Caractéristiques, étapes et exemples des cycles sédimentaires

Les cycles sédimentaires Ils se réfèrent à l'ensemble des étapes à travers lesquelles certains éléments minéraux présents dans la croûte de la Terre vont. Ces phases impliquent une séquence de transformations formant une série temporelle circulaire qui est répétée en longues périodes.

Ce sont des cycles biogéochimiques dans lesquels le stockage de l'élément se produit principalement dans le cortex terrestre. Parmi les éléments minéraux qui sont soumis à des cycles sédimentaires figurent le soufre, le calcium, le potassium, le phosphore et les métaux lourds.

Cycle lithologique. 1 = magma; 2 = cristallisation (refroidissement par roche); 3 = roche ignée; 4 = érosion; 5 = sédimentation; 6 = sédiments et roches sédimentaires; 7 = tectonique et métamorphisme; 8 = roche métamorphique; 9 = fusion. Source: Woudloper / Woodwalker [domaine public]

Le cycle commence par l'exposition des roches qui contiennent ces éléments des profondeurs du cortex à la surface ou à proximité. Ensuite, ces roches sont soumises à l'altération et subissent des processus d'érosion dans l'action des facteurs atmosphériques, hydrologiques et biologiques.

Le matériau érodé est transporté par l'eau, la gravité ou le vent pour se produire plus tard la sédimentation ou le dépôt du matériau minéral dans le substrat. Ces couches de sédiments s'accumulent sur des millions d'années et souffrent de processus de compactage et de cimentation.

De cette façon, la lithification des sédiments se produit, c'est-à-dire leur transformation à nouveau en roche solide à de grandes profondeurs. De plus, dans les phases intermédiaires des cycles sédimentaires, une phase biologique se produit également qui se compose de solubilisation et d'absorption par les organismes vivants.

Selon les minéraux et les circonstances, ils peuvent être absorbés par les plantes, les bactéries ou les animaux, se déplaçant vers des réseaux trophiques. Ensuite, les minéraux seront excrétés ou libérés par la mort de l'organisme.

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Caractéristiques

Les cycles sédimentaires constituent l'un des trois types de cycles biogéochimiques et sont caractérisés car la matrice de stockage principale est la lithosphère. Ces cycles ont leur propre discipline d'étude, appelée sédimentologie.

Temps d'un cycle

Les cycles sédimentaires sont caractérisés car le temps nécessaire pour respecter les différentes étapes est très long, mesuré même en millions d'années. En effet.

Étapes des cycles sédimentaires

Il est important de ne pas perdre de vue le fait que ce n'est pas un cycle dont les étapes suivent une séquence stricte. Certaines phases peuvent être échangées ou présentées plusieurs fois tout au long du processus.

- Exposition

Les roches formées à certaines profondeurs de la croûte terrestre sont soumises à différents processus diastrophiques (fractures, pliages et élévations) qui finissent par les prendre à la surface ou à proximité. Ils sont ainsi exposés à l'action de facteurs environnementaux, qu'ils soient édaphiques, atmosphériques, hydrologiques ou biologiques.

Le diastrophisme est le produit des mouvements de convection du manteau terrestre. Ces mouvements génèrent également des phénomènes volcaniques qui exposent des rochers plus dramatiques.

- Érosion

Une fois la roche exposée, elle souffre de l'altération (décomposition de la roche en fragments mineurs) souffrant ou non des changements de composition chimique ou minéralogique. La météorisation est un facteur clé de la formation des sols et peut être physique, chimique ou biologique.

Physique

Dans ce cas, les facteurs qui provoquent la rupture de la roche ne modifient pas leur composition chimique, seules des variables physiques telles que le volume, la densité et la taille. Ceci est causé par différents agents physiques tels que la pression et la température. Dans le premier cas, la libération de pression et son exercice sont des causes de ruptures de roche.

Érosion. Source: Prince Roy, Taipei [CC par (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

Par exemple, lorsque les rochers émergent des profondeurs de l'écorce, ils sont libérés de la pression, se dilatent et fissurent. D'un autre côté, les sels accumulés dans les fissures exercent également une pression en recristallant et en approfondissant les fractures.

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De plus, les variations de températures quotidiennes ou saisonnières provoquent des cycles d'expansion et de contraction qui finissent par briser les rochers.

Chimie

Cela modifie la composition chimique des roches dans le processus de désintégration parce que les agents chimiques agissent. Parmi ces agents chimiques impliqués figurent l'oxygène, la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone.

Ils provoquent diverses réactions chimiques qui affectent la cohésion de la roche et la transforment, y compris l'oxydation, l'hydratation, la carbonatation et la dissolution.

Biologique

Les agents biologiques agissent pour une combinaison de facteurs physiques et chimiques, y compris parmi les premières pressions, frictions et autres. Tandis que les agents chimiques sont les sécrétions d'acides, d'alcalis et d'autres substances.

Par exemple, les plantes sont des agents d'altération très efficaces, brisant les rochers avec leurs racines. Cet remercie à la fois à l'action physique de la croissance radicale et aux sécrétions qu'ils émettent.

