Геохимический цикл углерода: схема, описание процесса и значение
Содержание
- Углерод: важнейший элемент
- Особенности круговорота углерода
- Фотосинтез и клеточное дыхание
- Углерод в ископаемом топливе и деревьях
- Разложение и углерод
- Подведение итогов
Геохимический цикл углерода (круговорот углерода в природе) – это процесс, посредством которого углерод циркулирует между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами (биосферой).
Читайте также:
Углерод: важнейший элемент
Когда вы в последний раз видели периодическую таблицу Менделеева? Возможно, вы помните таблицу, которая висела на стене в вашем школьном классе. В ней содержится вся ключевая информация о каждом элементе, существующем на Земле. Одни из элементов, представленных в таблице, редки и незнакомы, например иттрий и калифорний. Другие являются драгоценными и благородными, например, золото и серебро.
Но в периодической таблице есть один элемент, который незаменим для каждого живого организма. Он также входит в состав воздуха и постоянно циркулирует через нашу Землю, живые организмы и атмосферу. Этот элемент – углерод, и в этой статье мы рассмотрим очень важный процесс, называемый геохимическим циклом углерода.
Особенности круговорота углерода
Углерод – это элемент, который встречается во многих различных формах и местах нашей Земли и атмосферы. Как упоминалось ранее, он в больших количествах содержится в живых организмах. Без этого элемента мы бы даже не существовали. Ключевые молекулы, из которых состоит наш организм, такие как белки, углеводы и ДНК, содержат углерод в качестве основного компонента. Углерод также в изобилии присутствует в нашей атмосфере в форме углекислого газа или CO2. Кроме того, углерод также содержится в Земле в виде ископаемого топлива.
Круговорот углерода – это, по сути, естественный способ повторного использования атомов углерода различными способами и в разных местах. Это процесс, при котором углерод перемещается из атмосферы в живые организмы и Землю, а затем обратно в атмосферу. Но как он работает и что заставляет углерод циркулировать?
Важно понимать, что наша Земля и ее атмосфера в целом являются замкнутой средой. Материя, которая существует сейчас, – это все, что у нас когда-либо будет. Вы когда-нибудь слышали фразу: «Материю невозможно создать или уничтожить»? Возьмем, к примеру, воду. Вода постоянно циркулирует на Земле и атмосфере. Она испаряется из океанов и других водоемов и удерживается в облаках. Затем выпадает в виде дождя или снега. Вода никогда не создается и не уничтожается, она лишь переpaбатывается.
Точно так же у нас есть фиксированное количество углерода на Земле и в атмосфере. Мы находимся в нашем собственном пузыре, и, по сути, пpaктически ничто не выходит из нашего мира и не входит в него. Мы не получаем межгалактических поставок необходимых элементов, таких как углерод. Это означает, что весь углерод на Земле и в атмосфере, равен тому количеству, которое у нас всегда было. Итак, когда формируются новые организмы, необходим углерод для образования ключевых молекул, таких как белок и ДНК. Но откуда он берется? Вот тут и начинает работать круговорот углерода в природе.
Фотосинтез и клеточное дыхание
Как упоминалось ранее, углерод находится во многих различных формах и в разных местах. Мы уже знаем, что он находится в нашей атмосфере. Но только некоторые организмы действительно могут использовать атмосферный углерод. Давайте начнем с рассмотрения процесса фотосинтеза, посредством которого углерод в атмосфере в форме CO2 используется растениями.
Растения могут производить органические вещества, используя несколько простых ингредиентов: CO2, воду (или H2O) и солнечную энергию. Это можно представить следующим уравнением:
6CO2 (диоксид углерода) + 6H2O (вода) + солнечный свет → C6H12O6 (углевод) + 6O2 (кислород)
Теперь вы можете видеть, что в процессе фотосинтеза атомы углерода были взяты из углекислого газа и использованы для создания C6H12O6 или глюкозы. И куда пойдет углерод дальше?
