大循環

科學研究的成果表明，地球上的各種元素都處在循環運動過程中。以碳元素為例，碳在大氣中以二氧化碳的形式存在，植物通過光合作用把二氧化碳轉變為碳水化合物的成分；動物消費植物，碳水化合物進入動物體內；生物呼吸排出二氧化碳，生物死後經微生物分解釋放出的二氧化碳又回到大氣中。這是局部範圍的地球化學循環。埋藏的有機碳經過成礦作用被貯存在煤、石油、天然氣等礦床中，它經由工業過程和燃燒過程又被分解出來，回到大氣中。這是一個更大規模的循環過程。通過這些循環過程，碳元素不斷地運動變化。在地球化學循環中，生物的作用佔有重要地位。生物以其全部有機體的重量、化學成分、能量和空間分佈特性等參與地球化學循環。這種參與不僅堆積了可燃性礦物，參與了石墨、石灰岩等許多礦物岩石的形成，而且導致現代大氣圈的形成。生物生命活動產生遊離氧，使還原性大氣變為氧化性大氣，從而形成新的地球化學循環。人類活動創造出新的物理化學條件，使地球化學循環具有新的特點。據20世紀80年代初的資料，人工合成的化合物迄今已達 500萬種，每年的生產量也在6000萬噸以上；人類活動釋放到環境中的化學物質的數量，相當於火山活動和岩石風化過程釋放的 10～100倍；人類技術過程每年提煉數億噸純金屬，如鐵、鋁、錫、鉛、鋅等；人類生產和生活的廢棄物排放也不斷增加，僅美國一個國家每年排放廢棄物約 19440噸，其中各種化學物質達60萬種以上；人類活動造成的離子流失量每年約12～18億噸。所有這些物質都進入地球化學循環，從而改變著原有的元素遷移平衡，加速化學循環，形成新的地球化學過程。

地球化學循環的總趨勢不是簡單的重複，也不是完全可逆的，其中有新質產生，它是一個前進發展過程。首先是無機化學循環，它導致地球物質的有機進化；其次是有機化學循環，它使地球產生生命；再后是生物化學循環，它導致生物進化乃至在地球上產生人。人類的生產活動在地球化學循環中具有非常重要的作用。它加速化學循環的進程，擴大化學循環的規模。特別是人為地球化學循環可能破壞大氣圈二氧化碳平衡、氧平衡和水平衡，造成酸雨現象、地球“溫室效應”現象，使地球臭氧屏蔽可能受到破壞。這一切正逐漸引起人們的嚴重關切。

人類認識地球化學循環是認識地球的一部分，而且目前人的認識所及主要是地殼化學循環。隨著認識運動發展，人類將認識地球內部物質運動及其對地球化學循環的意義。