Cyklus uhlíka

Cyklus uhlíka popisuje ukladanie a výmenu uhlíka medzi biosférou Zeme, atmosférou, hydrosférou a geosférou. NASA

The uhlíka cyklus opisuje ukladanie a výmenu uhlíka medzi zemským biosféra (živá hmota), atmosféru (vzduch), hydrosféra (voda) a geosféra (zem). Hlavnými zásobárňami uhlíka sú atmosféra, biosféra, oceán, sedimenty a vnútro Zeme. Prírodné aj ľudské aktivity prenášajú uhlík medzi nádržami.

Kľúčové poznatky: Cyklus uhlíka

• Uhlíkový cyklus je proces, ktorým sa prvok uhlík pohybuje atmosférou, pevninou a oceánom.
• Cyklus uhlíka a cyklus dusíka sú kľúčom k udržateľnosti života na Zemi.
• Hlavnými zásobárňami uhlíka sú atmosféra, biosféra, oceán, sedimenty a zemská kôra a plášť.
• Antoine Lavoisier a Joseph Priestly ako prví opísali uhlíkový cyklus.

Prečo študovať uhlíkový cyklus?

Existujú dva dôležité dôvody uhlíkový cyklus stojí za to sa o ňom dozvedieť a pochopenie.

Uhlík je prvok nevyhnutný pre život ako to poznáme. Živé organizmy získavajú uhlík zo svojho prostredia. Keď odumrú, uhlík sa vráti do neživého prostredia. Avšak, koncentrácie uhlíka v živej hmote (18%) je asi 100-krát vyššia ako koncentrácia uhlíka na Zemi (0,19%). Príjem uhlíka do živých organizmov a návrat uhlíka do neživého prostredia nie sú v rovnováhe.

Druhým veľkým dôvodom je, že uhlíkový cyklus hrá kľúčovú úlohu globálnej klímy . Hoci je uhlíkový cyklus obrovský, ľudia ho dokážu ovplyvniť a upraviť ekosystém. Oxid uhličitý uvoľnený spaľovaním fosílnych palív predstavuje približne dvojnásobok čistého príjmu z rastlín a oceánu.

Formy uhlíka v uhlíkovom cykle

Sarayut Thaneerat / Getty Images

' id='mntl-sc-block-image_2-0-5' />

Fotoautotrofy odoberajú oxid uhličitý a menia ho na organické zlúčeniny.

Sarayut Thaneerat / Getty Images

Uhlík existuje v niekoľkých formách, keď sa pohybuje uhlíkovým cyklom.

Uhlík v neživom prostredí

Neživé prostredie zahŕňa látky, ktoré nikdy neboli živé, ako aj materiály obsahujúce uhlík, ktoré zostávajú po smrti organizmov. Uhlík sa nachádza v neživej časti hydrosféry, atmosféry a geosféry ako:

• Uhličitan (CaCO₃) horniny: vápenec a koraly
• Mŕtve organické látky, ako je humus v pôde
• Fosílne palivá z mŕtvych organických látok (uhlie, ropa, zemný plyn)
• Oxid uhličitý (CO_dva) vo vzduchu
• Oxid uhličitý rozpustený vo vode za vzniku HCO₃⁻

Ako uhlík vstupuje do živej hmoty

Uhlík vstupuje do živej hmoty prostredníctvom autotrofov, čo sú organizmy schopné vytvárať si vlastné živiny z anorganických materiálov.

Fotoautotrofysú zodpovedné za väčšinu premeny uhlíka na organické živiny. Fotoautotrofy, predovšetkým rastliny a riasy, využívajú svetlo zo slnka, oxid uhličitý a vodu na výrobu organických zlúčenín uhlíka (napr. glukózy).Chemoautotrofysú baktérie a archaea, ktoré premieňajú uhlík z oxidu uhličitého na organickú formu, ale energiu na reakciu získavajú skôr oxidáciou molekúl než zo slnečného žiarenia.

Ako sa uhlík vracia do neživého prostredia

Uhlík sa vracia do atmosféry a hydrosféry prostredníctvom:

• Spaľovanie (ako elementárny uhlík a niekoľko uhlíkových zlúčenín)
• Dýchanie rastlinami a živočíchmi (ako oxid uhličitý, CO_dva)
• Rozpad (ako oxid uhličitý, ak je prítomný kyslík alebo ako metán, CH₄ak nie je prítomný kyslík)

Hlboký uhlíkový cyklus

Cyklus uhlíka vo všeobecnosti pozostáva z pohybu uhlíka cez atmosféru, biosféry, oceán a geosféru, ale hlboký uhlíkový cyklus medzi plášťom a kôrou geosféry nie je tak dobre pochopený ako ostatné časti. Bez pohybu tektonických platní a sopečnej činnosti by sa uhlík nakoniec zachytil v atmosfére. Vedci sa domnievajú, že množstvo uhlíka uloženého v plášti je asi tisíckrát väčšie ako množstvo nájdené na povrchu.

Zdroje

• Archer, David (2010). Globálny uhlíkový cyklus . Princeton: Princeton University Press. ISBN 9781400837076.
• Falkowski, P.; Scholes, R.J.; Boyle, E.; a kol. (2000). „Globálny uhlíkový cyklus: Test našich vedomostí o Zemi ako systéme“. Veda . 290 (5490): 291–296. doi:10.1126/science.290.5490.291
• Lal, Ratan (2008). „Sekvestrácia atmosférického CO_dvav globálnych uhlíkových nádržiach“. Energia a environmentalistika . 1:86-100. doi:10.1039/b809492f
• Morse, John W.; MacKenzie, F. T. (1990). „Kapitola 9 Súčasný cyklus uhlíka a vplyv na človeka“. Geochémia sedimentárnych uhličitanov. Vývoj v sedimentológii . 48. s. 447–510. doi:10.1016/S0070-4571(08)70338-8. ISBN 9780444873910.
• Prentice, I.C. (2001). „Cyklus uhlíka a atmosférický oxid uhličitý“. V Houghtone, J.T. (ed.). Klimatické zmeny 2001: Vedecký základ: Príspevok pracovnej skupiny I k Tretej hodnotiacej správe Medzivládneho panelu pre zmenu klímy.