Головна ⇒ 📌Хімія ⇒ Колообіг Карбону в природі

Колообіг Карбону в природі

РОЗДІЛ 2 НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ

ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ IVA ГРУПИ

§ 49. Колообіг Карбону в природі

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

Пояснювати колообіг Карбону в природі, сутність “парникового ефекту”;

Оцінювати наслідки “парникового ефекту”.

Колообіг Карбону в природі – це безперервний процес руйнування одних карбоновмісних речовин та утворення інших і складова великого колообігу речовин, пов’язаного з життєдіяльністю живих організмів (мал. 82, а).

Найважливіша роль у колообігу

Карбону належить вуглекислому газу, що входить до складу атмосфери Землі. З повітря він у значних кількостях поглинається наземними рослинами та фітопланктоном Світового океану. Процес поглинання СО2, тобто фотосинтез, відбувається в зелених рослинах тільки на світлі. У результаті цього утворюються органічні сполуки, і в атмосферу виділяється кисень:

Щорічно за рахунок фотосинтезу утворюється до 80 млрд т органічних сполук, виділяється 1 – 1011 т кисню, поглинається 1,7 – 1021 кДж сонячної енергії, що в 10 разів перевищує річне споживання енергії в світі.

З рослин, якими живляться

тварини, Карбон у складі органічних речовин надходить у тваринні організми, з харчовими продуктами – до організму людини. Згодом разом з продуктами життєдіяльності він виводиться в грунт у вигляді органічних решток. Під дією мікроорганізмів органічні речовини розкладаються, частина їх перетворюється на нове утворення органічної матерії – гумус. Іноді за нестачі повітря, високої кислотності середовища ланцюг стає неповним або коротким: органічні залишки накопичуються у вигляді торфу. У деяких торф’яних болотах шар торфу досягає 20 м завтовшки. На цьому призупиняється біологічний колообіг Карбону. Поклади кам’яного вугілля і торфу є продуктами процесів фотосинтезу минулих геологічних епох (мал. 82, б, в).

Мал. 82. Колообіг Карбону в природі (а); торф (б); вугілля (в)

Вуглекислий газ із атмосфери поглинається також водами Світового океану і взаємодіє з гірськими породами. Відтак утворюються вапняки, доломіти та інші карбонати, а у воді – гідрогенкарбонати. Але вуглекислий газ знову повертається в атмосферу внаслідок виверження вулканів, розкладу вапняку, дихання людини, тварин, рослин, процесів бродіння й гниття та ін.

Така різноманітність процесів забезпечує постійний і збалансований колообіг Карбону в природі: його потрапляє в атмосферу стільки, скільки й витрачається. Вуглекислий газ біля поверхні Землі затримує теплоту, що є важливим для підтримки життя на планеті в цілому. Інакше середня температура була б приблизно на 30 °С нижчою від існуючої.

0днак на стан природного колообігу Карбону суттєво впливає господарська діяльність людини. Незважаючи на те, що площі культурних рослин, користувачів вуглекислого газу, наближаються до площі природних біоценозів, через різке збільшення спалювання різних видів палива вміст вуглекислого газу в атмосфері зростає, а вміст кисню зменшується. Так, за минуле століття вміст вуглекислого газу збільшився на 10 %. Це призвело до підвищення температури повітря на один градус і зумовило виникнення так званого “парникового ефекту” – шар вуглекислого та інших газів грає роль скла в парнику.

Парниковий ефект – це підвищення температури в нижніх шарах атмосфери Землі та її поверхні внаслідок нагромадження так званих парникових газів (у тому числі й вуглекислого), що перешкоджає теплообміну з космічним простором.

– Назвіть гази, які разом з вуглекислим газом належать до “парникових”.

Таке підвищення температури супроводжується глобальним потеплінням на Землі, що призводить до танення льодовиків Арктики й Антарктики, підвищення рівня Світового океану, затоплення багатьох територій. Починається танення вічної мерзлоти, спричиняючи заболочування значних площ, випадання рясних дощів, що позначається на розвитку сільського господарства. Отже, нині проблема охорони навколишнього середовища, зокрема й повітря, постає дуже гостро, без її розв’язування людство не зможе вижити. Для запобігання і подолання надмірного “парникового ефекту” існує багато конкретних способів. Насамперед – заміна традиційних джерел енергії нетрадиційними (енергія вітру, сонця, води тощо) із залученням сучасних досягнень науки і техніки.

Уже розроблений дослідний зразок обладнання, у якому завдяки енергії сонця “розщеплюються” молекули вуглекислого газу на кисень і чадний газ (2C02 = 2C0 + 02). Налагодження промислового процесу дасть змогу пом’якшити проблему “парникового ефекту”, водночас одержати дешеві джерела чадного газу. Крім чадного газу можна буде добувати й кисень, тому за умов масового застосування цей процес може стати конкурентом тропічних лісів, які називають “зеленими легенями” планети.

Коротко про головне

Колообіг Карбону – це постійний і збалансований природний процес руйнування одних карбоновмісних речовин та утворення інших. Атмосфера постійно поповнюється вуглекислим газом за рахунок життєдіяльності рослин, тварин, процесів гниття, бродіння, вулканічних вивержень тощо. Фотосинтез зменшує запаси вуглекислого газу в атмосфері, перетворюючи його в зелених рослинах на органічні сполуки, а вони як продукти живлення попадають в організми тварин і людей.

Господарська діяльність людини порушує рівновагу в колообігу Карбону: відбувається накопичення вуглекислого газу й зменшення кисню, що стає причиною “парникового ефекту”.

Важливим і дієвим способом його запобігання є заміна традиційних карбоновмісних видів палива нетрадиційними (альтернативними) джерелами енергії.