Back to chapter

27.11:

Серный цикл

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Sulfur Cycle

Languages

Share

В виде молекулы газа, сера циркулирует между атмосферой, поверхностными и водными экосистемами. Одна форма, диоксид серы или SO2, вход в наземную систему из атмосферы, либо в виде слабой серной кислоты растворяется в осадках либо непосредственно оседает в процессе, называемом выпадение осадков. Выветривание серо-содержащих горных пород при геологическом подъёме океанских отложений также способствует попаданию серы в экосистемы на поверхности.Из почвы, сера затем входит в пищевую цепь через корни растения, в виде сульфатов, которые потребляются гетеротрофами и вновь выходят в атмосферу в качестве сульфида водорода при разложении, 0:43.240 00:45.810 после того, как организмы умирают. Избыток серы в почве и от подземных геотермальных источников попадает в океан в виде стока, где он осаждается на дне океана или используется в качестве биологического источника энергии морскими хемо-автотрофами. Вулканическая активность и геотермальные источники также высвобождают серу в атмосферу в виде сульфида водорода газа во время природных процессов.Однако, сжигание ископаемого топлива вносит неестественно большое количество серы в атмосферу, которое возвращается в почву в виде кислотного дождя, разрушительного для экосистем.

27.11:

Серный цикл

Сера, важный элемент в химическом составе белков, повторно используется в атмосфере, а также в водной и земной среде. Находящаяся в атмосфере в виде диоксида серы (SO 2 ), сера выделяется разлагающимися организмами, выветрившимися породами, геотермальными источниками, вулканами и сжиганием ископаемого топлива. Она откладывается в экосистеме, циркулирует в биотическом сообществе и либо выбрасывается обратно в атмосферу в виде газа, либо откладывается в морских отложениях для длительного хранения и последующего выброса обратно в почву и атмосферу.

Биогеохимический цикл серы

Сера необходима для биологических систем и является компонентом некоторых аминокислот, например цистеина, который играет важную роль в структуре белков. Сера попадает в наземные (то есть наземные) экосистемы в результате осаждения слабой серной кислоты, прямых выпадений из атмосферы, выветривания серосодержащих пород и геотермальных источников.

Из почвы она поглощается микроорганизмами и растениями и превращается в органические формы, которые могут быть использованы потребителями в экосистеме. Когда организмы умирают, разлагатели расщепляют органические соединения серы на газы, такие как сероводород, который окисляется в атмосфере с образованием диоксида серы. Кроме того, некоторые хемоавтотрофы используют серу в качестве источника биологической энергии и рециркулируют молекулы серы непосредственно через экосистемы.

Сера попадает в морские экосистемы через сток с суши, прямые осадки из атмосферы и подводные геотермальные источники. Часть этой серы проходит через пищевую цепочку и выбрасывается в атмосферувместе с морской водой. Остальная часть оседает в виде осадка на дне океана, где хранится в течение продолжительных периодов времени. С течением времени геологичекий подъём может вернуть отложения обратно на землю, где сера выделяется в результате эрозии.

Влияние человека на цикл серы

При сжигании ископаемого топлива, особенно угля, в атмосферу попадает неестественное количество сероводорода, в результате чего повышается концентрация диоксида серы, что проявляется в виде кислотных дождей. Кислотные дожди наносят вред окружающей среде, понижая pH озер и рек, нанося вред как водной, так и наземной фауне.

Suggested Reading

Wasmund, Kenneth, Marc Mußmann, and Alexander Loy. “The Life Sulfuric: Microbial Ecology of Sulfur Cycling in Marine Sediments.” Environmental Microbiology Reports 9, no. 4 (August 2017): 323–44. [Source]

Durham, Bryndan P., Shalabh Sharma, Haiwei Luo, Christa B. Smith, Shady A. Amin, Sara J. Bender, Stephen P. Dearth, et al. “Cryptic Carbon and Sulfur Cycling between Surface Ocean Plankton.” Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 2 (January 13, 2015): 453–57. [Source]