NGUYỄN VĂN LẬP TRƯỜNG THPT HIẾU PHỤNG VŨNG LIÊM VĨNH LONG
Chia sẽ kiến thức
Đăng Nhập

Quên mật khẩu

Tìm kiếm
 
 

Display results as :
 


Rechercher Advanced Search

Latest topics
» KIẾM TIỀN
Sat Aug 10, 2013 9:08 pm by nguyenvanlap

» GIÁO DỤC
Sat Dec 22, 2012 10:45 pm by nguyenvanlap

» KINH TẾ
Sat Dec 22, 2012 10:20 pm by nguyenvanlap

» KHÍ HẬU
Sat Dec 22, 2012 10:16 pm by nguyenvanlap

» HÀNH CHÍNH
Sat Dec 22, 2012 10:13 pm by nguyenvanlap

» NGÔN NGỮ
Sat Dec 22, 2012 10:09 pm by nguyenvanlap

» KHÁI QUÁT
Sat Dec 22, 2012 10:06 pm by nguyenvanlap

» QUY ĐỊNH
Sun Dec 09, 2012 11:36 pm by nguyenvanlap

» DANH SÁCH
Sun Dec 09, 2012 8:44 pm by nguyenvanlap

November 2017
MonTueWedThuFriSatSun
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930   

Calendar Calendar


Quy luật tuần hoàn vật chất và năng lượng:

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Go down

Quy luật tuần hoàn vật chất và năng lượng:

Bài gửi  nguyenvanlap on Sun Sep 02, 2012 9:17 pm


1. Khái niệm:
Trong LLE vòng tuần hoàn không đóng kín, giai đoạn cuối cùng của vòng tuần hoàn không giống hệt như giai đoạn đầu của nó mà phát triển ở một trình độ cao hơn. Sự tuần hoàn của vật chất trong bất kì hệ thống nào của LLE đôi khi cũng mang tính chất một sự phân công lao động độc đáo giữa các hệ thống cấu thành. Vật chất gia nhập vào vòng tuần hoàn thường được tổ chức lại trong các khâu trung gian và thay đổi trạng thái vật lí và hóa học ở đó. Đồng thời sự tác động qua lại giữa các vật chất cũng chính là sự trao đổi giữa các hợp phần và bộ phận cấu tạo.

2. Cơ sở của sự tuần hoàn:
Cơ sở sâu xa của mọi quá trình tuần hoàn trong tự nhiên là sự di chuyển và sự phân bố lại của các yếu tố hóa học. Khả năng di chuyển của các yếu tố đó phụ thuộc vào sự di động của chúng.

