Karboncykelegenskaper, reservoar, komponenter, förändringar



den kolcykel Det är den biogeokemiska processen som beskriver flödet av kol på jorden. Det består i utbyte av kol mellan de olika behållarna (atmosfär, biosfär, oceaner och geologiska sediment), liksom deras omvandling till olika molekylära arrangemang..

Kol är ett viktigt element i levande varelser. På jorden är den närvarande i sin enkla form som kol eller diamanter, i form av oorganiska föreningar, såsom koldioxid (CO2) och metan (CH4) och som organiska föreningar, såsom biomassa (levande väsen) och fossila bränslen (olja och naturgas).

Kolet cykeln är en av de mest komplexa och viktigast för dess inverkan på livet på planeten biogeokemiska kretslopp. Det kan brytas ner i två enklare cykler, vilka är sammankopplade.

En innebär en snabb växling av kol som uppstår mellan levande varelser och atmosfären, oceanerna och jorden. En annan beskriver de långsiktiga geologiska processerna.

Under det senaste århundradet CO nivåer2 atmosfärerna har ökat avsevärt på grund av användningen av fossila bränslen för att upprätthålla en ohållbar ekonomisk, social och teknisk modell som drivs av den industriella revolutionen på 1800-talet.

Denna obalans i den globala koldioxidcykeln har medfört en förändring i temperatur- och nederbördsmönster som uttrycks idag i vad vi känner till som klimatförändring.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 kolbehållare
    • 2,1 atmosfär
    • 2.2 Biosfären
    • 2,3 våningar
    • 2,4 hav
    • 2,5 geologiska sediment
  • 3 komponenter
    • 3.1 -Quick cykel
    • 3,2-långsam cykel
  • 4 Förändringar av kolcykeln
    • 4.1 Atmosfäriska förändringar
    • 4.2 Förlust av organiskt material
  • 5 referenser

Allmänna egenskaper

Kol är ett icke-metalliskt kemiskt element. Din symbol är C, dess atomnummer är 6 och dess atommassa är 12,01. Den har fyra elektroner för att bilda kovalenta kemiska bindningar (det är tetravalent).

Det är en av de mest rikliga elementen i jordskorpan. Det fjärde rikaste elementet i universum, efter väte, helium och syre, och det näst mest rikliga elementet i levande varelser, efter syre.

Kol har stor betydelse för livet. Det är en av de viktigaste beståndsdelarna i aminosyrorna som ger upphov till proteiner och är en väsentlig beståndsdel i DNA för alla levande varelser.

Tillsammans med syre och väte bildar den en stor mångfald av föreningar som fettsyror, beståndsdelar i alla cellmembran.

Kolbehållare

atmosfär

Atmosfären är det gasformiga skiktet som omger jorden. Den innehåller 0,001% globalt kol, huvudsakligen i form av koldioxid (CO2) och metan (CH4).

Trots att det är en av de lägsta kolbehållarna på jorden, är det involverat i ett stort antal biokemiska processer. Det representerar en viktig reservoar för upprätthållandet av livet på jorden.

biosfären

Biosfären innehåller två tredjedelar av jordens totala kol i form av biomassa (levande och död). Kol är en viktig del av alla levande cells struktur och biokemiska processer.

Skogar utgör inte bara en reservoar av viktigt kol i biosfären, men vissa typer har erkänts som sänkor, såsom tempererade skogar.

När skogarna befinner sig i huvudstadiet tar de CO2 av atmosfären och förvara den i form av trä. Medan de når mognad absorberar de mindre koldioxid, men träen i deras träd innehåller enorma mängder kol (ca 20% av deras vikt).

Marinorganismer utgör också en viktig kolbehållare. De lagrar kol i sina skal, i form av kalciumkarbonat.

golv

Marken innehåller ungefär en tredjedel av jordens kol i oorganiska former, såsom kalciumkarbonat. Det lagrar tre gånger mer kol än atmosfären och fyra gånger mer kol än biomassan i växterna. Jord är den största reservoaren i samspel med atmosfären.

Förutom att vara en kolbehållare har marken identifierats som en viktig diskbänk; Det är en insättning som bidrar till att absorbera den höga och växande koncentrationen av kol i atmosfären, i form av CO2. Denna diskbänk är viktig för att minska den globala uppvärmningen.

Kvalitetsjord, med en bra mängd humus och organiskt material, är bra kolreservoarer. Traditionella och agroekologiska planteringsmetoder upprätthåller markegenskaper som en behållare eller kolsänka.

oceaner

Haven innehåller 0,05% av jordens globala kol. Kol finns främst i form av bikarbonat, som kan kombinera med kalcium och bilda kalciumkarbonat eller kalksten, som faller i botten av havet.

Haven har ansetts vara en av de största sänkorna av CO2, genom absorption av ca 50% av det atmosfäriska kolet. Situation som har äventyrat den marina biologiska mångfalden genom att öka surheten i havsvatten.

Geologiska sediment

Geologiska sediment som lagras i en inert form i litosfären är den största reservoaren av kol på jorden. Kolet som lagras här kan vara av oorganiskt ursprung eller av organiskt ursprung.

Cirka 99% kol lagrat i litosfären är oorganiskt kol lagrat i sedimentära bergarter, såsom kalkstenar.

Återstående kol är en blandning av organiska kemiska föreningar som finns i sedimentära bergarter, kända som kerogen, bildade miljontals år sedan av biomassasediment som begravdes och utsattes för högtrycks- och temperaturverkan. En del av dessa karogener omvandlas till olja, gas och kol.

komponenter

Den globala koldioxidcykeln kan förstås bättre genom att studera två enklare cykler som interagerar med varandra: en kort cykel och en lång cykel.

Kortfilmen fokuserar på den snabba växlingen av kol som levande varelser upplever. Medan den långa cykeln uppträder över miljontals år och inkluderar utbyte av kol mellan insidan och jordens yta.

-Snabb cykel

Den snabba cykeln av kol är också känd som den biologiska cykeln, eftersom den är baserad på växling av kol som uppträder mellan levande organismer med atmosfären, oceanerna och jorden.

Atmosfäriskt kol är främst närvarande som koldioxid. Denna gas reagerar med vattenmolekyler i oceanerna för att producera bikarbonatjon. Ju högre koncentrationen av atmosfärisk koldioxid desto större bildas bikarbonat. Denna process hjälper till att reglera CO2 i atmosfären.

Kol, i form av koldioxid, går in i alla trofiska nätverk, både terrestriska och vattenlevande, genom fotosyntetiska organismer, såsom alger och växter. I sin tur erhåller heterotrofa organismer kol genom matning på autotrofa organismer.

En del av det organiska kolet återgår till atmosfären genom sönderdelning av organiskt material (utförs av bakterier och svampar) och cellulär andning (i växter och svampar). Under andningen använder cellerna den energi som lagras i kolhaltiga molekyler (såsom sockerarter) för att producera energi och CO2.

En annan del av det organiska kolet omvandlas till sediment och återgår inte till atmosfären. Kolet lagras i havsbiomassens sediment i botten av havet (när organismerna dör), sönderdelas de och CO2 Det löser sig i djupt vatten. Detta CO2 avlägsnas permanent från atmosfären.

På samma sätt sönderdelas en del av kolet som lagras i träd, rusar och andra skogsplantor i myrar, kärr och våtmarker under anaeroba förhållanden och låg mikrobiell aktivitet..

Denna process producerar torv, en svampig och lätt massa, rik på kol, som används som bränsle och som organiskt gödningsmedel. Cirka en tredjedel av allt jordiskt organiskt kol är torv.

-Långsam cykel

Den långsamma cykeln av kol innefattar växling av kol mellan bergarterna i litosfären och jordens ytsystem: oceaner, atmosfären, biosfären och marken. Denna cykel är huvudstyrenheten för atmosfärisk koldioxidkoncentration i geologisk skala.

Det oorganiska kolet

Koldioxiden upplöst i atmosfären kombinerar med vatten för att bilda kolsyra. Detta reagerar med kalcium och magnesium närvarande i jordskorpan för att bilda karbonater.

På grund av erosionseffekten av regn och vind når karbonater havet, där havets botten ackumuleras. Karbonater kan också assimileras av organismer, som så småningom dör och faller ut på havsbotten. Dessa sediment ackumuleras i tusentals år och bildar kalkstenar.

Havsbottenens sedimentära bergarter absorberas i jordens mantel genom subduktion (en process som innebär att en oceanisk zon av en tektonisk platta sjunker under kanten av en annan platta).

I litosfären utsätts sedimentära bergarter för höga tryck och temperaturer och som en följd smälter och reagerar kemiskt med andra mineraler, vilket frigör CO2. Koldioxiden som sålunda frigörs återgår till atmosfären genom vulkanutbrott.

Det oorganiska kolet

En annan viktig komponent i denna geologiska cykel är organiskt kol. Detta härrör från biomassan begravd under anaeroba förhållanden och högt tryck och temperatur. Denna process ledde till bildandet av fossila ämnen med hög energiinnehåll, till exempel kol, olja eller naturgas..

Under uppkomsten av den industriella revolutionen, på 1800-talet, upptäcktes användningen av fossilt organiskt kol som energikälla. Sedan tjugonde århundradet har det varit en stadig ökning av användningen av dessa fossila bränslen, vilket i några decennier orsakat utsläppandet i atmosfären av stora mängder kol som ackumulerats i jorden i tusentals år.

Förändringar av kolcykeln

Koldioxidcykeln tillsammans med cyklerna av vatten och näringsämnen bildar livets grund. Att upprätthålla dessa cykler bestämmer ekosystemens hälsa och motståndskraft och deras förmåga att ge människan ett välbefinnande. De viktigaste ändringarna av kolcykeln anges nedan:

Atmosfäriska förändringar

Atmosfärisk koldioxid är en växthusgas. Tillsammans med metan och andra gaser absorberar den den utstrålade värmen från jordens yta, förhindrar att den släpps ut i rymden.

Den alarmerande ökningen av koldioxid i atmosfären och andra växthusgaser har förändrat jordens energibalans. Detta bestämmer den globala cirkulationen av värme och vatten i atmosfären, temperatur och nederbördsmönster, förändringar i vädermönster och havsnivåhöjning.

Den huvudsakliga mänskliga förändringen av kolcykeln är baserad på ökningen av CO-utsläpp2. Sedan 1987, årliga globala CO-utsläpp2 från förbränning av fossila bränslen har ökat med ungefär en tredjedel.

Byggindustrin orsakar också direkta utsläpp av CO2 vid produktion av stål och cement.

Atmosfäriska utsläpp av monoxid och koldioxid inom transportsektorn har också ökat under de senaste decennierna. Det har varit en relativt hög ökning av inköp av personbilar. Dessutom är trenden till förmån för tyngre bilar och med högre energiförbrukning.

Förändringar i markanvändningen har genererat cirka en tredjedel av ökningen av koldioxid i atmosfären under de senaste 150 åren. Speciellt genom förlusten av organiskt kol.

Förlust av organisk substans

Under de senaste två decennierna har förändringen av markanvändningen medfört en betydande ökning av utsläppen av koldioxid och metan i atmosfären.

Minskningen av skogsområdet över hela världen har i början orsakat en betydande förlust av biomassa som ett resultat av omvandlingen till betesmarker och jordbruksmark.

Jordbruksanvändningen av markerna minskar det organiska materialet, når en ny och sämre jämvikt på grund av oxidation av organiskt material.

Ökningen av utsläpp är också resultatet av dränering av torv och höga organiska innehåll våtmarker. Med ökningen av den globala temperaturen ökar hastigheten på sönderdelning av organiskt material i mark och torv, så att risken för denna viktiga kolsänkningsmätning accelereras.

Tundrasna kan gå från att vara en kolsänka till att bli källor till växthusgaser.

referenser

  1. Barker, S, J. A. Higgins och H. Elderfield. 2003. Kolcirkelns framtid: granskning, förkalkningsreaktion, ballast och återkoppling om atmosfärisk CO2. Filosofiska transaktioner av Royal Society of London A, 361: 1977-1999.
  2. Berner, R.A. (2003). Den långsiktiga koldioxidcykeln, fossila bränslen och atmosfärskompositionen. Nature 246: 323-326.
  3. (2018, 1 december). Wikipedia, den fria encyklopedin. Datum för samråd: 19:15, 23 december, 2018 från es.wikipedia.org.
  4. Carboncykel. (2018, 4 december). Wikipedia, den fria encyklopedin. Datum för samråd: 17:02, 23 december, 2018 från en.wikipedia.org.
  5. Falkowski, P., RJ Scholes, E. Boyle, J. Canadell, D. Canfield, J. Elser, N. Gruber, K. Hibbard, P. Högberg, S. Linder, FT Mackenzie, B. Moore III, T. Pedersen, Y. Rosenthal, S. Seitzinger, V. Smetacek, W. Steffen. (2000). Den globala karboncykeln: Ett test av vår kunskap om jorden som ett system. Science, 290: 292-296.
  6. FN: s miljöprogram. (2007). Global Environment Outlook GEO4. Phoenix Design Aid, Danmark.
  7. Saugier, B. och J.Y. Pontailler. (2006). Den globala koldioxidcykeln och dess konsekvenser i fotosyntesen i bolivianska Altiplano. Ekologi i Bolivia, 41 (3): 71-85.