Кръговрат на въглерода
Въглеродният цикъл е начинът, по който въглеродът се съхранява и заменя на Земята. Някои от основните събития отнемат стотици милиони години, а други се случват ежегодно.
Основните начини, по които въглеродът попада във въглеродния цикъл, са вулканите и изгарянето на изкопаеми горива като въглища и газ. През по-голямата част от историята вулканите са били най-големият източник на въглерод във въглеродния цикъл, но през последните сто години хората, изгарящи изкопаеми горива, добавят около сто пъти повече CO2 във въздуха, отколкото вулканите. Това означава, че за всеки тон CO2, добавен във въздуха от вулканите, хората са добавили около 100 тона CO2 във въздуха.
Основният начин, по който въглеродът се извлича от атмосферата, е чрез фотосинтеза от живите организми. Част от него се освобождава при смъртта и разлагането им, но друга част се погребва в седиментите. Това е показано на схемата. Утайките се превръщат в скали, а карбонатните скали, като варовика, са тези, които съдържат вече твърдия CO2. Част от въглерода от растенията също става част от почвата, където може да остане дълго време, преди да се разложи.
Друг процес извлича CO2 от въздуха. Дъждовете отмиват CO2 под формата на разредена въглена киселина. Тя реагира със скалите, като ги разтваря и разрушава. Това също се превръща в утайка.
"Изветрянето е голям консуматор на атмосферния въглероден диоксид, необходим за разтварянето на скалите".
Част от CO2 се разтваря и в океана. В момента океаните поемат повече CO2, отколкото отделят, всяка година. Това обаче води до повишаване на киселинността на океаните.
Запасите от въглерод в седиментните скали са много по-големи от тези на CO2 в атмосферата (това не е показано на диаграмата). В крайна сметка той се връща във въздуха при субдукцията на океанските плочи при тектониката на плочите. В покрайнините на границите на плочите (и на някои други места) се образуват вулкани, които изхвърлят CO2. Това завършва цикъла.
Диаграма на въглеродния цикъл. Черните цифри показват колко въглерод се съхранява на всеки етап, в милиарди тонове ("GtC" означава гигатони въглерод и цифрите са записани около 2004 г.). Лилавите цифри показват колко въглерод се премества между отделните етапи всяка година. Седиментите, както са дефинирани в тази диаграма, не включват ~70 милиона GtC от карбонатни скали и кероген (други органични отлагания).
Обобщение
Въглеродният цикъл е процес, при който въглеродът се рециклира в екосистемата. Концентрацията на въглерод в живата материя (18%) е почти 100 пъти по-голяма от концентрацията му в земята (0,19%). Така че живите същества извличат въглерод от своята нежива среда. За да може животът да продължи, този въглерод трябва да се рециклира. Вижте диаграмата, за да разгледате подробно кръговрата на въглерода. Пример за пътя, който въглеродът изминава в този цикъл, е, че въглеродният диоксид в атмосферата се абсорбира от растенията и се използва при фотосинтезата за производство на захари, които растението използва за енергия. Когато растението умре, то се разлага и съхраненият в него въглерод в продължение на милиони години се превръща във въглища (изкопаемо гориво). Въглищата се изгарят и отделят въглероден диоксид, който попада в атмосферата.
В момента въглеродният цикъл и влиянието на човешката дейност върху него са важна тема в международните новини. Изкопаемите горива са невъзобновяем ресурс, което означава, че те не могат да бъдат заменени лесно. От 1900 г. насам използването на изкопаеми горива се е удвоявало на всеки 20 години. Това отделяне на въглероден диоксид допринася за парниковия ефект и киселинните дъждове.
Въглеродният цикъл е открит от Жозеф Пристли и Антоан Лавоазие и популяризиран от Хъмфри Дейви.
Свързани страници
- Орбитална въглеродна обсерватория
- воден цикъл
- азотен цикъл
Въпроси и отговори
В: Какво представлява въглеродният цикъл?
О: Въглеродният цикъл е начинът, по който въглеродът се съхранява и заменя на Земята. Той включва процеси, които отнемат стотици милиони години, както и такива, които се случват ежегодно.
В: Кои са основните начини, по които въглеродът попада във въглеродния цикъл?
О: Основните начини, по които въглеродът попада във въглеродния цикъл, са вулканите и изгарянето на изкопаеми горива като въглища и газ. В най-новата история хората, които изгарят изкопаеми горива, са добавили около сто пъти повече CO2 във въздуха, отколкото вулканите.
Въпрос: Как фотосинтезата премахва CO2 от атмосферата?
О: Фотосинтезата на живите организми премахва CO2 от атмосферата, като го приема за производство на енергия. Част от него се освобождава, когато те умират и се разлагат, но част от него се погребва и в седиментните скали.
В: Как изветрянето спомага за разтварянето на скалите?
О: Изветрянето от дъждовете отмива CO2 под формата на разредена въглена киселина, която реагира със скалите, като помага за тяхното разтваряне и разрушаване. Този процес завършва и като утайка, която помага за завършване на цикъла.
В: Къде другаде се разтваря част от CO2?
О: Част от CO2 се разтваря и в океаните, където може да остане за дълъг период от време, преди да бъде освободен обратно в атмосферата или да стане част от седиментни скали.
В: Колко повече CO2 е добавен във въздуха от хората в сравнение с вулканите?
О: За всеки тон CO2, добавен във въздуха от вулканите, около 100 тона CO2 са добавени във въздуха от хората чрез изгаряне през последните сто години.
Въпрос: Кой е големият консуматор на атмосферен въглероден диоксид, който е от съществено значение за разтварянето на скалите ?
О: Изветрянето е голям консуматор на атмосферен въглероден диоксид, който е от съществено значение за разтварянето на скалите .
