Глобальные углерода

Почва - главный реактор трансформации и круговорота элементов. Она играет роль центрального звена в глобальном углерод-кислородном цикле и наряду с океаном выполняет функции регулятора состава атмосферы. Поглощение атмосферных осадков почвенным покровом играет важную роль в круговороте пресной воды на земном шаре, в формировании поверхностных стоков и изменении химического состава вод. В почве не только аккумулируется запас воды, необходимый для жизнедеятельности первичных продуцентов на весь период вегетации, но и формируется ее состав это оптимальная среда для укоренения наземных растений. [c.118]

Хотя повышение концентрации диоксида углерода и вызовет общее потепление, трудно сказать, что точно произойдет с климатом на него влияют слишком много факторов, взаимосвязь между которыми еще не вполне понятна. Человеческие поселения способствуют нагреванию Земли, поскольку уменьшают ее отражательную способность, делая ее темнее из-за вытеснения лесов и полей городами и селами. Автомобили и загрязнение воздуха оказывают местное влияние на температуру. Частички смога могут и нагревать, и охлаждать атмосферу. Вдобавок ко всему, климат на Земле подвержен глобальным циклическим изменениям ледниковые периоды сменяются периодами потепления. [c.404]

Спор можно разрешить,— пишет он,— если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В. И. Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре... [c.29]

ГЛОБАЛЬНЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА [c.51]

Глобальный цикл углерода условно можно разделить на два цикла низшего ранга. Первый из них связан с потреблением СО2 при фотосинтезе. Это потребление компенсируется выделением его в результате деятельности деструкторов, главным образом почвенных микроорганизмов. Дополнительным источником служат лесные и степные пожары, возникающие в результате поджигания молниями (табл. 2.2). [c.52]

Неполная замкнутость глобального цикла углерода явилась причиной накопления свободного кислорода в атмосфере, образования озоносферы и окисления содержащихся в газовой обо- [c.56]

Рис. 2.2. Некоторые важнейшие элементы глобального цикла кислорода и его связи с биотической частью цикла углерода и серы (по г. А. Заварзину, 1984)

За 130 лет в период с 1860 по 1990 г. средняя глобальная температура атмосферы увеличилась на 0,6 К, и эта тенденция сохраняется до настоящего времени (рис. 3.1). Многие исследователи считают это потепление следствием усиления парникового эффекта, главным образом за счет накопления в атмосферном воздухе диоксида углерода. [c.76]

Внимание к диоксиду углерода, его глобальному балансу определяется, прежде всего, признанной ролью этой переменной по содержанию малой газовой составляющей в естественном парниковом эффекте атмосферы Земли, а также надежно установленным приростом ее концентрации. Круговорот СОд является ча- [c.83]

АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ БИОТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ГЛОБАЛЬНОГО ЦИКЛА УГЛЕРОДА [c.96]

Как уже говорилось, растительность континентов поглощает значительную часть избыточного антропогенного углерода из атмосферы. Поэтому для прогноза вероятных глобальных изменений важно знать, как изменяется продуктивность континентальных экосистем с увеличением концентрации СО2. Сложность проблемы заключается не только в многообразии экосистем и наличии в каждой их них многочисленных подлежащих количественному учету связей между отдельными элементами (см. упрощенную схему углеродного цикла внутри экосистемы на рис. 3.12). Недостаточно изучены взаимодействия циклов углерода и других элементов-органогенов - азота, фосфора, серы, лимитирующих продуктивность большинства континентальных экосистем. [c.102]

Как влияет сельскохозяйственная деятельность на глобальный бюджет диоксида углерода [c.117]

