什么是碳循環(huán)?碳循環(huán)的特點(diǎn)是什么? 什么是碳循環(huán)?碳元素在自然界的循環(huán)狀態(tài) 碳循環(huán),是指碳元素在自然界的循環(huán)狀態(tài),生物圈中的碳循環(huán)主要表現(xiàn)在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳,經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖,并放出氧氣(O?),有機(jī)體再利用葡萄糖合成其他有機(jī)化合物。有機(jī)化合物經(jīng)食物鏈傳遞,又成為動(dòng)物和細(xì)菌等其他生物體的一部分。生物體內(nèi)的碳水化合物一部分作為有機(jī)體代謝的能源經(jīng)呼吸作用被氧化為二氧化碳和水,并釋放出其中儲(chǔ)存的能量。
碳循環(huán)過程,大氣中的二氧化碳大約20年可完全更新一次。自然界中絕大多數(shù)的碳儲(chǔ)存于地殼巖石中,巖石中的碳因自然和人為的各種化學(xué)作用分解后進(jìn)入大氣和海洋,同時(shí)死亡生物體以及其他各種含碳物質(zhì)又不停地以沉積物的形式返回地殼中,由此構(gòu)成了全球碳循環(huán)的一部分。碳的地球生物化學(xué)循環(huán)控制了碳在地表或近地表的沉積物和大氣、生物圈及海洋之間的遷移。
被陸地和海洋中的植物吸收,然后通過生物或地質(zhì)過程以及人類活動(dòng),又以二氧化碳的形式返回大氣中。
生物和大氣的循環(huán)
綠色植物從空氣中獲得二氧化碳,經(jīng)過光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖,再綜合成為植物體的碳化合物,經(jīng)過食物鏈的傳遞,成為動(dòng)物體的碳化合物。植物和動(dòng)物的呼
碳循環(huán)
吸作用把攝入體內(nèi)的一部分碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳釋放入大氣,另一部分則構(gòu)成生物的機(jī)體或在機(jī)體內(nèi)貯存。動(dòng)、植物死后,殘?bào)w中的碳,通過微生物的分解作用也成為二氧化碳而最終排入大氣。大氣中的二氧化碳這樣循環(huán)一次約需20年。
一部分(約千分之一)動(dòng)、植物殘?bào)w在被分解之前即被沉積物所掩埋而成為有機(jī)沉積物。這些沉積物經(jīng)過悠長(zhǎng)的年代,在熱能和壓力作用下轉(zhuǎn)變成礦物燃料──煤、石油和天然氣等。當(dāng)它們?cè)陲L(fēng)化過程中或作為燃料燃燒時(shí),其中的碳氧化成為二氧化碳排入大氣。人類消耗大量礦物燃料對(duì)碳循環(huán)發(fā)生重大影響。
一方面沉積巖中的碳因自然和人為的各種化學(xué)作用分解后進(jìn)入大氣和海洋;另一方面生物體死亡以及其他各種含碳物質(zhì)又不停地以沉積物的形式返回地殼中,由此構(gòu)成了全球碳循環(huán)的一部分。碳的生物循環(huán)雖然對(duì)地球的環(huán)境有著很大的影響,但是從以百萬年計(jì)的地質(zhì)時(shí)間上來看,緩慢變化的碳的地球化學(xué)大循環(huán)才是地球環(huán)境最主要的控制因素。
大氣和海洋的交換
二氧化碳可由大氣進(jìn)入海水,也可由海水進(jìn)入大氣。這種交換發(fā)生在氣和水的界面處,由于風(fēng)和波浪的作用而加強(qiáng)。這兩個(gè)方向流動(dòng)的二氧化碳量大致相等,大氣中二氧化碳量增多或減少,海洋吸收的二氧化碳量也隨之增多或減少。
含碳鹽的形成分解
大氣中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成為碳酸,碳酸能把石灰?guī)r變?yōu)榭扇軕B(tài)的重碳酸鹽,并被河流輸送到海洋中,海水中接納的碳酸鹽和重碳酸鹽含量是飽和的。新輸入多少碳酸鹽,便有等量的碳酸鹽沉積下來。通過不同的成巖過程,又形成為石灰?guī)r、白云石和碳質(zhì)頁巖。在化學(xué)和物理作用(風(fēng)化)下,這些巖石被破壞,所含的碳又以二氧化碳的形式釋放入大氣中。火山爆發(fā)也可使一部分有機(jī)碳和碳酸鹽中的碳再次加入碳的循環(huán)。碳質(zhì)巖石的破壞,在短時(shí)期內(nèi)對(duì)循環(huán)的影響雖不大,但對(duì)幾百萬年中碳量的平衡卻是重要的。
人類活動(dòng)
