Räni levik

Räni (Si) on üks levinumaid elemente, moodustades 21% planeedi Maa massist.

Suhteliselt kerge elemendina (molekulmass 14) on räni enam levinud Maa koores (28%) ja vähem Maa tuumas ja vöös (18%). Mullas on räni massiprotsent ca. 33.

Räni on levikult teine element Maal ja kaheksas Universiumis.

Enamlevinud elemendid Maa koores:

1. Hapnik - 47.0%
2. Räni - 28.0%
3. Alumiinium - 8%
4. Raud - 6%
5. Kaltsium - 3.6%
6. Naatrium - 2.8%
7. Kaalim - 2.6%
8. Magneeium 2.1%
9. Ülejäänud - 0.9%

Saamaks ettekujutust, mis element ja milliste omadustega räni on, tutvu lisatud räni wikipedia leheküljega ning Maal ja Universiumis levinud keemiliste elementide tutvustusega.

Seea on räni väga levinud element biosfääris ja võiks arvata, et räni kättesaadavusega ei ole organismidel mingeid probleeme.

Nii se paraku ei ole, vähemalt tänapäeval. Põhjus on selles, et räni esineb valdavalt kolmes erinevas vormis, mille bioloogiline kättesaadavus on väga erinev.

Räni vormid mis on olulised biogeense räniringe seisukohalt:

(1) Kristalliline räni

> Iseloomulik on väga korrapärane struktuur, O-sidemed, väga vähene lahustuvus vees. Siia kuulub räni erinevate mineraalide koostises (graniit, basalt, etc.). Bioloogiliselt on selle vormi kättesaadavus reaalajas praktiliselt olematu. Näiteks rannikumeres, kus lained uhuvad liivaranda nii ööl kui päeval, võivad ränivetikad olla tugevas ränipuuduses. Kuigi liiv = kristalliline räni

(2) Amofrne räni ehk biogeenne räni ehk opaal

> Puuduvad tugevad O-sideremd, ei ole tugevalt kristalliseerunud. Amorfne räni esineb järgmistes bioloogilistes struktuurides: koldvetikate ränisoomused, radiolaarid, käsnad, miasmaataimede fütoliidid, ränivetikate ränipantsrid. Aga samuti tehismaterjalid -- näiteks aknaklaas. Amorfne räni lahustub tunduvalt paremini vees kui kristalliline räni. Seega on amorfne räni aktiivselt bioloogilises ringes. Tõsi, visates tühja klaaspudeli vette, ei ole see järgmiseks päevaks veel lahustunud, ei ole ka aasta pärast. Tegelikult lahustub aga klaaspudel palju kiiremini kui tükk graniiti. Samas piisavalt aeglaselt, et me seda palja silmaga ei märka. Kui klaasitükk on aga väiksem, näiteks ränivetika pantser (skaalas 10-100µ), on lahustuvus oluliselt parem, sest osakese eripind on suurem. Paraku ei lahustu ka ränipantser järgmiseks päevaks. Keskeltläbi lahustub ränivetika pantser aasta kestel. Mida õhem on pantser, seda kiiremini see lahustub. Planktilistel ränivetikatel on pantsrid reeglina õhemad, ning need lahustuvad kiiremini -- sageli ei jõua need isegi ookeani põhja settida, vaid lahustuvad ennem. Paksemate pantsrite lahustumine võtab rohkem aega ning need akumuleeruvad setetes. Setetesse mattunult aeglustub lahustumine tunduvalt. Moodustub bioloogiline arhiiv. See kajastab veesambas olnud ränivetikate koosluse muutusi läbi geoloogilise aja.

> Amorfne räni on üks olulisemaid biogeensete setete moodustajaid maailmamere põhjas. Laias laastus jagunevad biogeensed setted kaheks: ränisetted ja lubisetted. Ränisetteid tekitavad valdavalt ränivetikad. Ca. 75% maailma biogeense räni setetest (ehk siis kogu planeedi biogeense räni varudest) on Lõunaookeanis, vööna ümber Antarktika. Selle on põhjustanud massiivsed ränivetikaõitsengud Antarktikat ümbritsevad tsirkumpolaarses apvellingupiirkonnas. Lubisetted maailmamere põhjas on tekkelt peamiselt kokkolitoforiidide lubisoomused.

(3) Lahustunud räni

> Orto-ränihape H2SiO4. Tekib ränimineraalide porsumise (weathering) tagajärjel.
> See on organismide poolt omastatav räni vorm ning osaleb aktiivses bioloogilises ringes.

Mõtisklus
Ränivetikate kestad moodustavad veekogude settes bioloogilise arhiivi, mis kajastab möödanikus toimunud koosluse muutusi sette kohal olevas veesambas. Teades liikide bioloogilisi nõudlusi, on selle arhiivi abil võimalik rekonstrueerida möödaniku ökoloogilisi tingimusi (e.g. soolsus, temperatuur), aga ka kliimamuutusi. Ometi on settes talletunud ränivetikate bioloogiline arhiiv selektiivne ning ei kajasta möödaniku ränivetikate kooslusi ei kvalitatiivselt ega kvantitatiivselt õigesti. Miks nii?
Meenuta, mida kirjutasin biogeense räni lahustumise kiirusest ja ränipantsrite paksusest.
Eelteadmised

Sellel lehel on kasutatud olulisi termineid, mis ei kuulu otseselt eutrofeerumise teema alla, kui on leitavad teistelt kursustelt:

Koldvetikad -- rühm mikrovetikaid, mis on peamiselt levinud mageveekogudes, v.t. Algoloogia kursus

Ränivetikad -- rühm mirkovetikaid, mis on võrdselt elvinud nii maismaal kui ookeanis, v.t. Algoloogia kursus

Radiolaarid --- rühm peamiselt ookeanis elavadi heterotrofoofseid protiste, v.t. Organismide mitmekesisuse kursuse protistide osas.

« Eelmine | Järgmine »

© 2009 Kalle Olli