Magnesium syklus: egenskaper, komponenter og betydning

Magnesiumsyklusen er den biogeokjemiske prosessen som beskriver flyt og transformasjon av magnesium mellom jord og levende vesener. Magnesium finnes i naturen hovedsakelig i kalkstein og marmor bergarter. Ved erosjon går den inn i jorden, hvor en del er tilgjengelig for å bli absorbert av plantene, og gjennom dem når den hele trofiske banen.

En del av magnesium i de levende vesener kommer tilbake til bakken når de blir utskilt av dyret eller ved nedbrytning av planter og dyr. I jorda er en brøkdel av magnesium tapt ved utvasking, og ved avrenning kommer den til havene.

Magnesiumsyklusen er av stor betydning for livet på planeten. Fotosyntese er avhengig av det, da dette mineral er en viktig del av klorofyllmolekylet. Hos dyr er det viktig i den neurologiske og hormonelle balansen i organismen. I tillegg til å være strukturelle grunnlag av muskler og bein.

Generelle egenskaper

Magnesium er et kjemisk element, hvis symbol er Mg . Dets atomnummer er 12 og dets masse er 24 305.

Rent magnesium er ikke tilgjengelig i naturen. Det er en del av sammensetningen av mer enn 60 mineraler, som dolomitt, dolomitt, magnesitt, brucit, carnallitt og olivin.

Magnesium er et lettmetall, middels sterk, sølvvit og uoppløselig. Det er det syvende rikeste elementet i jordskorpen og det tredje rikest i sjøvann.

Magnesium utgjør 0, 75% av tørrstoffet av planter. Det er en del av klorofyllmolekylet, slik at det inngår i fotosyntese. Det deltar også i syntese av oljer og proteiner og i enzymatisk aktivitet av energi metabolisme.

komponenter

Den globale karbon syklusen kan forstås bedre hvis du studerer to enklere sykluser som interagerer med hverandre: magnesium i miljøet og magnesium i levende ting.

Magnesium i miljøet

Magnesium finnes i høye konsentrasjoner i kalkstein og marmor bergarter. Det meste av magnesium som er tilstede i jorda kommer fra erosjonen av denne typen stein. En annen viktig oppføring av magnesium til jorda er for tiden gjødsel.

I jorda kommer magnesium i tre former: i løsningen, utveksling og i ikke-utvekslingsbar form.

Magnesium i jordløsningen er tilgjengelig i form av oppløselige forbindelser. Denne formelen av magnesium er i likevekt med det utvekslingsbare magnesium.

Det utvekslingsbare magnesium er det som er elektrostatisk festet til partiklene av leire og organisk materiale. Denne fraksjonen, sammen med magnesium i jordløsning, utgjør Mg tilgjengelig for plantene.

Ikke-utvekslet magnesium er funnet som en bestanddel av de primære mineraler i jorda. Det er en del av nettverket av krystaller som danner det strukturelle grunnlaget for jordsilikater.

Denne fraksjonen er ikke tilgjengelig for planter, fordi nedbrytingsprosessen av jordmineraler oppstår over lange perioder.

Magnesiumet som finnes i jorda, går tapt ved utvasking, og er høyere i områder med høyt nedbør og sandholdig jord. Magnesium tapt gjennom utvasking når havene for å danne en del av sjøvann.

Et annet viktig tap av magnesium i jorden er høsten (i landbruket). Denne biomassen forbrukes utenfor produksjonssonen og går ikke tilbake til jorden i form av excreta.

Magnesium i levende vesener

Magnesiumet absorbert av jordplanter er en kation av to positive ladninger (Mg2 +). Absorption skjer gjennom to mekanismer: passiv absorpsjon og diffusjon.

85% av magnesium kommer inn i anlegget gjennom passiv absorpsjon, drevet av svettestrømmen eller massestrømmen. Resten av magnesium går gjennom diffusjon, bevegelse av ioner fra områder med høy konsentrasjon til områder med lavere konsentrasjon.

Magnesium assimilert av cellene avhenger på den ene side av konsentrasjonen i jordløsningen. På den annen side avhenger det av overflod av andre kationer som Ca2 +, K +, Na + og NH4 + som konkurrerer med Mg2 +.

Dyr får magnesium når de bruker planter som er rike på dette mineral. En del av denne magnesium er deponert i tynntarmen og resten blir utskilt, for å komme tilbake til jorden.

I celler reguleres de interstitiale og systemiske konsentrasjoner av fri magnesium gjennom deres strømning gjennom plasmamembranen, i henhold til de metabolske kravene til cellen selv.

Dette skjer når man kombinerer mekanismene for dempning (transport av ioner til lagring eller ekstracellulære rom) og buffering (union av ioner til proteiner og andre molekyler).

betydning

Magnesiumsyklusen er en viktig prosess for livet. Flyten av dette mineralet avhenger av en av de viktigste prosessene for alt liv på planeten, fotosyntese.

Magnesiumsyklusen samhandler med andre biogeokjemiske sykluser, som deltar i den biokjemiske balansen mellom andre elementer. Det er en del av kalsium- og fosforcyklussen og inngår i prosesser for å styrke og fikse dem.

Viktigheten av magnesium i levende vesener

I planter danner magnesium en strukturell del av klorofylmolekylet, og derfor intervenerer det i fotosyntese og ved binding av CO ₂ som et koenzym. I tillegg går det inn i syntesen av karbohydrater og proteiner, samt i sammenbrudd av karbohydrater i pyruvsyre (respirasjon).

I sin tur har magnesium en aktiverende effekt av glutaminsyntetase, et enzym essensielt i dannelsen av aminosyrer som glutamin.

I mennesker og andre dyr spiller magnesiumioner viktige roller i koenzymaktivitet. Det inngår i dannelsen av nevrotransmittere og neuromodulatorer og i repolarisering av nevroner. Det påvirker også helsen til tarmbakterien.

I sin tur går magnesium inn i muskuloskeletalsystemet. Det er en viktig del av sammensetningen av bein. Involvert i muskelavsla og delta i regulering av hjerterytme.