Caractéristiques du cycle du calcium, étapes et importance

Il Cycle de calcium C'est la circulation et le stockage du pays de cet élément, couvrant les êtres vivants, la lithosphère et l'hydrosphère. Il s'agit d'un cycle biogéochimique sédimentaire dans lequel le calcium circule sous forme de métal alcalinotéreal doux, dépourvu d'un stade de soude.

Le stade de la plus grande circulation de calcium est biologique, consommé par les êtres vivants et utilisé dans leurs structures et métabolisme. Une fois les êtres vivants morts, le calcium est remboursé dans l'environnement physique faisant partie du sol et des fonds marins.

Calcium. Source: Pumbaa (travail original de Greg Robson) / CC BY-SA 2.0 Royaume-Uni (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 2.0 / Royaume-Uni / Deed.dans)

Il y a de vastes dépôts de coquilles et d'os, surtout dans le fond marin et dans les grands lacs. Ces structures sont mélangées avec des sédiments et sur des millions d'années sont couverts par des couches successives.

Les sédiments inférieurs sont soumis à de fortes pressions formant des roches sédimentaires qui sont ensuite exposées à la surface en raison de processus géologiques terrestres. Les roches exposées sont soumises à l'altération et à l'érosion, libérant le calcium intégré au sol ou traîné par l'eau.

Au sol, il est principalement absorbé par les racines des plantes et dans la mer par le phytoplancton et d'autres organismes. Le calcium est utilisé à différentes fins structurelles et métaboliques, par exemple la fabrication de coquilles.

Le cycle de calcium est important car il permet à cet élément d'être disponible à ses différentes étapes remplissant diverses fonctions. Ainsi, faisant partie de la structure des organismes vivants, participe à la formation du soulagement des terres, régule le pH des sols et des eaux et sert de matière première à l'industrie humaine.

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Caractéristiques générales

- Le calcium

Le calcium (CA) est un métal alcalin doux du numéro atomique 20 et de la masse atomique 40.078, dont l'état ordinaire est solide. Forment des oxydes qui agissent comme des bases fortes, réagissant violemment lorsqu'ils entrent en contact avec les acides.

- Votre cycle

Le calcium remplit un cycle biogéochimique de type sédimentaire, car il manque de phase gazeuse et les plus grandes réserves se trouvent dans la lithosphère. Il est étroitement lié aux cycles du carbone, de l'eau et du phosphore.

Érosion rocheuse

Le cycle est développé à partir de l'altération et de l'érosion des roches calcaires qui libèrent le calcium qui est déposé dans le sol. De même, il peut être entraîné dissous dans l'eau du ruissellement vers les rivières, les lacs et les océans.

L'eau de pluie lors de l'entrée en contact avec le CO2 atmosphérique H2CO3 qui dissout la roche calcaire en libérant Ca2 + et HCO3-. D'un autre côté, le CO2 traîné par l'eau de pluie transforme du carbonate insoluble dans du bicarbonate soluble.

Absorption et utilisation par les êtres vivants

Le calcium (Ca2 +) sur le sol est absorbé par les plantes et dans les plans d'eau par les organismes aquatiques. Dans le corps, le calcium remplit différentes fonctions métaboliques et lorsque les organismes meurent, il revient à l'environnement physique traîné par l'eau du ruissellement vers les rivières, les lacs et les océans.

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Formation rocheuse

Les squelettes animaux (internes et externes ou coquilles) sont déposés dans le fond marin faisant partie des sédiments. Les couches de sédiments sont couvertes et compactées sur des millions d'années pour former des roches calcaires.

Roches calcaires. Source: ferdous / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)

Par la suite, les processus diastrophiques (faillite et mouvements ascendants de la croûte terrestre), exposent les rochers à la surface. De cette façon, le cycle se ferme, car les rochers de l'altération (action des éléments climatiques) et sont ouestrisés et érodés.

Étapes du cycle de calcium

Les étapes à travers lesquelles le calcium traverse dans son cycle de stockage et de circulation est donné par les compartiments dans lesquels ces processus se produisent. Ce sont l'écorce et la partie du manteau terrestre (lithosphère), les plans d'eau (hydrosphère) et les organismes vivants.