Диоксид углерода. Органическое вещество в почвах мира (включая гумус и живое вещество) содержат в 3 раза больше углерода, чем вся наземная растительность. Почвы пустынь и полупустынь районов накапливают углерод в неорганических соединениях, в первую очередь в виде карбонатов кальция. Эти формы углерода образуют существенную часть его глобального цикла, поскольку они находятся почти на поверхности и подвержены эрозии и переотложению. Ежегодно почвенный покров Земли отдает в атмосферу около 5 % почвенных запасов углерода за счет образования углекислого газа из органического вещества. Такое поступление почвенного углерода в атмосферу более чем в 10 раз превышает его поступление в результате сжигания углерода горючих ископаемых, однако почвенный резерв углерода восполняется продукцией биомассы. [c.82]

Растущие концентрации СО2 в атмосфере могут привести к глобальному потеплению, которое, по-видимому, в свою очередь, способствует более активной минерализации органического вещества в тундровых и торфяных почвах, что усиливает потери СО2 и ускоряет темпы глобальных климатических изменений. До недавнего времени тундровые и различные заболоченные почвы, а также торфяники выступали в качестве мировых хранилищ почвенного углерода особенно после отступления последних материковых ледников. Ожидаемые потери углерода тундровыми и болотными экосистемами во время глобального потепления при разных вариантах климатических сценариев изучались в лабораториях на монолитах, взятых из соответствующих почв, а также путей компьютерного моделирования. Мы знаем теперь, что в результате таяния арктических льдов вследствие глобального потепления климата будут иметь место абсолютные потери углерода из тундровых почв, оказавшихся в более теплых и влажных условиях, чем те, в которых почвы сформировались. [c.83]

Рис. 4. Глобальный цикл углерода

В этой главе изучаются глобальные циклы углерода, серы и ХФУ на или вблизи поверхности Земли. Они были выбраны в качестве примеров потому, что являются химическими веществами, широко распространенными в атмосфере, и потенциально могут воздействовать на крупные регионы, если не на всю планету (см. разд. 2.3). [c.214]

До сих пор мы изучали глобальный цикл углерода, не обращая внимания на ту роль, которую СО2 играет в климате Земли. Хотя СО2 содержится в небольшом количестве в атмосфере (см. разд. 2.2), он играет существенную роль в радиационном балансе Земли, и, следовательно, в регулировании климата. Это проиллюстрировано на рис. 5.12, а, где в зависимости от длин волн показаны спектры излучения Солнца и Земли при эффективных температурах излучения около 5700 С и -23 С соответственно. На рис. 5.12,5 показано, как это испускаемое излучение поглощается различными атмосферными газами. Например, ббльшая часть УФ-излучения, вторгающегося в [c.235]

Не менее опасное воздействие на природу, чем оксиды углерода, азота и серы, оказывают выбросы ТЭС в виде диоксида углерода, вызывая так называемый парниковый эффект. В настоящее время в результате сжигания органических горючих ископаемых на ТЭС в атмосферу Земли ежегодно поступает около 20 млрд т углекислого газа. Содержание его в атмосфере уже сегодня превышает уровень 40-х гг. на 15-20 %. В результате усиливается процесс поглощения биосферой инфракрасного излучения Солнца и тем самым потепления климата Земли. Парниковый эффект может привести к значительному изменению атмосферной циркуляции, таянию льдов, затоплению материков и другим глобальным социальным и экономическим потрясениям [c.640]

Итак, >нефть на всех стадиях своего преобразования испытывает термокаталитическое воздействие, начиная от диффуз-но-рассеянного состояния в породах и нефтей в залежах до тех пор, пока не исчезнет сама нефть и останутся только метан и твердые минералы углерода. Этому процессу глобально подвергаются все существующие в природе нефти. [c.244]

Фотохимические процессы в атмосфере уже не в состоянии перерабатывать загрязняющие вещества и восстанавливать баланс в природе. Накопление в воздухе углекислого газа, поступающего с выхлопными газами автомобилей, дымовыми газами тепловых станций и горно-металлургических предприятий, а также от факелов нефтехимических, нефтеперерабатывающих и других заводов, может привести к глобальной катастрофе на нашей планете. Увеличение количества диоксида углерода вызывает парниковый эффект, обусловленный изменением прозрачности атмосферы, уменьшением рассеяния и отражения солнечного света и приводящий к более высокому нагреву внутренних слоев атмосферы. Значительную долю в антропогенное загрязнение атмосферы вносят и другие парниковые газы. [c.4]