- Érosion

L'érosion agit à la fois directement sur la roche et sur les produits de l'altération, y compris le sol formé. D'un autre côté, cela implique le transport de matériaux érodés, étant le même agent érosif les moyens de transport et peut être à la fois éolien et eau.

Érosion. Source: Carl Wycoff [CC par (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

L'érosion gravitationnelle est également indiquée, lorsque les déplacements et l'usure du matériau dans les pentes prononcées se produisent. Dans le processus érosif, le matériau est fragmenté dans des particules minérales encore plus faibles, susceptibles de transporter sur de grandes distances.

Le vent

L'action érosive du vent est exercée à la fois par traînée et usure qui exerce à son tour les particules traînées sur d'autres surfaces.

L'eau

L'érosion de l'eau agit à la fois par l'action physique de l'impact de l'eau de pluie ou des courants superficiels, ainsi que par l'action chimique. Un exemple extrême des effets érosifs des précipitations est les pluies acides, en particulier dans les roches calcaires.

- Transport

Les particules minérales sont transportées par des agents tels que l'eau, le vent ou la gravité à de grandes distances. Il est important de prendre en compte que chaque moyen de transport a une capacité de charge définie, en termes de taille et de quantité de particules.

Par gravité, ils peuvent déplacer même de gros roches encore à peine météorisées, tandis que le vent transporte de très petites particules. De plus, le milieu conditionne la distance, puisque la gravité transporte de grosses roches à de courtes distances, tandis que le vent déplace de petites particules à de grandes distances.

L'eau pour sa part, peut transporter une large gamme de tailles de particules, y compris les grosses roches. Cet agent peut transporter les particules à des distances courtes ou extrêmement longues, selon l'écoulement.

- Sédimentation et accumulation

Il se compose du dépôt du matériau transporté, en raison d'une diminution de la vitesse de transport et de gravité. En ce sens, une sédimentation de la rivière, de la marée ou de la marée ou de la sismique peut se produire.

Sédimentation. Source: calogerogalati [cc by-s (https: // createCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Comme le soulagement de la Terre se compose d'un dégradé qui passe de maximum d'altitudes aux fonds marins, c'est ici où la plus grande sédimentation se produit. Au fil du temps, les couches de sédiments sont accumulées.

- Solubilisation, absorption et libération biologique

Une fois l'altération du matériau rocheux, il est possible que la dissolution des minéraux libérés et leur absorption par les êtres vivants se produisent. Cette absorption peut être effectuée par des plantes, des bactéries ou même directement par des animaux. 

Les plantes sont consommées par les herbivores et celles-ci par les carnivores, et tous par les décomposeurs, passant les minéraux pour faire partie des réseaux trophiques. Il existe également des bactéries et des champignons qui absorbent directement les minéraux et même.

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- Lithification

Le cycle est achevé avec la phase de lithification, c'est-à-dire avec la formation de New Rock. Cela se produit lorsque les minéraux sont sédimentés formant des couches successives qui s'accumulent en exerçant d'énormes pressions.

Les strates à plus de profondeur dans le cortex sont compactées et cemans formant une roche solide et ces couches seront à nouveau soumises à des processus diastrophiques.

Compactage

En raison de la pression exercée par les couches de sédiments qui sont empilées dans les phases de sédimentation successives, les couches inférieures sont compactées. Cela implique que les pores ou les espaces qui existent entre les particules de sédiments sont réduits ou disparaissent.

Cimentation

Ce processus se compose du dépôt de substances cimentations entre les particules. Ces substances, telles que la calcite, les oxydes, la silice et d'autres cristallisent et ciment le matériau formant une roche solide.

Exemples de cycles sédimentaires

- Cycle sédimentaire du soufre

Le soufre est un élément essentiel de certains acides aminés tels que la cystine et la méthionine, ainsi que des vitamines telles que la thiamine et la biotine. Son cycle sédimentaire comprend une phase gazeuse.

Ce minéral entre dans le cycle en raison de l'altération des rochers (tableaux noirs et autres roches sédimentaires), décomposition de la matière organique, de l'activité volcanique et des contributions industrielles. Les sources de soufre dans le cycle.

Les formes de soufre dans ces cas sont des sulfates (SO4) et du sulfure d'hydrogène (H2S); Les sulfates sont tous deux au sol et dissous dans l'eau. Les sulfates sont absorbés et assimilés par les plantes à travers leurs racines et passent aux réseaux trophiques.

Lorsque les organismes meurent, les bactéries, les champignons et autres décomponeurs agissent, libérant du soufre sous forme de gaz sulfuré d'hydrogène qui passe à l'atmosphère. Le sulfure d'hydrogène est rapidement oxydé lorsqu'il est mélangé avec de l'oxygène, formant des sulfates qui précipitent au sol.

Bactéries soufre

Dans les boues de marais et dans la décomposition de la matière organique en général, la loi sur les bactéries anaérobies. Ceux-ci traitent le SO4 générant des H2S de gaz qui est libéré dans l'atmosphère.

