Круговорот углерода

 

Круговорот углерода, как и любого другого элемента для построения живой материи совершается по большому и малому циклам. Большой (геологический) круговорот углерода можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 3.1.

 

Рис.3.1 Большой круговорот углерода. По Р.Риклефсу, 1979.

 

Биотический круговорот углерода ( малый цикл ), является основной частью большого круговорота и связан с жизнедеятельностью организмов. Углерод, содержащий в виде СО₂ в атмосфере (его количество там составляет примерно 23,5 х 10¹¹ т), служит "сырьем" для фотосинтеза растений, а затем вместе с их веществом потребляется консументами разных трофических уровней (см. рис. 2.5).

При дыхании растений и животных, а также при функционировании деструктуров (редуцентов) мертвой органики в почве СО₂, возвращается в атмосферу.

Но некоторая часть продукции фотосинтетиков не потребляется перичными консументами и не разлагается деструкторами. Она депонируется в литосфере в виде мертвой органики, переходя в ископаемое состояние. Так, залежи каменного угля или торфа ‑ это и есть депонированное органическое вещество ‑ продукт процесса фотосинтеза растений прошлых геологических эпох.

В связи с тем, что солнечную энергию, аккумулированную в ископаемом топливе, человек интенсивно высвобождает, сжигая это топливо, то возникает и так называемый биолого-технический круговорот углерода.

Основная масса ископаемого углерода в настоящее время аккумулирована в карбонатных отложениях дна океана (1,3 х 10¹⁶ т) и в кристаллических породах (1 х 10¹⁶ т). В каменном угле и в нефти запасы углерода составляют примерно 3,4 х 10¹⁵ т. Этот углерод принимает участие в геологическом круговороте.

Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддерживаются относительно небольшими количествами углерода, участвующего в малом круговороте и содержащегося в растительных тканях (5 х 10¹¹ т) и в тканях животных (5 х 10⁹ т).

Вместе с тем, в результате интенсивного сжигания энергоносителей содержание С0₂ в атмосфере за последнее столетие увеличилось на 10% от его современной концентрации. В атмосфере задерживается около половины "антропогенного" диоксида углерода, а остальное количество поглощается водами мирового океана и, отчасти, живыми организмами. Считается, что наземные экосистемы ежегодно ассимилируют около 12% диоксида углерода, т.е. общее время его переноса в круговороте составляет 8 лет.