Анализ свойств групп вершин приводит к следующему очень простому правилу для определения, будет ли в полигональной или полиэдрической молекуле осуществляться делокализованное связывание или связывание, локализованное, на ребрах делокализация будет осуществляться при несоответствии между степенью вершины многоугольника или полиэдра и числом внутренных орбита-лей, имеющихся у атомов вершин. Так, например, в случае нормальных атомов вершин, имеющих 3 внутренние орбитали, связывание, полностью локализованное на ребрах, осуществляется в полиэдрической молекуле, в которой все вершины полиэдра имеют степень 3. Так происходит в случае полиэдранов, обсуждаемых ниже в статье, в которых все вершины — атомы углерода и имеют степень 3. Плоские молекулы в виде правильного многоугольника с нормальными атомами вершин полностью (глобально) делокализо-ваны, поскольку все вершины любого многоугольника имеют степень 2. Кроме того, полиэдрические молекулы со всеми нормальными атомами вершин полностью делокализованы, если все вершины полиэдра имеют степень 4 или больше простейшим таким полиэдром является правильный октаэдр. Тетраэдрические полости в дельтаэдрах, которые приводят к изолированным вершинам степени 3, служат центрами локализации связывания в делокализованной в остальной части молекуле при условии, что все атомы вершин нормальные. Так, например, тетраэдр является прототипом полиэдрических систем, имеющих связывание с локализацией на ребрах, а правильный октаэдр — прототипом полиэдрических систем с глобально делокализованным связыванием. [c.122]

Влиииие загризиеиий на запыленность и прозрачность атмосферы и здоровье человека. Важную роль в проницаемости тепловых лучей играет накопление в атмосфере диоксида углерода. Ежегодно его кол-во возрастает на 0,4%, и в настоящее время концентрация в атмосфере составляет 0,032% (ожидается, что она будет удваиваться каждые 23 года), СО2 поглощает ИК излучение, что при определениой концентрации газа может вызывать глобальное повышение т-ры ( парниковый эффект ). [c.431]

Важное место в круговороте веществ в окружающей среде занимают атмосферные процессы. В первую очередь это касается круговорота кислорода, углерода, азота и серы. Атмосфера - наиболее подвижная часть биосферы, в силу чего воздействие па пее множества рассредоточенных источников загрязнения зачастую приобретает глобальный характер. Попадающие в атмосферу загрязняющие вещества разносятся потоками воздуха па большие расстояния, осаждаются на сушу, попадают в водоемы -происходит рассеяние загрязнителей па большие территории. К тому же продукты трансформации первично выбрасьшаемых в атмосферу веществ могут оказаться гораздо более опасными, чем сами выбросы. [c.26]

Загрязнение водных экосистем нефтью. Это одна из серьезных экологических проблем глобального масштаба. Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и их производных каждое из этих соединений может рассматриваться как самостоятельный токсикант. В её составе обнаруживается свыше 1000 ипдивидуальпьк органических соединений, содержащих 83-87 % углерода, 12-14 % водорода, 0,5-6,0 % серы, [c.38]

Потенциал глобального потепления GWP принят за единицу для диоксида углерода (СО2) с временным горизонтом 100 лет, а потенциал HGWP подсчитывают относительно значения этого параметра для R11, также принятого за единицу. [c.11]

Известно, что галоидопроизводные углеводороды имеют значительно больший, чем диоксид углерода, потенциал глобального потепления GWP. Однако количество попадающего в атмосферу диоксида углерода существенно превыщает объемы утечек гало-идопроизводных углеводородов, и поэтому прямое влияние последних на возрастание парникового эффекта ранее считали незначительным. Остановимся на этом моменте более подробно. [c.12]