Pluie acide

Il est formé en raison de précurseurs tels que H2S, délivrés à l'atmosphère par l'industrie, les bactéries soufre et les éruptions volcaniques. Ces précurseurs réagissent avec la vapeur d'eau et forment SO4 qui précipite ensuite.

- Cycle de calcium sédimentaire

Le calcium se trouve dans les roches sédimentaires formées dans le fond marin et le lac grâce aux contributions des organismes fournis avec des coquilles calcaires. De même, il y a du calcium libre ionisé dans l'eau, comme dans les océans à des profondeurs supérieures à 4.500 m où le carbonate de calcium est dissous.

Les roches riches en calcium telles que le calcaire, la dolomite et la fluorite, entre autres, sont altérées et libèrent du calcium. L'eau de pluie dissout le CO2 atmosphérique, résultant en tant qu'acide carbonique qui facilite la dissolution du calcaire, libérant HCO 3- et CA 2+.

Le calcium sous ces formes chimiques est traîné par l'eau de pluie vers les rivières, les lacs et les océans. C'est le cation le plus abondant dans le sol où les plantes l'absorgent pendant que les animaux le prennent des plantes ou dissous directement dans l'eau.

Le calcium est une partie essentielle des coquilles, des exosquelettes, des os et des dents, donc lorsqu'il meurt, il est réintégré dans l'environnement. Dans le cas des océans et du lac.

- Cycle sédimentaire de potassium

Le potassium est un élément fondamental du métabolisme cellulaire, car il joue un rôle pertinent dans la régulation osmotique et la photosynthèse. Le potassium fait partie des minéraux du sol et des rochers, étant les sols argileux riches en ce minéral.

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Les processus de météorisation libèrent des ions de potassium solubles en eau qui peuvent être absorbés par les racines des plantes. L'être humain ajoute également du potassium au sol dans le cadre des pratiques de fertilisation des cultures.

À travers les légumes, le potassium est distribué dans des réseaux trophiques, puis avec l'action des décomposeurs pour retourner au sol.

- Cycle sédimentaire du phosphore

Les principales réserves de phosphore se trouvent dans les sédiments marins, les sols, les roches phosphatées et le guano (excréments d'oiseaux marins). Son cycle sédimentaire commence par des rochers phosphatés qui, lors du port et de l'érodage, libèrent des phosphates.

De même, l'être humain incorpore du phosphore supplémentaire sur le sol en appliquant des engrais ou des engrais. Les composés de phosphore sont traînés avec le reste des sédiments de pluie vers les courants d'eau et de là vers l'océan.

Ces composés en partie sédimentaires et un autre sont incorporés dans des réseaux trophiques marins. L'une des boucles de cycle se produit lorsque le phosphore dissous dans l'eau de mer est consommé par le phytoplancton, cela à son tour par le poisson.

Ensuite, les poissons sont consommés par les oiseaux de mer, dont les excréments contiennent de grandes quantités de phosphore (Guano). Guano est utilisé par l'être humain comme engrais organique pour fournir du phosphore aux cultures.

Le phosphore qui reste dans les sédiments marins souffre des processus de lithification formant de nouvelles roches phosphatées.

- Cycle sédimentaire en métal lourd

Parmi les métaux lourds, il y a certains qui remplissent des fonctions essentielles pour la vie, comme le fer, et d'autres qui peuvent devenir toxiques, comme le mercure. Parmi les métaux lourds, il y a plus de 50 éléments tels que l'arsenic, le molybdène, le nickel, le zinc, le cuivre et le chrome.

Certains comme le fer sont abondants, mais la plupart de ces éléments se trouvent en quantités relativement petites. D'un autre côté, dans la phase biologique de son cycle sédimentaire, ils peuvent s'accumuler dans les tissus vivants (bioaccumulation).

Dans ce cas, n'étant pas facile à éliminer, son accumulation augmente le long des chaînes alimentaires causant de graves problèmes de santé.

Sources

Les métaux lourds proviennent de sources naturelles, par les intempéries et l'érosion du sol. Il existe également des contributions anthropes importantes à travers les émissions industrielles, la combustion de combustibles fossiles et des déchets électroniques.

Cycle sédimentaire général

En termes généraux, les métaux lourds suivent un cycle sédimentaire qui part de sa principale source qui est la lithosphère et le transit à travers l'atmosphère, l'hydrosphère et la biosphère. Les processus d'altération libèrent des métaux lourds au sol et à partir de là, ils peuvent contaminer l'eau ou envahir l'atmosphère à travers le vent traîné par le vent.

L'activité volcanique contribue également à l'émission de métaux lourds à l'atmosphère et la pluie les entraîne de l'air jusqu'au sol et de cela à la caisse à l'eau. Les sources intermédiaires forment des boucles dans le cycle en raison des activités humaines susmentionnées et à l'entrée de métaux lourds aux réseaux trophiques.

Les références

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