Оглавление
- 1 Углеродный цикл
- 1.1 Углеродный цикл
- 1.2 Основные резервуары углерода
- 1.3 Атмосфера
- 1.4 Земная биосфера
- 1.5 Океан
- 1.6 Углеродный цикл в океане
- 1.7 Геосфера и углеродный цикл
- 1.8 Типы углеродных циклов
- 1.9 Процессы в быстром углеродном цикле
- 1.10 Наземный сток в океан
- 1.11 Биологический насос в океане
- 1.12 DOM и его роль в океане
- 1.13 Скорость погружения клеток фитопланктона
- 1.14 Термохалинная циркуляция и углеродный цикл
- 1.15 Медленный углеродный цикл
- 1.16 Углерод в нижней мантии
- 1.17 Углерод в ядре Земли
- 1.18 Вирусы как регуляторы углеродного цикла
- 1.19 Влияние человека на углеродный цикл
- 1.20 Изменение климата и его последствия
- 1.21 Углеродный цикл и его влияние на климат
- 1.22 Добыча и сжигание ископаемого углерода
- 1.23 Галогенуглеводороды и их влияние
- 1.24 Изменения в землепользовании
- 1.25 Полный текст статьи:
- 2 Углеродный цикл – Arc.Ask3.Ru
Углеродный цикл
-
Углеродный цикл
- Обмен углеродом между биосферой, педосферой, геосферой, гидросферой и атмосферой
- Включает биологический и геологический циклы
- Углерод важен для фотосинтеза и поддержания жизни
-
Основные резервуары углерода
- Атмосфера: углекислый газ и метан
- Земная биосфера: органический углерод в растениях и почве
- Океан: растворенный неорганический углерод и морская биота
- Отложения: ископаемое топливо и пресноводные системы
- Недра Земли: мантия и кора
-
Атмосфера
- Углекислый газ и метан поглощают и удерживают тепло
- Углекислый газ удаляется фотосинтезом и растворяется в воде
- Деятельность человека увеличила содержание углекислого газа на 50%
- В будущем углекислый газ будет поглощен земной корой
-
Земная биосфера
- Органический углерод в растениях и почве
- Поглощение углерода зависит от биотических факторов
- Углерод покидает биосферу через дыхание почвы и эрозию
- Почвенное дыхание увеличивается из-за повышения температуры
-
Океан
- Поверхностный слой быстро обменивается с атмосферой
- Глубоководный океан содержит больше углерода, но равновесие достигается медленно
- Углерод попадает в океан через растворение углекислого газа и реки
- Организмы преобразуют углерод в органический и осаждают его в глубоких слоях
-
Углеродный цикл в океане
- Углерод циркулирует в океане, прежде чем отложиться в виде осадка или вернуться в поверхностные воды.
- Океаны являются основными, но увеличение CO2 в атмосфере приводит к подкислению океана.
- Поглощение CO2 океаном важно для поглощения углерода.
-
Геосфера и углеродный цикл
- Геологическая составляющая углеродного цикла протекает медленно.
- Большая часть углерода хранится в литосфере, включая известняк и керогены.
- Углерод может покидать геосферу через метаморфизм и вулканы.
-
Типы углеродных циклов
- Быстрый цикл включает биогеохимические процессы в биосфере.
- Медленный цикл включает геохимические процессы в горных породах.
-
Процессы в быстром углеродном цикле
- Атмосферные частицы и дождь поглощают углерод.
- Растения улавливают CO2 и возвращают его в атмосферу.
- Органический углерод разлагается в реках и ручьях, выделяя CO2.
- Озера и водохранилища накапливают органический углерод, но также выделяют CO2.
-
Наземный сток в океан
- Речной транспорт переносит углерод из наземных систем в океан.
- DOC и DIC экспортируются в океан, часть DOC возвращается в атмосферу.
- POC может оставаться в осадочных породах.
-
Биологический насос в океане
- Океанский биологический насос поглощает CO2 из атмосферы и наземных стоков.