- Étage géologique

Au stade géologique, compartimenté dans le cortex et le manteau, est l'endroit où se trouve la plus grande quantité de stockage de calcium. Le calcium est le cinquième élément le plus abondant de la lithosphère constituant 3,5% de la croûte terrestre.

Il se trouve dans le cadre de roches telles que le calcaire, la dolomy, les marles et le marbre tandis que les calcaires et les dolomites forment d'énormes solides de montagne sur toute la planète. De même, il fait partie d'autres composés naturels tels que le plâtre et l'albâtre (sulfate de calcium).

Le minéral est obtenu sous forme de carbonate de calcium (CACO3) de la calcite, de la dolomite et d'autres formes cristallines telles que l'aragonite.

Calcaire

C'est un type très abondant de roche sédimentaire originaire de vieux dépôts marins ou lacustres (lacs), composés de carbonate de calcium dans 99%. Ces roches forment des strates horizontales ou déformées par des mouvements diastrophiques et leurs intempéries provoquent des sols neutres aux sols de base (pH de 7 ou plus), riche en calcium.

Dolomie

Il se compose d'une roche sédimentaire formée dans des dépôts marins de faible profondeur par une réaction de remplacement chimique. Dans ce cas, le magnésium participe à la conformation minérale formant des dolomites ou du calcium et du carbonate de magnésium (CAMG (CO3) 2).

Margas

Ce sont des roches sédimentaires formées par 1/3 à 2/3 de carbonate de calcium et le reste des argiles. Ces roches durent dans les zones sèches, car elles sont très sensibles à l'érosion de l'eau.

Marbre

Si les roches de calcaire sont soumises à des températures et des pressions élevées dans des couches profondes de la croûte terrestre, le marbre se forme. Il s'agit d'une roche métamorphique très compacte avec un haut degré de cristallisation.

- Stade hydrologique

Le calcium est dissous dans les rivières, les lacs et les océans comme chlorure de calcium (étant l'ion le plus abondant dans ce milieu) et le carbonate de calcium. Dans les océans, le carbonate de calcium (CACO3) est stable à des profondeurs inférieures à 4.500 m.

Le calcium dans ce milieu se trouve dans les organismes vivants et dans les dépôts de calcaire dans le fond marin. Il s'agit de la limite de profondeur de compensation de carbonate, à partir de laquelle CacO3 se dissout et ne forme pas de dépôts de calcaire.

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- Phase biologique

Mouvement du calcium du sol aux racines. Du xylème aux feuilles de la plante. Dhagerty / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)

À ce stade, le cycle de calcium atteint sa plus grande circulation, étant vital pour les êtres vivants car comme ion Ca2 + fait partie des mécanismes d'échange de membranes cellulaires. D'un autre côté, c'est un constituant essentiel des os, des dents, des œufs et des coquilles.

Coquilles de calcium en bivalve. Source: https: // communes.Wikimedia.org / wiki / fichier: bivalvia.Jpg

De cette façon, le calcium circule dans la biosphère et lorsque les organismes meurent, il revient aux sédiments pour former de nouvelles rochers au fil du temps.

L'être humain

Un élément proéminent du stade biologique du cycle de calcium est le rôle de l'être humain lors de l'utilisation de cet élément comme matière première. Cet élément est extrait, transporté et utilisé de grandes quantités de manières différentes.

Dans les mines à ciel ouvert, la roche calcaire est extraite pour l'utiliser comme élément de construction ou de broyage et de l'utiliser comme matière première industrielle. Les coquilles sont également bruyantes pour préparer les engrais et autres produits.

Coquilles foraminifères et mollusques

Les coquilles de ces animaux sont formées de carbonate de calcium, cristallisées en calcite ou en aragonite. Ce sont deux formes minérales de composition égale (CACO3) mais qui cristallisent différemment.

Les mollusques forment leurs coquilles à partir d'une forme liquide de calcium séparé par des cellules spécialisées. La couche la plus interne de la coquille est le nacar formé de cristaux d'aragonite mélangés à la protéine conquioline.

