堆積サイクル：特性、段階、例 - 地理 - 2025

堆積サイクルは、地球に存在する特定の鉱物要素通過段のセットを参照の地殻。これらのフェーズには、長期間にわたって繰り返される循環時系列を形成する一連の変換が含まれます。

これらは、元素の貯蔵が主に地球の地殻で発生する生物地球化学サイクルです。堆積サイクルの対象となるミネラル要素には、硫黄、カルシウム、カリウム、リン、重金属があります。

岩相サイクル。1 =マグマ; 2 =結晶化（岩の冷却）; 3 =火成岩; 4 =侵食。5 =沈降; 6 =堆積物と堆積岩; 7 =テクトニクスと変成作用。8 =変成岩; 9 =融合。ソース：Woudloper / Woodwalker

サイクルは、これらの元素を含む岩石が地殻の深いところから表面近くに露出することから始まります。これらの岩石は、その後、風化作用を受け、大気、水文、および生物学的要因の作用により侵食過程を経ます。

浸食された材料は、水、重力、または風によって輸送され、後で基板に鉱物材料が堆積または堆積します。これらの堆積物の層は、何百万年にもわたって蓄積され、圧縮およびセメンチングプロセスを受けます。

このようにして、堆積物の固化が起こります。つまり、堆積物は大きな深さで固い岩に戻ります。さらに、堆積サイクルの中間段階では、生物による可溶化と吸収からなる生物学的段階も発生します。

ミネラルと状況に応じて、それらは植物、細菌、または動物に吸収され、栄養ネットワークに移動します。その後、ミネラルは生物の死によって排泄または放出されます。

特徴

堆積サイクルは、3つのタイプの生物地球化学サイクルの1つを構成し、主なストレージマトリックスがリソスフェアであるために特徴付けられます。これらのサイクルには、堆積学​​と呼ばれる独自の研究分野があります。

サイクルタイム

堆積サイクルは、さまざまな段階を完了するのにかかる時間が非常に長く、数百万年単位で測定される場合でも特徴付けられます。これは、これらの鉱物が地球の地殻の大きな深さで長期間岩に埋め込まれたままであるためです。

堆積サイクルの段階

ステージが厳密なシーケンスをたどるサイクルではないことを見失わないことが重要です。一部のフェーズは、プロセス全体で何度も交換または表示できます。

-博覧会

地殻の特定の深さで形成された岩石は、さまざまな地殻変動プロセス（破壊、折りたたみ、標高）を受け、最終的には地表またはその近くに運ばれます。このように、彼らは教育的、大気的、水文学的、生物学的などの環境要因の作用にさらされています。

地殻変動は地球のマントルの対流運動の産物です。これらの動きは、岩をより劇的に露出させる火山現象も発生させます。

-風化

岩石が露出すると、化学的または鉱物学的組成の変化の有無にかかわらず、風化（岩石の小さな断片への分解）が発生します。風化は土壌形成の重要な要素であり、物理的、化学的、または生物学的です。

物理的

この場合、岩石を壊す要因はその化学組成を変化させず、体積、密度、サイズなどの物理的変数のみを変化させます。これは、圧力や温度などのさまざまな物理的要因によって引き起こされます。最初のケースでは、圧力の解放とその運動の両方が岩石破裂の原因です。

風化。出典：王子ロイ、台北

たとえば、岩石は地殻の深いところから出てくると、圧力を解放し、膨張し、割れます。その一部として、亀裂に蓄積された塩は、再結晶時に圧力を加え、亀裂を深めます。

さらに、毎日または季節ごとの温度変化により、膨張と収縮のサイクルが発生し、最終的に岩石が破壊されます。

化学

これは、化学物質が作用するため、崩壊過程における岩石の化学組成を変化させます。これらの化学薬品には、酸素、水蒸気、二酸化炭素などが含まれます。

それらは、岩石の凝集力に影響を与え、酸化、水和、炭酸化、溶解を含むさまざまな化学反応を引き起こします。

生物学的

生物学的因子は、圧力、摩擦などの物理的および化学的要因の組み合わせによって作用します。化学物質としては、酸、アルカリ、その他の物質の分泌物です。

たとえば、植物は非常に効果的な耐候剤であり、根を使って岩を砕きます。これは、急進的な成長の物理的作用と、それらが放出する分泌物の両方のおかげです。

-侵食

侵食は、岩石と、形成された土壌を含む風化の産物の両方に直接作用します。一方、それは侵食された材料の輸送を含み、同じ侵食剤が輸送手段であり、風と水の両方である可能性があります。