a. Cơ sở tuần hoàn trong thủy quyển.
(i) Trong quá trình tuần hoàn trên qui mô toàn LLE, nước tự do có thể gia nhập vào thạch quyển và tạo nên những tích tụ nước dưới dạng khác nhau ở trên bề mặt cũng như ở bên trong LLE. Khi nước thấm xuống dưới sâu, nó thay đổi thành phần và tính chất của mình và dần dần thu nhận được những tính năng của một loại axit mạnh.
(ii) Do tác động cơ giới của mình, nước có tác dụng cải tạo bề mặt rắn của LLE thông qua các quá trình phong hoá vật lí và bóc mòn. Mặt khác của quá trình ấy là sự bồi tụ vật liệu vụn ở những chỗ thấp của bề mặt đất và sự tích tụ những hệ tầng dầy phù sa bở rời với các thành phần khác nhau như dăm, cuội, cát, sét…
(iii) Trong thủy quyển, có đến 96,5% được cấu tạo bởi 2 nguyên tố hóa học ôxy và hyđrô, ngoài ra còn rất nhiều các nguyên tố khác. Do đó thành phần và tính chất của nước trong thủy quyển bị chi phối bởi các mối liên hệ đa dạng của nó với các hợp phần khác của LLE.
(iv) Đại dương thế giới được gắn liền với sự trao đổi phức tạp nhiệt, khí và nước, cũng như sự trao đổi muối. Các loại khí thâm nhập vào thủy quyển nhờ những tính chất hấp thụ của nước và được giữ lại trong nước dưới trạng thái bị hòa tan. Ôxy hòa tan được sử dụng bởi sinh vật nước để hô hấp và tạo điều kiện cho những phản ứng ôxy hóa. Khí CO2 tham gia vào phản ứng với các bazơ để hình thành các loại cacbonat và bicacbonat được sử dụng tích cực bởi sinh vật biển để xây dựng bộ xương, nhưng sau khi chết chúng bị lắng đọng ở đáy.
(v) Dòng chảy sông ngòi hàng năm mang đi từ bề mặt thạch quyển vào đại dương thế giới từ 13 – 50 tỷ tấn phần tử lơ lửng và từ 2,5 – 5,5 tỷ tấn muối bị hòa tan (A.G. Isachenko, 1985). Như vậy, sự hình thành trầm tích đáy đại dương gắn liền với quá trình bóc mòn bề mặt địa hình của thạch quyển.
(vi) Sự bốc hơi của nước trên bề mặt đại dương, sự ngưng đọng của hơi nước trong khí quyển và sự rơi của nước mưa trên bề mặt đại dương tạo thành vòng tuần hoàn nhỏ. Nhưng khi nước được các dòng không khí chuyển lên đất nổi, sự tuần hoàn của nước trở thành phức tạp hơn. Một phần nước mưa rơi trên bề mặt đất nổi, bị bốc hơi và quay trở lại khí quyển, phần khác theo các con đường ở trên bề mặt đất và ở dưới bề mặt đất chảy vào những chỗ thấp trũng của địa hình, cung cấp nước cho các con sông và các bồn nước tụ. Quá trình bốc hơi của nước và rơi xuống thành mưa trên đất nổi có thể lặp lại nhiều lần nhưng cuối cùng hơi nước từ ngoài đại dương được chuyển vào đất nổi bởi các dòng không khí, quay trở lại đại dương bằng các sông ngòi và các dòng ngầm đã hoàn thành vòng tuần hoàn lớn của mình (S.V.Kalesnik, 1978).
(vii) Trong sự tuần hoàn chung của hơi nước, nước của khí quyển tỏ ra rất di động. Lượng hơi nước trung bình trong khí quyển vào khoảng gần 13.000 km3 nước nhưng lượng mưa hàng năm trên LLE khoảng 519.000 km3. Do vậy lượng nước trong khí quyển phải quay vòng 40 lần trong năm nghĩa là cứ 9 ngày đêm phải thay một lần. Kết quả tính toán cho thấy cần phải chi dùng hơn 20% năng lượng Mặt Trời tới Trái Đất để bốc hơi 519.000 km3 nhưng lượng nhiệt chi dùng vào sự bốc hơi 600 g/cal được giải phóng lại khi hơi nước ngưng đọng. Như vậy tuần hoàn của nước kéo theo sự tuần hoàn của năng lượng nhiệt.
(viii) Sự tuần hoàn của nước không chỉ bó hẹp trong LLE. Các phần tử hơi nước đi lên các lớp cao của khí quyển bị quang giải dưới tác dụng của tia tử ngoại của Mặt Trời phân tách chúng thành các nguyên tử ôxy và hyđrô. Do nhiệt độ cao ở tầng điện ly, vận tốc của phần tử hyro trở thành lớn hơn tốc độ vũ trụ và nó đi ra khỏi khí quyển tới khoảng không gian giữa các hành tinh (một nguyên tử hyđrô bay đi có nghĩa là Trái Đất mất đi một phần tử nước). Ngược lại, vũ trụ cung cấp nước cho Trái Đất ở các thiên thạch (với lượng trung bình là 0,5%). Theo số liệu tính toán của V. F. Dergaltsa (1962), lượng nước gia nhập vào Trái Đất bằng con đường này vào khoảng 80 m3 trong một ngày đêm tức là 25-30.000 tấn/năm..
(ix) Sự lưu thông của nước ở đại dương cũng góp phần quan trọng cho vòng tuần hoàn trong LLE. Ở mỗi đại dương, các dòng biển tạo thành những vòng lưu thông của nước đại dương. Các dòng lớn nhất ở vào khoảng xích đạo và các vĩ tuyến 400, vòng vận chuyển của chúng phù hợp với lực Coriolis theo chiều kim đồng hồ ở bán cầu nam. Các vòng này vận chuyển đều bao quanh các miền có khí xoáy tản cố định cận nhiệt đới và như vây lấy các miền đó, những thí dụ sau đây minh họa đặc điểm trên (Kalesnik).
Thí dụ 1: Dòng vận chuyển xung quanh biển Xácgát: dòng biển ở miền tín phong bắc đi về phía tây tạo thành hệ thống phức tạp của dòng Gulfstream vận chuyển một lượng lớn 75 triệu m3/s, nhánh từ tam giác châu Gulfstream đi về phía đông tới châu Âu là dòng biển Canari

