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

  1. 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.
  2. Berner, R.A. (2003). A hosszú távú szén-ciklus, a fosszilis tüzelőanyagok és a légköri összetétel. Nature 246: 323-326.
  3. (2018, december 1.). Wikipédia, A szabad enciklopédia. A konzultáció időpontja: 19:15, 2018. december 23., es.wikipedia.org.
  4. Szén-ciklus. (2018, december 4.). Wikipédia, A szabad enciklopédia. A konzultáció időpontja: 17:02, 2018. december 23., en.wikipedia.org.
  5. 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.
  6. Az ENSZ környezetvédelmi programja. (2007). Globális környezetgazdálkodási GEO4. Phoenix Design Aid, Dánia.
  7. 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.