Kuidas toimub süsinikuringe looduses ja miks see on meile oluline. Vee ja mõnede ainete ringluse tunnused biosfääris Täiendav materjali süsinikuringe looduses

Süsinik on üks keemilistest elementidest, ilma milleta pole elu meie planeedil võimatu. Seda leidub igas bioloogilise struktuuri aatomis ja see täidab ehitusmaterjali funktsiooni. Süsiniku orgaanilistest struktuuridest elututesse kehadesse viimise püsivat (pidevat) protsessi nimetatakse süsinikdioksiidi tsükliks planeedil. Selline tegevus võimaldab meil säilitada biosfääri iga aatomi olemasolu võimet.

Kokkupuutel

Keskkonnas on kahte tüüpi ühendeid: orgaaniline (elav) ja anorgaaniline (surnud). Esimeste hulka kuuluvad bioloogilise päritoluga ained (süsivesikud, valgud ja lipiidid). Nende struktuur sisaldab mitmeid olulisi makroelemente. Anorgaanilised ühendid, mis tekivad keemiliste reaktsioonide koosmõjul, ei sisalda üldse süsinikku. Nende hulka kuuluvad metallid, gaasid, oksiidid, soolad jne. Biosfäär, kasutades süsinikku põhielemendina, muudab ühe oleku teiseks. Teadus nimetab seda protsessi "ainete tsükliks":

• Atmosfäär, veekeskkond ja maa on täidetud anorgaaniliste ühenditega, mis satuvad kõige lihtsamate elusolendite (seened, taimed) toidutrakti.
• Viimaseid neelavad kõrgemad loomad.
• Kui need olendid surevad, hakkavad väikesed organismid surnud liha uuesti metalliks või soolaks töötlema.

See näib olevat looduses toimuva süsihappegaasi ringluse üldpõhimõte. Kui aga teemat sügavamalt käsitleda, kerkivad esile mitmesugused nüansid.

Hingamisteede vahetus

CO2 leidub maa õhus ja mineraalainetes. See moodustub protsesside tõttu hingamine, põletamine ja mädanemine. Flora absorbeerib kergesti gaasiks muudetud süsinikku ja töötleb selle seejärel orgaaniliseks aineks. Taimelehtede struktuuris toimub fotosüntees – klorofüllist ja päikesevalgusest hapniku tootmise protsess. Spetsiaalsete pigmentide abil neelavad ja salvestavad taimestiku esindajad energiat bioloogilistele membraanidele.

Märkusena!

Imendumise kvaliteet ja kiirus sõltuvad taime enda kategooriast. Loomad võlgnevad oma olemasolu just taimestikule, mis toodab tohutul hulgal hingamiseks vajalikku hapnikku.

Kõige väiksemate olendite tegevused

Märkusena!

Mõned olendid ei vaja surnud struktuuri lagundamiseks üldse hapnikku. Anaeroobsed bakterid arenevad veekeskkonnas ja on võimelised tootma musta raudsulfiidi, mis annab jõgedele või soodele neile iseloomuliku värvi.

Sümbioos on kahe organismi kasulik koostoime- on osa biosfääri süsinikuringest. Mõned loomad ei suuda lagundada kiudaineid (tselluloosi), millel on keeruline struktuur. Loodus on aga artiodaktiilide makku paigutanud kasulikud mikroorganismid. Viimased saavad kergesti hakkama tselluloosi lagunemisega lihtsateks elementideks, saades seeläbi toitu. Artiodaktüülide magu neelab töödeldud kiudaineid.

Süsinik maal

Kolmandik sellest elemendist leidub atmosfääris. Taimed, mis toimivad toiduahela peamise lülina, vajavad seda kogust fotosünteesi käigus vajaliku energia saamiseks. Taimtoidulised on kohanenud sööma lehti, juuri ja varsi. Kiskjad on loodud sööma nõrgemaid taimesõpru. Pärast kiskja surma tekkivad orgaanilised ained tungivad mulla sügavatesse kihtidesse, kus neid töötlevad aktiivsed putukad, bakterid ja viirused.

Kõige väiksemate organismide elutegevus stimuleerib soolade ja gaaside moodustumist, mis viiakse taimede struktuuri. Makroelemendid võivad pikka aega viibida sügavates pinnasekihtides, kuid sagedamini eralduvad need turba, metaani ja õli põlemisel. Ainete ringlus taastub.

Biogeokeemiline süsinikuring ookeanis

Veekeskkonna elementide interaktsiooni protsess mõnevõrra raskem kui maa peal. Süsinikdioksiid lahustub vedelikus pikka aega ja ainete koostoime aeglustub. Hüdrosfääris klassifitseeritakse kolm selle elemendiga reservuaari: pind, süvavesi ja radioaktiivsete ainete piirkond. Ookeani ülemistes kihtides asuv plankton vastutab süsinikdioksiidi töötlemise eest. Siit algab toiduahel. Siis võtavad kõrgemad organismid endasse nõrgad ja kui nad surevad, vajuvad nad päris põhja, kus mikroorganismid neid põhjalikult töötlevad.

Inimese roll

"Looduse kuningas" on pikka aega loomade elu raamidest lahkunud ja püüab kohandada ümbritsevat biosfääri oma vajadustega, ressursside kuritarvitamine:

Tsükli tähendus

Planeedi eksisteerimise miljonite aastate jooksul on selle struktuuri kogunenud tohutul hulgal süsinikdioksiidi. Ajaloost on teada vahetusprotsessi erinevaid variatsioone (aeglane, järkjärguline ja katastroofiline). Elul poleks arengupotentsiaali, kui välistada süsiniku liikumine ühest ühendist teise. See element näib olevat mis tahes bioloogilise süsteemi ülesehitamise põhikomponent:

• Süsivesikud stimuleerivad taimede kasvu ja toidavad loomade keha. Need lagunevad seedetraktis.
• Maksas toodetud glükogeen toimib kõrgemate organismide jaoks täiendava energiaallikana.
• Süsinik on valgu ehitusmaterjal, mis saadakse aminohapetest.

Elemendi tähtsust eluprotsesside hoidmisel ei saa ülehinnata. Selle ringlus orgaanilisest ainest surnud objektidesse soodustab uute struktuuride õitsengut ja vananenud vajalikku hävitamist. Süsiniku liikumise näitel on lihtne jälgida bioloogiliste protsesside dünaamilist komponenti.

Maa biosfääris toimuvate keemiliste ja füüsikaliste protsesside käigus toimub pidevalt süsiniku (C) tsükkel. See element on kõigi elusorganismide kõige olulisem komponent. Süsinikuaatomid ringlevad pidevalt meie planeedi erinevates piirkondades. Seega peegeldab süsinikuring Maa elu dünaamikat tervikuna.

Kuidas süsinikuring töötab?

Enamik süsinikku siseneb atmosfääri, nimelt süsinikdioksiidi kujul. Ka veekeskkond sisaldab süsihappegaasi. Samal ajal, nagu looduses õhus, toimub C-käive keskkonnas. Mis puutub süsihappegaasi, siis taimed neelavad selle atmosfäärist. Järgmisena toimub fotosüntees, mille järel moodustuvad mitmesugused ained, sealhulgas süsinik. Süsiniku koguhulk jaguneb osadeks:

• teatav kogus jääb taimemolekulide koostisse, esinedes neis kuni puu, lille või rohu surmani;
• Koos taimestikuga siseneb süsinik loomade kehasse, kui nad toituvad taimestikust, ja hingamisprotsessi käigus hingavad nad välja CO2;
• kui lihasööjad söövad taimtoidulisi, siseneb C röövloomade kehasse, seejärel vabaneb see hingamisteede kaudu;
• Osa taimedesse jäävast süsinikust siseneb nende suremisel mulda ja selle tulemusena ühineb süsinik teiste elementide aatomitega ning koos osalevad nad kütusemineraalide, näiteks kivisöe, moodustumisel.

Süsinikutsükli diagramm

Veekeskkonda sattudes süsihappegaas aurustub ja satub atmosfääri, osaledes looduses toimuvas veeringes. Osa süsinikust neelab meretaimestik ja loomastik ning nende hukkumisel koguneb süsinik koos taimede ja loomade jäänustega veeala põhja. Märkimisväärne osa C-st lahustub vees. Kui süsinik on osa kivimitest, kütusest või settest, kaob see osa atmosfäärist.

Tasub teada, et süsinik satub õhku vulkaanipursete, elusolendite poolt süsihappegaasi väljahingamise ja kütuse põletamisel tekkivate erinevate ainete eraldumise tõttu. Sellega seoses on teadlased nüüd leidnud, et õhku koguneb liigne CO2, mis põhjustab kasvuhooneefekti. Praegu saastab selle ühendi liig oluliselt õhku ja mõjutab negatiivselt kogu planeedi ökoloogiat.

Õppevideo süsinikuringest

Seega on süsinik looduses kõige olulisem element ja osaleb paljudes protsessides. Selle olek sõltub selle kogusest ühes või teises Maa kestas. Liigne süsinikukogus võib põhjustada keskkonnareostust.

SÜSINIKUTSÜKKEL

SÜSINIKUTSÜKKEL, süsiniku ringlus biosfääris. See on keeruline sündmuste ahel. Selle olulisemateks lülideks on süsihappegaasi neeldumine õhust roheliste taimede poolt FOTOSÜNTEESI protsessis ja süsinikdioksiidi tagasipöördumine atmosfääri hingamise ajal, samuti taimedest toituvate loomade kehade lagunemisel.

Elementaarne süsinik on pidevas liikumises. Süsinikdioksiid (CO2) muundatakse esmalt lihtsateks suhkruteks fotosünteesi käigus rohelistes taimedes. Need lagunevad (hingamise käigus) ja varustavad keha energiaga ning CO2 suunatakse tagasi atmosfääri.Ka taimi söövad loomad metaboliseerivad suhkruid ja eraldavad CO2. Geoloogilised protsessid mõjutavad süsiniku tasakaalu kogu maailmas: süsinik eemaldatakse tsüklist, kui see koguneb fossiilkütustesse, nagu kivisüsi, nafta ja gaas. Ja vastupidi, nende põlevate materjalide põletamisel eraldub atmosfääri suures koguses süsinikdioksiidi.

.

Vaadake, mis on "söetsükkel" teistes sõnaraamatutes:

Süsiniktsükkel- protsess, mis algab ökosüsteemides taimede CO2 tarbimisega õhust (ja veest) fotosünteesi käigus (aastas 6-7% CO2). Osa süsinikust läheb seejärel koos fütomassiga loomadele ja mikroorganismidele. Kõik aeroobsed organismid ... ... Ökoloogiline sõnastik

süsinikuring- — ET süsinikuringe Süsiniku tsükkel biosfääris, mille käigus taimed muudavad süsinikdioksiidi orgaanilisteks ühenditeks, mida taimed ja loomad tarbivad, ja süsinik on… … Tehniline tõlkija juhend

süsinikuring- anglies ciklas statusas T valdkond ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Biogeocheminis ciklas, apimantis cheminius, fizinius, geologinius ir biologinius procesus, mitu anglis juda Maa biosferoje, geosferoje, hidrosferoje ir atmosferoje … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Süsinikuring, süsiniku tsükliline liikumine elusolendite maailma ja atmosfääri anorgaanilise maailma, merede, mageveekogude, pinnase ja kivimite vahel. See on üks olulisemaid biogeokeemilisi tsükleid, sealhulgas palju keerulisi reaktsioone ajal... ... Collieri entsüklopeedia

Hapnikutsükkel, hapnikuvahetus atmosfääri ja ookeanide vahel, loomades ja taimedes toimuvate protsesside vahel ning keemiline põlemine. Peamine hapniku uuenemise allikas Maal on FOTOSÜNTEES,... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

AINETSÜKKEL- AINETE RING. Aine maa! noah cortex asub. pidev liikumine, mis on põhjustatud erinevatest põhjustest, | seotud füüsilisega chem. aine omadused, | planetaarne, geoloogiline, geograafiline | kooritud ja biol. maa tingimused. See…… Suur meditsiiniline entsüklopeedia

AINETE TÜKKEL Maal on looduses korduvad muundumis- ja aine liikumise protsessid, mis on oma olemuselt enam-vähem tsüklilised. Üldine ainete ringkäik koosneb üksikutest protsessidest (vee, gaaside, kemikaalide tsükkel... ... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

Hapniku tsükkel– protsess, mis algab taimede fotosünteesi käigus hapniku eraldumisega ökosüsteemide biotsenootilisse keskkonda. Seejärel voolab hapnik läbi sisemise ringi aeroobsetesse organismidesse, sealhulgas taimedesse (hingamisprotsessi käigus). Osa sellest kulub...... Ökoloogiline sõnastik

Maal korduvad looduses aine muundumis- ja liikumisprotsessid, millel on enam-vähem väljendunud tsüklilisus. Nendel protsessidel on teatav edasiliikumine, sest nn tsüklilise... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia

Üksikute keemiliste elementide ja nende ühendite muundamise ja liikumise korduv tsükliline protsess. Esinenud kogu Maa arengu ajaloo vältel ja jätkub ka tänapäeval. Kompositsioonis on alati teatav kõrvalekalle ja... Geograafiline entsüklopeedia

Raamatud

• Süsinikuringe ja kliima, Borisenkov E.P., Kondratyev K.Ya. Ülevaade süsinikuringest atmosfääri-ookean-biosfääri süsteemis, samuti CO 2 ja teiste kasvuhoonegaaside kontsentratsiooni suurenemise mõjust peal ...

Süsinik on kõige olulisem biogeenne keemiline element, mis on kõigi orgaaniliste ja bioorgaaniliste ühendite aluseks. Süsinikuringe looduses on tihedalt seotud hapnikuringe ja bioorgaaniliste ainete mõlema olulise komponendiga. Lämmastiku, fosfori ja väävli tsüklid on tihedalt seotud süsinikuringega, kuna need on valkude ja.

Süsiniku biogeokeemiline tsükkel määrab energia, sest fotosünteetiliste organismide eluline aktiivsus ja nende koosmõju heterotroofsete organismide ja eluta loodusega on planeedile siseneva süsiniku kinnipüüdmise, kogumise ja ümberjaotamise mehhanism.

Tavapäraselt võib süsiniku ringkäik looduses alata süsihappegaasist, mida leidub osaliselt gaasi kujul (kuni 0,04 mahuprotsenti) ja osaliselt lahustunud olekus vees ja muudes veekogudes pideva gaasivahetuse käigus. realiseerub atmosfääri ja vahel. Süsinikdioksiid tekib aeroobsete organismide protsessis, mis on selle ilmumise allikaks nii atmosfääris kui ka hüdrosfääris. Suures koguses CO 2 tekib pursete käigus, looduslike ja tehispõlengute tagajärjel, samuti kütuse põlemisel, surnud taimede ja loomade surnukehade orgaanilise aine oksüdeerumisel.

Vaba ja lahustunud CO 2 läbivad seondumisprotsessid. Seega siseneb suur kogus seda gaasi protsessidesse, mille tulemusena moodustub taimset päritolu orgaaniline aine. Selle protsessi käigus siseneb CO 2 tsüklisse ja naaseb algsesse olekusse, kui orgaanilised ained oksüdeeruvad kas hingamisprotsessides või aeglase oksüdatsiooni (mädaniku) protsessides või põlemisprotsessides (tulekahjud, põlemine inimtegevuse tagajärjel). .

Süsinikdioksiidi sidumise protsessid sellega ei lõpe. CO 2 vesilahused võivad interakteeruda karbonaatkivimitega nii maal kui ka:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

Selles protsessis tekivad lahustuvad vesinikkarbonaadid, mis võivad veevooluga planeedil ringi liikuda (,). Need protsessid (vesinikkarbonaatide moodustumine) toimuvad suhteliselt madalatel temperatuuridel (külmas vees). Loodusliku vee kuumutamisel lagunevad vesinikkarbonaadid, moodustades lahustumatud karbonaadid ja süsinikdioksiidi, mis võivad jääda lahustunud olekus või sattuda atmosfääri (see on veel üks atmosfääri või hüdrosfääri siseneva CO 2 allikas:

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

Tekkivad lahustumatud karbonaadid osalevad settekivimite moodustumisel, mis eemaldab süsihappegaasi ja koos sellega süsiniku tsüklist pikaks ajaks, kui CO 2 lokaalne kontsentratsioon on madal ja karbonaatide üleminekut bikarbonaatideks ei toimu.

Praegu arvatakse, et biogeokeemiline süsinikuring on inimtekkeliste tegurite tõttu häiritud, kuna inimtegevuse tõttu atmosfääri sattuva CO 2 hulk tõuseb 10%-ni selle gaasi iga-aastasest normaalsest biogeense vabanemise tasemest ja see kogus jätkub pidevalt suurendada.

Inimtegevuse kahjulikku mõju Maa süsinikuringet reguleerivatele protsessidele aga leevendavad ookeanis toimuvad süsinikmonooksiidi (IV) sidumise protsessid.

Seega on süsinikuringe looduses dünaamiliste, üsna stabiilsete protsesside süsteem, kus lokaalsed muutused toimuvad suhteliselt kergesti ja globaalsed protsessid kompenseerivad kergesti lokaalseid mõjusid. Sellegipoolest on vaja kohandada inimeste tootmistegevust, et vähendada võimalust häirida süsinikuringe protsesside loomulikku kulgu ja muid sellega seotud elemente.