ciclul carbonului Este procesul de circulație a acestui element chimic în aer, apă, sol și ființe vii. Este un ciclu biogeochimic de tip gazos și cea mai abundentă formă în care carbonul se găsește în atmosferă este dioxidul de carbon (CO2)..
Cele mai mari depozite de carbon se află în oceane, combustibili fosili, materie organică și roci sedimentare. De asemenea, este esențial în structura corpului organismelor vii și intră în lanțurile trofice ca CO2 prin fotosinteză..
Fotosintetizatoarele (plante, fitoplancton și cianobacterii) absorb carbonul din CO2 atmosferic, iar erbivorii îl iau din aceste organisme. Acestea sunt consumate de carnivore și în cele din urmă toate organismele moarte sunt procesate de descompunători.
Pe lângă atmosferă și ființe vii, carbonul se găsește în sol (edafosferă) și în apă (hidrosferă). În oceane, fitoplanctonul, macroalga și angiospermele acvatice preiau CO2 dizolvat în apă pentru a efectua fotosinteza.
CO2 este reintegrat în atmosferă sau apă prin respirația ființelor vii terestre și respectiv acvatice. Odată ce ființele vii sunt moarte, carbonul este reintegrat în mediul fizic sub formă de CO2 sau ca parte a rocilor sedimentare, cărbunelui sau petrolului..
Ciclul carbonului este foarte important deoarece îndeplinește diferite funcții, cum ar fi faptul că face parte din ființe vii, ajutând la reglarea temperaturii planetare și a acidității apei. De asemenea, contribuie la procesele erozive ale rocilor sedimentare și servește ca sursă de energie pentru ființa umană..
Indice articol
Acest element ocupă locul șase în abundență în Univers și structura sa îi permite să formeze legături cu alte elemente, cum ar fi oxigenul și hidrogenul. Este format din patru electroni (tetravalenți) care formează legături chimice covalente capabile să constituie polimeri cu forme structurale complexe.
Carbonul se găsește în atmosferă în principal sub formă de dioxid de carbon (CO2) în proporție de 0,04% din compoziția aerului. Deși concentrația de carbon atmosferic a variat substanțial în ultimii 170 de ani datorită dezvoltării industriale umane.
Înainte de perioada industrială, concentrația a variat între 180 și 280 ppm (părți pe milion) și astăzi depășește 400 ppm. În plus, există metan (CH4) într-o proporție mult mai mică și monoxid de carbon (CO) în urme mici..
Aceste gaze pe bază de carbon au proprietatea de a absorbi și a radia energie cu unde lungi (căldură). Din acest motiv, prezența sa în atmosferă reglează temperatura planetei, prevenind evadarea în spațiu a căldurii radiate de Pământ..
Dintre aceste două gaze, metanul captează mai multă căldură, dar CO2 joacă rolul cel mai determinant datorită abundenței sale relative.
Cea mai mare parte a structurii organismelor vii este alcătuită din carbon, esențial în formarea proteinelor, carbohidraților, grăsimilor și vitaminelor..
Carbonul face parte din materia organică și aerul din sol, se găsește și sub formă elementară, cum ar fi carbonul, grafitul și diamantul. În același mod, este o parte fundamentală a hidrocarburilor (petrol, bitum) care se găsesc în depozitele din adâncime.
Pe măsură ce vegetația moare în bazinele lacului, mlaștinilor sau mării puțin adânci, resturile vegetale se acumulează în straturi acoperite de apă. Se generează apoi un proces de descompunere anaerobă lent, cauzat de bacterii..
Sedimentele acoperă straturile de material organic în descompunere care suferă un proces progresiv de îmbogățire a carbonului de-a lungul a milioane de ani. Acestea trec printr-o etapă de turbă (50% carbon), lignit (55-75%), cărbune (75-90%) și, în final, antracit (90% sau mai mult).
Începe cu o descompunere aerobă lentă, apoi există o fază anaerobă, cu resturi de plancton, animale și plante marine sau lacustre. Această materie organică a fost îngropată de straturi sedimentare și supusă la temperaturi și presiuni ridicate în interiorul Pământului..
Cu toate acestea, având în vedere densitatea sa mai mică, petrolul crește prin porii rocilor sedimentare. În cele din urmă, fie este prins în zone impermeabile, fie formează afloriri bituminoase de mică adâncime.
Hidrosfera menține un schimb gazos cu atmosfera, în special oxigenul și carbonul sub formă de CO2 (solubil în apă). Carbonul se găsește în apă, în special în oceane, în principal sub formă de ioni de bicarbonat.
Ionii de bicarbonat joacă un rol important în reglarea pH-ului mediului marin. Pe de altă parte, pe fundul mării există cantități mari de metan prins ca hidrați de metan..
Carbonul pătrunde, de asemenea, între mediul gazos și lichid, atunci când CO2 reacționează cu vaporii de apă atmosferici și formează H2CO3. Acest acid precipită cu apă de ploaie și acidifică solurile și apele.
Ca orice ciclu biogeochimic, ciclul carbonului este un proces complex alcătuit dintr-o rețea de relații. Separarea lor în etape definite este doar un mijloc pentru analiza și înțelegerea lor..
Intrările de carbon în această etapă provin într-o măsură mai mică din atmosferă, prin ploi acide și aer filtrat la sol. Cu toate acestea, contribuția principală este contribuția organismelor vii, atât prin excrementele lor, cât și prin corpurile lor atunci când mor..
În această etapă, carbonul este stocat și se deplasează în straturi adânci ale litosferei, cum ar fi cărbune, petrol, gaz, grafit și diamante. De asemenea, face parte din roci carbonatate, prinse în permafrost (strat de pământ înghețat în latitudini polare) și dizolvate în apa și aerul porilor solului..
În dinamica tectonicii plăcilor, carbonul ajunge și în straturile mai adânci ale mantalei și face parte din magmă.
Acțiunea ploii asupra rocilor calcaroase le erodează și calciul este eliberat împreună cu alte elemente. Calciul din eroziunea acestor roci carbonatice este spălat în râuri și de acolo în oceane..
În mod similar, CO este eliberatDouă datorită decongelării permafrostului sau arării excesive a solului. Cu toate acestea, producția principală este condusă de om prin extragerea cărbunelui, petrolului și gazului din litosferă, pentru a le arde ca combustibili..
CODouă Când atmosfera intră în contact cu suprafața apei, aceasta se dizolvă formând acid carbonic și metanul de pe fundul mării pătrunde în litosferă, așa cum a fost detectat în Arctica. În plus, ionii HCO pătrund în râuri și oceane3 prin eroziunea rocilor carbonatice din litosferă și spălarea solurilor.
CO2 se dizolvă în apă formând acid carbonic (H2CO3), dizolvând carbonatul de calciu al cojilor, formând carbonat de acid calcic (Ca (HCO3) 2). Prin urmare, carbonul se găsește și circulă în apă în principal ca CO2, H2CO3 și Ca (HCO3) 2.
Pe de altă parte, organismele marine mențin un schimb constant de carbon cu mediul lor acvatic prin fotosinteză și respirație. De asemenea, rezervele mari de carbon sunt sub formă de hidrați de metan pe fundul mării, înghețate de temperaturi scăzute și presiuni ridicate..
Oceanul schimbă gaze cu atmosfera, inclusiv CO2 și metan, iar o parte din acesta este eliberat în atmosferă. Recent, a fost detectată o creștere a scurgerilor de metan oceanic la adâncimi mai mici de 400 m, cum ar fi în largul coastei Norvegiei..
Creșterea temperaturii globale încălzește apa la adâncimi nu mai mari de 400 m și eliberează acești hidrați de metan. Un proces similar a avut loc în Pleistocen, eliberând cantități mari de metan, încălzind mai mult Pământul și provocând sfârșitul erei glaciare..
Carbonul pătrunde în atmosferă din respirația ființelor vii și din activitatea metanogenă bacteriană. În mod similar, din cauza incendiilor de vegetație (biosferă), schimbul cu hidrosfera, arderea combustibililor fosili, activitatea vulcanică și eliberarea din sol (geologic).
În atmosferă, carbonul este în principal sub formă gazoasă, cum ar fi CO2, metan (CH4) și monoxid de carbon (CO). La fel, puteți găsi particule de carbon suspendate în aer..
Principalele ieșiri de carbon din stadiul atmosferic sunt CO2 care se dizolvă în apa oceanului și cel utilizat în fotosinteză.
Carbonul intră în stadiul biologic ca CO2 prin procesul de fotosinteză efectuat de plante și bacterii fotosintetice. La fel, ionii Ca2 + și HCO3- care ajung la mare prin eroziune și sunt folosiți de diverse organisme la fabricarea cochiliilor..
Fiecare celulă și, prin urmare, corpurile ființelor vii sunt formate dintr-o proporție mare de carbon, constituind proteine, carbohidrați și grăsimi. Acest carbon organic circulă prin biosferă prin rețelele alimentare de la producătorii primari.
Angiospermele, ferigile, ficatele, mușchii, algele și cianobacteriile îl încorporează prin fotosinteză. Apoi, aceste organisme sunt consumate de ierbivore, care vor fi hrana pentru carnivore.
Principala scurgere de carbon din această etapă către altele din ciclul carbonului este moartea ființelor vii care o reintegrează în sol, apă și atmosferă. O formă masivă și drastică de moarte și eliberare de carbon sunt incendiile forestiere care produc cantități mari de CO2..
Pe de altă parte, cea mai importantă sursă de metan în atmosferă sunt gazele expulzate de animale în procesele lor digestive. În mod similar, activitatea bacteriilor metanogene anaerobe care descompune materia organică în mlaștini și culturi de orez este o sursă de metan..
Ciclul carbonului este important datorită funcțiilor relevante pe care acest element le îndeplinește pe planeta Pământ. Circulația sa echilibrată permite reglarea tuturor acestor funcții relevante pentru menținerea condițiilor planetare în funcție de viață..
Carbonul este elementul principal în structura celulelor, deoarece face parte din carbohidrați, proteine și grăsimi. Acest element este baza întregii chimii a vieții, de la ADN la membranele celulare și organele, țesuturile și organele..
CO2 este principalul gaz cu efect de seră, care permite menținerea unei temperaturi adecvate vieții pe Pământ. Fără gaze atmosferice precum CO2, vapori de apă și altele, căldura emisă de Pământ ar scăpa complet în spațiu, iar planeta ar fi o masă înghețată..
Pe de altă parte, un exces de CO2 emis în atmosferă, precum cel cauzat în prezent de oameni, rupe echilibrul natural. Acest lucru face ca planeta să se supraîncălzească, ceea ce modifică climatul global și afectează negativ biodiversitatea..
CO2 și metanul dizolvat în apă fac parte din mecanismul complex de reglare a pH-ului apei din oceane. Cu cât conținutul acestor gaze în apă este mai mare, pH-ul devine mai acid, ceea ce este negativ pentru viața acvatică..
Cărbunele este o parte esențială a combustibililor fosili, atât cărbune mineral, petrol și gaze naturale. Deși utilizarea acestuia este pusă la îndoială din cauza efectelor negative asupra mediului pe care le produce, precum supraîncălzirea globală și eliberarea de metale grele..
Cărbunele este un mineral care generează surse de muncă și profituri economice pentru utilizarea sa ca combustibil, iar dezvoltarea economică a umanității se bazează pe utilizarea acestei materii prime. Pe de altă parte, în forma sa cristalizată de diamant, mult mai rară, are o mare valoare economică pentru utilizarea sa ca piatră prețioasă..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.