Кругообіг вуглецю

У біосфері Землі постійно відбуваються кругообіги різних речовин, які циркулюють між живими організмами і оболонками планети (атмосферою, гідросферою та літосферою).

Вуглець є найважливішим хімічним елементом органічних речовин всіх типів. Кругообіг вуглецю в біосфері являє собою складний ланцюжок реакцій. Це циклічне переміщення даного елемента між живими істотами та неорганічним світом. При цьому вуглець переходить із повітряного і водного середовища в тканини рослин і тварин, а потім знову надходить у повітря, воду і грунт, де стає доступним для подальшого використання. У зв'язку з тим, що вуглець вкрай необхідний для підтримки всіх життєвих форм, втручання до циркуляціії цього хімічного елемента впливає на кількість і різноманітність живих організмів, які існують на Землі.Джерелом вуглецю є атмосферне повітря, де цей елемент присутній у формі діоксиду вуглецю (вуглекислого газу). Також вуглекислий газ в розчиненому вигляді (слабка вугільна кислота) є в водах прісних і солоних водойм. Кальцій з'єднується з даною кислотою, утворюючи мінерали - карбонати (вапняк). Загальна маса розчинених і осадових вуглецевмісних сполук дорівнює приблизно 1,8 трлн. тонн. Концентрація пов'язаного вуглецю в атмосферному повітрі у вигляді вуглекислого газу складає 0,03% від маси сухого повітря на рівні моря, в абсолютних величинах це становить приблизно 750 млрд. тонн. Оцінити вміст вуглецю в живих організмах навіть орієнтовно не представляється можливим через їх численність і широке розповсюдження на Землі.

Процес кругообігу вуглецю

Елементарний вуглець знаходиться в русі постійно. Процес кругообігу вуглецю починається всередині екосистем шляхом споживання зеленими рослинами СО₂ з повітряного і водного середовища при фотосинтезі. В ході фотосинтезу діоксид вуглецю перетворюється на прості цукри, які при диханні рослин розщеплюються, віддаючи організмам енергію, а частина СО₂ знову виділяється в атмосферу. Певна частка вуглецю надходить потім із фитомассой до мікроорганізмів і рослиноїдних тварин. Всі аеробні організми беруть участь у виведенні вуглецю в биоценотичну середу екосистем при диханні і бродінні, коли вуглець органічних речовин трансформується у вуглекислий газ із виділенням енергії для життєдіяльності організмів. Також вуглець повертається в атмосферу при розкладанні тіл тварин, що харчуються рослинами. Вуглець потім повторно використовується рослинами у вигляді вуглекислого газу для фотосинтезу. Це внутрішньосистемний кругообіг вуглецю. Частково цей елемент виводиться в атмосферу з екосистем. Циркуляція вуглецю тісно пов'язана з кругообігом кисню. Таким чином, два найважливіших біологічних процеси - фотосинтез і дихання - визначають циркуляцію вуглецю у біосфері.

Цикл кругообігу вуглецю не є повністю замкнутим. На баланс вуглецю в планетарних масштабах впливають геологічні процеси. При накопиченні в таких копалинах, як нафта, вугілля, газ, вапняк, іншші, вуглець виключається з кругообігу в біосфері.

В атмосферу виділяються великі кількості вуглекислого газу при спалюванні горючих вуглецевмісних копалин в результаті діяльності промислових підприємств. Людина порушує природний кругообіг вуглецю в природі в процесі інтенсивної господарської діяльності. Тільки за ХХ століття концентрація вуглекислого газу в атмосфері збільшилася на 25%, що в майбутньому може спричинити прискорення розвитку «парникового ефекту».