Szén-ciklus jellemzői, tározók, alkatrészek, változtatások
az szén-ciklus a biogeokémiai folyamat leírja a szén áramlását a Földön. Ez a különböző tartályok (légkör, bioszféra, óceánok és geológiai üledékek) közötti szén-dioxid cseréje, valamint a különböző molekuláris elrendezésekké való átalakítása..
A szén az élő lények életének alapvető eleme. A Földön egyszerű formában, mint szén vagy gyémánt, szervetlen vegyületek, például szén-dioxid (CO2) és metán (CH4), és szerves vegyületekként, mint például biomassza (élőlények anyaga) és fosszilis tüzelőanyagok (olaj és földgáz) \ t.
A szén-ciklus az egyik legbonyolultabb biogeokémiai ciklus és a bolygó életére gyakorolt hatásai miatt a legnagyobb jelentőségű. Két egyszerűbb ciklusra bontható, amelyek egymáshoz kapcsolódnak.
Az egyik az élőlények és a légkör, az óceánok és a talaj közötti szén-dioxid gyors cseréje. Egy másik leírja a hosszú távú geológiai folyamatokat.
A múlt század CO szintjei2 a fosszilis tüzelőanyagok használatával jelentősen megnőtt a légkör, hogy fenntartsák a fenntarthatatlan gazdasági, társadalmi és technológiai modellt, amelyet az ipari forradalom a 19. században hajtott végre..
Ez a globális szén-ciklus egyensúlyhiánya megváltoztatta a hőmérséklet- és csapadékmintákat, amelyeket ma az éghajlatváltozásról tudunk..
index
- 1 Általános jellemzők
- 2 Széntartályok
- 2.1 Légkör
- 2.2 Bioszféra
- 2.3 Emelet
- 2.4 Óceánok
- 2.5 Geológiai üledékek
- 3 Komponensek
- 3.1 - Gyors ciklus
- 3.2-Lassú ciklus
- 4 A szén-ciklus változásai
- 4.1 Légköri változások
- 4.2 A szerves anyag elvesztése
- 5 Referenciák
Általános jellemzők
A szén nemfémes kémiai elem. Az Ön szimbóluma C, atomi száma 6 és atomi tömege 12,01. Négy elektronja van kovalens kémiai kötések kialakításához (tetravalens).
Ez a földkéreg egyik leggyakoribb eleme. A világegyetem negyedik leggyakoribb eleme hidrogén, hélium és oxigén után, és az élő lények második leggyakoribb eleme az oxigén után.
A szén jelentős szerepet játszik az életben. Ez az egyik legfontosabb összetevője az aminosavaknak, amelyek fehérjéket hoznak létre, és lényeges összetevői az összes élő lény DNS-nek..
Az oxigénnel és a hidrogénnel együtt nagy mennyiségű vegyületet képez, mint például a zsírsavak, az összes sejtmembrán összetevői.
Széntartályok
légkör
A légkör a Földet körülvevő gáznemű réteg. A globális szén-dioxid 0,001% -át tartalmazza, főként szén-dioxid formájában (CO2) és metán (CH4).
Annak ellenére, hogy az egyik legalacsonyabb szén-dioxid-tartály a Földön, számos biokémiai folyamatban vesz részt. Ez fontos rezervoár az élet fenntartásában a Földön.
bioszféra
A bioszféra a Föld összes szénének kétharmadát tartalmazza (élő és halott) biomassza formájában. A szén az élő sejtek struktúrájának és biokémiai folyamatainak fontos része.
Az erdők nemcsak a fontos szén tartalékát képezik a bioszféra, de bizonyos típusokat mosdóként, például mérsékelt erdőkként ismerik el..
Amikor az erdők az elsődleges szakaszokban vannak, a CO-t veszik2 a légkört és fát formában tárolja. Amíg érettségük elérik, kevesebb szén-dioxidot szívnak fel, de fák fája óriási mennyiségű szenet tartalmaz (tömegük körülbelül 20% -a)..
A tengeri élőlények szintén fontos szénforrást jelentenek. A szén a kagylójukban, kalcium-karbonát formájában tárolódnak.
emelet
A talaj a Föld szénének egyharmadát szervetlen formában, például kalcium-karbonátban tartalmaz. Háromszor több szén-dioxidot tárol, mint a légkör, és négyszer nagyobb a szén, mint a növények biomassza. A talaj a légkörrel kölcsönhatásban álló legnagyobb tartály.
A talaj szén-dioxid-tartalék mellett fontos mosogatónak is minősül; ez egy betét, amely hozzájárul a szén-dioxid magas és növekvő koncentrációjának elnyeléséhez a légkörben, CO formájában2. Ez a mosogató fontos a globális felmelegedés csökkentéséhez.
A jó talaj, jó mennyiségű humusz és szerves anyag, jó széntartály. A hagyományos és agroökológiai ültetési gyakorlat fenntartja a talaj tulajdonságait, mint tartályt vagy szén-dioxidot.
