Круговорот углерода в природе

Углерод

• Важнейший химический элемент нашей планеты
• Вся земная жизнь основана на углероде
• На него приходится 0,01 % массы земной коры
• Углерод содержится в атмосфере и гидросфере
• Входит в состав живых организмов

Формы содержания углерода в природе

• восстановленная форма в виде метана и других углеводородов содержится в мантии, коре, атмо- и гидросфере
• в нейтральном состоянии в виде угля, графита, алмаза в коре и мантии
• в окисленной форме в виде углекислого газа, карбонатов и примеси в силикатах в мантии, коре и атмо- и гидросфере
• в виде сложных биоорганических соединений углерод сосредоточен в биосфере, почве, и океане

Углеродные циклы

Быстрый углеродный цикл:

• Обмен углерода между биосферой и атмо- и гидросферой
• Продолжительность определяется продолжительностью жизни организма

​

Медленный углеродный цикл:

• Связан с захоронением углерода в горных породах
• Продолжительность может достигать сотен миллионов лет

Медленный углеродный цикл

Быстрый углеродный цикл

Связывание углерода

​

• Солнечный свет позволяет растениям поглощать  углекислый газ из атмосферы благодаря явлению фотосинтеза
• Ближе к полюсам поверхность океанов становится прохладнее, а CO2  более растворимым
• В верхних слоях океана находятся наиболее продуктивные живые организмы, чьи ткани, органы и раковины строятся на основе углерода, и тем самым абсорбируют атмосферный углерод, растворенный в верхних слоях воды. Наряду с лесами на суше, морские живые организмы  - это важнейшие «утилизаторы» атмосферного углерода
• По мере того как морские обитатели погибают, твердые части их тел, такие как раковины, клешни и кости оседают на морское дно, формируя залежи осадочных пород – своего рода долгосрочный углеродный депозит. 

Выделение углерода

• Дыхание животных и растений.
• Разложение животных и растений.
• Сжигание ископаемого органического топлива: нефть, уголь, торф и природный газ. За эту часть выбросов несет ответственность человечество и наша с Вами цивилизация.
• Производство цемента приводит  к выбросу углерода в атмосферу при нагревании карбоната кальция (известняка, CaCO3).  
• Нагревание поверхности океанов приводит дополнительному выделению углекислого газа из морской воды.
• Вулканическая деятельность – неотъемлемая часть углеродного цикла. Вулканы выбрасывают пар, углекислый газ и диоксид серы.

​

Общая картина круговорота углерода в природе

Особенности круговорота углерода

• Цикл круговорота углерода не является полностью замкнутым. На баланс углерода в планетарных масштабах влияют геологические процессы. При накоплении в таких ископаемых, как нефть, уголь, газ, известняк, др., углерод исключается из круговорота в биосфере.
• В атмосферу выделяются большие количества углекислого газа при сжигании горючих углеродсодержащих ископаемых в результате деятельности промышленных предприятий. Человек нарушает естественный круговорот углерода в природе в процессе интенсивной хозяйственной деятельности. Только за ХХ век концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 25%, что в будущем может повлечь ускорение развития «парникового эффекта».

​

Спасибо за внимание