Подумайте, кто может есть растения. Например, люди, которые должны добывать себе пищу, чтобы выжить. Итак, когда мы едим растительные продукты, мы получаем из них глюкозу. Когда мы едим мясо, мы также можем получить глюкозу, так как животные питаются растениями.
После переваривания глюкоза из растения расщепляется в наших клетках для выработки энергии. Этот процесс называется клеточным дыханием. По сути, это процесс, противоположный фотосинтезу, и его побочным продуктом является CO2. Организмы избавляются от этих отходов, выдыхая их обратно в атмосферу. Каждый раз, когда вы дышите, вы участвуете в круговороте углерода, потому что выдыхаете CO2. Таким образом, вы можете видеть, как углерод движется по всей планете и влияет на каждый организм.
Углерод в ископаемом топливе и деревьях
Некоторое количество углерода в нашем мире находится в подвешенном состоянии сотни или даже миллионы лет. Углерод задерживается в ископаемом топливе, таком как уголь и нефть. Ископаемое топливо состоит из трaнcформированных останков живых организмов и содержит много энергии. Мы сжигаем ископаемое топливо для получения энергии, и в этом процессе углерод возвращается в атмосферу в форме CO2.
Еще одно место, где углерод задерживается на долгое время – это деревья. Поскольку деревья живут очень долго, углерод не циркулирует, пока дерево не умрет или не сгорит. Затем CO2 выпускается обратно в атмосферу, и цикл продолжается, поскольку этот углерод снова используется растениями для создания пищи.
Разложение и углерод
Другой важный способ круговорота углерода в живых организмах – это разложение. Например, представьте, что сейчас осень, и листья меняют цвет и опадают на землю. Эти листья содержат углерод в виде глюкозы, образующийся в результате фотосинтеза. Когда листья падают на землю, они со временем разлагаются. Разложение высвобождает атомы углерода обратно в почву. И через процесс дыхания, в конечном итоге, этот углерод будет выпущен обратно в атмосферу в виде CO2.
Подведение итогов
Круговорот углерода в природе – это процесс, при котором углерод перемещается между всеми оболочками Земли и живыми организмами. Растения забирают углекислый газ из воздуха и используют его для синтеза питательных веществ. Затем животные едят растения, и углерод накапливается в их телах или выделяется в виде CO2 при дыхании. Углерод также возвращается в атмосферу при сжигании древесины и ископаемого топлива или разложении мертвых организмов.
В большинстве регионов мира существует четыре удивительных времени года: Весна, Лето, Осень и Зима. Каждый из этих сезонов является неповторим и хаpaктеризуется различными изменениями в природе и окружающей среде....
09 05 2024 23:32:52
Более 100 видов птиц оказались на грани исчезновения и были включены в Красную книгу Российской Федерации. Познакомимся с некоторыми из них....
08 05 2024 9:47:46
Антибиоз - биологическое взаимодействие между двумя или более организмами, которое наносит вред по крайней мере одному из них....
07 05 2024 18:44:34
В этой статье мы кратко рассмотрим оба типа водоемов и основные их отличия....
06 05 2024 23:36:44
Сторонами горизонта (ещё применяется термин «стороны света») называют 4 особых выделенных направления (север, юг, восток и запад), которые имеют ключевое значение в географии....
05 05 2024 1:20:31
Автотрофы - организмы, которые самостоятельно производят сложные органические вещества (например, углеводы, жиры и белки) из неорганических (таких как вода, диоксид углерод, неорганические соединения азота), использую для этого солнечного света (фотосинтез) или химических реакций (хемосинтез)....
04 05 2024 4:29:25
В этой статье вы найдете подборку цветных картинок фруктов и сможете дать ребенку новые знания о этих удивительных дарах природы!...
03 05 2024 4:21:44
Соединенные Штаты Америки находятся на материке Северная Америка. По суше они граничат только с Канадой на севере и с Мексикой на юге....
02 05 2024 7:56:22
Узнай, какие моря и океаны омывают побережье самого южного континента Земли....
01 05 2024 10:29:55
Здесь представлена подборка географических карт Российской федерации на русском языке и в высоком разрешении....
