Биогеохимия

Биогеохимия — научная дисциплина , изучающая химические , физические , геологические и биологические процессы и реакции, определяющие состав природной среды (включая биосферу , криосферу , гидросферу , педосферу , атмосферу и литосферу) . ). В частности, биогеохимия — это изучение биогеохимических циклов , циклов химических элементов, таких как углерод и азот и их включения в , а также их взаимодействия с живыми существами них, транспортируемых через биологические системы земного масштаба в пространстве и времени. В этой области основное внимание уделяется химическим циклам, которые либо обусловлены биологической активностью, либо влияют на нее. Особое внимание уделяется изучению циклов углерода , азота , кислорода , серы , железа и фосфора . ^[1] Биогеохимия – это системная наука, тесно связанная с системной экологией .

История [ править ]

Ранний греческий [ править ]

Ранние греки установили основную идею биогеохимии о том, что природа состоит из циклов. ^[2]

18-19 века [ править ]

Сельскохозяйственный интерес к химии почвы 18-го века привел к лучшему пониманию питательных веществ и их связи с биохимическими процессами. Эта связь между циклами органической жизни и ее химическими продуктами была далее развита Дюма и Буссенго в статье 1844 года, которая считается важной вехой в развитии биогеохимии. ^[2]^[3]^[4] Жан-Батист Ламарк впервые использовал термин «биосфера» в 1802 году, а другие продолжали развивать эту концепцию на протяжении всего XIX века. ^[3] Ранние климатические исследования таких ученых, как Чарльз Лайель , Джон Тиндалл и Джозеф Фурье , начали связывать оледенение , выветривание и климат. ^[5]

20 век [ править ]

Основоположником современной биогеохимии был Владимир Вернадский , русский и украинский учёный, чья книга «Биосфера » 1926 года ^[6] в традиции Менделеева сформулировал физику Земли как живого целого. ^[7] Вернадский выделил три сферы, где сфера представляла собой понятие, аналогичное понятию фазового пространства . Он заметил, что каждая сфера имеет свои собственные законы эволюции и что высшие сферы модифицируют и доминируют над низшими:

Абиотическая сфера – все неживые энергетические и материальные процессы.
Биосфера - жизненные процессы, происходящие в абиотической сфере.
Нёэзис или ноосфера – сфера познавательного процесса человека.

Деятельность человека (например, сельское хозяйство и промышленность ) видоизменяет биосферу и абиотическую сферу. В современной окружающей среде степень влияния человека на две другие сферы сравнима с геологической силой (см. Антропоцен ).

Американскому лимнологу и геохимику Дж. Эвелин Хатчинсон приписывают определение широких масштабов и принципов этой новой области. Совсем недавно основные элементы дисциплины биогеохимии были вновь сформулированы и популяризированы британским ученым и писателем Джеймсом Лавлоком под названием « гипотеза Геи» . Лавлок подчеркнул концепцию, согласно которой жизненные процессы регулируют Землю посредством механизмов обратной связи , чтобы сохранить ее пригодной для жизни. Исследования Манфреда Шидловского были связаны с биохимией ранней Земли . ^[8]

Биогеохимические циклы [ править ]

Биогеохимические циклы — это пути, по которым химические вещества циркулируют (переворачиваются или перемещаются) в биотических и абиотических средах Земли . Биотическая часть — это биосфера , а абиотическая часть — это атмосфера , гидросфера и литосфера . Существуют биогеохимические циклы химических элементов, например кальция , углерода , водорода , ртути , азота , кислорода , фосфора , селена , железа и серы , а также молекулярные циклы, например воды и кремнезема . Существуют также макроскопические циклы, такие как цикл горных пород , и антропогенные циклы синтетических соединений, таких как полихлорированные бифенилы (ПХБ). В некоторых циклах существуют резервуары, в которых вещество может оставаться или изолироваться в течение длительного периода времени. ^[9]^[10]^[11]

Исследования [ править ]

Исследовательские группы по биогеохимии существуют во многих университетах мира. Поскольку это очень междисциплинарная область, они входят в широкий спектр основных дисциплин, включая: науки об атмосфере , биологию , экологию , геомикробиологию , химию окружающей среды , геологию , океанографию и почвоведение . Их часто относят к более крупным дисциплинам, таким как наука о Земле и наука об окружающей среде .