人類燃燒礦物燃料以獲得能量時(shí),產(chǎn)生大量的二氧化碳。從1949年到1969年,由于燃燒礦物燃料以及其他工業(yè)活動(dòng),二氧化碳的生成量估計(jì)每年增加4.8%。其結(jié)果是大氣中二氧化碳濃度升高。這樣就破壞了自然界原有的平衡,可能導(dǎo)致氣候異常。礦物燃料燃燒生成并排入大氣的二氧化碳有一小部分可被海水溶解,但海水中溶解態(tài)二氧化碳的增加又會(huì)引起海水中酸堿平衡和碳酸鹽溶解平衡的變化。
礦物燃料的不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生少量的一氧化碳。自然過程也會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。一氧化碳在大氣中存留時(shí)間很短,主要是被土壤中的微生物所吸收,也可通過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳。
有機(jī)體和大氣之間的碳循環(huán) 綠色植物從空氣中獲得二氧化碳,經(jīng)過光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖,再綜合成為植物體的碳化合物,經(jīng)過食物鏈的傳遞,成為動(dòng)物體的碳化合物。植物和動(dòng)物的呼吸作用把攝入體內(nèi)的一部分碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳釋放入大氣,另一部分則構(gòu)成生物的機(jī)體或在機(jī)體內(nèi)貯存。動(dòng)、植物死后,殘?bào)w中的碳,通過微生物的分解作用也成為二氧化碳而最終排入大氣。大氣中的二氧化碳這樣循環(huán)一次約需20年。
一部分(約千分之一)動(dòng)、植物殘?bào)w在被分解之前即被沉積物所掩埋而成為有機(jī)沉積物。這些沉積物經(jīng)過悠長(zhǎng)的年代,在熱能和壓力作用下轉(zhuǎn)變成礦物燃料——煤、石油和天然氣等。當(dāng)它們?cè)陲L(fēng)化過程中或作為燃料燃燒時(shí),其中的碳氧化成為二氧化碳排入大氣。人類消耗大量礦物燃料對(duì)碳循環(huán)發(fā)生重大影響。
大氣和海洋之間的二氧化碳交換 二氧化碳可由大氣進(jìn)入海水,也可由海水進(jìn)入大氣。這種交換發(fā)生在氣和水的界面處,由于風(fēng)和波浪的作用而加強(qiáng)。這兩個(gè)方向流動(dòng)的二氧化碳量大致相等,大氣中二氧化碳量增多或減少,海洋吸收的二氧化碳量也隨之增多或減少。
碳質(zhì)巖石的形成和分解 大氣中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成為碳酸,碳酸能把石灰?guī)r變?yōu)榭扇軕B(tài)的重碳酸鹽,并被河流輸送到海洋中。海水中的碳酸鹽和重碳酸鹽含量是飽和的,接納新輸入的碳酸鹽,便有等量的碳酸鹽沉積下來。通過不同的成巖過程,又形成為石灰?guī)r、白云石和碳質(zhì)頁巖。在化學(xué)和物理作用(風(fēng)化)下,這些巖石被破壞,所含的碳又以二氧化碳的形式釋放入大氣中。火山爆發(fā)也可使一部分有機(jī)碳和碳酸鹽中的碳再次加入碳的循環(huán)。碳質(zhì)巖石的破壞,在短時(shí)期內(nèi)對(duì)循環(huán)的影響雖不大,但對(duì)幾百萬年中碳量的平衡卻是重要的。
人類活動(dòng)的干預(yù) 人類燃燒礦物燃料以獲得能量時(shí),產(chǎn)生大量的二氧化碳。從1949年到1969年,由于燃燒礦物燃料以及其他工業(yè)活動(dòng),二氧化碳的生成量估計(jì)每年增加 4.8%。其結(jié)果是大氣中二氧化碳濃度升高。這樣就破壞了自然界原有的平衡,可能導(dǎo)致氣候異常。礦物燃料燃燒生成并排入大氣的二氧化碳有一小部分可被海水溶解,但海水中溶解態(tài)二氧化碳的增加又會(huì)引起海水中酸堿平衡和碳酸鹽溶解平衡的變化。
碳循環(huán)的特點(diǎn)是什么?
1、碳循環(huán)的特點(diǎn)是循環(huán)流動(dòng)和全球性。碳循環(huán)是指碳元素在地球上的生物圈、巖石圈、水圈及大氣圈中交換,并隨地球的運(yùn)動(dòng)循環(huán)不止的現(xiàn)象。地球上最大的兩個(gè)碳庫是巖石圈和化石燃料。
2、碳循環(huán)過程,大氣中的二氧化碳大約20年可完全更新一次。自然界中絕大多數(shù)的碳儲(chǔ)存于地殼巖石中,巖石中的碳因自然和人為的各種化學(xué)作用分解后進(jìn)入大氣和海洋,同時(shí)死亡生物體以及其他各種含碳物質(zhì)又不停地以沉積物的形式返回地殼中,由此構(gòu)成了全球碳循環(huán)的一部分。碳的地球生物化學(xué)循環(huán)控制了碳在地表或近地表的沉積物和大氣、生物圈及海洋之間的遷移。