Гардиши моддаҳо дар табиат

Гардиши моддаҳо дар табиат — раванди муттасили табодул ва ҷой иваз кардани моддаҳо.

Ҳангоми гардиш миқдор ва таркиби моддаҳое, ки дар ҷараёни он ҳосил мешаванд, камубеш тағйир меёбанд. Тақрибан 5 млрд сол муқаддам тафриқаи моддаҳои Замин ба амал омад. Дар натиҷа он ба чанд геосфера — атмосфера,ҳидросфера, қишр, қабатҳои базалтӣ ё хоросанг ва ғ. ҷудо шуд. Қабатҳо вобаста ба таркиби кимиёӣ, хосиятҳои физикӣ ва термодинамикӣ аз ҳамдигар фарқ дошта, минбаъд батадриҷ устувор гардиданд. Андаруни ҳар қабат мубодилаи моддаҳо идома дошт. Дар натиҷаи гудохта шудан бисёр моддаҳо ба рӯйи Замин баромаданд. Ин давраи табодул дар эраи архей бошиддат сурат гирифт. Таконҳои сахти қишри Замин ба пайдоиши кӯҳҳо ва чинҳои азим мусоидат карданд. Дар натиҷа қабатҳои ғафси базалт ва санги хоро пайдо шуданд. Дар эраи архей аз қаъри Замин моддаҳои хеле зиёд ба рӯ баромаданд. Минбаъд мубодилаи моддаҳо байни қаър ва сатҳи Замин суст шуд. Дар охири давраи токембрий минтақаҳои нисбатан ороми қишри Замин — платформаву геосинклиналҳо ташаккул ёфтанд. Бо мурури замон платформаҳо бузург ва геосинклиналҳо хурд шуданд.

Дар давраи кунунӣ мубодилаи моддаҳо байни қабатҳои Замин то умқи 10–20, дар баъзе мавзеъҳо то 50–60 км ба амал меояд. Мубодила шояд дар умқи аз ин зиёд ҳам ҷой дошта бошад, вале он барои гардиши моддаҳочандон муҳим нест. Гардиши муттасили моддаҳо дар атмосфера, гидросфера, қисми болоии литосфера ва биосфера ба мушоҳида мерасад. Аз замони пайдоиши биосфера (тақр. 3,5 млрд сол муқаддам) гардиши моддаҳотағйир ёфт. Ба мубодилаҳои физикию кимиёӣ равандҳои биогенӣ ҳамроҳ шуданд. Дар ин бобат фаъолияти инсон низ назаррас аст. Ҳамин тавр, гардиши моддаҳодар раванди ташаккули сайёраи мо дигаргун шуд ва айни замон аз нигоҳи геологӣ, асосан, дар рӯйи Замин бошиддат идома дорад. Ин дигаргуниҳо такрор ёфта, барои устувор гардидани релефи Замин нақши муҳим мебозанд. Мисоли ин гардиши об дар табиат аст.

Ҳар сол аз сатҳи уқёнусу баҳрҳо оби бисёр бухор мешавад. Дар натиҷа таркиби изотопии об тағйир меёбад (ҳидрогени вазнини бухор нисбат ба ҳидрогени вазнини оби баҳру уқёнус кам мешавад). Байни буғи об ва оби атмосфераву уқёнусҳо мувозинати муваққатӣ ба вуҷуд меояд. Буғи об дар атмосфера ҷамъ шуда, газҳои вулкану атмосфераро ба худ мегирад ва дар шакли бориш ба хушкӣ мерезад. Дар ин маврид як қисми он ба пайвасти кимиёӣ табдил ёфта, қисми дигар дар шакли кристаллоҳидрат ва дигар моддаҳои ҷабида ҳамроҳ бо таҳнишастҳои ковок ба қаъри Замин меравад. Баъдан онҳо зери таъсири фишор, ҳарорати баланд ва фаъолияти вулканҳо ба рӯйи замин баромада, чашмаҳои гармро ба вуҷуд меоваранд. Қисми дигари об пайвастҳои ҳалшавандаи ҷинсҳои литосфераро ҷабида, тавассути дарёҳо ба баҳру уқёнус мерезад. Унсурҳои кимиёие, ки пайвастҳои зудҳалшаванда ҳосил мекунанд, дар оби баҳр ҷамъ мешаванд. Пайвастҳои душворҳалшавандаи унсурҳои кимиёӣ тадриҷан ба қаъри уқёнус мефуроянд.

 Гардиши калсий 
Мисоли дигар – гардиши калсий. Дар хушкӣ оҳаксанг мисли ҷинсҳои дигар вайрон шуда, намакҳои ҳалшавандаи онро дарёҳо ба баҳру уқёнус мебаранд. Ҳар сол аз хушкӣ ба баҳр 5∙108 т калсий ворид мешавад. Дар баҳрҳои гарм карбонати калийро мавҷудоти дараҷаи паст – фораминиферҳо, марҷонҳо ва ғ. барои ташаккули устухонбандӣ истифода мекунанд. Баъди фавтидани онҳо устухонҳо дар қаъри баҳр таҳшин мешаванд. Бо мурури замон аз ин гуна таҳнишастҳо оҳаксанг ба вуҷуд меояд. Ҳангоми қафо гаштани баҳр оҳаксанг дар хушкӣ монда, вайрон мешавад. Таркиби оҳаксанги ба тозагӣ ҳосилшуда қадре дигар аст. Мас., дар таркиби оҳаксангҳои нисбатан нав карбонати магний то андозае кам мебошад, ҳол он ки оҳаксангҳои давраи палеозой ба миқдори зиёд карбонати магний доранд.

Ҳамин тавр, баъзе равандҳои марбут ба гардиши моддаҳобозгаштнопазиранд. Як қисми моддаҳо дар раванди табодул паҳн ё ба гардиши ҷузъии моддаҳо ворид мешаванд; қисми дигар ба ҳолати аввалӣ бармегарданд, вале акнун онҳо дорои аломатҳои куллан нав мебошанд.

Дар гардиши моддаҳоунсурҳо, пайвастҳои кимиёӣ ва организмҳо ширкат меварзанд. Равандҳои тағйироти моддаҳо аксар хусусияти ҷойивазкунии механикӣ, табдили физикию кимиёӣ, ташаккули биологии мураккаб ё омехта доранд. Барои гардиши моддаҳониз, мисли дигар равандҳои табиӣ, энергия лозим аст. Манбаи ин гуна энергия радиатсияи офтоб, гармии гравитатсионӣ ва радиогении Замин мебошад. Сарфи энергияи гардиши ҷузъии моддаҳоро муайян кардан имкон дорад. Мас., барои бухори солонаи об аз сатҳи уқёнус тақр. 10,5∙1023ҷ (2,5∙1023 кал) ё 10 дарсади ҳамаи энергияе, ки Замин аз Офтоб мегирад, сарф мешавад.

Таснифи ягонаи гардиши моддаҳоҳанӯз вуҷуд надорад. В. И. Вернадский гурӯҳи геокимиёии гардиши даврии унсурҳои кимиёиро тасниф кардааст. Ба он ҳамаи унсурҳои маъруф ва бисёр унсурҳои нодир, аз ҷумла, мис, карбон, оксиген, нитроген, фосфор, сулфур, калсий, хлор, йод, оҳан ва ғ. мансубанд. В. Р. Вилямс ва олимони дигар ҳангоми таҳқиқи ҳосилхезии хок даври биологии гардиши нитроген, гази карбонат, фосфор ва ғ.-ро муқаррар карданд. Аз аносири кимиёии сиклӣ дар даври биогенӣ карбон, нитроген, фосфор ва сулфур мақоми назаррасро соҳибанд.

Карбон барои ҳосил шудани моддаи зиндаи биосфера муҳим аст. Гази карбонат дар раванди фотосинтезомехта шуда, ба моддаҳои гуногуну сершумори органикӣ табдил меёбад. Наботот, хусусан микроорганизмҳои дараҷаи паст ва фитопланктонҳои баҳрӣ, ки босуръат афзоиш меёбанд, 1,5∙1011 т карбонро, ки баробар ба 1,4∙1020 калаория энергия аст, ҳамчун пайвастҳои органикӣ ҳосил мекунанд. Як қисми рустаниҳо ғизои ҳайвонот мебошанд. Билохира, моддаҳои органикӣ дар натиҷаи нафаскашии ҷонварон, таҷзияи ҷасади ҳайвонот, равандҳои пӯсиш, туршшавӣ ва сӯзиш ба гази карбонат табдил меёбанд ё дар шакли порухок, торф, ки барои ҳосил шудани ангиштсанг, нафт ва газҳои сӯзанда заминаи мусоид фароҳам меоранд, таҳшин мешаванд. Дар ҷараёни таҷзияи моддаҳои органикӣ бактерия (мас., бактерияҳои пӯсиш) ва занбӯруғҳо (мас., мағор) мақоми назаррас доранд. Дар гардиши фаъоли карбон дар табиат қисми андаки он иштирок карда, қисми бештари кислотаи карбонат дар намуди оҳаксанг ва ҷинсҳои дигар захира мешавад. Бисёр мавҷудоти обӣ гази карбонатро фурӯ мебаранд, ки он барои ташаккули устухонбандии онҳо зарур аст. Аз боқимондаи чунин мавҷудот қабатҳои оҳаксанг ба вуҷуд меоян

 Гардиши карбон дар табиат 
Манбаи нитроген дар табиат NH3-и вулканзоди бо О оксидгашта аст. Массаи асосии нитрогени рӯйи Замин дар шакли газ (N2) дар атмосфера вуҷуд дорад. Ду роҳи ба гардиши биогенӣ ворид шудани он маълум аст: 1) равандҳои оксидшавии барқӣ ва фотокимиёии нитрогени ҳаво, ки дар натиҷа оксидҳои гуногуни дар об ҳалшавандаи нитроген (NO2, NO3– ва ғайра) ҳосил мешаванд; 2) N2-ро аз худ кардани лундабактерияи бехмеваҳо, нитрогенандӯзҳои озод ва микроорганизмҳои дигар. Ба 1 м2 сатҳи Замин дар мавриди аввал, соле тақр. 30 мг ва дар мавриди дуюм тақр. 100 мг NO3– ҷамъ меояд. Нитроген дар раванди мубодилаи моддаҳо хеле муҳим аст. Вай ба таркиби сафеда ва ҳосилаҳои он дохил мешавад. Боқимондаи мавҷудот зери таъсири микроорганизмҳо вайрон мегарданд. Нитрогени органикӣ дучори табодул шуда, бар асари бактерияҳо ба нитрогени муқаррарӣ табдил меёбад ва ба атмосфера бармегардад. Ҳангоми таҷзияи сафедаҳо аммиак ва ҳосилаҳои он ҳосил шуда, ба ҳаво ва оби уқёнус меафтанд. Дар биосфера дар натиҷаи оксидшавии аммиак ва дигар пайвастҳои нитрогендор зери таъсири нитробактерияҳо оксидҳои гуногуни нитроген (N2О, NO, N2O3 ва N2O5) ба вуҷуд меоянд. Кислотаи нитрат бо филиззот намак ҳосил мекунад. Селитраи калий дар сатҳи Замин дар оксигени атмосфера дар иқлими хушку гарм дар ҷойҳои таҳнишасти боқимондаи обсабзҳо ҳосил мешавад.

Манбаи асосии фосфор дар биосфера минерали апатит буда, он дар ҳамаи ҷинсҳои магмавӣ дучор меояд. Дар табодули фосфор моддаи зинда мақоми асосӣ дорад. Рустаниҳо фосфорро аз хок ва маҳлулҳои обӣ мегиранд. Фосфор дар таркиби сафедаҳо, кислотаҳои нуклеат, летситин, фитин ва дигар моддаҳои органикӣ мавҷуд аст. Он хусусан дар таркиби устухони ҳайвонот зиёд мебошад. Баъди фавти ҷонварон фосфор ба хок мегузарад.

Гардиши сулфур низ ба моддаҳои зинда алоқамандӣ дорад. Сулфур дар шакли сеоксид (SO3), дуоксид (SO2), сулфиди ҳидроген (H2S) ва сулфури муқаррарӣ ҳангоми оташфишонии вулканҳо ба сатҳи Замин мебарояд. Ғайр аз ин, дар табиат сулфиди филиззот, мас., сулфидҳои оҳан, сурб, руҳ ва ғ. мавҷуданд. Сулфури сулфидӣ дар биосфера зери таъсири микроорганизмҳо оксид шуда, сулфури сулфатӣ (SO42–) ҳосил мекунад.

2H2S + O2 = 2H2O + 2S

2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4

CaCО3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O

Сулфатҳоро рустаниҳо аз худ мекунанд. Дар андомгон сулфур дар таркиби аминокислотаҳо ва сафедаҳо, дар рустаниҳо дар таркиби равғанҳои эфирӣ мавҷуд аст. Ҳангоми таҷзияи сафедаҳо аввал сулфиди ҳидроген, баъдан сулфури озод ва сулфатҳо ҳосил мешаванд. Конҳои сулфури биогенӣ низ маълуманд.

Умуман, ҳамаи моддаҳои литосфера муттасил дучори табодул шуда, дар гардиши хурд ва калони моддаҳо ширкат меварзанд. Моддаҳои рӯйи Замин зери таъсири шуои Офтоб, оксиген, гази карбонат ва обу мавҷудоти зинда вайрон мешаванд. Маҳсули таҷзияро шамол мебарад ё он дар об ҳал шуда, ба баҳру уқёнус меафтад. Онҳо дар қаъри об таҳшин ва сахт гашта, варақсанг ҳосил мекунанд. Мас., ҳар сол дарёҳо қариб 2,7∙109 т моддаро ба баҳру уқёнусҳо мебаранд. Чунин гардиши моддаҳогардиши хурд ном дорад.

Дар гардиши калони моддаҳо варақсанг ва ҷинсҳои дигаре, ки ҳангоми гардиши хурд ҳосил шудаанд, ширкат меварзанд. Дар натиҷаи бештар фурӯ рафтан онҳо то ба минтақаи магмавии Замин мерасанд ва зери таъсири фишору ҳарорати баланд гудозиш ёфта, ҳангоми фаъолияти вулканҳо ба рӯйи Замин мебароянд.

Таҳқиқи гардиши моддаҳодар табиат хеле муҳим аст. Таъсири одам ба равандҳои табиӣ беш аз пеш меафзояд. Донистани қонунҳои гардиши моддаҳобарои муносибати оқилонаи инсон ба табиат шароити мусоид фароҳам меорад.

 Эзоҳ 

 Адабиёт 
 Коробкин В. И., Предельский Л. В. Экология. Ростов н/Д., 2003;
Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология. М., 2004.

 Сарчашма