Комплексные исследования на шельфе Атлантического и Тихого океанов говорят о том, что только поток с шельфа вниз по свалу глубин (батиали) составляет 30-47 г С/(м год). Цлощадь батиали в Мировом океане равна примерно 32,5 10 км , значит суммарный поток составляет 1,0-1,5 Гг С/год. По мере накопления осадков происходит переработка органического вещества основное его количество в донных отложениях представлено труднорастворимыми гуминами. Общее содержание органического углерода, накопленного в донных отложениях за время послеледникового периода (голоцена), составляет примерно 2,2 Ю Гт. Возвращение этого углерода в глобальный круговорот может происходить только через многие миллионы лет. [c.33]

Исходным материалом для образования гумуса служит растительный опад, величина которого в глобальных масштабах оценивается в 40 Гт С/год. Основная его часть состоит из лигно-целлюлозы. Главными агентами разложения этих биополимеров служат почвенные грибы, выделяющие в окружающую среду экзоферменты (целлюлазы), легко гидролизующие углеводы. Процесс гидролиза прерывается, когда фермент встречает неоднородности в строении полимера, его лигнифицированные участки. В результате в почве накапливаются обрывки молекул, включающиеся далее в медленные процессы конденсации. В итоге образуются структуры, малодоступные микроорганизмам. Гумусовые соединения служат исходным материалом для еще менее доступного для биодеградации материала - рассеянного органического углерода осадочных горных пород, называемого керогеном. [c.45]

Таким образом, этот цикл оказывается не полностью замкнутым. Степень его разомкнутости можно оценить, если принять во внимание, что в результате фотосинтеза на планете ежегодно образуется около 200 С рг. Почти весь синтезированный органический углерод подвергается микробиологическому разложению, и только небольшая его часть - около 0,02 Гт С/год - поступает в донные отложения, накапливается в виде гумуса почв и торфа, избегая таким образом деструкции. Тогда точность замыкания биотической части глобального цикла углерода предстает как частное от деления этих величин 0,02 200 = 10 (В. Г. Горшков и К. Я. Кондратьев, 1990). [c.53]

Совершенно очевидно, что даже при таких относительно небольших скоростях постоянного выведения углерода из глобального круговорота полное его исчерпание из атмосферы должно было бы произойти в течение нескольких тысячелетий. Этого не происходит, поскольку запас углерода в атмосфере восполняется за счет вулканизма. Эмиссия СО2 вулканами в современный период оценивается величиной 0,13-0,18 Гт С/год. Вполне вероятно, что заметный вклад в атмосферный резервуар неорганического углерода вносит также дегазация земной коры, особенно по глубинным разломам в геосинклинальных областях. Однако такой "скрытый" поток СО2 все еще остается неидентифициро-ванным и по этой причине неучтенным. [c.54]

Оцените степень разомкнутости естественных глобальных циклов углерода и кислорода. [c.75]

Главными по содержанию в атмосферном воздухе восстановленными соединениями являются метан, глобальный бюджет которого рассмотрен в главе 3, и монооксид углерода. Концентрации СО в атмосфере обычно находятся в пределах 0,05-0,20 млн Ч Образование монооксида углерода связано с окислением метана в атмосфере и сжиганием ископаемого топлива. Его содержание в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями может достигать 5 %, а дизельных - 0,5 % по объему. Глобальная антропогенная эмиссия СО за счет сжигания ископаемого топлива оценивается в 640 Мт/год. Значительный вклад (350 Мт/год) вносит также сжигание биомассы, главным образом в саваннах и тропических лесах (Левайн, 1995). Как видно, по физическим масштабам эмиссия СО не уступает эмиссии метана или даже превосходит ее. [c.172]

