КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА В ПРИРОДЕ

Углерод входит в состав всех органических веществ и участвует в большинстве химических и физических процессов и реакций на планете.

Все молекулы и частицы живого организма построены на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы в другую.

Растворенный в Мировом океане и содержащийся в атмосфере диоксид углерода- основной запас углерода на Земле .

Растения поглощают молекулы, содержащие углерод, затем в процессе фотосинтеза эти атомы углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом проникают в структуру растений:

• углерод способен оставаться в растениях, пока те не погибнут, после чего углерод возвращается в атмосферу в качестве CO₂;
• если растения съедены травоядными животными, то в этом случае углерод либо вернется в атмосферу (при акте вдоха и выдоха и при разложении после смерти), либо травоядные животные будут съедены плотоядными хищниками;
• растения погибают и оказываются под землей, после чего они превращаются в ископаемое топливо — например, в уголь.

Если растворить исходные молекулы CO₂ в морской воде также возможно несколько вариантов:

• углекислый газ возвращается в атмосферу;
• углерод проникает в ткани морских растений или животных и постепенно накапливается в виде отложений на дне Мирового океана и превращается в известняк.

Если углерод вошел в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из атмосферы, изъятый таким образом углерод замещается углекислым газом, поступившим в атмосферу при вулканических извержениях , выбросах при сжигании человеком ископаемого топлива. Из-за влияния углекислого газа на парниковый эффект, исследование круговорота углерода стало важной задачей для ученых, занимающихся изучением атмосферы.

Главными задачами для ученых является :

• установление количества CO₂, находящегося в тканях растений- сток углерода;
•  вопрос сбалансированного соотношения стоков и выбросов углерода в.
• остановка накопления углекислого газа в атмосфере одними лесопосадками.

На сегодняшний день существуют два основных цикла - это цикл земля-атмосфера и цикл океан-атмосфера. Оба они происходят в очень разных временных масштабах, причем цикл суши происходит с высокой скоростью, в то время как цикл океана намного медленнее.

Цикл земля-атмосфера происходит с помощью двух основных факторов: фотосинтез и дыхание. При фотосинтезе углекислый газ поглощается из атмосферы, дабы создать топливо для растения, в то время как при дыхании потребляется кислород и производится углекислый газ. Дыхание также происходит через разлагающееся вещество, в котором составные вещества разлагаются бактериями, которые потребляют кислород вместе с веществом для производства энергии и углекислого газа. 

Движущим механизмом цикла океан- атмосфера является разность парциального давления углекислого газа между океаном и атмосферой (парциальное давление - это давление, которое было бы у газа, если бы он занимал весь объем смешанных растворов, в данном случае объем океан и атмосфера). Это давление зависит как от температуры океана, так и от локального морского фотосинтеза. Чем ниже температура океана, тем меньше выбрасывается углерода (очень похоже на то, как теплый стакан поп-музыки становится плоским быстрее). Поэтому некоторые районы океана поглощают углерод (поглотитель углерода), а некоторые выделяют углерод (источник углерода). 

Известно, что деятельность человека негативно влияет на этот цикл. Как известно, воздействие человека пагубно влияет на атмосферу, почву и океаны, так как люди извлекают богатые углеродом ископаемые виды топлива из-под земли, которые в противном случае не были бы частью цикла, и вводили их в него посредством сжигания. 

Углеродный цикл - это процесс обмена углерода между четырьмя резервуарами углерода: биосферой, землей, воздухом и водой. Обмен происходит несколькими способами, включая дыхание, транспирацию, сгорание и разложение. Баланс углерода, или баланс углерода, представляет собой баланс обмена между четырьмя резервуарами.

Дебаты о «перебалансировании углеродного цикла» возникают из-за опасений, что использование ископаемого топлива, которое ускорилось с начала промышленной революции, привело к накоплению углерода в атмосфере. Уровни углекислого газа в атмосфере, по оценкам, выросли с 280 до почти 400 частей на миллион с 1800 года, и это связано с глобальным потеплением. Поэтому утверждается, что углеродный цикл должен быть сбалансирован путем уменьшения количества CO2 в атмосфере.

«Перебалансирование углеродного цикла» - это полезное название для группы экологической политики, перечисленной ниже. Название дает конкретную причину для принятия этих политик. 

 Пути решения проблем:

Внедрение :

• устойчивой энергии - переход от энергии ископаемого топлива к энергии ветра и солнечной энергии
• ядерной энергетики - как альтернатива ископаемому топливу
• устойчивого дизайна - для сокращения затрат и затрат энергии
• устойчивого транспорта - чтобы уменьшить зависимость от ископаемого топлива

Список литературы:

1. «ЭКОЛОГИЯ» / Н.И.Николайкин, Н.Е.Николайкина, О.П.Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – 624 с.
2. Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова «Основы общей экологии».
3. Учебное пособие по проектированию «ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ» / Ветошкин А.Г. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.