Importance

La circulation de calcium formant son cycle caractéristique est essentielle pour rendre cet élément à la disposition des êtres vivants. Grâce aux processus qui libèrent le calcium des rochers et le font circuler, il y a la vie telle que nous la connaissons.

- Élément essentiel pour la vie

Le calcium est essentiel à la vie, car il s'agit à la fois d'un élément structurel et métabolique. Structurellement, c'est un élément fondamental de la formation de squelettes internes et externes.

Chez les animaux osseux, le calcium est le composant principal des os (squelette interne), également des dents. Dans les foraminifères (protistes) et les mollusques (escargots et bivalve) est l'ingrédient principal de la formation du squelette externe, c'est-à-dire les coquilles.

Métabolisme

Le calcium est un agent de transport dans les membranes cellulaires, il joue donc un rôle pertinent dans le métabolisme. Dans les membranes cellulaires, il existe des canaux calciques qui permettent l'entrée passive de cet élément dans les cellules.

Canaux calciques. Source: Ulrich Förstermann - Elsevier GmbH / Domaine public

Cela régule la relation des concentrations de calcium entre l'intérieur et la cellule en dehors de l'activation des différents processus métaboliques. Par exemple, ces mécanismes sont fondamentaux pour le fonctionnement du système nerveux et musclé et remplit donc un rôle pertinent dans la fonction cardiaque.

- Nourriture et santé

Du point de vue humain, le cycle de calcium permet à cet élément d'être mis à la disposition de la nourriture et de la santé humaines. Surtout, il est essentiel dans la production et la préparation des aliments laitiers pour les enfants.

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De même, son ingestion à des fins médicinales est utilisée dans le traitement des maladies de carence en calcium telles que l'ostéoporose. Cette maladie qui affaiblit les os est particulièrement grave chez les personnes âgées, en particulier dans le cas des femmes.

- Les perles

Lorsqu'un corps étranger envahit l'huître, il le couvre d'une poire et donc une perle se forme. Les perles atteignent des valeurs élevées sur le marché mondial des bijoux.

- Matière première industrielle

Le calcaire est utilisé industriellement à diverses fins, par exemple la fabrication de ciment. Ces pierres sont également utilisées directement comme matériaux de construction, en raison de leur sculpture facile.

De plus, le calcium est utilisé comme désoxydant et redoute dans différents processus, en particulier dans l'industrie métallurgique.

Chaux

En tant que chaux vivante, également appelée chaux de construction, ce sont des oxydes de calcium qui sont utilisés comme liant et revêtement de construction. De la même manière, il est utilisé dans la fabrication du savon, du papier, du verre, du caoutchouc et du bronzage des peaux.

Il a également diverses utilisations dans l'industrie alimentaire et le traitement de l'eau. En tant qu'hydroxyde d'abeille terne ou de calcium, il est également utilisé dans l'industrie et l'agriculture.

- Régulation du pH du sol

La teneur en oxydes de calcium sur le sol affecte la régulation du pH. Dans l'agriculture, la chaux vivante est utilisée comme amendement agricole pour réduire l'acidité des sols et aussi comme engrais.

- Eau calcaire ou eau dure

L'eau en conduisant dans des environnements de calcium et de magnésium, dissout les sels de ces éléments et est connu sous le nom d'eau calcaire ou dure. La limite de qualité de l'eau est de 120 mg de Caco3 / Litro, au-dessus de laquelle l'eau est considérée comme dure.

L'eau à forte teneur en calcium peut causer des problèmes de santé, en particulier liés au système cardiovasculaire. De plus, les eaux dures produisent des dépôts calcaires dans les tuyaux qui entravent la circulation.

- Calcáreas et grottes aquifères

Dans les roches calcaires, l'érosion d'eau forme fréquemment des systèmes de grottes souterraines avec des configurations internes intéressantes. Parmi ceux-ci, la formation de stalactites et de stalagmites, pour les dépôts de carbonate de calcium des fuites dans les plafonds de ces grottes.

Ces systèmes calcaires remplissent également la fonction de filtrage des eaux souterraines pour leur porosité, formant des aquifères.

Les références

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