Obieg węgla w przyrodzie - Polski Serwis Naukowy

Obieg węgla w przyrodzie - biologiczne, chemiczne i fizyczne procesy zachodzące na Ziemi, w wyniku których następuje ciągły cykl wymiany węgla znajdującego się w atmosferze, w wodzie, organizmach żywych ich szczątkach oraz w skorupie ziemskiej.

Węgiel w postaci dwutlenku węgla (CO2) jest asymilowany przez rośliny samożywne (przez rośliny zielone w procesie fotosyntezy, przez bakterie samożywne w procesie chemosyntezy) i włączany następnie w cząsteczki glukozy.

Część glukozy zostaje z kolei zużyta do budowy komórek i tkanek, a część zużyta jako materiał energetyczny. Zwierzęta zjadając rośliny lub zwierzęta wykorzystują zawarty w związkach organicznych węgiel do budowy swojego ciała, a także w celach energetycznych.

Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion – "pałeczka") – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Martwa materia organiczna – martwe szczątki organizmów żywych w różnym stopniu rozdrobnienia (detrytus) i pod różną postacią. W hydrobiologii zazwyczaj wyróżnia się:

Martwa materia organiczna ulega procesom rozkładu, Puszcza Wkrzańska

Podczas procesów energetycznych węgiel zawarty w związkach chemicznych jest utleniany i w postaci dwutlenku węgla w procesie oddychania jest wydalany do atmosfery lub wody. Źródła węgla w przyrodzie:

atmosfera,

przemysł,

środki transportu,

procesy rozkładu,

oddychanie organizmów.

Zawartość węgla w biosferze podlega wahaniom w skali milionów lat w wyniku dwóch cykli:

Wulkanizm – ogół procesów geologicznych, zachodzących na powierzchni Ziemi, związanych z wydobywaniem się lawy i innych materiałów z głębi skorupy ziemskiej.

Biosfera (zob. bio) - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę. Z najobszerniejszego punktu widzenia geofizyki, biosfera jest światowym systemem ekologicznym i obejmuje wszystkie żyjące organizmy i ich powiązania ze sobą i z litosferą (skorupą ziemską), hydrosferą (wodą), i atmosferą (powietrzem). Do dzisiejszego dnia Ziemia jest jedyną znaną planetą na której znajduje się życie. Szacuje się że ziemska biosfera zaczęła się tworzyć (przez proces biogenezy) przynajmniej 3,5 miliardów lat temu. Biosfera obejmuje około: 4 km n.p.m. (atmosfera) 300 m p.p.m. (hydrosfera) 40 cm w głąb ziemi (litosfera)

cyklu węglanowo-krzemianowego

cyklu organicznego

Cykl węglanowo-krzemianowy

Cykl węglanowo-krzemianowy polega na wiązaniu gazowego CO2 przez krzemiany wapnia i magnezu do postaci mineralnej węglanu wapnia, węglanu magnezu oraz krzemionki. Związany węgiel może być następnie uwalniany z węglanów w następujących procesach:

Atmosfera – gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji. Ta definicja stosuje się do planet skalistych i księżyców. W przypadku gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz oraz gwiazd (por. atmosfera słoneczna) terminem atmosfery określa się tylko zewnętrzne (przezroczyste) warstwy gazowej powłoki, z których promieniowanie dociera bezpośrednio do obserwatora.

Puszcza Wkrzańska (niem. Ueckermünder Heide) – jest puszczą położoną w Niemczech w powiecie Uecker-Randow (Meklemburgia-Pomorze Przednie) oraz w Polsce – w województwie zachodniopomorskim w powiecie polickim i częściowo w Szczecinie i Policach. Puszcza jest obszarem sieci Natura 2000.

rozkład skał w skorupie ziemskiej w wyniku działania temperatury i ciśnienia (diageneza, metamorfoza, wulkanizm)

roztwarzanie węglanów podczas procesów rozkładu tkanek roślinnych i zwierzęcych w wyniku działania powstających wówczas kwasów organicznych

roztwarzanie węglanów przez systemy korzeniowe roślin przy pomocy kwasów organicznych w celu uzyskania węgla dla fotosyntezy

Ilość emisji

Emisja roczna dwutlenku węgla z rozpadu materiału organicznego w lasach i obszarach trawiastych wynosi 220 miliardów ton. Emisje w wyniku działalności człowieka wynoszą 27 miliardów ton na rok. Wulkany emitują rocznie 130-230 milionów ton atmosferycznego CO2.

Komórka (łac. cellula) – najmniejsza strukturalna i funkcjonalna jednostka organizmów żywych zdolna do przeprowadzania wszystkich podstawowych procesów życiowych (takich jak przemiana materii, wzrost i rozmnażanie). Jest podstawową jednostką morfologiczno-czynnosciową ustroju.

Rośliny (Archaeplastida Adl i in. 2005, dawne nazwy naukowe: Vegetabilia, Plantae, Phytobionta, Plastida, Primoplantae) – eukariotyczne i samożywne organizmy, wykorzystujące energię promieniowania słonecznego za sprawą barwników asymilacyjnych (zdarzają się wśród roślin także organizmy cudzożywne i pasożytnicze, w tym też myko-heterotroficzne, ale mają one charakter wtórny).

Przypisy

↑ J. R. Ehleringer, T. E. Cerling, Maria-Denise Dearing: A History of Atmospheric CO2 and Its Effects on Plants, Animals, and Ecosystems. 2005. ISBN 0387220690.
How Do We Know that the Atmospheric Build-up of Greenhouse Gases Is Due to Human Activity?. U.S. Global Change Research Information Office, 1997.
Volcanic Gases and Their Effects.

Linki zewnętrzne

Opis i schemat obiegu węgla w przyrodzie