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.
Сапротрофы (др.-греч. σαπρός — «гниль» и τροφή — «пища») — организмы, питающиеся отмершими останками других существ или фекалиями животных, известными как детрит....
30 04 2024 18:54:55
Вся поверхность Земли условно делится на равные полушария. Каждому из них, свойственны хаpaктерные признаки. Территория земного шара состоит из следующих 4 полушарий....
29 04 2024 13:56:34
Домашние животные – будь то кошки, собаки или такая экзотика, как ящерицы, попугай – привносит в жизнь любого человека разнообразие....
28 04 2024 14:32:29
ОТВЕТ: Самый теплый океан в мире - это Индийский океан. В некоторых частях Индийского океана температуры превышают 28 градусов по Цельсию....
27 04 2024 17:36:50
Как приятно выглянуть из своего окна и увидеть сугробы снега. Особенно, когда оттепель и снег становится мягким. Тогда весь наш двор наполняется детворой....
26 04 2024 6:56:35
Наступила зима! С ее приходом произошли кругом большие преобразования. Особенно стали неузнаваемые деревья....
25 04 2024 19:15:34
Эстуарий - затопляемое воронкообразное устье реки, расширяющееся в сторону моря или океана. Эстуарий представляет собой переходную зону между речной и морской экосистемой, где образовывается уникальная смесь пресной и соленой воды....
24 04 2024 5:33:27
ОТВЕТ: Взрослый лев не столь силен, как взрослый слон. Хотя скорость и ловкость львов делают их суперхищниками. Слоны являются самыми......
23 04 2024 17:59:42
Природа – это все, что не создано деятельностью человека. Но она материальна, и окружает нас повсюду. Настоящую природу можно увидеть и соприкоснуться с ней, если выехать за пределы города....
22 04 2024 0:47:19
Юрский период был вторым по счету периодом мезозойской эры. Он начался после триаса и сменился мелом, и имел продолжительность около 56 млн лет....
21 04 2024 7:59:14
Средняя продолжительность жизни комаров составляет от четырех дней до месяца, хотя большинство видов комаров живут около......
20 04 2024 23:33:13
ОТВЕТ: Дождевой червь имеет пять аортальных дуг (кольцевые сосуды), которые функционирует подобно сердцу....
19 04 2024 20:35:30
ОТВЕТ: Пустыня Гоби находится в Азии, на севере и северо-западе Китая, а также в южной части Монголии....
18 04 2024 17:30:51
В результате XX века люди столкнулись с глобальными экологическими проблемами, причины которых по большей части кроются именно в человеческой деятельности....
17 04 2024 23:42:20
Современные виды птиц, не сравнимы со своими предками, но среди них также встречаются очень крупные представители....
16 04 2024 9:26:38
Думаете, все песчаные дюны похожи друг на друга? Подумайте еще раз! В статье приведены некоторые способы, как отличить песчаные дюны друг от друга....
15 04 2024 15:28:15
На австралийском гербе крупным планом изображено два животных. Они стоят слева и справа щита, на котором изображены гербы отдельных австралийских провинций....
14 04 2024 16:28:11
Океан неравномерно распределяется между Северным и Южным полушариями. Северное полушарие содержит около 39% суши, а в Южном полушарии земли занимают приблизительно 19%....
13 04 2024 11:25:54
Для передачи генетических черт от одного поколения к другому, должно происходить размножение, поскольку без него виду угрожает исчезновение....
12 04 2024 15:32:25
Европа - одна из частей света, площадью 10 мил. кв. км. Она граничит с Азией и образует один самый большой на планете материк Евразию....
11 04 2024 7:49:42
Облака летают по небу, высоко над нашими головами. Они часто приковывают к себе взгляды взрослых и детей. Нет ничего удивительного в том, что у вас может возникнуть множество вопросов о том как появляются облака, из чего они состоят, как парят в небе, какие бывают и т.д....
10 04 2024 10:14:34
Загрязнение атмосферного воздуха происходит из широкого спектра источников, которые можно разделить на следующие четыре группы: передвижные, стационарные, местные и природные (естественные)....
09 04 2024 18:44:19
Руаль Амундсен – выдающийся путешественник, первооткрыватель Южного полюса и исследователь Северной Атлантики. Соотечественники называли его "последним викингом" за спартанский подход к делу....
08 04 2024 4:43:10
Проживая в большом городе, нам всегда не хватает общения с природой. Поэтому по выходным дням, нас так тянет пообщаться с ней, уединиться от всех нависших проблем....
07 04 2024 19:40:50
Неживая природа косвенно либо напрямую влияет на все живые организмы. Существенное изменение температуры, света, влажности и прочих абиотических факторов может оказаться для живого существа критическим и даже привести к его гибели....
06 04 2024 3:28:58
Паразиты человека - это организмы, которые полагаются на нас, чтобы выживать, но не предлагают взамен ничего хорошего людям, которых они заражают....
05 04 2024 2:44:30
Это пустыня Атакама. Она располагается в Южной Америке, на территории Чили. В январе, когда в южном полушарии лето, средняя температура здесь не превышает 20°С....
04 04 2024 15:53:19
Период Средних Веков считается временем упадка культуры и науки. Большинство европейских правителей не интересовало исследование далеких территорий, поэтому основные труды того времени принадлежат арабским ученым....
03 04 2024 13:33:57
Европа традиционно считается одним из наиболее развитых регионов мира. Для многих мечтой является «жизнь по европейским стандартам»....
02 04 2024 1:34:47
Водные богатства – это источники воды, которые могут быть использованы для хозяйственной деятельности. Проще всего получить воду из водоемов....
01 04 2024 8:43:13
Панголина иногда называют «чешуйчатым муравьедом». Некоторые люди также называют его шишкой с ногами или артишоком с хвостом. Однако несмотря на то, как его описать, панголин, безусловно, очень странное животное!...
31 03 2024 8:14:22
Промышленность – это очень обширное понятие, которое объединяет самую разную деятельность человека. Она включает в себя множество разнообразных отраслей, которые тесно связаны друг с другом....
30 03 2024 7:19:12
Горными породами называют различные соединения, формирующиеся в ходе различных химических, физических и биологических процессов в коре нашей планеты....
29 03 2024 8:35:12
Рассмотрим явления неживой и живой природы в зависимости от сезона года, а также познакомимся с некоторыми удивительными явлениями, которые случаются довольно редко....
28 03 2024 23:38:11
ОТВЕТ: Скорость передвижения аллигатора по суше может достигать......
27 03 2024 16:12:37
Считается, что ещё с первобытных времен человек стал поклоняться некоторым животным. Во многих регионах и странах мира до сих пор обожествляют животных....
26 03 2024 18:10:52
Вирусы являются внутриклеточными облигатными паразитами, а это означает, что они не могут реплицировать или передавать свои гены без помощи живой клетки....
25 03 2024 5:34:43
Знаете ли вы, что у растений также есть тканевая система, как у животных и людей? Ткани растений подразделяют на два основных типа: постоянные (основные) и меристематические (образовательные)....
24 03 2024 12:10:19
Тихий океан наиболее известен своими многочисленными островами, которых насчитывается около 20-30 тыс. Не рассматривая Австралию как остров, так как это континент, расположенный на собственной континентальной плите, в этот список включены десять крупнейших островов Тихого океана....
23 03 2024 17:35:17
В этой статье представлен список редких грибов России с названиями, фото и кратким описанием, которые пополнили страницы Красной книги....
22 03 2024 22:59:44
Природа может удивлять своими чудесами – необычными явлениями, отличающимися своей красотой и масштабностью. Их очень много. После проливного дождя, как выглянет солнце, можно увидеть радугу, в которой определяется семь цветов....
21 03 2024 15:51:22
Наступила зима! С ее приходом жизнь лесных обитателей во многом изменилась. Вся земля покрыта толстыми сугробами снега....
20 03 2024 17:27:31
На самом деле, у Земли не один день в году, а целых 2. Оба отмечаются весной. Первый официальный День Земли был учреждён ООН в 1971 года....
19 03 2024 4:10:14
В статье приведен список, названия, описание и фото крупнейших из ныне живущих ящериц в мире....
18 03 2024 3:40:13
Птицы строят гнезда, чтобы отложить там яйца. Гнезда сохранят яйца от холода и от животных – любителей яиц. Способ строительства гнезда зависит от места обитания птицы....
17 03 2024 13:29:40
Балинезийская кошка представляет собой породу домашних кошек, которая произошла от сиамских кошек. Балинез - это семейная кошка, которая обожает внимание....
16 03 2024 9:28:40
Клеточная мембрана (плазматическая мембрана) представляет собой тонкую полупроницаемую оболочку, которая окружает цитоплазму клетки....
15 03 2024 9:20:43
Природные комплексы России отличаются внушительными размерами и представляют собой преимущественно равнинные или горные ландшафты. Они отличаются по возрасту образования, климату, растительному и животному миру....
14 03 2024 1:26:47
Под биосферой подразумевается оболочка планеты, в которой есть жизнь и которая находится под воздействием жизни. В целом биосфера – это глобальная экосистема планеты, объединяющая все более мелкие экосистемы в единое целое....
13 03 2024 2:36:44
Хотя сельское хозяйство имеет важное значение для поддержания жизни человека, отрасли, связанные с ним, как правило, оказывают определенное негативное воздействие на окружающую среду....
12 03 2024 1:36:24
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)
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Основные природные зоны Канады
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Грига
Причастие и деепричастие – отличия
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Богатство (обществознание, 5 класс)
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
21 обязательное качество лидера
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Самая краткая биография Марко Поло
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Природные зоны таблица(7 класс) по географии