30 04 2024 2:52:15
Арктика — регион окружающий северный полюс, который включает в себя пpaктически весь Северный Ледовитый океан, Гренландию, а также северные территории США, Канады, Исландии, Скандинавии и России....
29 04 2024 17:52:57
Как правило, еноты формируют свой рацион в зависимости от места обитания, чтобы учесть то, что доступно на местном уровне, особенно если они живут рядом с людьми....
28 04 2024 1:59:54
Вальдшнеп (Scolopax rusticola) является представителем семьи бекасовых (Scolopacidae). Проживает во влажных лесах....
27 04 2024 5:31:21
Все организмы, населяющие нашу планету, приспособились к жизни в какой-либо определенной среде: дождевые черви живут в почве, аскариды паразитируют в теле животных, рыбы обитают в воде, а многие птицы ведут наземный образ жизни, но при этом немалую часть времени проводят в воздухе....
26 04 2024 3:54:34
В этой статье представлены самые крайние западные, восточные, северные, южные географические точки как континентальной части России, так и с учетом островов, а также наиболее отдаленные города страны....
25 04 2024 0:55:45
Ивана Ивановича Шишкина по праву можно назвать знатоком русского леса. У него очень много картин посвящены этой теме. Он умело в своих работах изображает самые красивые уголки природы. Но самой любимой картинной многих ценителей его искусства является «Утро в сосновом лесу»....
24 04 2024 12:40:45
Австралия и Океания – это самая маленькая часть света, чья площадь оценивается в 8,52 млн кв. км. Тем не менее, ООН выделяет здесь сразу 4 макрорегиона....
23 04 2024 0:44:49
Самый большой сохранившийся вид пингвинов в мире - императорский пингвин (Aptenodytes forsteri) имеет вес в пределах......
22 04 2024 16:34:34
Лист - это зеленый плоский боковой отросток у растений. Они бывают разных форм, размеров и цветов, обычно сплюснутые и тонкие. Листья фактически называют «кухней растения»...
21 04 2024 13:46:20
Эволюция - это научная теория, которая по сути указывает на изменение видов с течением времени....
20 04 2024 12:36:45
Мир является густонаселенным местом (7,7 млрд человек по состоянию на апрель 2019 года). Несмотря на то что население некоторых регионов мира увеличивается медленно или даже сокращается (более развитые страны), в других регионах наблюдается стремительный рост (наименее развитые страны)....
19 04 2024 20:20:40
Амaзoнский ламантин или южноамериканский (Trichechus inunguis) – это водное млекопитающее, которое можно встретить в реках, болотах и водно-болотных угодьях......
18 04 2024 12:44:10
Солнечная система состоит из восьми планет, которые подразделяются на две основные группы: земные (Венера, Меркурий, Земля и Марс) и газовые гиганты (Уран, Сатурн, Нептун и Юпитер)....
17 04 2024 12:43:30
Водных объектов на нашей планете много, и может сложится ложное чувство безопасности. Человечество живёт спокойно. Но это ошибочный взгляд....
16 04 2024 6:15:49
С давних времен слонам приписали чувство стpaxa, испытываемое к мелким грызунам, особенно мышам. Так ли это на самом деле?...
15 04 2024 19:28:29
Несмотря на сильные холода, биом тундры бурно развивается. Здесь можно встретить большое разнообразие флоры и фауны....
14 04 2024 0:49:27
Она наступает незаметно, о ее приходе мы узнаем: по календарю, по пожелтевшей листве, сокращающимся дням и длинным темным ночам....
13 04 2024 16:19:51
В этой статье представлены 10 пород собак разных размеров, которые лучше всего подходят для содержания в квартире. Кроме того, за ними легко ухаживать и они не слишком шумные....
12 04 2024 19:57:11
Хлоропласт - это тип органеллы растительных клеток, известный как зеленые пластиды....
11 04 2024 5:11:58
Моря нашей планеты расположены в разных регионах, и поэтому сильно отличаются по температуре воды. Самым холодным морем Земли принято считать......