Кроме радиоактивных продуктов деления урана или плутония в глобальных радиоактивных выпадениях могут присутствовать радиоактивные изотопы, возникающие в результате взаимодействия нейтронов, образующихся при ядерном взрыве, с атомами элементов заряда, конструкций и элементов, содержащихся в воздухе, почве, породах. Вследствие взаимодействия нейтронов с элементами заряда образуется нептуний-239, а при термоядерном взрыве — тритий и уран-237. При взаимодействии нейтронов с консфуктивными элементами устройства образуются кобальт-60, кобальт-57, вольфрам-185, вольфрам-181, вольфрам-187, рений-188 и родий-102. При взаимодействии с компонентами воздуха образуются аргон-41, углерод-14 и тритий. При взаимодействии с почвой активируются алюминий, кремний, натрий, марганец, железо, кобальт и другие элементы (табл. 8). [c.33]

Основными инфедиентами зафязнения атмосферы являются оксиды углерода, серы и азота, углеводороды и взвешенные частицы. Накоплены статистические данные, позволяющие оценить вклад материков и отдельных фупп сфан в глобальное зафязнение атмосферы этими соединениями (табл. 15). Сводные данные о количестве наиболее распространенных выбросов свидетельствуют о том, что их подавляющая часть приходится на промышленно развитые страны Северной Америки и Европы и в меньшей степени Азии. [c.52]

Современные исследования глобального цикла углерода включают по возможности более точные оценки запасов почвенного углерода и в частности, углерода антропогенных источников. Наиболее активное сведение лесов под сельскохозяйственные угодья в настоящее время происходит в тропиках, так что тропические почвы, по-видимому, оказываются основным источником ежегодйых поступлений углерода в атмосферу (до 60 % от поступлений углерода за счет сжигания ископаемого топлива). Динамика и балансы почвенного органического вещества специально исследуются на ключевых участках с известными недавними изменениями видов использования территории прямыми и косвенными методами, в том числе путем изучения изменений изотопного состава углерода в почвенном органическом веществе, например, при смене естественной растительности сельскохозяйственными культурами (рис. 4). [c.83]

Оксид углерода СО может продуцироваться в почвах, причем и небиологическим путем. Экспериментально установлено вьщеление СО за счет обычных в почвах фенольных соединений, содержащих Фуппы ОСНз или ОН в орто- или яаро-положении по отношению к первой гидроксильной фуппе. Общий баланс продуцирования небиологического СО и его окисления микроорганизмами зависит от конкретных экологических условий и в первую очередь от влажности и значения pH. Так, из аридных почв небиологический СО вьщеляется непосредственно в атмосферу, вызывая локальное увеличение концен-фации СО. Но в глобальном масштабе преобладают, видимо, процессы окисления СО по ряду данных, окисление СО микроорганизмами достигает величин порядка 190—580 Тг/год, тогда как эмиссия небиологического СО не превышает, видимо, 30 Тг/год (Тг — террофамм, или 10" г). [c.86]

Сельское хозяйство и климат всегда были неразрывно связаны. Возможное глобальное повышение температуры в новом столетии и последующие изменения в распределении осадков неизбежно скажутся на сельскохозяйственном производстве и демографической ситуации. Грядущие климатические изменения могут быть вызваны ростом концентрации некоторых газов в атмосфере, таких, как диоксид углерода СО2, метан СН4 и закись азота N30. На основании ряда компьютерных моделей разработаны прогнозы увеличения роли эмиссии N30 и СН4 в будущих глобальных изменениях. Около 70 % СН4 и 90 % N30 поступают в атмосферу из почв. Почвы, вместе с тем, могут бьггь и хранилищем этих газов, поэтому соотношение между обеими функциями почвы (эмиссия и связывание газов) имеет существенное значение для определения стратегии улучшения использования земель, когда одновременно стимулируется как продукция газов, так и их поглощение почвой. [c.88]

