Biogeochemie: 3 Hauptkomponenten der Biogeochemie - erklärt!

Einige der Hauptkomponenten der Biogeochemie sind folgende:

Der Begriff Biogeochemie ist definiert als die Untersuchung, wie lebende Systeme die Geologie und Chemie der Erde beeinflussen und von dieser gesteuert werden. Die Biogeochemie umfasst also viele Aspekte der abiotischen und biotischen Welt, in der wir leben. Es gibt mehrere Hauptprinzipien und Werkzeuge, mit denen Bio-Geochemiker Erdsysteme untersuchen.

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Die meisten der größten Umweltprobleme, mit denen wir heute in unserer Welt konfrontiert sind, können mit biogeochemischen Prinzipien und Werkzeugen analysiert werden. Zu diesen Problemen gehören die globale Erwärmung, saurer Regen, Umweltverschmutzung und die Zunahme von Treibhausgasen. Die Prinzipien und Werkzeuge, die wir verwenden, lassen sich in drei Hauptkomponenten aufteilen: Elementverhältnisse, Massenbilanz und Elementkreislauf.

1. Elementverhältnisse:

In biologischen Systemen bezeichnen wir wichtige Elemente als „konservativ“. Diese Elemente sind oft Nährstoffe. Mit „konservativ“ meinen wir, dass ein Organismus die Menge dieser Elemente in seinem Gewebe nur geringfügig verändern kann, wenn er gesund bleiben soll. Zum Beispiel haben die Elemente C, N, P und Fe in gesunden Algen das folgende Verhältnis, das Redfield-Verhältnis nach dem Ozeanographen genannt wird, der es entdeckt hat:

C: N: P: Fe = 106: 16: 1: 0, 01

Sobald wir diese Verhältnisse kennen, können wir sie mit den Verhältnissen vergleichen, die wir in einer Algenprobe messen, um festzustellen, ob die Algen in einem dieser limitierenden Nährstoffe fehlen.

2. Massenbilanz:

Ein weiteres wichtiges Instrument, das Bio-Geochemiker verwenden, ist eine einfache Massenbilanzgleichung, um den Zustand eines Systems zu beschreiben. Mit einem Massenbilanzansatz können wir feststellen, ob sich das System ändert und wie schnell es sich ändert. Die Gleichung lautet:

NET CHANGE = EINGABE + AUSGABE + INTERNE ÄNDERUNG

In dieser Gleichung wird die Nettoveränderung im System von einem Zeitraum zum anderen durch die Eingaben, die Ausgaben und die internen Änderungen im System bestimmt.

3. Element Cycling:

Element Cycling beschreibt, wo und wie schnell sich Elemente in einem System bewegen. Es gibt zwei allgemeine Klassen von geschlossenen und offenen Systemen. Ein geschlossenes System bezieht sich auf ein System, bei dem die Ein- und Ausgänge im Vergleich zu den internen Änderungen vernachlässigbar sind.

Beispiele für solche Systeme sind Flaschen oder unsere gesamte Welt. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Zyklus von Materialien innerhalb dieses geschlossenen Systems zu beschreiben, indem wir entweder die Bewegungsgeschwindigkeit oder die Bewegungspfade betrachten.

1. Rate = Anzahl der Zyklen / Zeit, wenn die Rate steigt, steigt die Produktivität

2. Pfade - wichtig wegen unterschiedlicher Reaktionen

In einem offenen System gibt es Ein- und Ausgänge sowie den internen Zyklus. So können wir die Bewegungsraten und die Pfade beschreiben, genau wie wir es für das geschlossene System getan haben, aber wir können auch ein neues Konzept definieren, das als Verweilzeit bezeichnet wird. Die Verweildauer gibt an, wie lange ein Element durchschnittlich im System verbleibt, bevor es das System verlässt.

1. Rate

2. Pfade

3. Residenzzeit, Rt

Rt = Gesamtmenge der Materie / Ausgaberate der Materie

(Beachten Sie, dass die "Einheiten" in dieser Berechnung ordnungsgemäß abgebrochen werden müssen.)