Многие исследователи исследуют биогеохимические циклы таких химических элементов, как углерод , кислород , азот , фосфор и сера , а также их стабильных изотопов . циклы микроэлементов , таких как микроэлементы и радионуклиды Также изучаются . Эти исследования имеют очевидное применение при разведке рудных месторождений и нефти, а также при устранении загрязнения окружающей среды.

Некоторые важные области исследований биогеохимии включают:

моделирование природных систем
процессы восстановления закисления почвы и воды
эвтрофикация поверхностных вод
секвестрация углерода
восстановление окружающей среды
глобальные изменения
изменение климата
биогеохимические поиски рудных месторождений
химия почвы
химическая океанография

Эволюционная биогеохимия [ править ]

Эволюционная биогеохимия — это раздел современной биогеохимии, который применяет изучение биогеохимических циклов к геологической истории Земли. Эта область исследует происхождение биогеохимических циклов и то, как они менялись на протяжении истории планеты, особенно в связи с эволюцией жизни. ^[12]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Шлезингер, Уильям Х. (2020). Биогеохимия: анализ глобальных изменений . Эмили С. Бернхардт (4-е изд.). Лондон. ISBN 978-0-12-814609-5 . OCLC 1183905251 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Горэм, Эвилл (1 января 1991 г.). «Биогеохимия: ее истоки и развитие» . Биогеохимия . 13 (3): 199–239. дои : 10.1007/BF00002942 . ISSN 1573-515X . S2CID 128563314 .
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Бьянки, Томас С. (01 июня 2021 г.). «Эволюция биогеохимии: новый взгляд» . Биогеохимия . 154 (2): 141–181. дои : 10.1007/s10533-020-00708-0 . ISSN 1573-515X . S2CID 227165026 .
^ Дюма, Ж.-Б.; Буссенго, Ж.Б. (1844 г.). Химический и физиологический баланс органической природы; очерк (3-е изд., с новыми документами. Изд.). Лондон: Х. Байьер. дои : 10.5962/bhl.title.137099 .
^ Бард, Эдуард (1 июня 2004 г.). «Парниковый эффект и ледниковые периоды: историческая перспектива». Comptes Rendus Geoscience . 336 (7): 603–638. Бибкод : 2004CRGeo.336..603B . дои : 10.1016/j.crte.2004.02.005 . ISSN 1631-0713 .
^ Владимир И. Вернадский, 2007, Очерки геохимии и биосферы, тр. Ольга Бараш, Санта-Фе, Нью-Мексико, Synergetic Press, ISBN 0-907791-36-0 (первоначально издан на русском языке в 1924 г.)
^ Шлезингер, Уильям Х. (2020). Биогеохимия: анализ глобальных изменений . Эмили С. Бернхардт (4-е изд.). Лондон. ISBN 978-0-12-814609-5 . OCLC 1183905251 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Манфред Шидловски : [?via%3Dihub Изотопы углерода как биохимические регистраторы жизни на протяжении 3,8 млрд лет в истории Земли: эволюция концепции] . В: Докембрийские исследования . Том. 106, выпуски 1–2, 1 февраля 2001 г., страницы 117–134.
^ Моисей, М. (2012) Биогеохимические циклы. Архивировано 22 ноября 2021 г. в Wayback Machine . Энциклопедия Земли .
^ Фишер М.Р. (ред.) (2019) Биология окружающей среды , 3.2 Биогеохимические циклы. Архивировано 27 сентября 2021 г. в Wayback Machine , OpenStax. «Creative Commons — С указанием авторства 4.0 Международная — CC BY 4.0» . Архивировано из оригинала 16 октября 2017 г. Проверено 20 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) .
^ Биогеохимические циклы. Архивировано 27 сентября 2021 г. в Wayback Machine , OpenStax , 9 мая 2019 г. «Creative Commons — С указанием авторства 4.0 Международная — CC BY 4.0» . Архивировано из оригинала 16 октября 2017 г. Проверено 20 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) .
^ Башкин Владимир Н.; Ховарт, Роберт В. (2002). Современная биогеохимия . Дордрехт: Kluwer Academic Publ. ISBN 978-1-4020-0992-1 .

книги Репрезентативные и публикации

Владимир И. Вернадский, 2007, Очерки геохимии и биосферы, Тр. Ольга Бараш, Санта-Фе, Нью-Мексико, Synergetic Press, ISBN 0-907791-36-0 (первоначально издан на русском языке в 1924 г.)
Шлезингер, WH 1997. Биогеохимия: анализ глобальных изменений, 2-е издание. Academic Press, Сан-Диего, Калифорния. ISBN 0-12-625155-X .
Шлезингер, WH, 2005. Биогеохимия. Том. 8 в: Трактат по геохимии. Эльзевир Наука. ISBN 0-08-044642-6
Владимир Н. Башкин, 2002, Современная биогеохимия. Клювер, ISBN 1-4020-0992-5 .
Сэмюэл С. Батчер и др. (Ред.), 1992, Глобальные биогеохимические циклы. Академический, ISBN 0-12-147685-5 .
Сьюзан М. Либес, 1992, Введение в морскую биогеохимию. Уайли, ISBN 0-471-50946-9 .
Dmitrii Malyuga, 1995, Biogeochemical Methods of Prospecting. Springer, ISBN 978-0-306-10682-8 .
Глобальные биогеохимические циклы [1] . Журнал, издаваемый Американским геофизическим союзом .
Каллен, Джей Т.; Макалистер, Джейсон (2017). «Глава 2. Биогеохимия свинца. Его выброс в окружающую среду и химическое образование». В Астрид, С.; Хельмут, С.; Сигел, RKO (ред.). Свинец: его влияние на окружающую среду и здоровье . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 17. де Грюйтер. дои : 10.1515/9783110434330-002 . ПМИД 28731295 .
Вулман Т.А. и Джон К.Ю., 2013 г., Анализ использования прогнозного моделирования с системами бизнес-аналитики для разведки драгоценных металлов с использованием биогеохимических данных. Международный журнал исследований бизнес-аналитики (IJBIR), 4(2), 39-53.v [2] .
Биогеохимия . Журнал, издаваемый Springer.

Внешние ссылки [ править ]

[1] Шлезингер, Уильям Х. (2020). Биогеохимия: анализ глобальных изменений . Эмили С. Бернхардт (4-е изд.). Лондон. ISBN 978-0-12-814609-5 . OCLC 1183905251 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[:0-2] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Горэм, Эвилл (1 января 1991 г.). «Биогеохимия: ее истоки и развитие» . Биогеохимия . 13 (3): 199–239. дои : 10.1007/BF00002942 . ISSN 1573-515X . S2CID 128563314 .

[:1-3] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Бьянки, Томас С. (01 июня 2021 г.). «Эволюция биогеохимии: новый взгляд» . Биогеохимия . 154 (2): 141–181. дои : 10.1007/s10533-020-00708-0 . ISSN 1573-515X . S2CID 227165026 .

[4] Дюма, Ж.-Б.; Буссенго, Ж.Б. (1844 г.). Химический и физиологический баланс органической природы; очерк (3-е изд., с новыми документами. Изд.). Лондон: Х. Байьер. дои : 10.5962/bhl.title.137099 .

[5] Бард, Эдуард (1 июня 2004 г.). «Парниковый эффект и ледниковые периоды: историческая перспектива». Comptes Rendus Geoscience . 336 (7): 603–638. Бибкод : 2004CRGeo.336..603B . дои : 10.1016/j.crte.2004.02.005 . ISSN 1631-0713 .

[6] Владимир И. Вернадский, 2007, Очерки геохимии и биосферы, тр. Ольга Бараш, Санта-Фе, Нью-Мексико, Synergetic Press, ISBN 0-907791-36-0 (первоначально издан на русском языке в 1924 г.)

[7] Шлезингер, Уильям Х. (2020). Биогеохимия: анализ глобальных изменений . Эмили С. Бернхардт (4-е изд.). Лондон. ISBN 978-0-12-814609-5 . OCLC 1183905251 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[8] Манфред Шидловски : [?via%3Dihub Изотопы углерода как биохимические регистраторы жизни на протяжении 3,8 млрд лет в истории Земли: эволюция концепции] . В: Докембрийские исследования . Том. 106, выпуски 1–2, 1 февраля 2001 г., страницы 117–134.

