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.
Первичный, или дeвcтвeнный лес - это лес, который имеет большой возраст и обладает уникальными биологическими особенностями....
08 05 2024 23:29:28
Наступила осень. Ее приход мы узнаем по разноцветным листьям, длинным и холодным ночам, по крикам птиц, которые начинают собираться в стаи, чтобы отправится в теплые края....
07 05 2024 3:42:10
Предлагаем погрузиться в водную стихию и познакомиться с десяткой самых больших рыб в мире....
06 05 2024 7:50:45
Среди всех времен года особенно прекрасна осень. Меня привлекает разнообразие красок, большие перемены в природе, происходящие в этот сезон года....
05 05 2024 5:38:20
В этой статье мы собрали для вас несколько самых интересных и увлекательных фактов об этих загадочных существах....
04 05 2024 16:36:45
Особо неповторима и прекрасна зима в деревне. Когда у меня начались зимние каникулы, я решил посетить свою бабушку и дедушку, которые жили в селе....
03 05 2024 2:50:14
Европа не так богата водными ресурсами, как Северная Америка, Африка или Азия. Тем не менее на континенте есть несколько примечательных озер, которые по большей части располагаются на севере материка....
02 05 2024 4:37:51
Кошка Жоффруа (Leopardus geoffroyi) - вид дикой кошки из Южной Америки. Принадлежит к роду тигровые кошки (Leopardus). Названа в честь французского зоолога Жоффруа Сент-Илера....
01 05 2024 2:55:33
Государство состоит из митрополии Франции, а также других заморских территорий в Южной Америке и островов в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах, включая часть Антарктиды....
30 04 2024 11:40:19
Обыкновенный, или евразийский, или речной бобр (Castor fiber) - вид полуводного млекопитающего из семейства бобровые (Castor)....
29 04 2024 22:38:48
Бактерии, вызывающие болезнь, называются патогенными бактериями, и они делают это, производя ядовитые вещества, называемые эндотоксинами и экзотоксинами....
28 04 2024 20:22:27
ОТВЕТ: В то время как птицы вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ через рот или ноздри подобно млекопитающим, их дыхательные системы сложнее, чем......
27 04 2024 15:51:59
Индийский аист-разиня, по меркам семейства аистовые — птица среднего размера. Рост гонгала, в среднем составляет около 81 см, а размах крыльев колeблется в диапазоне 147-149 см....
26 04 2024 14:37:33
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....
25 04 2024 11:52:46
ОТВЕТ: Леопард может развивать максимальную скорость бега до......
24 04 2024 15:37:27
В этой статье представлена информация об особенностях климата Европы, а также карта и таблица с хаpaктеристикой климатических поясов этой части света....
23 04 2024 12:47:58
Структурированный список, названия, описание, и фото некоторых представителей животного мира, обитающих на территории Европы....
22 04 2024 6:19:32
Сиамская кошка – очень грациозная, достаточно небольшая, лёгкая. Порода примечательна тем, что её сложно спутать с другой, не смотря на родство и внешнее сходство с тайской кошкой....
21 04 2024 9:21:50
Канадский бобр (Castor canadensis) - крупный полуводный грызун, родом с Северной Америке. Вместе с обыкновенным бобром (евразийский вид) состоит в семействе......
20 04 2024 6:43:53
Орангутаны широко известны благодаря своему красному меху. Они по праву считаются самыми крупными древесными млекопитающими, проводящими большую часть своей жизни...
19 04 2024 11:52:39
ОТВЕТ: Малая Азия - полуостров, который расположен в юго-западной части Азии. Это самый западный выступ Азиатской части света, включающий в себя в основном территорию современной Турции....
18 04 2024 22:48:34
Огамия - тип анизогамии (гетерогамии) - форма пoлoвoго размножения, при которой женская гамета значительно больше, чем мужская гамета, и является не подвижной....
17 04 2024 12:14:58
Фороpaкосы - нелетающие доисторические птицы, предположительно наводившие ужас на мелких млекопитающих среднего миоцена в Южной Америки из-за своих огромных размеров....
16 04 2024 20:34:20
В статье представлен список, карты и краткое описание шести самых больших полуостровов России в порядке возрастания площади....
15 04 2024 4:31:41
Помните! Все списки "чудес природы" являются субъективными и каждый вправе сам выбирать, что для него чудо, а что обыденное явление....
14 04 2024 7:40:23
Существует множество факторов, которые способны присвоить собаке титул «опасная», но большинство критиков и исследователей не могут прийти к единому мнению....
13 04 2024 16:55:20
Все школьники ждут очередных каникул, когда не надо учить уроки, а можно много гулять на улице, и спать сколько захочется. Вот наконец, в последние дни марта наступили весенние каникулы....
12 04 2024 20:18:27
На австралийском гербе крупным планом изображено два животных. Они стоят слева и справа щита, на котором изображены гербы отдельных австралийских провинций....
11 04 2024 13:14:46
Если услышать название «Мертвое море», сложно представить себе идеальное место для отдыха, но это озеро привлекает туристов в течение тысяч лет. Считается, что минералы в воде обладают терапевтическими особенностями, а высокая соленость воды позволяет легко плавать....
10 04 2024 13:49:51
К акватории Атлантического океана относится множество заливов, морей и проливов, среди которых можно отметить несколько наиболее крупных....
09 04 2024 2:36:29
В данной статье мы расскажем о видах антропогенных экосистем и о том, какие функции они выполняют....
08 04 2024 18:38:11
Водные ресурсы мира - все воды гидросферы, включая воды мирового океана, поверхностные и подземные воды континентов....
07 04 2024 2:14:37
Возможно, вы думаете, что кролик и заяц - одно и то же. На самом деле это разные животные, которых постоянно путают между собой....
06 04 2024 1:24:43
Экономика рассматривает деятельность человека, связанную с производством различных товаров и торговлей. Зачем изучать эту науку?...
05 04 2024 15:53:31
Более 100 видов птиц оказались на грани исчезновения и были включены в Красную книгу Российской Федерации. Познакомимся с некоторыми из них....
04 04 2024 23:28:26
Впереди летний солнечный день. Перед нами река, в которой отражается все, что находится по ее берегам. Через нее построен мост с перилами. Но он уже выглядит старым, так как даже не хватаем всех досок....
03 04 2024 2:48:59
Перед нами картина Константина Юона «Весенний солнечный день». Она вся блистает и светится от яркого солнца, которое отражается в слегка растаявшем снеге....
02 04 2024 20:38:54
Существует множество способов ориентирования на местности, которые помогут не потеряться в незнакомой местности....
01 04 2024 20:33:52
Дымчатый леопард (Neofelis nebulosa) - вид дикого хищного млекопитающего из семейства кошачьи (Felidae). Принадлежит к роду дымчатые леопарды (Neofelis)....
31 03 2024 6:19:32
России повезло – на территории нашего родного края находится множество водоемов, которые могут быть использованы в хозяйстве....
30 03 2024 2:45:33
Это, безусловно, один из многих важных показателей, который должен находится в норме для поддержания оптимального здоровья. Давайте узнаем о pH крови более подробно....
29 03 2024 18:42:47
Узнай, какие ядовитые и потенциально опасные змеи водятся на территории Российской Федерации....
28 03 2024 6:29:10
Картинки из этой подборки являются отличным способом показать малышу изображения доброго, улыбающегося, лучистого и веселого солнышка....
27 03 2024 5:19:26
Бинарное деление - процесс воспроизводства новых клеток у прокариот, которые генетически идентичны родительской клетке....
26 03 2024 22:15:30
ОТВЕТ: Как правило, период размножения у кенгуру преподает на сезон дождей, а роды в среднем наступают через 30 дней после зачатия....
25 03 2024 11:15:28
В этой статье мы представляем вашему вниманию список 10-ти из самых умных животных на Земле в произвольном порядке....
24 03 2024 5:37:11
В этом списке мы рассмотрим 10 горных животных, которые адаптировались к сложным условиям жизни на вершинах мира....
23 03 2024 17:18:34
Сейчас постоянно говорят о загрязнении окружающей среды. Хорошо, что есть такие организации, которые обращают наш взгляд на эту экологическую катастрофу....
22 03 2024 21:54:13
Австралия – самый маленький и сухой материк из всех, но несмотря на это природа континента очень разнообразна....
21 03 2024 6:33:51
Золотая кошка (Caracal aurata) - вид дикой кошки эндемичной для тропических лесов Западной и Центральной Африки. Это близкий родственник каpaкала и сервала....
20 03 2024 22:28:47
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
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Самая краткая биография Андерсена
Основные природные зоны Канады
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Педагогическая психология
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Самая краткая биография Грига
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Строение глаза и функции его частей в таблице
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Склонение числительных по падежам – таблица особенностей и примеров онлайн
Причастие и деепричастие – отличия