- Ежегодно насос перекачивает около 11 миллиардов тонн углерода.
- Фитопланктон фиксирует CO2 и выделяет РОВ, которые потребляются зоопланктоном.
-
DOM и его роль в океане
- DOM частично поглощается бактериями и попадает в дыхательные пути.
- Оставшийся DOM попадает в морские глубины и смешивается с ними.
- DOM и агрегаты потребляются и вдыхаются, возвращая углерод в глубоководный резервуар DIC.
-
Скорость погружения клеток фитопланктона
- Скорость погружения одной клетки фитопланктона составляет около одного метра в день.
- Клетки образуют агрегаты, которые завершают путешествие на глубину за считанные дни.
- Около 1% частиц, поднимающихся с поверхности океана, достигают морского дна.
-
Термохалинная циркуляция и углеродный цикл
- Термохалинная циркуляция возвращает глубоководный кислород в атмосферу.
- Углерод, содержащийся в отложениях, может быть погружен в мантию Земли.
-
Медленный углеродный цикл
- Медленный углеродный цикл важен для поддержания земных условий.
- Углерод в мантии в тысячу раз больше, чем на поверхности Земли.
- Углерод поступает в мантию в виде карбонатов, которые взаимодействуют с силикатами.
-
Углерод в нижней мантии
- Углерод восстанавливается по мере погружения в мантию.
- Карбонаты образуют магнезит, сидерит и графит.
- Высокое давление приводит к тетраэдрической координации углерода.
-
Углерод в ядре Земли
- Присутствие углерода в ядре Земли ограничено, но возможно.
- Сдвиговые волны в ядре указывают на присутствие легких элементов, включая углерод.
- Углерод может растворяться в железе и образовывать карбиды железа.
-
Вирусы как регуляторы углеродного цикла
- Вирусы влияют на материальные циклы и энергетические потоки в экосистемах.
- Антропогенная деятельность и изменение климата изменили роль вирусов.
-
Влияние человека на углеродный цикл
- Деятельность человека нарушила глобальный углеродный цикл.
- Искусственные углеродные соединения сохраняются в воздухе, воде и отложениях.
- Изменение климата усиливает антропогенные изменения в углеродном цикле.
-
Изменение климата и его последствия
- Современные тенденции изменения климата изменяют морские экосистемы.
- Кислотные дожди и загрязненные стоки изменяют химический состав океана.
- Изменения могут иметь серьезные последствия для биоразнообразия океана.
-
Углеродный цикл и его влияние на климат
- Углеродный цикл является важной обратной связью, сдерживающей влияние антропогенных выбросов углерода на изменение климата.
- Поглотители углерода на суше и в океане ежегодно поглощают около четверти антропогенных выбросов.
- Ожидается, что в будущем эти обратные связи ослабнут, усиливая влияние выбросов на климат.
-
Добыча и сжигание ископаемого углерода
- Добыча и сжигание ископаемых видов топлива являются крупнейшим и быстро растущим воздействием человека на углеродный цикл.
- Углекислый газ также образуется при обжиге известняка для производства клинкера.
- В 2020 году было извлечено около 450 гигатонн ископаемого углерода, что приближается к количеству углерода в живой наземной биомассе Земли.
- Глобальные выбросы превысили уровень поглощения растительностью и океанами.
-
Галогенуглеводороды и их влияние
- Галогенуглеводороды, такие как хлорфторуглероды, гидрофторуглероды и перфторуглероды, накапливаются в атмосфере и вызывают радиационное воздействие.
- Хлорфторуглероды также разрушают стратосферный озон.
- Международные усилия по сдерживанию производства и использования этих газов продолжаются.
-
Изменения в землепользовании
- Сельское хозяйство и изменение растительного покрова (LUCC) влияют на круговорот углерода.
- Утрата биоразнообразия снижает устойчивость экосистем и их способность удалять углерод.
- Вырубка лесов приводит к выбросу углерода в атмосферу.
- Лесовосстановление может обратить вспять воздействие на атмосферу и углеродный цикл.