óceánok
Az óceánok a Föld globális szénének 0,05% -át tartalmazzák. A szén elsősorban bikarbonát formájában található, amely kalciummal kombinálható és kalcium-karbonátot vagy mészköveket képez, amely az óceán alján kicsapódik..
Az óceánokat a CO egyik legnagyobb mosogatójának tekintették2, a légköri szén körülbelül 50% -ának elnyelésével. Az a helyzet, amely veszélyeztette a tengeri biodiverzitást a tengervíz savasságának növelésével.
Geológiai üledékek
A litoszférában inert formában tárolt geológiai üledékek a legnagyobb szén-dioxid-tároló a Földön. Az itt tárolt szén lehet szervetlen vagy szerves eredetű.
A litoszférában tárolt 99% -os széntartalmú széntartalmú szervetlen szén, például mészkő sziklák tárolják..
A fennmaradó szén olyan szerves kémiai vegyületek keveréke, amelyek a kerogén néven ismert üledékes kőzetekben évszázadokkal ezelőtt alakultak ki, melyeket nagy mennyiségű nyomás és hőmérséklet hatásának kitett biomassza üledékek képeznek. Ezeknek a cherogéneknek egy része olajra, gázra és szénre változik.
alkatrészek
A globális szén-ciklus jobban megérthető, ha két egyszerűbb ciklust tanulmányozunk, amelyek egymással kölcsönhatásban állnak: egy rövid ciklus és egy hosszú ciklus.
A rövidfilm az élőlények élményének gyors cseréjére összpontosít. Míg a hosszú ciklus több millió év alatt zajlik, és magában foglalja a szén belsejét és a felszínét közötti széncserét.
-Gyors ciklus
A szén gyors ciklusa biológiai ciklusként is ismert, mert az élő szervezetek és a légkör, az óceánok és a talaj közötti széncserén alapul..
A légköri szén elsősorban szén-dioxid formájában van jelen. Ez a gáz reagál a vízmolekulákkal az óceánokban bikarbonátion előállítására. Minél nagyobb a légköri szén-dioxid koncentrációja, annál nagyobb a bikarbonát képződése. Ez a folyamat segít a CO szabályozásában2 a légkörben.
Szén-dioxid formájában lévő szén a fotoszintetikus organizmusok, például algák és növények révén, mind a szárazföldi, mind a vízi trófiai hálózatokba kerül. A heterotróf organizmusok viszont szén-dioxidot kapnak az autotrofikus organizmusok táplálásával.
A szerves szén egy része visszatér a légkörbe a baktériumok és gombák által végzett szerves anyagok bomlásával és a sejtek légzésével (növényekben és gombákban). A légzés során a sejtek a szén-tartalmú molekulákban (például cukrokban) tárolt energiát energia és CO előállítására használják2.
A szerves szén egy másik része üledékké alakul, és nem tér vissza a légkörbe. A tenger alján található tengeri biomassza üledékekben tárolt szén (amikor a szervezetek meghalnak), bomlanak és a CO2 a mély vízben oldódik. Ez a CO2 állandóan eltávolodik a légkörből.
Hasonlóképpen a fákban, rohanásban és más erdei növényekben tárolt szén egy része lassan bomlik a mocsarakban, mocsarakban és vizes élőhelyeken anaerob körülmények között és alacsony mikrobiológiai aktivitással..
Ez a folyamat tőzeget, szivacsos és könnyű, szénben gazdag anyagot termel, amelyet tüzelőanyagként és szerves trágyaként használnak. A földi szerves szén körülbelül egyharmada tőzeg.
-Lassú ciklus
A szén lassú ciklusa magában foglalja a szén cseréjét a litoszféra sziklái és a Föld felszíni rendszere között: óceánok, légkör, bioszféra és talaj. Ez a ciklus a légköri széndioxid-koncentráció fő szabályozója geológiai skálán.
A szervetlen szén
A légkörben oldott szén-dioxid vízzel kombinálva szénsav képződik. Ez reagál a földkéregben lévő kalciummal és magnéziummal, hogy karbonátokat képezzen.
Az eső és a szél eróziós hatása miatt a karbonátok elérik az óceánokat, ahol a tenger alja halmozódik fel. A karbonátok is asszimilálódhatnak olyan szervezetekkel, amelyek végül meghalnak és csapódnak a tengerfenéken. Ezek az üledékek évezredek óta felhalmozódnak és mészkő sziklákat képeznek.
A tengerfenék üledékes kőzeteit a Föld köpenyébe szubdukcióval (egy olyan eljárás, amely egy tektonikus lemez óceáni övezetének süllyedését jelenti egy másik lemez szélén).
A litoszférában az üledékes kőzetek nagy nyomásnak és hőmérsékletnek vannak kitéve, és ennek következtében megolvadnak és kémiai reakcióba lépnek más ásványi anyagokkal.2. Az így kibocsátott szén-dioxid a vulkáni kitörések során visszatér a légkörbe.
A szervetlen szén
A geológiai ciklus másik fontos eleme a szerves szén. Ez az anaerob körülmények között eltemetett biomasszából, valamint a magas nyomásból és hőmérsékletből származik. Ez a folyamat nagy energia-tartalmú fosszilis anyagok, például szén, olaj vagy földgáz kialakulásához vezetett..
Az ipari forradalom megjelenése során a 19. században felfedezték a fosszilis szerves szén felhasználását energiaforrásként. A huszadik század óta folyamatosan növekedett e fosszilis tüzelőanyagok használata, ami néhány évtizeden belül a földön több ezer évre felhalmozódott nagy mennyiségű szén kibocsátását eredményezi..
A szén-ciklus változásai
A szén-ciklus a víz és a tápanyagok ciklusaival együtt az élet alapját képezi. Ezeknek a ciklusoknak a fenntartása határozza meg az ökoszisztémák egészségét és rugalmasságát, valamint azon képességüket, hogy az emberiség jólétét biztosítsák. A szén-ciklus főbb változásai az alábbiak:
Légköri változások
A légköri szén-dioxid üvegházhatású gáz. A metánnal és más gázokkal együtt elnyeli a föld felszínéről érkező sugárzott hőt, megakadályozva annak kibocsátását az űrbe.
A légkörben és más üvegházhatású gázokban a szén-dioxid riasztó növekedése megváltoztatta a Föld energiaegyensúlyát. Ez határozza meg a hő és a víz globális áramlását a légkörben, a hőmérséklet- és csapadékmintákban, az időjárási változásokban és a tengeri szint emelkedésében.
A szén-ciklus fő emberi változása a CO-kibocsátás növekedésén alapul2. 1987 óta az éves globális CO-kibocsátások2 A fosszilis tüzelőanyagok égetéséből adódóan kb. egyharmaddal nőtt.
Az építőipar közvetlen CO kibocsátást is okoz2 acél és cement gyártásában.
Az elmúlt évtizedekben a monoxid és a szén-dioxid légszennyeződése a közlekedési ágazatban is nőtt. A személygépkocsik vásárlása viszonylag magas volt. Ezen túlmenően a tendencia a nehezebb gépjárművek javára és magasabb energiafogyasztással jár.
A földhasználat változásai a légköri szén-dioxid növekedésének mintegy egyharmadát tették ki az elmúlt 150 évben. Különösen a szerves szén elvesztése révén.
A szerves anyagok elvesztése
Az elmúlt két évtizedben a földhasználat változása jelentős mértékben növelte a szén-dioxid és a metán kibocsátását a légkörbe.
Az erdős területek világméretű csökkentése kezdetben a biomassza jelentős elvesztését okozza a legelőkre és mezőgazdasági területekre történő átalakulás eredményeként.
A földek mezőgazdasági felhasználása csökkenti a szerves anyagot, új és rosszabb egyensúlyt ér el a szerves anyagok oxidációja miatt..
A kibocsátás növekedése a tőzeg és a magas szervesanyag-tartalmú vizes élőhelyek elvezetésének is eredménye. A globális hőmérséklet növekedésével a talajban és a tőzegben a szerves anyagok bomlási sebessége nő, így felgyorsul a fontos szén-dioxid-süllyedés telítettsége..
A tundrák szén-dioxid-kibocsátássá válhatnak az üvegházhatású gázok forrásává.
referenciák
- Barker, S, J. A. Higg ins és H. Elderfield. 2003. A szén-ciklus jövője: felülvizsgálat, kalcifikációs válasz, ballaszt és visszajelzés a légköri CO2-ről. A Royal Society of London filozófiai tranzakciói A, 361: 1977-1999.
- Berner, R.A. (2003). A hosszú távú szén-ciklus, a fosszilis tüzelőanyagok és a légköri összetétel. Nature 246: 323-326.
- (2018, december 1.). Wikipédia, A szabad enciklopédia. A konzultáció időpontja: 19:15, 2018. december 23., es.wikipedia.org.
- Szén-ciklus. (2018, december 4.). Wikipédia, A szabad enciklopédia. A konzultáció időpontja: 17:02, 2018. december 23., en.wikipedia.org.
- Falkowski, P., RJ Scholes, E. Boyle, J. Canadell, D. Canfield, J. Elser, N. Gruber, K. Hibbard, P. Hogberg, S. Linder, FT Mackenzie, B. Moore III, T. Pedersen, Y. Rosenthal, S. Seitzinger, V. Smetacek, W. Steffen. (2000). A globális szén-ciklus: a Föld mint rendszer ismereteinek tesztje. Science, 290: 292-296.
- Az ENSZ környezetvédelmi programja. (2007). Globális környezetgazdálkodási GEO4. Phoenix Design Aid, Dánia.
- Saugier, B. és J.Y. Pontailler. (2006). A globális szén-ciklus és annak következményei a fotoszintézisben a bolíviai altiplánban. Ökológia Bolíviában, 41 (3): 71-85.