Gotovo svaki student zna da je ciklustvari u biosferi, praćene pretvaranjem energije, osnova je postojanja prirode i svega što je s njom povezano. Ovaj se ciklus može prikazati vrlo shematski kako slijedi. Živi organizmi koji postoje u prirodi konzumiraju veliku količinu mineralnih sirovina iste prirode i nakon njihove smrti, u obliku različitih kemijskih elemenata, vraćaju se u isti prirodni okoliš, tvoreći tako krug tvari u biosferi. Taj se proces naziva i biogeni proces, a atmosfera, litosfera i hidrosfera djeluju kao mjesto njegovog nastanka. Ciklička priroda i ponovljivost fenomena transformacije tvari na različitim ciklusima odredili su naziv - ciklus.
Gotovo svi živi organizmi bez iznimkesudjelovati u ovom ciklusu. Na primjer, zelene biljke troše ugljični dioksid i minerale u zraku, a kisik ispuštaju u okoliš.
Fauna udiše isti kisikkoji biljke izlučuju i jedući te biljke asimiliraju i prerađuju organske tvari. Osim toga, nakon smrti biljaka i životinja, njihove ostatke obrađuju razne bakterije kako bi stvorili ugljični dioksid i pretvorili organske spojeve u mineralne tvari.
Tada je krug tvari u biosferi procestransformacija i kretanje tvari nastavlja se u tlu, gdje ti minerali padaju, a zatim ih biljni svijet apsorbira. Ako rezimiramo ovaj ciklus na atomskoj razini, slijedi prilično jednostavan zaključak - atomi nekih najosnovnijih kemijskih tvari čine kontinuirani proces migracije ne samo iz jednog organizma u drugi, već iz jedne vrste okoliša u drugi - budući da su stalno prisutni u tlu, atmosferi i hidrosfera.
Broj takvih ciklusa praktički je beskonačan, doNa primjer, izračunato je da atmosferski kisik u svom punom volumenu prolazi kroz žive organizme za nešto više od dvije tisuće godina. Ugljikov dioksid također izvodi isto kretanje, samo što ovdje ciklus traje mnogo manje vremena - samo 200-300 godina. U okviru takvog procesa, a to je kruženje tvari u biosferi, jedan takav zatvoreni krug cirkulacije naziva se biogeokemijski ciklus.
Kako se određuje takav ciklus?Nažalost, zasad nema iscrpnih i, što je najvažnije, cjelovitih odgovora na ovo pitanje. S dovoljnim stupnjem pouzdanosti može se tvrditi da je jedan od razloga ograničenje resursa našeg planeta. Drugi bi se odgovor mogao temeljiti na doktrini velikog Vernadskog o biosferi, koja tvrdi da postoji postojanje kozmičke cirkulacije koja određuje ne samo kruženje tvari, već i promjene u racionalnom sadržaju svemira. Istodobno se prepoznaje da sve vrste ciklusa, bez obzira koliko ih lokalizirali u vremenu i prostoru, imaju jedno zajedničko svojstvo za sve njih. Svi su oni povezani s procesima energetskog metabolizma. U početku energija Sunca djeluje kao osnova ciklusa. Tada se pretvara u razne vrste energije kemijskih i fizikalnih transformacija, pa stoga možemo govoriti o kruženju energetskog potencijala sadržanog u biosferi. Stabilnost procesa energetske i biološke cirkulacije glavni je uvjet za normalno i stabilno stanje biosfere.
Kao što je već spomenuto, jedan od najaktivnijihsudionika u krugu je ugljik. Prisutnost ovog elementa u gotovo svim organskim tvarima sasvim logično objašnjava ciklus ugljika u biosferi. U procesu fotosinteze, ugljik se iz biosfere asimilira biljkama i pretvara u ugljikohidrate. Kada živi organizmi dišu, događa se obrnuti proces, što rezultira ogromnim rezervama ugljika u tom ciklusu ugljika. Glavni čimbenici koji određuju kruženje ugljika su disanje i fotosinteza.
Također jedan od glavnih elemenata svegaorganska tvar je dušik. Kao nužna komponenta sadrži ATP, proteine, nukleinske kiseline. Dušik se nalazi prvenstveno u atmosferi, a njegova molekularna formula ne dopušta biljkama da ga izravno koriste. Stoga biljke troše dušik u obliku anorganskih tvari. Načini na koji dušik ulazi u zemlju ili vodu različiti su, pa je ciklus dušika u biosferi prilično raznolik. Primjerice, neki dušikovi spojevi nastaju u atmosferi za vrijeme grmljavine. Kišom ili otjecanjem ulaze u rijeke, tlo, jezera, odakle ih biljke asimiliraju.
Kao što vidite, u svim su slučajevima živi organizmi osnova za stvaranje cirkulacije tvari u biosferi.
