地球生化学的循環（読み）ちきゅうせいかがくてきじゅんかん

最新 地学事典

ちきゅうせいかがくてきじゅんかん
地球生化学的循環

geobiochemical cycle

生物により地球上の元素が形態を変化して行われる循環。C・O・N・Sなどについて研究されている。CO₂は緑色植物などの光合成により有機物に変えられ，Oを放出する。その量はCとして年8.3×10¹⁶ɡといわれる。生成した有機物は，従属栄養生物の微生物および動物の呼吸により，Oを使用してCO₂とH₂Oにまで酸化され，気圏のCO₂およびO₂の量は一定を保つ。気圏中のCO₂は20年，O₂は数千年で循環することになる。CO₂はまた石灰岩として水中に沈殿する一方，燃焼によっても補われる。N₂は空中放電によって酸化窒素を経て硝酸になる以外に，共生・独立の微生物によってアンモニアに還元され，さらに植物や多くの微生物によって有機物に変えられ，生物体を構成する。動物や他の多くの微生物は窒素源として有機窒素を利用。尿素・尿酸・アンモニアの形で排泄。前二者は微生物によりアンモニアに分解。硝化菌はアンモニアを亜硝酸を経て硝酸に酸化。一方，脱窒菌は硝酸をN₂まで還元して気圏に戻す。Sは無機界には硫酸根の形で存在，植物や多くの微生物は亜硫酸，硫化物を経て有機硫黄化合物を合成。多くの微生物や動物はそれを生活に必要とするが，分解して硫酸・H₂Sの形で排泄。硫酸還元菌は硫酸根を最終水素受容体として有機物を酸化して生活のエネルギーを得るが，硫酸はH₂Sに還元される。H₂Sは，有色あるいは無色の硫黄細菌により，光化学的あるいは呼吸的に酸化されてSあるいは硫酸となる。生物によるH₂Sの形成は硫化鉄の沈殿を起こし，多くの鉱床の生成の原因と考えられている。

執筆者：石本 真・秋山 雅彦

出典　平凡社「最新 地学事典」