6.27: Цикл вуглецю

Last updated
Save as PDF

Page ID: 56005

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ф-Д_15Б5Ф 606Ф821 ФАА 317 CFB7F85ЕАЦ41624 ДБК 31624ФЦ9428Ф6424CD6207+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Як викид такої кількості забруднення в атмосферу не може бути поганою ідеєю?

Спалювання викопного палива, такого як нафта, виділяє вуглець в атмосферу. Цей вуглець повинен бути циклічний - видалений з атмосфери - назад в живі організми, або він залишається в атмосфері. Підвищений вуглець в атмосфері сприяє парниковому ефекту на Землі.

Вуглецевий цикл

Проточна вода може повільно розчиняти вуглець в осадових породах. Велика частина цього вуглецю потрапляє в океан. Глибокий океан може зберігати вуглець протягом тисяч років і більше. Осадові породи і океан є основними резервуарами накопиченого вуглецю. Вуглець також зберігається протягом різного періоду часу в атмосфері, в живих організмах і як поклади викопного палива. Це все частини вуглецевого циклу, який показаний на малюнку нижче.

Чому рециркуляція вуглецю важлива? Нагадаємо, що вуглець є наріжним каменем органічних сполук, сполук, необхідних для життєдіяльності. Але чи роблять організми свій вуглець? Чи є у них гени, які кодують білки, необхідні для отримання вуглецю? Ні. Насправді таких генів немає. Вуглець повинен бути перероблений з інших живих організмів, з вуглецю в атмосфері та з вуглецю в інших частинок біосфери.

Вуглець в атмосфері

Хоча вуглець можна знайти у воді океану, скелі та осад та інші частини біосфери, атмосфера може бути найбільш впізнаваним резервуаром вуглецю. Вуглець зустрічається в різних формах на різних ділянках вуглецевого циклу. Деякі з різних форм, в яких з'являється вуглець, описані в таблиці нижче. КЛЮЧ: C = вуглець, O = кисень, H = водень

Форма вуглецю	Хімічна формула	Держава	Основне водосховище
Діоксид вуглецю	СО ₂	Газ	Атмосфера
Вугільна кислота	Н ₂ СО ₃	Рідина	Океан
Бікарбонат іон	ГСО ₃ ⁻	Рідина (розчинений іон)	Океан
Органічні сполуки	Приклади: C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза), CH ₄ (метан)	Твердий газ	Біосферні органічні відкладення (викопне паливо)
Інші вуглецеві сполуки	Приклади: CaCo ₃ (карбонат кальцію), CaMg (CO ₃) ₂ (карбонат кальцію магнію)	Тверда тверда речовина	Осадові породи, черепашки, осадові породи

Вуглець у вуглекислому газу

Вуглець швидко циркулює між організмами і атмосферою. В атмосфері вуглець існує насамперед у вигляді вуглекислого газу (СО ₂). Вуглекислий газ циклічно проходить через атмосферу кількома різними процесами, включаючи перераховані нижче.

Живі організми виділяють вуглекислий газ як побічний продукт клітинного дихання.
Фотосинтез видаляє вуглекислий газ з атмосфери і використовує його для отримання органічних сполук.
Вуглекислий газ виділяється при розкладанні мертвих організмів та інших органічних матеріалів.
Спалювання органічного матеріалу, такого як викопне паливо, виділяє вуглекислий газ.
Цикли вуглецю набагато повільніше через геологічні процеси, такі як осідання. Вуглець може зберігатися в осадових породах протягом мільйонів років.
Коли вулкани вивергаються, вони виділяють вуглекислий газ, який зберігається в мантії.
Вуглекислий газ виділяється при нагріванні вапняку в процесі виробництва цементу.
Вода океану виділяє розчинений вуглекислий газ в атмосферу при підвищенні температури води.
Вуглекислий газ також видаляється, коли океанська вода охолоджується і розчиняє більше вуглекислого газу з повітря.

Через людську діяльність сьогодні в атмосфері більше вуглекислого газу, ніж за останні сотні тисяч років. Спалювання викопного палива вивільнило велику кількість вуглекислого газу в атмосферу. Вирубка лісів та розчищення земель також збільшила вуглекислий газ в атмосферу, оскільки ця діяльність зменшує кількість автотрофних організмів, які використовують вуглекислий газ у фотосинтезі. Крім того, очищення часто передбачає спалювання, яке виділяє вуглекислий газ, який раніше зберігався в автотрофах.

Резюме

Вуглець повинен бути перероблений через живі організми або він залишається в атмосфері.
Вуглець швидко циркулює між організмами і атмосферою.
Завдяки діяльності людини в атмосфері сьогодні більше вуглекислого газу, ніж за останні сотні тисяч років.

Рецензія

Яка роль вуглецевого циклу?
Чому велосипедний вуглець важливий?
Опишіть основний метод, що вуглець циклічно.
Як діяльність людини підвищила рівень вуглекислого газу в атмосфері?

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (LadyofHats) для Фонду CK-12; Продихи: Дартмут Електронний мікроскоп об'єкта; Лист: Джон Салліван Джерело: Фонд CK-12; Продихи: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Tomate_stomate_1-color.jpg; Лист: Commons.wikimedia.org/вікі/Файл:Leaf_1_web.jpg Ліцензія: Публічне надбання; CC BY-NC 3.0
	[Рисунок 2]	Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (Ladyof Hats) для Фонду CK-12; Емі Гольдштейн; Джамі Дуайер Джерело: Фонд CK-12; http://www.flickr.com/photos/amylovesyah/3945525048/; Commons.wikimedia.org/wiki/file:Lacanja_burn.jpg Ліцензія: CC BY-NC 3.0; CC BY 2.0; Громадське надбання