Κύκλος του άνθρακα
Ο κύκλος του άνθρακα είναι ο τρόπος με τον οποίο ο άνθρακας αποθηκεύεται και αντικαθίσταται στη Γη. Ορισμένα από τα κύρια γεγονότα διαρκούν εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, ενώ άλλα συμβαίνουν ετησίως.
Οι κύριοι τρόποι με τους οποίους ο άνθρακας εισέρχεται στον κύκλο του άνθρακα είναι τα ηφαίστεια και η καύση ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο. Στο μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας, τα ηφαίστεια ήταν η μεγαλύτερη πηγή άνθρακα στον κύκλο του άνθρακα, αλλά τα τελευταία εκατό χρόνια, οι άνθρωποι που καίνε ορυκτά καύσιμα προσθέτουν περίπου εκατό φορές περισσότερο CO2 στον αέρα από ό,τι τα ηφαίστεια. Δηλαδή, για κάθε τόνο CO2 που προστίθεται στον αέρα από τα ηφαίστεια, περίπου 100 τόνοι CO2 έχουν προστεθεί στον αέρα από τους ανθρώπους.
Ο κύριος τρόπος με τον οποίο ο άνθρακας απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα είναι η φωτοσύνθεση από τους ζωντανούς οργανισμούς. Μέρος αυτού απελευθερώνεται καθώς πεθαίνουν και αποσυντίθενται, αλλά ένα μέρος του θάβεται στα ιζήματα. Αυτό φαίνεται στο διάγραμμα. Τα ιζήματα μετατρέπονται σε πετρώματα και τα ανθρακικά πετρώματα, όπως ο ασβεστόλιθος, είναι αυτά που περιέχουν το στερεό πλέον CO2. Μέρος του άνθρακα από τα φυτά γίνεται επίσης μέρος του εδάφους, όπου μπορεί να παραμείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα πριν αποσυντεθεί.
Μια άλλη διαδικασία αφαιρεί CO2 από τον αέρα. Η διάβρωση από τη βροχή αποβάλλει το CO2 με τη μορφή αραιού ανθρακικού οξέος. Αυτό αντιδρά με τα πετρώματα, συμβάλλοντας στη διάλυση και την καταστροφή τους. Αυτό καταλήγει επίσης ως ίζημα.
"Η διάβρωση είναι ένας μεγάλος καταναλωτής του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα που είναι απαραίτητο για τη διάλυση των πετρωμάτων".
Μέρος του CO2 διαλύεται επίσης στον ωκεανό. Αυτή τη στιγμή, οι ωκεανοί προσλαμβάνουν περισσότερο CO2 από ό,τι απελευθερώνουν κάθε χρόνο. Ωστόσο, αυτό κάνει τους ωκεανούς πιο όξινους.
Το απόθεμα άνθρακα στα ιζηματογενή πετρώματα είναι πολύ μεγαλύτερο από το CO2 της ατμόσφαιρας (αυτό δεν φαίνεται στο διάγραμμα). Τελικά επιστρέφει στον αέρα καθώς οι ωκεάνιες πλάκες βυθίζονται κατά την τεκτονική των πλακών. Στα περιθώρια των ορίων των πλακών (και σε ορισμένα άλλα μέρη) σχηματίζονται ηφαίστεια που εκτοξεύουν CO2. Έτσι ολοκληρώνεται ο κύκλος.
Διάγραμμα του κύκλου του άνθρακα. Οι μαύροι αριθμοί δείχνουν πόσος άνθρακας είναι αποθηκευμένος σε κάθε στάδιο, σε δισεκατομμύρια τόνους ("GtC" σημαίνει γιγατόνοι άνθρακα και οι αριθμοί καταγράφηκαν γύρω στο 2004). Οι μοβ αριθμοί δείχνουν πόσος άνθρακας μετακινείται μεταξύ κάθε σταδίου κάθε χρόνο. Τα ιζήματα, όπως ορίζονται σε αυτό το διάγραμμα, δεν περιλαμβάνουν τα ~70 εκατομμύρια GtC των ανθρακικών πετρωμάτων και του κηρογόνου (άλλες οργανικές αποθέσεις).
Περίληψη
Ο κύκλος του άνθρακα είναι μια διαδικασία κατά την οποία ο άνθρακας ανακυκλώνεται μέσω του οικοσυστήματος. Η συγκέντρωση άνθρακα στη ζωντανή ύλη (18%) είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωσή του στη γη (0,19%). Έτσι, τα έμβια όντα αντλούν άνθρακα από το μη ζωντανό περιβάλλον τους. Για να συνεχιστεί η ζωή, αυτός ο άνθρακας πρέπει να ανακυκλώνεται. Δείτε το διάγραμμα για μια λεπτομερή ματιά στον κύκλο του άνθρακα. Ένα παράδειγμα της διαδρομής που ακολουθεί ο άνθρακας σε αυτόν τον κύκλο είναι ότι το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα απορροφάται από τα φυτά και χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση για την παραγωγή σακχάρων τα οποία το φυτό χρησιμοποιεί για ενέργεια. Όταν το φυτό πεθαίνει, αποσυντίθεται και ο αποθηκευμένος στο φυτό άνθρακας θα σχηματιστεί, με την πάροδο εκατομμυρίων ετών, σε άνθρακα (ορυκτό καύσιμο). Ο άνθρακας καίγεται και εκλύει διοξείδιο του άνθρακα το οποίο καταλήγει στην ατμόσφαιρα.
Αυτή τη στιγμή, ο κύκλος του άνθρακα και ο τρόπος με τον οποίο η ανθρώπινη δραστηριότητα τον επηρεάζει είναι ένα μεγάλο θέμα στις διεθνείς ειδήσεις. Τα ορυκτά καύσιμα είναι ένας μη ανανεώσιμος πόρος που σημαίνει ότι δεν μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα. Η χρήση ορυκτών καυσίμων από εμάς έχει σχεδόν διπλασιαστεί κάθε 20 χρόνια από το 1900. Αυτή η απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και στην όξινη βροχή.
Ο κύκλος του άνθρακα ανακαλύφθηκε από τον Joseph Priestley και τον Antoine Lavoisier και διαδόθηκε από τον Humphry Davy.
Σχετικές σελίδες
- Παρατηρητήριο άνθρακα σε τροχιά
- κύκλος του νερού
- κύκλος του αζώτου
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι ο κύκλος του άνθρακα;
A: Ο κύκλος του άνθρακα είναι ο τρόπος με τον οποίο αποθηκεύεται και αντικαθίσταται ο άνθρακας στη Γη. Περιλαμβάνει διαδικασίες που διαρκούν εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, καθώς και εκείνες που συμβαίνουν ετησίως.
Ερ: Ποιοι είναι οι κύριοι τρόποι με τους οποίους ο άνθρακας εισέρχεται στον κύκλο του άνθρακα;
Α: Οι κύριοι τρόποι με τους οποίους ο άνθρακας εισέρχεται στον κύκλο του άνθρακα είναι τα ηφαίστεια και η καύση ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο. Στην πρόσφατη ιστορία, οι άνθρωποι που καίνε ορυκτά καύσιμα προσθέτουν στον αέρα περίπου εκατό φορές περισσότερο CO2 από ό,τι τα ηφαίστεια.
Ερ: Πώς η φωτοσύνθεση απομακρύνει το CO2 από την ατμόσφαιρα;
Α: Η φωτοσύνθεση από τους ζωντανούς οργανισμούς αφαιρεί το CO2 από την ατμόσφαιρα, προσλαμβάνοντάς το για την παραγωγή ενέργειας. Μέρος αυτού απελευθερώνεται όταν πεθαίνουν και αποσυντίθενται, αλλά ένα μέρος του επίσης θάβεται στα ιζηματογενή πετρώματα.
Ερ: Πώς η αποσάθρωση συμβάλλει στη διάλυση των πετρωμάτων;
Α: Η διάβρωση από τη βροχή ξεπλένει το CO2 με τη μορφή αραιού ανθρακικού οξέος, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με τα πετρώματα, συμβάλλοντας στη διάλυση και την καταστροφή τους. Η διαδικασία αυτή καταλήγει επίσης ως ίζημα, το οποίο βοηθά στην ολοκλήρωση του κύκλου.
Ερ: Πού αλλού διαλύεται κάποιο CO2;
Α: Κάποιο CO2 διαλύεται επίσης στους ωκεανούς, όπου μπορεί να παραμείνει για μεγάλα χρονικά διαστήματα προτού απελευθερωθεί ξανά στην ατμόσφαιρα ή γίνει μέρος των ιζηματογενών πετρωμάτων.
Ερ: Πόσο περισσότερο CO2 έχει προστεθεί στον αέρα από τους ανθρώπους σε σύγκριση με τα ηφαίστεια;
Α: Για κάθε τόνο CO2 που προστίθεται στον αέρα από τα ηφαίστεια, περίπου 100 τόνοι CO2 έχουν προστεθεί στον αέρα από τους ανθρώπους μέσω της καύσης τα τελευταία εκατό χρόνια.
Ερ: Ποιος είναι ο μεγάλος καταναλωτής του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα που είναι απαραίτητος για τη διάλυση των πετρωμάτων ;
Α: Η διάβρωση είναι ένας μεγάλος καταναλωτής του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα που είναι απαραίτητος για τη διάλυση των πετρωμάτων .