侵食。出典：カールワイコフ

材料の変位と摩耗が急な斜面で発生すると、重力による侵食も見られます。侵食プロセスでは、材料はさらに細かい鉱物粒子に細分化され、長距離を移動しやすくなります。

風

風の侵食作用は、抗力と摩耗の両方によって発揮され、引きずられた粒子が他の表面に作用します。

水

水の浸食は、雨水または表面流の影響による物理的作用と化学的作用の両方によって作用します。降水の侵食効果の極端な例は、特に石灰質岩に対する酸性雨です。

- 交通手段

ミネラル粒子は、水、風、重力などの物質によって長距離輸送されます。輸送の各手段には、粒子のサイズと量の観点から、定義された負荷容量があることを考慮することが重要です。

重力によって、風が非常に小さい粒子を運んでいる間、大きく、わずかに風化した岩でさえ動くことができます。さらに、重力は大きな岩を短距離で輸送し、風は小さな粒子を巨大な距離で移動させるため、環境が距離を決定します。

その一部として、水は大きな岩を含む幅広い粒子サイズを運ぶことができます。このエージェントは、流速に応じて、粒子を短い距離または極端に長い距離で運ぶことができます。

-沈降と蓄積

これは、輸送手段の速度の低下と重力による、輸送された材料の堆積で構成されます。この意味で、河川、潮汐または地震堆積が発生する可能性があります。

沈降。出典：Calogerogalati

地球の起伏は最大高度から海底に向かう勾配で構成されているため、ここで最大の堆積が起こります。時間の経過とともに、堆積物の層が積み重なっていきます。

-可溶化、吸収および生物学的放出

岩石物質の風化が発生すると、放出された鉱物の溶解と生物によるそれらの吸収が可能になります。この吸収は、植物、細菌、または直接動物によっても実行できます。

植物は草食動物と肉食動物、そしてすべて分解者によって消費され、ミネラルは栄養ネットワークの一部になります。同様に、ミネラルを直接吸収する細菌や真菌、さらには粘土を消費するコンゴウインコなどの動物もいます。

-石化

サイクルは、石化段階、つまり新しい岩石の形成で完了します。これは、鉱物が沈降して、蓄積する巨大な圧力を蓄積する連続した層を形成するときに発生します。

地殻のより深い層は固められて固められて固い岩を形成し、これらの層は再び地殻変動過程にさらされます。

圧縮

後続の堆積フェーズで堆積している堆積層によって加えられる圧力の積により、下の層が圧縮されます。これは、堆積物粒子間に存在する細孔または空間が減少または消失することを意味します。

セメンテーション

このプロセスは、粒子間のセメント系物質の堆積で構成されます。方解石、酸化物、シリカなどのこれらの物質は、結晶化して固まった岩石に材料を固めます。

堆積サイクルの例

-堆積硫黄サイクル

硫黄は、シスチンやメチオニンなどの特定のアミノ酸や、チアミンやビオチンなどのビタミンの必須成分です。その堆積サイクルには気相が含まれます。

この鉱物は、岩石（スレートやその他の堆積岩）の風化、有機物の分解、火山活動、産業への貢献により、循環に入ります。また、鉱業、石油の抽出、化石燃料の燃焼は、サイクルの硫黄源です。

これらの場合の硫黄の形態は、硫酸塩（SO4）と硫化水素（H2S）です。硫酸塩は土壌中にあり、水に溶解しています。硫酸塩は植物によってそれらの根を通して吸収され、同化され、栄養ネットワークに渡されます。

生物が死ぬと、バクテリア、菌類、その他の分解物が働き、硫化水素ガスの形で硫黄が放出され、大気中に放出されます。硫化水素は酸素と混合することで急速に酸化され、硫酸塩を形成して地面に沈殿します。