10 04 2024 13:33:45
Полезные ископаемые играют важнейшую роль в жизни людей. Без них мы не смогли бы строить дома, производить автомобили и самолеты, получать электричество и тепло. Рассмотрим свойства некоторых самых распространенных полезных ископаемых....
09 04 2024 17:38:44
Если вы определились с породой и ваш домашний питомец уже у вас, остается еще один немало важный вопрос – имя для нового друга. Казалось бы, это простой вопрос, но стоит подойти к нему со всей серьезностью....
08 04 2024 6:35:38
Русло реки – это самая низкая часть речной долины, по которой и идет перемещение водного потока от истока реки к ее устью. Река сама создает свое русло, так как течение воды разрушает стенки, делая его более широким и глубоким....
07 04 2024 5:58:50
Так как Россия занимает большую территорию, в стране имеются пpaктически все зоны за исключением тропической. Самая огромной является зона таежных лесов....
06 04 2024 23:54:42
В воскресный день, или во время зимних каникул, как только выпадет солнечный денек, и будет небольшой мороз, то стоит вместе с друзьями сходить в лес на лыжах....
05 04 2024 10:48:14
Одними из самых удивительных водных обитателей в мире являются рыбы из рода четырёхглазки. Эти рыбы обладают способностью видеть над и под поверхностью воды одновременно....
04 04 2024 14:55:33
Реки – это особые водоемы, в которых вода течет в одном направлении. Но откуда берется вода, наполняющая реки, и куда она течет?...
03 04 2024 21:35:42
Если вам нравится внешний вид лис, вы можете выбрать похожую на них собаку. Вот список из 10 пород собак, которые имеют сходство с лисой....
02 04 2024 17:49:56
Ранее Луна считалась единственным спутником, но после изобретения телескопа были обнаружены спутники других планет Солнечной системы....
01 04 2024 21:49:15
Описание и хаpaктеристика водных, лесных, земельных, минеральных и биологических ресурсов Северной Америки....
31 03 2024 16:38:57
Члeнистоногие - наиболее распространенная на Земле группа беспозвоночных животных, оснащенных экзоскелетом, сочлeненными ногами и сегментированными телами....
30 03 2024 11:23:30
Глубоководные рыбы - любые виды костных рыб (Osteichthyes), которые обитают на экстремальных глубинах океана, обычно более 600 м и даже до 8 370 м....
29 03 2024 18:35:23
Россия – самое большое государство планеты. На ее территории расположено более тысячи городов, из которых 15 имеют население свыше миллиона человек....
28 03 2024 22:42:38
Крупные города по всему миру, нуждаются в оздоровлении воздуха и почвы. Источниками заражения могут быть промышленные предприятия, огромное количество автомобилей......
27 03 2024 23:25:11
Летом много радостей! Одной из них является встреча со своими друзьями. Мы любим собираться все вместе, играть в разные игры: волейбол, бадминтон, футбол....
26 03 2024 12:43:24
Издавна, совы овеяны мифами и суевериями. В данной статье представлены ТОП-5 мифов про этих удивительных птиц......
25 03 2024 19:36:27
Бирманская кошка, или священная бирма - это порода домашних кошек, с пойнтовым окрасом и белыми лапками. Она отличается покорным и спокойным хаpaктером, и с удовольствием будет повсюду следовать за своим владельцем....
24 03 2024 15:11:56
Часто именно антропогенное влияние является причиной вымирания многих представителей флоры и фауны. Давайте узнаем немного о некоторых диких животных нашей планеты, вымерших всего несколько лет назад....
23 03 2024 22:27:37
Гаметы - это репродуктивные клетки (пoлoвые клетки), которые объединяются во время пoлoвoго размножения, чтобы сформировать новую клетку, называемую зиготой....
22 03 2024 0:39:14
Грибы - разнообразная группа живых организмов, которая даже поспособствовала развитию медицины. Давайте же рассмотрим 7 познавательных и интересных фактов о грибах....
21 03 2024 1:47:20
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Основные природные зоны Канады
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Teaching approaches: The grammartranslation method
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Самая краткая биография Грига
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Булат Окуджава биография, кратко о творчестве и личной жизни
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится