碳循环具有全球性的主要原因是什么?
碳循环具有全球性的主要原因是什么? 自然界中,碳本来只是一个简单的元素。然而,因为它与全球变暖息息相关的关系,如今成为人们关注的焦点。时下,一些与之相关的词汇——“碳汇”“碳源”“碳排放”“低碳经济”“碳币”……就变得时髦起来。让我们来了解一下全球碳循环的过程。
地球上的几个碳库
地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料,含碳量约占地球上碳总量的99.9%。这两个库中的碳活动缓慢,实际上起着贮存库的作用。地球上还有三个碳库——大气圈库、水圈库和生物库。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换,容量小而活跃,实际上起着交换库的作用。
碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在,总量为2.7×1016吨;在大气圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在,总量有2×1012吨;在水圈中以多种形式存在;在生物库中,则存在着几百种被生物合成的有机物。这些物质的存在形式受到各种因素的调节。
在大气中,二氧化碳是含碳的主要气体,也是碳参与物质循环的主要形式。在生物库中,森林是碳的主要吸收者,它固定的碳相当于其他植被类型的两倍。森林又是生物库中碳的主要贮存者,贮存量大约为4.82×1011吨,相当于目前大气含碳量的2/3。
碳的地球化学循环
碳的地球化学循环控制了碳在地表或近地表的沉积物和大气、生物圈及海洋之间的迁移,而且是对大气二氧化碳和海洋二氧化碳的最主要的控制。
沉积物含有两种形式的碳:干酪根和碳酸盐。在风化过程中,干酪根与氧反应产生二氧化碳,而碳酸盐的风化作用却很复杂。含在白云石和方解石矿物中的碳酸镁和碳酸钙受到地下水的侵蚀,产生出可溶解于水的钙离子、镁离子和重碳酸根离子。它们由地下水最终带入海洋。
在海洋中,浮游生物和珊瑚之类的海生生物摄取钙离子和重碳酸根离子来构成碳酸钙的骨骼和贝壳。这些生物死了之后,碳酸钙就沉积在海底而最终被埋藏起来。
二氧化碳可由大气进入海水,也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处,由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等,伴随着大气中二氧化碳量的增多或减少,海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。
碳循环的意义:
碳循环是无机环境和有机生物之间的物质循环锁链,保持了大气中的CO2平衡。
碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和CO2;在生物群落中的存在形式是含碳有机物;在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的,在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的。
CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的,主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O,归还到无机环境中。
碳循环的基本特点
1、自然界碳循环的基本过程如下:大气中的二氧化碳(CO2)被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。
2、有机体和大气之间的碳循环 绿色植物从空气中获得二氧化碳,经过光合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体的碳化合物,经过食物链的传递,成为动物体的碳化合物。
植物和动物的呼吸将摄入的一部分碳转化为二氧化碳并释放到大气中,而另一部分构成或储存在生物体中,动植物死亡后,残渣中的碳通过微生物的分解变成二氧化碳,最终排放到大气中。 二氧化碳在大气中的循环大约需要20年。
碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和CO2;在生物群落中的存在形式是含碳有机物;在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的,在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的。
CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的,主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O,归还到无机环境中。