硫黄菌

嫌気性細菌は、沼地の汚泥や有機物の分解全般に作用します。これらのプロセスは、SO4を生成して大気中に放出されるガス状のH2Sを生成します。

酸性雨

これは、H2Sなどの前駆物質、産業、硫黄バクテリア、火山噴火によって大気中に放出されたために形成されます。これらの前駆体は、水蒸気と反応してSO4を形成し、それが沈殿します。

-堆積カルシウムサイクル

カルシウムは、石灰質の殻を備えた生物の寄与により、海底や湖底に形成される堆積岩に含まれています。同様に、炭酸カルシウムが溶解している4,500 mを超える深さの海のように、水中には遊離のイオン化カルシウムがあります。

石灰岩、ドロマイト、蛍石などのカルシウムが豊富な岩石は風化し、カルシウムを放出します。雨水は大気中のCO2を溶解し、その結果、炭酸が石灰岩の溶解を促進し、HCO 3–およびCa 2+を放出します。

これらの化学形態のカルシウムは、雨水によって川、湖、海に運ばれます。これは、動物が植物から摂取するか、直接水に溶解する間に、植物がそれを吸収する土壌で最も豊富なカチオンです。

カルシウムは、貝殻、外骨格、骨、歯の重要な部分なので、死ぬと環境に再統合されます。海や湖の場合、それは底に堆積し、石化プロセスは新しい石灰質の岩を形成します。

-堆積カリウムサイクル

カリウムは浸透圧調節と光合成に関連する役割を果たすため、細胞代謝の基本的な要素です。カリウムは土壌や岩石のミネラルの一部であり、このミネラルが豊富な粘土質の土壌です。

風化プロセスでは、植物の根に吸収される水溶性カリウムイオンが放出されます。人間はまた、作物の施肥の一環として土壌にカリウムを加えます。

野菜を通じて、カリウムは栄養ネットワークに分布し、分解剤の作用により土壌に戻ります。

-堆積リン循環

主なリン保護区は、海底堆積物、土壌、リン酸塩岩、およびグアノ（海鳥の排泄物）です。その堆積サイクルは、風化して侵食されるとリン酸塩を放出するリン酸塩岩から始まります。

同様に、人間は肥料または肥料を適用することにより、土壌にリンを追加します。リン化合物は、残りの堆積物とともに雨によって水流に向かって流れ、そこから海に運ばれます。

これらの化合物の一部は沈殿し、別の部分は海洋食物網に組み込まれます。サイクルのループの1つは、海水に溶解したリンが植物プランクトンによって消費され、これが魚によって消費されるときに発生します。

魚は海鳥によって消費され、その排泄物には大量のリン（グアノ）が含まれています。グアノは、作物にリンを供給するための有機肥料として人間によって使用されています。

海洋堆積物に残っているリンは、新しいリン酸塩岩を形成する石化プロセスを受けます。

-重金属の堆積サイクル

重金属には、鉄などの生命に不可欠な機能を果たすものや、水銀などの有毒になる可能性があるものがあります。重金属の中には、ヒ素、モリブデン、ニッケル、亜鉛、銅、クロムなどの50以上の元素があります。

鉄のようないくつかは豊富ですが、これらの元素のほとんどは比較的少量で見つかります。一方、堆積サイクルの生物相では、生体組織に蓄積することができます（生体内蓄積）。

この場合、それらは処分が容易ではないため、それらの蓄積は食物連鎖に沿って増加し、深刻な健康問題を引き起こします。

出典

重金属は、岩の風化と土壌侵食のために、自然源に由来します。また、産業排出、化石燃料の燃焼、電子廃棄物による重要な人為的貢献もあります。

一般的な堆積サイクル

一般的に、重金属は、リソスフェアである主なソースから始まる堆積サイクルに従い、大気、水圏、生物圏を通過します。風化プロセスは重金属を地面に放出し、そこから水を汚染したり、風で吹き飛ばされたダストを通して大気に侵入したりする可能性があります。

火山活動も重金属の大気中への放出に寄与し、雨はそれらを空気から地面にそしてこれから水域に運びます。前述の人間の活動や食物網への重金属の侵入により、中間の発生源がサイクルのループを形成します。

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