Презентация "Биогеохимический цикл углерода на Земле"


Подписи к слайдам:
Биогеохимический цикл углерода на Земле

Биогеохимический цикл углерода на Земле

  • Цикл углерода, круговорот углерода, – циклическое перемещение углерода между миром живых существ и неорганическим миром атмосферы, морей, пресных вод, почвы и скал. Это один из важнейших биогеохимических циклов, включающий множество сложных реакций, в ходе которых углерод переходит из воздуха и водной среды в ткани растений и животных, а затем возвращается в атмосферу, воду и почву, становясь снова доступным для использования организмами. Поскольку углерод необходим для поддержания любой формы жизни, всякое вмешательство в круговорот этого элемента влияет на количество и разнообразие живых организмов, способных существовать на Земле.

Источники углерода на Земле

  • атмосфера Земли, где данный элемент присутствует в виде диоксида углерода. В течение многих миллионов лет концентрация СО2 в атмосфере, по-видимому, существенно не менялась, составляя ок. 0,03% веса сухого воздуха на уровне моря. Хотя доля СО2 невелика, его абсолютное количество поистине огромно – ок. 750 млрд. т. В атмосфере СО2 переносится ветрами как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Источники углерода на Земле

  • Диоксид углерода присутствует в воде, где он легко растворяется, образуя слабую угольную кислоту Н2СО3. Эта кислота вступает в реакции с кальцием и другими элементами, образуя минералы, называемые карбонатами. Аналогичным образом количество СО2, растворенного в океанах и пресных водах, определяется его концентрацией в атмосфере. Общее количество растворенных и осадочных углеродсодержащих веществ оценивается примерно в 1,8 трлн. т.

Источники углерода на Земле

  • Углерод в соединении с водородом и другими элементами является одним из основных компонентов клеток растений и животных. Например, в организме человека он составляет ок. 18% массы тела. Можно, однако, приблизительно оценить суммарное количество углерода, связываемого растениями, а также выделяемого в процессе дыхания растений, животных и микроорганизмов. Установлено, что зеленые растения поглощают в год ок. 220 млрд. т CO2. Почти такое же количество этого вещества выделяется в неорганическую среду в процессе дыхания всех живых организмов, а также в результате разложения и сгорания органических веществ.

Поступление углекислого газа в атмосферу происходит в результате:

  • Дыхания всех организмов;
  • Минерализации органического вещества;
  • Выделения по трещинам земной коры из осадочных пород (имеющих биогенное происхождение);
  • При вулканических извержениях (до 0,01);
  • Сжигания топлива.

Природные источники углерода

  • атмосфера Земли — 0,035%,
  • земная кора — 0,023%,
  • почва — 2%
  • биосфера:
  • чистый известняк — 12%,
  • живое вещество— 18%,
  • древесина — 50%,
  • каменный уголь — 80%,
  • нефть — 85% по обмену.

Антропогенные источники углерода

  • Выбросы промышленных предприятий;
  • Транспорт;
  • Сжигание топлива;
  • Распашка земель;
  • Лесные пожары.

Малый цикл углерода

Фотосинтез

  • Данный процесс представляет собой цепь реакций, в ходе которых растения поглощают из атмосферы или воды диоксид углерода, связывая его молекулы с молекулами специального вещества – акцептора СО2. В ходе других реакций, идущих с потреблением солнечной (световой) энергии, происходит расщепление молекул воды и использование высвобождающихся ионов водорода и связанного СО2 в синтезе богатых углеродом органических веществ, в том числе акцептора СО2.

Схема фотосинтеза

Превращения соединений углерода

  • Фотосинтез растений и сине- зеленых водорослей 6СО2+6Н2О→ С6Н12О6+6О2
  • Дыхание живых организмов С6Н12О6+6О2 →6СО2+6Н2О
  • Анаэробное окисление С6Н12О6 →2СО2+2С2Н5ОН
  • Сжигание топлива С+О2→СО2
  • Осаждение с образованием карбонатов СО2+Н2О↔Н2СО3 Са2++Н2СО3→СаСО3
  • Разложение органики в анаэробных условиях С6Н12О6 →6С+6Н2О

  • Спасибо за внимание!