CHU TRÌNH TRẦM TÍCH: ĐẶC ĐIỂM, GIAI ĐOẠN VÀ VÍ DỤ - MÔN ĐỊA LÝ - 2026

Các chu kỳ trầm tích đề cập đến tập hợp các giai đoạn vượt qua các nguyên tố khoáng nhất định có trong vỏ trái đất. Các giai đoạn này liên quan đến một chuỗi các biến đổi tạo thành một chuỗi thời gian tròn được lặp lại trong thời gian dài.

Đây là các chu trình sinh địa hóa, trong đó quá trình dự trữ nguyên tố xảy ra chủ yếu trong vỏ trái đất. Trong số các nguyên tố khoáng có chu kỳ trầm tích là lưu huỳnh, canxi, kali, phốt pho và kim loại nặng.

Chu kỳ thạch học. 1 = magma; 2 = kết tinh (làm mát đá); 3 = đá lửa; 4 = xói mòn; 5 = lắng cặn; 6 = trầm tích và đá trầm tích; 7 = kiến ​​tạo và biến chất; 8 = đá biến chất; 9 = hợp nhất. Nguồn: Woudloper / Woodwalker

Chu kỳ bắt đầu với sự tiếp xúc của đá chứa các nguyên tố này từ sâu bên trong lớp vỏ đến hoặc gần bề mặt. Các loại đá này sau đó chịu sự phong hóa và trải qua các quá trình xói mòn do tác động của các yếu tố khí quyển, thủy văn và sinh học.

Vật liệu bị xói mòn được vận chuyển bằng nước, trọng lực hoặc gió để sau đó lắng đọng hoặc lắng đọng vật liệu khoáng trên nền. Những lớp trầm tích này tích tụ qua hàng triệu năm và trải qua quá trình nén chặt và xi măng.

Bằng cách này, quá trình thạch hóa của các trầm tích xảy ra, tức là, sự biến đổi của chúng trở lại thành đá rắn ở độ sâu lớn. Ngoài ra, trong các pha trung gian của chu kỳ trầm tích, một pha sinh học cũng xảy ra bao gồm quá trình hòa tan và hấp thụ bởi các sinh vật sống.

Tùy thuộc vào khoáng chất và hoàn cảnh, chúng có thể được thực vật, vi khuẩn hoặc động vật hấp thụ, chuyển sang các mạng dinh dưỡng. Sau đó các chất khoáng sẽ được đào thải ra ngoài hoặc thải ra ngoài do sinh vật chết.

nét đặc trưng

Các chu trình trầm tích tạo thành một trong ba loại chu trình sinh địa hóa và được đặc trưng bởi vì chất nền lưu trữ chính là thạch quyển. Các chu kỳ này có chuyên ngành nghiên cứu riêng của chúng, được gọi là trầm tích học.

Thời gian chu kỳ

Các chu kỳ trầm tích được đặc trưng bởi vì thời gian để hoàn thành các giai đoạn khác nhau là rất dài, thậm chí được tính bằng hàng triệu năm. Điều này là do những khoáng chất này tồn tại trong đá trong thời gian dài ở độ sâu lớn trong vỏ trái đất.

Các giai đoạn của chu kỳ trầm tích

Điều quan trọng là đừng quên rằng nó không phải là một chu trình mà các giai đoạn của nó tuân theo một trình tự nghiêm ngặt. Một số giai đoạn có thể được thay đổi hoặc trình bày nhiều lần trong suốt quá trình.

- Trình bày

Các tảng đá được hình thành ở độ sâu nhất định trong vỏ trái đất phải chịu các quá trình thảm khốc khác nhau (đứt gãy, nếp gấp và độ cao) cuối cùng đưa chúng đến hoặc gần bề mặt. Bằng cách này, chúng tiếp xúc với tác động của các yếu tố môi trường, cho dù là phù sa, khí quyển, thủy văn hay sinh học.

Dị vật là sản phẩm của chuyển động đối lưu của lớp phủ Trái đất. Những chuyển động này cũng tạo ra hiện tượng núi lửa làm lộ đá một cách ấn tượng hơn.

- Thời tiết

Khi đá lộ ra ngoài, nó trải qua quá trình phong hóa (phân hủy đá thành các mảnh nhỏ hơn) có hoặc không có những thay đổi về thành phần hóa học hoặc khoáng vật học. Phong hóa là yếu tố chính trong việc hình thành đất và có thể là vật lý, hóa học hoặc sinh học.

Vật lý

Trong trường hợp này, các yếu tố khiến đá bị vỡ không làm thay đổi thành phần hóa học của nó, chỉ có các biến số vật lý như khối lượng, mật độ và kích thước. Điều này được gây ra bởi các tác nhân vật lý khác nhau như áp suất và nhiệt độ. Trong trường hợp đầu tiên, cả việc giải phóng áp lực và sự tập luyện của nó đều là nguyên nhân gây ra vỡ đá.

Phong hóa. Nguồn: Prince Roy, Taipei

Ví dụ, khi đá trồi lên từ sâu bên trong lớp vỏ, chúng giải phóng áp lực, nở ra và nứt. Về phần mình, các muối tích tụ trong các vết nứt cũng tạo áp lực khi kết tinh lại, làm sâu các vết nứt.

Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ hàng ngày hoặc theo mùa gây ra các chu kỳ giãn nở và co lại dẫn đến phá vỡ các tảng đá.

Hóa học

Điều này làm thay đổi thành phần hóa học của đá trong quá trình phân hủy do các tác nhân hóa học tác động. Trong số các tác nhân hóa học này có liên quan đến oxy, hơi nước và carbon dioxide.

Chúng gây ra các phản ứng hóa học khác nhau ảnh hưởng đến sự kết dính của đá và biến đổi nó, bao gồm quá trình oxy hóa, hydrat hóa, cacbonat hóa và hòa tan.

Sinh học

Các tác nhân sinh học hoạt động bởi sự kết hợp của các yếu tố vật lý và hóa học, bao gồm áp suất, lực ma sát và các yếu tố khác giữa các yếu tố trước đây. Trong khi các tác nhân hóa học là chất tiết ra axit, kiềm và các chất khác.

Ví dụ, thực vật là tác nhân thời tiết rất hiệu quả, phá vỡ các tảng đá bằng rễ của chúng. Điều này là nhờ cả hoạt động vật lý của sự phát triển gốc và các chất bài tiết mà chúng thải ra.

- Xói mòn

Xói mòn tác động trực tiếp lên đá và các sản phẩm của quá trình phong hóa, bao gồm cả đất hình thành. Mặt khác, nó liên quan đến việc vận chuyển vật liệu bị xói mòn, cùng một tác nhân xói mòn là phương tiện vận chuyển và có thể là gió và nước.

Xói mòn. Nguồn: Carl Wycoff

Xói mòn trọng lực cũng được ghi nhận, khi sự dịch chuyển và mài mòn của vật liệu xảy ra trên các sườn dốc. Trong quá trình ăn mòn, vật liệu bị phân mảnh thành các hạt khoáng chất thậm chí còn nhỏ hơn, dễ bị vận chuyển trên một quãng đường dài.

Gió

Tác động ăn mòn của gió được thực hiện bởi cả lực cản và lực mài mòn, do đó tác động của các hạt bị cuốn theo trên các bề mặt khác.

Nước

Xói mòn do nước gây ra cả tác động vật lý do tác động của nước mưa hoặc dòng chảy bề mặt, cũng như tác động hóa học. Một ví dụ điển hình về tác động ăn mòn của lượng mưa là mưa axit, đặc biệt là trên đá vôi.

- Vận chuyển

Các hạt khoáng được vận chuyển bởi các tác nhân như nước, gió hoặc trọng lực trên một quãng đường dài. Điều quan trọng là phải tính đến rằng mỗi phương tiện vận tải có khả năng chịu tải xác định, về kích thước và số lượng hạt.

Bằng lực hấp dẫn, những tảng đá lớn thậm chí bị phong hóa nhẹ cũng có thể di chuyển, trong khi gió mang theo những hạt rất nhỏ. Ngoài ra, môi trường quyết định khoảng cách, vì lực hấp dẫn vận chuyển các tảng đá lớn trong khoảng cách ngắn, trong khi gió chuyển các hạt nhỏ trong khoảng cách rất lớn.

Về phần mình, nước có thể vận chuyển nhiều loại kích thước hạt khác nhau, bao gồm cả đá lớn. Tác nhân này có thể mang các hạt khoảng cách ngắn hoặc cực dài, tùy thuộc vào tốc độ dòng chảy.

- Lắng và tích tụ

Nó bao gồm sự lắng đọng của vật liệu được vận chuyển, do sự giảm tốc độ của phương tiện vận chuyển và trọng lực. Theo nghĩa này, trầm tích phù sa, thủy triều hoặc địa chấn có thể xảy ra.

Sự lắng cặn. Nguồn: Calogerogalati

Vì sự giảm nhẹ của Trái đất bao gồm một gradient đi từ độ cao lớn nhất xuống đáy biển, đây là nơi xảy ra trầm tích lớn nhất. Khi thời gian trôi qua, các lớp trầm tích cứ chồng chất lên nhau.

- Hòa tan, hấp thụ và giải phóng sinh học

Một khi quá trình phong hóa của vật liệu đá đã xảy ra, việc hòa tan các khoáng chất được giải phóng và sự hấp thụ của chúng bởi các sinh vật là khả thi. Sự hấp thụ này có thể được thực hiện bởi thực vật, vi khuẩn hoặc thậm chí trực tiếp bởi động vật.

Thực vật bị tiêu thụ bởi động vật ăn cỏ và những động vật ăn thịt này, và tất cả bởi những sinh vật phân hủy, các khoáng chất trở thành một phần của mạng lưới dinh dưỡng. Tương tự như vậy, có vi khuẩn và nấm trực tiếp hấp thụ khoáng chất và thậm chí cả động vật, chẳng hạn như vẹt đuôi dài ăn đất sét.

- Quá trình tạo đá

Chu kỳ được hoàn thành với giai đoạn thạch hóa, tức là với sự hình thành đá mới. Điều này xảy ra khi các khoáng chất lắng đọng tạo thành các lớp kế tiếp nhau tích tụ tạo ra áp suất cực lớn.

Các tầng sâu hơn trong lớp vỏ được nén chặt và kết dính để tạo thành đá rắn và các tầng này sẽ lại chịu các quá trình tàn phá.

Nén chặt

Sản phẩm của áp lực tác dụng của các lớp cặn lắng đọng trong các đợt lắng kế tiếp nhau, các lớp dưới bị nén chặt. Điều này ngụ ý rằng các lỗ rỗng hoặc không gian tồn tại giữa các hạt trầm tích bị giảm hoặc biến mất.

Xi măng

Quá trình này bao gồm sự lắng đọng các chất kết dính giữa các hạt. Những chất này, chẳng hạn như canxit, oxit, silica và những chất khác, kết tinh và kết dính vật liệu thành đá rắn.

Ví dụ về chu trình trầm tích

- Chu trình lưu huỳnh trầm tích

Lưu huỳnh là một thành phần thiết yếu của một số axit amin như cystine và methionine, cũng như các vitamin như thiamine và biotin. Chu kỳ trầm tích của nó bao gồm một pha khí.

Khoáng chất này đi vào chu kỳ do sự phong hóa của đá (đá phiến và đá trầm tích khác), sự phân hủy chất hữu cơ, hoạt động núi lửa và các đóng góp công nghiệp. Ngoài ra, khai thác, khai thác dầu và đốt nhiên liệu hóa thạch là những nguồn cung cấp lưu huỳnh trong chu trình.

Các dạng lưu huỳnh trong những trường hợp này là sunfat (SO4) và hydro sunfua (H2S); sunfat vừa có trong đất vừa hòa tan trong nước. Các sulfat được thực vật hấp thụ và đồng hóa qua rễ và chuyển đến các mạng dinh dưỡng.

Khi sinh vật chết, vi khuẩn, nấm và các chất phân hủy khác hoạt động, giải phóng lưu huỳnh dưới dạng khí hydro sunfua đi vào khí quyển. Hydro sunfua nhanh chóng bị oxy hóa bằng cách trộn với oxy, tạo thành các sunfat kết tủa xuống đất.

Vi khuẩn lưu huỳnh

Vi khuẩn kỵ khí hoạt động trong bùn đầm lầy và trong quá trình phân hủy chất hữu cơ nói chung. Quá trình này tạo ra SO4 ở dạng khí được thải vào khí quyển.

Mưa axit

Nó được hình thành do các tiền chất như H2S, thải vào khí quyển bởi công nghiệp, vi khuẩn lưu huỳnh và núi lửa phun trào. Những tiền chất này phản ứng với hơi nước và tạo thành SO4, sau đó kết tủa.

- Chu trình canxi trầm tích

Canxi được tìm thấy trong đá trầm tích hình thành dưới đáy biển và lòng hồ nhờ sự đóng góp của các sinh vật được cung cấp bằng vỏ đá vôi. Tương tự, có canxi ion hóa tự do trong nước, như trong các đại dương ở độ sâu hơn 4.500 m, nơi canxi cacbonat được hòa tan.

Các loại đá giàu canxi như đá vôi, đá dolomit và fluorit trong số những loại đá khác, bị phong hóa và giải phóng canxi. Nước mưa hòa tan CO2 trong khí quyển, tạo ra axit cacbonic, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hòa tan đá vôi, giải phóng HCO 3– và Ca 2+.

Canxi ở các dạng hóa học này được nước mưa đưa vào sông, hồ và đại dương. Đây là cation phong phú nhất trong đất mà thực vật hấp thụ trong khi động vật lấy nó từ thực vật hoặc hòa tan trực tiếp trong nước.

Canxi là một phần thiết yếu của vỏ, bộ xương ngoài, xương và răng nên khi chết đi nó sẽ được tái hòa nhập vào môi trường. Trong trường hợp đại dương và hồ, nó trầm tích ở đáy và quá trình thạch hóa tạo thành đá vôi mới.

- Chu trình trầm tích kali

Kali là một nguyên tố cơ bản trong quá trình trao đổi chất của tế bào, vì nó đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa thẩm thấu và quang hợp. Kali là một phần của khoáng chất trong đất và đá, là đất sét giàu khoáng chất này.

Quá trình phong hóa giải phóng các ion kali hòa tan trong nước có thể được hấp thụ bởi rễ cây. Con người cũng bổ sung kali vào đất như một phần của thực hành bón phân cho cây trồng.

Thông qua rau, kali được phân phối trong các mạng dinh dưỡng, và sau đó với hoạt động của chất phân hủy, nó sẽ trở lại đất.

- Chu trình phốt pho trầm tích

Trữ lượng phốt pho chính nằm trong trầm tích biển, đất, đá phốt phát và phân chim (phân chim biển). Chu kỳ trầm tích của nó bắt đầu với đá phốt phát, khi chúng gặp thời tiết và xói mòn, sẽ giải phóng phốt phát.

Tương tự như vậy, con người kết hợp lượng phốt pho bổ sung vào đất bằng cách bón phân hoặc bón phân. Các hợp chất phốt pho được mưa mang theo cùng với phần còn lại của trầm tích theo dòng nước và từ đó ra đại dương.

Các hợp chất này một phần trầm tích và một phần khác được kết hợp vào lưới thức ăn biển. Một trong những vòng lặp của chu trình xảy ra khi phốt pho hòa tan trong nước biển được thực vật phù du tiêu thụ, đến lượt cá.

Cá sau đó được tiêu thụ bởi chim biển, chúng có chứa một lượng lớn phốt pho (phân chim). Guano được con người sử dụng làm phân bón hữu cơ cung cấp phốt pho cho cây trồng.

Phốt pho còn lại trong trầm tích biển trải qua quá trình thủy phân, tạo thành đá phốt phát mới.

- Chu trình trầm tích của kim loại nặng

Kim loại nặng bao gồm một số thực hiện các chức năng cần thiết cho sự sống, chẳng hạn như sắt, và một số khác có thể trở nên độc hại, chẳng hạn như thủy ngân. Trong số các kim loại nặng có hơn 50 nguyên tố như asen, molypden, niken, kẽm, đồng và crom.

Một số, như sắt, rất dồi dào, nhưng hầu hết các nguyên tố này được tìm thấy với lượng tương đối nhỏ. Mặt khác, trong giai đoạn sinh học của chu kỳ trầm tích, chúng có thể tích tụ trong các mô sống (tích lũy sinh học).

Trong trường hợp này, vì chúng không dễ thải bỏ, nên sự tích tụ của chúng sẽ tăng lên dọc theo chuỗi thức ăn gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

Nguồn

Kim loại nặng có nguồn gốc tự nhiên, do quá trình phong hóa đá và xói mòn đất. Ngoài ra còn có những đóng góp quan trọng của con người thông qua khí thải công nghiệp, đốt nhiên liệu hóa thạch và chất thải điện tử.

Chu kỳ trầm tích chung

Nói chung, kim loại nặng tuân theo một chu trình trầm tích bắt đầu từ nguồn chính của chúng, đó là thạch quyển, và chúng đi qua khí quyển, thủy quyển và sinh quyển. Quá trình phong hóa giải phóng các kim loại nặng xuống đất và từ đó chúng có thể gây ô nhiễm nguồn nước hoặc xâm nhập bầu khí quyển thông qua gió thổi bụi.

Hoạt động của núi lửa cũng góp phần vào việc phát thải kim loại nặng vào khí quyển và mưa mang chúng từ không khí xuống mặt đất và từ vật này đến các vùng nước. Các nguồn trung gian tạo thành các vòng trong chu trình do các hoạt động của con người đã nói ở trên và sự xâm nhập của các kim loại nặng vào lưới thức ăn.

Người giới thiệu

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Bộ bách khoa toàn thư về sinh thái và quản lý môi trường.
2. Christopher R. và Fielding, CR (1993). Một đánh giá về nghiên cứu gần đây trong nghiên cứu trầm tích chất lỏng. Địa chất trầm tích.
3. Margalef, R. (1974). Hệ sinh thái. Phiên bản Omega.
4. Márquez, A., García, O., Senior, W., Martínez, G., González, A. và Fermín. I. (2012). Kim loại nặng trong trầm tích bề mặt sông Orinoco, Venezuela. Bản tin của Viện Hải dương học Venezuela.
5. Miller, G. và TYLER, JR (1992). Sinh thái và Môi trường. Grupo Editorial Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). Ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích của sông Jarama và quá trình đồng hóa sinh học của nó bởi các loài Tubificids (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Luận án tiến sĩ. Khoa Khoa học Sinh học, Đại học Complutense của Madrid.
7. Odum, EP và Warrett, GW (2006). Các nguyên tắc cơ bản của sinh thái học. Phiên bản thứ năm. Thomson.