Det kulstofcyklus Det er processen med cirkulation af dette kemiske element i luften, vandet, jorden og levende væsener. Det er en biogeokemisk cyklus af gasform, og den mest rigelige form, hvor kulstof findes i atmosfæren, er kuldioxid (CO2)..
De største lagre af kulstof er i havene, fossile brændstoffer, organisk materiale og sedimentære klipper. Ligeledes er det vigtigt i levende organismeres kropsstruktur og kommer ind i trofiske kæder som CO2 gennem fotosyntese..
Fotosyntetiseringsmidler (planter, planteplankton og cyanobakterier) absorberer kulstof fra atmosfærisk CO2, og derefter tager planteædere det fra disse organismer. Disse forbruges af kødædere, og til sidst behandles alle døde organismer af nedbrydere.
Ud over atmosfæren og levende væsener findes kulstof i jorden (edafosfæren) og i vandet (hydrosfæren). I havene tager fytoplankton, makroalger og akvatiske angiospermer CO2 opløst i vandet for at udføre fotosyntese.
CO2 genintegreres i atmosfæren eller vandet ved åndedræt af henholdsvis landlevende og vandlevende væsener. Når levende væsener er døde, integreres kulstof igen i det fysiske miljø som CO2 eller som en del af sedimentære klipper, kul eller olie..
Kulstofcyklussen er meget vigtig, fordi den udfører forskellige funktioner, såsom at være en del af levende væsener, hjælpe med at regulere planetens temperatur og surheden i vandet. Ligeledes bidrager det til de erosive processer i sedimentære klipper og tjener som en energikilde for mennesket..
Artikelindeks
Dette element rangerer sjette i overflod i universet, og dets struktur gør det muligt at danne bindinger med andre elementer såsom ilt og brint. Det dannes af fire elektroner (tetravalente), der danner kovalente kemiske bindinger, der er i stand til at udgøre polymerer med komplekse strukturformer.
Kulstof findes i atmosfæren hovedsageligt som kuldioxid (CO2) i en andel på 0,04% af luftens sammensætning. Selvom koncentrationen af atmosfærisk kulstof har varieret betydeligt i de sidste 170 år på grund af menneskelig industriel udvikling.
Før den industrielle periode varierede koncentrationen fra 180 til 280 ppm (dele pr. Million) og i dag overstiger den 400 ppm. Derudover er der methan (CH4) i en meget mindre andel og kulilte (CO) i små spor..
Disse kulstofbaserede gasser har egenskaben at absorbere og udstråle langbølgeenergi (varme). Af denne grund regulerer dets tilstedeværelse i atmosfæren planetens temperatur ved at forhindre udslip til rummet af den varme, der udstråles af jorden..
Af disse to gasser fanger metan mere varme, men CO2 spiller den mest afgørende rolle på grund af dens relative overflod.
Det meste af strukturen i levende organismer består af kulstof, der er afgørende for dannelsen af proteiner, kulhydrater, fedt og vitaminer..
Kulstof er en del af det organiske stof og luft i jorden, det findes også i elementær form som kulstof, grafit og diamant. På samme måde er det en grundlæggende del af kulbrinterne (olie, bitumener), der findes i aflejringer i dybe.
Da vegetationen dør i søbassiner, sumpe eller lavvandet hav, akkumuleres planterester i lag dækket af vand. En langsom anaerob nedbrydningsproces genereres derefter forårsaget af bakterier..
Sedimentet dækker lagene af nedbrydende organisk materiale, der gennemgår en progressiv proces med kulstofberigelse gennem millioner af år. Dette passerer gennem et trin af tørv (50% kulstof), brunkul (55-75%), kul (75-90%) og endelig antracit (90% eller mere).
Det begynder med en langsom aerob nedbrydning, så er der en anaerob fase med rester af plankton, dyr og hav- eller søplanter. Dette organiske materiale blev begravet af sedimentære lag og udsat for høje temperaturer og tryk inde i jorden..
Men i betragtning af dens lavere tæthed stiger olie gennem porerne i sedimentære klipper. Til sidst bliver den enten fanget i uigennemtrængelige områder eller danner overfladiske bituminøse fremspring.
Hydrosfæren opretholder en gasformig udveksling med atmosfæren, især ilt og kulstof i form af CO2 (opløseligt i vand). Kulstof findes i vand, især i havene, hovedsageligt i form af bicarbonationer.
Bicarbonationer spiller en vigtig rolle i reguleringen af havmiljøets pH. På den anden side er der store mængder methan fanget i havbunden som metanhydrater..
Kulstof trænger også ind mellem det luftformige medium og væsken, når CO2 reagerer med atmosfærisk vanddamp og danner H2CO3. Denne syre udfældes med regnvand og forsyrer jord og vand.
Som enhver biogeokemisk cyklus er kulstofcyklussen en kompleks proces, der består af et netværk af relationer. Deres adskillelse i definerede stadier er kun et middel til deres analyse og forståelse..
Kulstofindgange til dette trin kommer i mindre grad fra atmosfæren ved sur regn og luft filtreret til jorden. Imidlertid er de vigtigste input bidrag fra levende organismer, både ved deres ekskrementer og af deres kroppe, når de dør..
I dette trin lagres kulstof og bevæger sig i dybe lag af lithosfæren som kul, olie, gas, grafit og diamanter. Det er også en del af carbonatsten, fanget i permafrost (frossent jordlag i polære breddegrader) og opløst i vand og luft i jordens porer..
I pladetektonikens dynamik når kulstof også de dybere lag af kappen og er en del af magmaet.
Virkningen af regn på kalkholdige klipper udhuler dem, og calcium frigives sammen med andre grundstoffer. Calcium fra erosionen af disse carbonatsten skylles i floderne og derfra til havene..
Tilsvarende frigives COto på grund af optøning af permafrost eller overdreven pløjning af jorden. Hovedproduktionen drives dog af mennesket ved at udvinde kul, olie og gas fra litosfæren for at brænde dem som brændstof..
COto Når atmosfæren kommer i kontakt med vandoverfladen, opløses den og dannes kulsyre, og metan fra havbunden kommer ind i litosfæren, som det er blevet påvist i Arktis. Derudover kommer HCO-ioner ind i floder og oceaner3 ved erosion af karbonatsten i litosfæren og vask af jord.
CO2 opløses i vand, der danner kulsyre (H2CO3), opløser skallenes calciumcarbonat og danner calciumsyrekarbonat (Ca (HCO3) 2). Derfor findes kulstof og cirkulerer i vand hovedsageligt som CO2, H2CO3 og Ca (HCO3) 2.
På den anden side opretholder marine organismer en konstant udveksling af kulstof med deres vandmiljø via fotosyntese og respiration. Også store reserver af kulstof er i form af metanhydrater på havbunden, frosset af lave temperaturer og høje tryk..
Havet udveksler gasser med atmosfæren, inklusive CO2 og metan, og en del af sidstnævnte frigives i atmosfæren. For nylig er der konstateret en stigning i oceaniske metanlækager på dybder på mindre end 400 m, såsom ud for Norges kyst..
Stigningen i global temperatur opvarmer vandet i dybder ikke mere end 400 m og frigiver disse metanhydrater. En lignende proces opstod i pleistocænen, hvor store mængder metan frigøres, jorden varmer mere og forårsager afslutningen på istiden..
Kulstof kommer ind i atmosfæren fra åndedræt fra levende væsener og fra bakteriel metanogen aktivitet. På samme måde på grund af vegetationsbrande (biosfære), udveksling med hydrosfæren, afbrænding af fossile brændstoffer, vulkansk aktivitet og frigivelse fra jorden (geologisk).
I atmosfæren er kulstof hovedsageligt i gasform som CO2, methan (CH4) og kulilte (CO). På samme måde kan du finde kulpartikler suspenderet i luften..
De vigtigste kulstofudgange fra det atmosfæriske stadium er CO2, der opløses i havvand, og som anvendes i fotosyntese.
Kulstof går ind i det biologiske trin som CO2 gennem fotosyntese processen udført af planter og fotosyntetiske bakterier. Ligeledes Ca2 + og HCO3-ionerne, der når havet ved erosion og bruges af forskellige organismer til fremstilling af skaller..
Hver celle og derfor de levende væsner består af en høj andel kulstof, der udgør proteiner, kulhydrater og fedt. Dette organiske kulstof cirkulerer gennem biosfæren gennem madweb fra primære producenter.
Angiospermer, bregner, leverurt, mos, alger og cyanobakterier inkorporerer det ved fotosyntese. Derefter forbruges disse organismer af planteædere, som vil være mad til kødædere.
Den vigtigste kulstoflækage fra dette stadium til andre i kulstofcyklussen er levende væseners død, der genintegrerer det i jorden, vandet og atmosfæren. En massiv og drastisk form for død og kulstofudledning er skovbrande, der producerer store mængder CO2..
På den anden side er den vigtigste kilde til metan i atmosfæren gasser, der uddrives af husdyr i deres fordøjelsesprocesser. Tilsvarende er aktiviteten af anaerobe methanogene bakterier, der nedbryder organisk materiale i sumpe og risafgrøder, en kilde til metan..
Kulstofcyklussen er vigtig på grund af de relevante funktioner, som dette element udfører på planeten Jorden. Dens afbalancerede cirkulation gør det muligt at regulere alle disse relevante funktioner til opretholdelse af planetariske forhold i funktion af livet..
Kulstof er hovedelementet i cellernes struktur, da det er en del af kulhydrater, proteiner og fedt. Dette element er grundlaget for al livets kemi, fra DNA til cellemembraner og organeller, væv og organer..
CO2 er den vigtigste drivhusgas, som gør det muligt at opretholde en passende temperatur til livet på jorden. Uden atmosfæriske gasser som CO2, vanddamp og andre ville den varme, der udsendes af Jorden helt flygte ud i rummet, og planeten ville være en frossen masse..
På den anden side bryder et overskud af CO2, der udsendes i atmosfæren, som det, der i øjeblikket er forårsaget af mennesker, den naturlige balance. Dette får planeten til at blive overophedet, hvilket ændrer det globale klima og påvirker biodiversiteten negativt..
CO2 og metan opløst i vand er en del af den komplekse mekanisme til regulering af vandets pH i havene. Jo højere indholdet af disse gasser i vandet er, pH bliver surere, hvilket er negativt for vandlevende organismer..
Kul er en væsentlig del af fossile brændstoffer, både mineralsk kul, olie og naturgas. Selvom brugen af den sættes i tvivl på grund af de negative miljøeffekter, den medfører, såsom global overophedning og frigivelse af tungmetaller..
Kul er et mineral, der genererer kilder til arbejde og økonomisk overskud til dets anvendelse som brændstof, og den økonomiske udvikling af menneskeheden er baseret på brugen af dette råmateriale. På den anden side er det i sin krystalliserede form af diamant, meget sjældnere, af stor økonomisk værdi for dets anvendelse som en ædle sten..
Endnu ingen kommentarer