदान होता है; नाइट्रोजन विशेष सूक्ष्मजीवों द्वारा वायुमंडल से स्थिर होता है, नाइट्रीकरण और आत्मसात्करण के माध्यम से परिवर्तित होता है, और डीनाइट्रीकरण द्वारा हवा में वापस आता है; फास्फोरस, जिसमें गैसीय चरण नहीं होता है, चट्टानों के अपक्षय, अवशोषण और अवसादन के माध्यम से धीरे-धीरे चक्रित होता है। प्रत्येक पूल का आकार अंदर और बाहर के प्रवाह के सापेक्ष यह निर्धारित करता है कि यह कितनी तेजी से बदलता है और यह गड़बड़ी के प्रति कितना संवेदनशील है।
Clinical relevance
जैव-भू-रासायनिक समझ जलवायु-परिवर्तन विज्ञान, पोषक तत्व प्रदूषण से सुपोषण के प्रबंधन, मिट्टी की उर्वरता और उर्वरक के उपयोग, और वैश्विक तत्व चक्रों की गड़बड़ी को सीमित करने वाली नीतियों के डिजाइन का आधार है। यह शैक्षिक संदर्भ है, न कि प्रबंधन संबंधी नुस्खा।
History
वर्नैडस्की ने 1920 के दशक में जीवमंडल को एक भू-रासायनिक शक्ति के रूप में प्रस्तुत किया, और हचिंसन ने बीसवीं सदी के मध्य में मात्रात्मक जैव-भू-रसायन विज्ञान को आगे बढ़ाया। अम्लीय वर्षा, गैलोवे द्वारा वर्णित नाइट्रोजन कैस्केड, और जलवायु परिवर्तन में वैश्विक कार्बन चक्र की भूमिका के अध्ययनों के साथ मानव गड़बड़ी के बारे में चिंता बढ़ी।
Key figures
- Vladimir Vernadsky
- G. Evelyn Hutchinson
- William Schlesinger
- James Galloway
Related topics
Seminal works
- schlesinger2013
- chapin2011
- galloway2004
Frequently asked questions
- फास्फोरस कार्बन और नाइट्रोजन से अलग तरीके से क्यों चक्रित होता है?
- फास्फोरस का कोई महत्वपूर्ण गैसीय रूप नहीं होता है, इसलिए यह वायुमंडल के माध्यम से चक्रित नहीं हो सकता है; इसके बजाय यह चट्टानों के अपक्षय के माध्यम से धीरे-धीरे पारिस्थितिकी तंत्र में प्रवेश करता है और अंततः तलछट में खो जाता है, जिससे यह एक सामान्य सीमित पोषक तत्व बन जाता है।
- नाइट्रोजन कैस्केड क्या है?
- नाइट्रोजन कैस्केड पर्यावरणीय प्रभावों का वह क्रम है जो प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन का एक भी परमाणु पैदा कर सकता है क्योंकि यह हवा, पानी और मिट्टी के माध्यम से चलता है, बारी-बारी से धुंध, अम्लीय वर्षा, सुपोषण और ग्रीनहाउस वार्मिंग में योगदान देता है, इससे पहले कि इसका डीनाइट्रीकरण हो जाए।