b. Cơ sở tuần hoàn trong khí quyển.
Ngày nay người ta biết rằng sự trao đổi không khí giữa xích đạo và cực, về cơ bản là do sự di chuyển của các khối khí theo hướng nằm ngang. Tuy các vận động theo chiều thẳng đứng không vì vậy mà loại trừ, nhưng tốc độ của chúng nhỏ hơn nhiều lần so với tốc độ các vận động theo chiều ngang.
Theo Isachenko, tầng đối lưu có gần 500 triệu tấn phần tử lơ lửng (do gió, núi lửa, chất thải) luôn trao đổi liên tục. Chúng tồn tại trong không khí từ vài giờ đến vài ngày đêm (tùy thuộc vào kích thước), sau đó trầm lắng xuống bề mặt đất.
Tuy nhiên, sự có mặt của những chất tạp đã làm thay đổi tới mức đáng kể những tính chất và chức năng của không khí trong khí quyển. Hơi nước hấp thụ phần lớn bức xạ sóng dài của Trái Đất và tạo nên hiệu ứng nhà kính trong khi đóng vai trò kiểu như cái áo khoát đối với bề mặt Trái Đất. Những phần tử bụi cũng hấp thụ bức xạ sóng dài, nhưng làm yếu bức xạ Mặt Trời, chúng là những hạt nhân ngưng tụ của hơi nước và do đó ảnh hưởng lớn đến sự hình thành mưa và đến vòng tuần hoàn toàn cầu của nước. Mặt khác, nhờ tính cơ động đặc biệt, sự chuyển động và sự di chuyển thường xuyên (sự hoàn lưu), các khối khí dường như làm trung gian cho sự tác động qua lại giữa đất nổi và đại dương, nghĩa là việc truyền nhiệt, hơi nước, cũng như muối giữa đất nổi và đại dương và thường phân phối lại chúng trong phạm vi lớp LLE.
Ngoài ra, tác động của gió vào bề mặt của đại dương thế giới còn lớn hơn nữa, nó là nguyên nhân hình thành một hệ thống phức tạp của các dòng biển. Ôxy tự do của khí quyển tham gia vào các phản ứng ôxy hóa của đất, các bồn nước, bề mặt thạch quyển, sử dụng bởi sinh vật để hô hấp. Khí CO2 của khí quyển là vật liệu xây dựng cơ bản, từ đó cây xanh tổng hợp chất hữu cơ.

c. Cơ sở tuần hoàn của sinh vật.
Sự tuần hoàn của sinh vật đóng một vai trò to lớn trong LLE. Sơ đồ chung của sự tuần hoàn sinh vật có thể diễn đạt như sau (Kalesnik): Dưới tác dụng của ánh sáng ban ngày, quá trình quang hợp tiến triển ở cây xanh: nước bị phân tích trong các hạt diệp lục, hyđrô được sử dụng để tạo nên các hợp chất hữu cơ và ôxy bay vào khí quyển. Sau khi động vật và thực vật chết, chất hữu cơ trong cơ thể của chúng bị phân hủy bởi vi sinh vật thành những hợp chất đơn giản như CO2, H2O, NH3 ... Các hợp chất khoáng xuất hiện do con đường nói trên, lại bị hấp thụ bởi thực vật, động vật, vi sinh vật và lại đi vào thành phần của các vật chất hữu cơ phức tạp. Nói một cách khác, cũng những thành phần ấy nhiều lần tạo thành hợp chất hữu cơ của các cơ thể sống và nhiều lần chuyển sang trạng thái khoáng vật.
Khối lượng của chất sống rất nhỏ bé so với các hợp phần khác, song nó lại có ý nghĩa cực kỳ vĩ đại (khoảng 1 phần triệu khối lượng của lớp LLE). Điều đó được Isachenko giải thích bởi hoạt tính hóa học rất cao của các loài sinh vật, thể hiện ở tính cực kì đa dạng của chúng. Điều quan trọng là sinh vật có tính chịu đựng cao nhất và có mặt ở khắp nơi. Kết quả xét nghiệm cho thấy trong 1g đất bùn hồ cóchứa hàng tỷ mẫu vi khuẩn, còn ở trong đá trên núi cao và ở bùn đáy của các vực nước sâu cũng có đến hàng triệu mẫu vi khuẩn trong 1g vật chất.
Sự trao đổi giữa sinh vật và môi trường là điều kiện tất yếu của sự sống. Sự trao đổi sinh vật (sự trao đổi chất) diễn ra mạnh hơn nhiều lần sự trao đổi nguồn gốc phi sinh vật. Các nguyên tố đóng vai trò ưu thế trong thành phần của chất sống là các nguyên tố cơ động tạo nên các khí của khí quyển và có khả năng cung cấp những hợp chất dễ bị hòa tan.
Đối với thủy quyển, các loài sinh vật cũng đóng một vai trò quan trọng trong vòng tuần hoàn của nước bởi vì chúng hút nước tích cực từ đất và làm thoát hơi nước vào khí quyển. Hơn nữa, chúng làm cho các loại nước thổ nhưỡng, nước sông, nước hồ, đại dương, trở thành giàu ôxy và nghèo axit cabonic trong quá trình quang hợp và sử dụng ôxy để nhả ra CO2 và các khí khác khi phân giải những tàn dư hữu cơ. Sinh vật dưới nước hấp thụ mạnh mẽ canxi, kali, phospho, nitơ trong nước và sau đó làm trầm lắng các chất ấy vào trầm tích.
Khối lượng vật chất nguồn gốc sinh vật gia nhập vào LLE nhiều hơn khối lượng của vật chất này bị cuốn ra khỏi LLE bởi vì phần lớn của khối lượng sinh vật, được tạo nên từ CO2, cũng như nitơ của không khí. Do đó, hàm lượng của cacbon và nitơ tăng lên trong tầng đá trầm tích và đặc biệt là trong đất. Đất là kết quả hoạt động cụ thể nhất của sinh vật trong lớp LLE (thể hiện qua hàm lượng mùn). Điều đáng chú ý là khi lôi cuốn các nguyên tố của thạch quyển vào trong tuần hoàn và khi làm cho chúng tích tụ lại trong đất, sinh vật đóng vai trò làm cản trở sự di chuyển của chúng vào đại dương. Trong quá trình phong hóa các loại đá, chất sống là tác nhân quan trọng nhất. Các sản phẩm phong hóa như vật liệu sét bao gồm chủ yếu là các ôxyt: SiO2, Al2O3, Fe2O3 ... trong một chừng mực nhất định có nguồn gốc sinh vật, nó chứa nhiều sản phẩm từ các loại tàn dư hữu cơ bị phá hủy. Hơn nữa, các loại sinh vật tham gia gián tiếp vào quá trình phong hóa hóa học, có tiết ra những tác nhân phong hóa tích cực như khí CO2 và các loại axit hữu cơ. Có nhiều loại đá có nguồn gốc sinh vật như các loại đá chứa cacbon (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên, than bùn, đá phiến cháy, than chì); các tầng đá vôi dày cũng như các đá phấn được hình thành từ bộ xương của trùng lỗ, san hô, bọt biển, và các loài sinh vật nước khác. Như vậy, vỏ đá trầm tích của thạch quyển đã được tạo nên với sự tham gia trực tiếp hay gián tiếp của sinh vật. Tóm lại, vai trò của vòng tuần hoàn sinh vật có ý nghĩa rất lớn trong sự phát triển, trong việc cải tạo địa hình của thạch quyển cả trên bề mặt Trái Đất và dưới đáy biển. Nhịp điệu của tuần hoàn sinh vật qui định những nét quan trọng về sự di chuyển của các thành phần hóa học và về đặc tính của mối liên hệ giữa khí quyển, thủy quyển và thạch quyển. Ý nghĩa của sự tuần hoàn sinh vật lại càng lớn lao hơn nữa ở chỗ nó đã hoạt động trong nhiều trăm triệu năm.

d. Cơ sở tuần hoàn của đá.
Chúng ta đều biết sự rắn lại của magma dẫn đến tạo thành đá phun trào. Đá này bị phân hủy bởi quá trình phong hóa, vật liệu phong hóa được vận chuyển đi do nước, băng hay gió và lắng đọng ở chỗ khác trên đất nổi hay dưới đáy các bồn nước dưới hình thức trầm tích vụn bở. Về sau, các trầm tích này bị ép chặt lại bởi các quá trình tạo đá. Sự tích tụ các lớp trầm tích có thể có hậu quả làm lún đáy của chúng xuống khu vực có nhiệt độ và áp suất cao. Kết quả gần nhất của sự kiện đó là làm biến chất đá và trong điều kiện nhiệt độ cao có thề làm chảy rửa đá tức là làm quay trở lại trạng thái magma (hình 6.15).

Hình 6.15. Chu trình tuần hoàn của đá

3. Đặc điểm cơ bản của vòng tuần hoàn vật chất.
Trên cơ sở tổng hợp các số liệu tính toán, dựa vào cơ sở của sự tuần hoàn của các nguyên tố hóa học diễn ra trong thạch quyển, Isachenko đúc kết và rút ra những đặc điểm cơ bản sau đây của vòng tuần hoàn vật chất trong LLE.
a) Sự di chuyển và biến đổi của vật chất trong LLE diễn ra dưới hình thức các vòng tuần hoàn, nghĩa là có tính chất chu trình.
b) Các vòng tuần hoàn có tính chất bề ngoài của vòng khép kín mà theo đó cùng một lượng vật chất được chu chuyển.
c) Những thay đổi về chất của vật chất và các hợp phần trong LLE diễn ra trong quá trình tuần hoàn.
d) Thời gian lưu lại của vật chất trong vòng quay có thể rất đa dạng (độ dài của chu trình)
e) Trong cấu trúc của LLE, các vòng tuần hoàn của nước và các nguyên tố tích cực nguồn gốc sinh vật (ôxy, cacbon, nitơ, phốt pho, lưu huỳnh...) có ý nghĩa rất lớn.
f) Trong thời đại ngày nay con người đã trở thành một nhân tố có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tiến trình tự nhiên của vòng tuần hoàn vật chất.
Chúng ta đều biết, sự tác động của nền sản xuất đến nhiều sự cân bằng của nước, ôxy, khí CO2 và nhiều nguyên tố cũng như các hợp chất khác.
Sự tác động của con người cũng làm thay đổi vòng tuần hoàn nước và sự cân bằng nước. Ngày nay, việc con người điều tiết và phân phối nước sông trong trình độ kỹ thuật hiện đại đã trở thành việc bình thường, nhưng hậu quả địa lí của nó rất nghiêm trọng.
Sự tác động của con người đã làm phá vỡ tình trạng cân bằng sinh vật. Do hoạt động khai thác rừng lấy gỗ, chăn thả trên các đồng cỏ săn bắt các loài động vật hoang dã... đã dẫn đến phá vỡ cấu trúc của các quần hợp sinh vật, phá vỡ cân bằng ôxy trong khí quyển và làm ảnh hưởng đến sự di chuyển của nitơ, phốt pho, lưu huỳnh và các nguyên tố khác.
Trong quá trình sản xuất, con người đã rút ra từ vỏ Trái Đất nhiều nguyên tố (như C, Ca, Fe, Al, Cl, Na, S, N, P...) và thu nhận từ chúng những chất mới đã làm phân tán chúng trên bề mặt thạch quyển. Con người cũng thải vào môi trường những chất thải nguồn gốc kỹ thuật dẫn đến sự giảm sút chất lượng môi trường, làm phá vỡ tình trạng cân bằng địa hóa trong LLE.
Những tác động nguồn gốc kỹ thuật của con người đã dẫn đến sự phá vỡ tình trạng cân bằng nhiệt của khí quyển. Theo dự báo của M. I. Budyko đến năm 2050, nhiệt độ của Trái Đất sẽ lên cao 3,50C, điều này đẫn đến sự tan chảy hoàn toàn của băng và gây nên sự dâng cao của mực nước đại dương cũng như sự thay đổi hoàn lưu khí quyển và của các quá trình tự nhiên khác.

Lê Thanh Long @ 13:07 20/01/2011
avatar
nguyenvanlap
Phong Tặng
Phong Tặng

Tổng số bài gửi : 390
Join date : 07/12/2010

Xem lý lịch thành viên http://diavinhlong.forumvi.com

Về Đầu Trang Go down

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Về Đầu Trang


 
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết