27.11: The Sulfur Cycle
27.11: Sülfür Döngüsü
Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the atmosphere as sulfur dioxide (SO2), sulfur is released by decaying organisms, weathered rocks, geothermal vents, volcanos, and burning fossil fuels. It is deposited into the ecosystem, cycled through the biotic community, and either released back into the atmosphere as gas or deposited in marine sediment for long-term storage and eventual release back into the soil and atmosphere.
The Biogeochemical Sulfur Cycle
Sulfur is essential to biological systems and is a component of certain amino acids, such as cysteine, which plays an important role in the structure of proteins. Sulfur is distributed to terrestrial (i.e., land) ecosystems by the precipitation of weak sulfuric acid, direct fallout from the atmosphere, weathering of sulfur-containing rocks, and geothermal vents.
From the soil, it is taken up by microorganisms and plants and converted into organic forms that can be used by consumers in the ecosystem. When organisms die, decomposers break the organic sulfur compounds down into gases, such as hydrogen sulfide, which is oxidized in the atmosphere to form sulfur dioxide. Additionally, some chemoautotrophs use sulfur as a biological energy source and recycle sulfur molecules directly through ecosystems.
Sulfur is introduced into marine ecosystems through runoff from land, direct fallout from the atmosphere, and underwater geothermal vents. Some of this sulfur cycles through the food chain and is released into the atmosphere as sea spray. The remainder is deposited as sediment on the ocean floor, where it is stored for extended time periods. Over geological time, uplift can transfer the sediment back to land, where sulfur is released by erosion.
Human Impacts on the Sulfur Cycle
The burning of fossil fuels, particularly coal, adds an unnatural quantity of hydrogen sulfide gas into the atmosphere, resulting in a higher concentration of sulfur dioxide that manifests as acid rain. Acid rain damages the environment by lowering the pH of lakes and rivers, harming both aquatic and terrestrial fauna.
Proteinlerin kimyasal yapısında önemli bir unsur olan kükürt, atmosfer, su ve karasal ortamlarda geri dönüştürülür. Atmosferde kükürt dioksit (SO2),kükürt çürüyen organizmalar, yıpranmış kayalar, jeotermal bacalar, volkanlar ve yanan fosil yakıtlar tarafından serbest bırakılır. Ekosistemiçine yatırılır, biyotik topluluk aracılığıyla döngülü, ve ya gaz olarak atmosfere geri serbest ya da uzun vadeli depolama için deniz tortu yatırılır ve nihai serbest toprağa ve atmosfere geri.
Biyojeokimyasal Kükürt Döngüsü
Kükürt biyolojik sistemler için gereklidir ve proteinlerin yapısında önemli bir rol oynayan sistein gibi bazı amino asitlerin bir bileşenidir. Sülfür, zayıf sülfürik asit yağışı, atmosferden doğrudan serpinti, sülfür içeren kayaçların havalanması ve jeotermal bacalar ile karasal (yani kara) ekosistemlere dağıtılır.
Topraktan mikroorganizmalar ve bitkiler tarafından alınır ve ekosistemdeki tüketiciler tarafından kullanılabilecek organik formlara dönüştürülür. Organizmalar öldüğünde, decomposers sülfür dioksit oluşturmak için atmosferde okside hidrojen sülfür gibi gazlar, içine organik kükürt bileşikleri kırmak. Ayrıca, bazı kemooautotrophs biyolojik bir enerji kaynağı olarak kükürt kullanmak ve doğrudan ekosistemler aracılığıyla kükürt molekülleri geri dönüşüm.
Sülfür karadan gelen akıntılar, atmosferden doğrudan serpinti ve sualtı jeotermal bacaları ile deniz ekosistemlerine sokulmaktadır. Bu sülfür bazı besin zinciri ile döngüleri ve deniz spreyi olarak atmosfere salınır. Geri kalanı okyanus tabanında tortu olarak birikintisi olarak birikintisi olarak depolanır ve burada uzun süre saklanır. Jeolojik süre içinde, yükselme sülfür erozyon tarafından serbest bırakılır karaya, geri tortu aktarabilirsiniz.
Sülfür Döngüsünde İnsan Etkileri
Fosil yakıtların, özellikle de kömürün yakılması, atmosfere doğal olmayan miktarda hidrojen sülfür gazı ekler ve bu da asit yağmuru olarak kendini gösteren daha yüksek bir sülfür dioksit konsantrasyonuna yol açmaktadır. Asit yağmurları göl ve nehirlerin pH'Larını düşürerek çevreye zarar vererek hem sucul hem de karasal faunaya zarar verir.