вопрос по экологии: углерод вступает в круговорот веществ в биосфере и завершает его в форме?

 

углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой – c02. источником является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних слоев земной коры.

миграция c02 в биосфере земли протекает двумя путями:

1-й путь закладывается в поглощение его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцы, рассеянной органики, осадочных горных пород. так, в далёкие геологические эпохи сотни млн. лет назад значительная часть фотосинтетического органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. находясь в породах млн. лет, этот детрит под действием высоких t и p (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь (в зависимости от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах) . теперь в ограниченных количествах добывают это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определённом смысле завершают круговорот углерода.

по 2-му пути миграция с осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где co2 переходит в h2co3, hco31-, co32-. затем с помощью растворенного в воде кальция происходит осаждение карбонатов caco3 биогенным и абиогенным путями. возникают мощные толщи известняков. наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане. в пределах суши, где существуют растения, co2 атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. в ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. с гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием co2. особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания co2 в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта.

вся земная жизнь основана на углероде. каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки земли, где существует жизнь) в другую. на примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.

основные запасы углерода на земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в мировом океане диоксида углерода, то есть углекислого газа (co2). рассмотрим сначала молекулы углекислого газа, находящиеся в атмосфере. растения поглощают эти молекулы, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений. далее возможно несколько вариантов:

углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам (организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений) , таким как грибы и термиты. в конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве co2; 
растения могут быть съедены травоядными животными. в этом случае углерод либо вернется в атмосферу (в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти) , либо травоядные животные будут съедены плотоядными (и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями) ; 
растения могут погибнуть и оказаться под землей. тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо — например, в уголь. 
в случае же растворения исходной молекулы co2 в морской воде также возможно несколько вариантов:

углекислый газ может просто вернуться в атмосферу (этот вид взаимного газообмена между мировым океаном и атмосферой происходит постоянно) ; 
углерод может войти в ткани морских растений или животных. тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне мирового океана и в конце концов превратится в известняк (см. цикл преобразования горной породы) или из отложений вновь перейдет в морскую воду. 
если углерод вошел в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из атмосферы. на протяжении существования земли изъятый таким образом углерод замещался углекислым газом, попадавшим в атмосферу при вулканических извержениях и других геотермальных процессах. в современных условиях к этим природным факторам добавляются также выбросы при сжигании человеком ископаемого топлива. в связи с влиянием co2 на парниковый эффект исследование круговорота углерода стало важной задачей для ученых, занимающихся изучением атмосферы.