[Moses2012-9] Моисей, М. (2012) Биогеохимические циклы. Архивировано 22 ноября 2021 г. в Wayback Machine . Энциклопедия Земли .

[10] Фишер М.Р. (ред.) (2019) Биология окружающей среды , 3.2 Биогеохимические циклы. Архивировано 27 сентября 2021 г. в Wayback Machine , OpenStax. «Creative Commons — С указанием авторства 4.0 Международная — CC BY 4.0» . Архивировано из оригинала 16 октября 2017 г. Проверено 20 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) .

[11] Биогеохимические циклы. Архивировано 27 сентября 2021 г. в Wayback Machine , OpenStax , 9 мая 2019 г. «Creative Commons — С указанием авторства 4.0 Международная — CC BY 4.0» . Архивировано из оригинала 16 октября 2017 г. Проверено 20 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) .

[12] Башкин Владимир Н.; Ховарт, Роберт В. (2002). Современная биогеохимия . Дордрехт: Kluwer Academic Publ. ISBN 978-1-4020-0992-1 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

v т и Отрасли химии
Glossary of chemical formulae List of biomolecules List of inorganic compounds Periodic table
Analytical	Instrumental chemistry Electroanalytical methods Spectroscopy IR Raman UV-Vis NMR Mass spectrometry EI ICP MALDI Separation process Chromatography GC HPLC Crystallography Characterization Titration Wet chemistry Calorimetry Elemental analysis
Theoretical	Quantum chemistry Computational chemistry Mathematical chemistry Molecular modelling Molecular mechanics Molecular dynamics Molecular geometry VSEPR theory
Physical	Electrochemistry Spectroelectrochemistry Photoelectrochemistry Thermochemistry Chemical thermodynamics Surface science Interface and colloid science Micromeritics Cryochemistry Sonochemistry Structural chemistry Chemical physics Molecular physics Femtochemistry Chemical kinetics Spectroscopy Photochemistry Spin chemistry Microwave chemistry Equilibrium chemistry Mechanochemistry
Inorganic	Coordination chemistry Magnetochemistry Organometallic chemistry Organolanthanide chemistry Cluster chemistry Solid-state chemistry Ceramic chemistry
Organic	Stereochemistry Alkane stereochemistry Physical organic chemistry Organic reactions Organic synthesis Retrosynthetic analysis Enantioselective synthesis Total synthesis / Semisynthesis Fullerene chemistry Polymer chemistry Petrochemistry Dynamic covalent chemistry
Biological	Biochemistry Molecular biology Cell biology Chemical biology Bioorthogonal chemistry Medicinal chemistry Pharmacology Clinical chemistry Neurochemistry Bioorganic chemistry Bioorganometallic chemistry Bioinorganic chemistry Biophysical chemistry
Interdisciplinarity	Nuclear chemistry Radiochemistry Radiation chemistry Actinide chemistry Cosmochemistry / Astrochemistry / Stellar chemistry Geochemistry Biogeochemistry Photogeochemistry Environmental chemistry Atmospheric chemistry Ocean chemistry Clay chemistry Carbochemistry Food chemistry Carbohydrate chemistry Food physical chemistry Agricultural chemistry Soil chemistry Chemistry education Amateur chemistry General chemistry Clandestine chemistry Forensic chemistry Forensic toxicology Post-mortem chemistry Nanochemistry Supramolecular chemistry Chemical synthesis Green chemistry Click chemistry Combinatorial chemistry Biosynthesis Chemical engineering Stoichiometry Materials science Metallurgy Ceramic engineering Polymer science
See also	History of chemistry Nobel Prize in Chemistry Timeline of chemistry of element discoveries "The central science" Chemical reaction Catalysis Chemical element Chemical compound Atom Molecule Ion Chemical substance Chemical bond Alchemy Quantum mechanics
Category Commons Portal WikiProject

Базы данных авторитетного контроля
National	Germany Israel United States Czech Republic
Other	Encyclopedia of Modern Ukraine