В которой скорости реакций высоки, сильно влияет человеческая деятельность. В наземных средах (гл. 3) во взаимодействии находится множество процессов, связанных с твердыми и жидкими компонентами. Внимание здесь сосредоточено на процессах выветривания и их влиянии на химический состав осадков, почв и континентальных поверхностных вод. Тема выветривания как источника веществ связана с океанами (гл. 4), но ясно, что химический состав этого огромного водного резервуара контролируется множеством других физических, биологических и химических процессов. В гл. 5 рассматривается химия окружающей среды в глобальном масштабе, в ней суммируется информация предыдущих глав и основное внимание посвящено влиянию человека на глобальные химические процессы. Быстрые циклы углерода и серы являются примерами природных химических цикпов, нарушенных в результате человеческой деятельности. В противоположность им реакция между хлорфторуглеродами (ХФУ) и озоном (Оз) стратосферы является примером непредвиденного влияния на природные среды, вызванного химикатами, синтезированными человеком. [c.24]

Глобальные запасы природного и актропогенного диоксида углерода [c.228]

Рис. 5.9. Упрощенный вариант глобального цикла углерода. Цифры в рамках отражают размер резервуара в Гт С. Стрелки представляют потоки, а связанные с ними числа соответствуют размеру потока в Гт год-. По IP (1994).

Влияние увеличившихся уровней диоксьзда углерода на глобальную температуру и другие свойства [c.235]

Рассмотрение последовательной эволюции ОВ как в рассеянной (РОВ), так и в концентриванной форме — горючие полезные ископаемые — от момента его возникновения в живом веществе, затем захоронение и преобразование в диагенезе, трансформация в катагенезе, вплоть до конечных продуктов его преобразования (графита и метана), или онтогенез РОВ и нефти, — позволяет констатировать, что горючие полезные ископаемые и прежде всего нефть, по выражению Н.Б. Вассоевича, детище литогенеза . Вся история их формирования и разрушения является частью обшего глобального цикла углерода (рис. 3.15). [c.163]

Первичный (I), ИЛИ малый, цикл продолжительностью от нескольких дней до нескольких тысяч лет является поставщиком углерода для второго глобального цикла, продолжительность которого многие миллионы лет. Нефте- и газообразование — не-отьемлемый элемент И цикла. Если преобразование углерода во втором цикле происходит на фоне длительного и устойчивого погружения, то УВ флюиды — обязательный продукт промежуточной стадии глобального углеродного цикла. [c.164]

Современные экономисты и политики, рассматривая перспективы развития человечества в XXI в. и далее, к сожалению, не всегда оценивают реальные нефтегазовые ресурсы Земли. Часто речь идет о невосполнимых запасах, которые должны закончиться в ближайшие десятилетия. Но дело обстоит не совсем так. Авторы настояшей книги старались показать, что генерация углеводородов происходит в процессе развития нашей планеты. Углеводороды участвуют в круговороте углерода в природе, и пока планета представляет собой живое тело, эти процессы не прекратятся. Другой стороной этой глобальной проблемы является участие человечества в планетарных явлениях. Только понимая суть явлений, можно в них вписаться и фамотно использовать. Авторы сделали попытку раскрыть объективную сущность некоторых явлений нефтегазогенерации, показать взаимосвязь всех основных процессов, охватывающих био- гидро- и литосферу. В учебнике Геология и геохимия нефти и газа рассматривается фундаментальная проблема естествознания, стоящая на стыке различньис наук и даже определенным образом организующая эти науки. Основные выводы необходимо учитывать специалистам в разных областях, и не только естественного профиля, но также и представителям гуманитарных направлений — экономистам, историкам, юристам. Составление долговременных программ, межгосударственных соглашений должно учитывать основные принципы естественного развития крупных территорий (осадочных бассейнов) и историю углеводородов в них. В чисто прагматических целях решение проблемы геологии и геохимии нефти и газа будет способствовать более рациональному комплексному использованию этих полезных ископаемых. [c.412]

Изменения климата Земли, вызванные парниковым эффектом, начались, по мнению Международной группы экспертов по изменению климата (IP ), с 1750 года, и сейчас наша планета уже испытывает последствия глобального потепления 1995 год был самым жарким на Земле. Ответственными за изменение климата названы парниковые газы диоксид углерода, метан, окиси азота, другие многоатомные газы, в числе которых все хладагенты, имеющие в своем составе фтор, углерод, водород и серу. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология