Глобальный круговорот углерода и климат — страница 10

  • Просмотров 8783
  • Скачиваний 47
  • Размер файла 322
    Кб

сопряжен с циклом неорганического углерода путем углекислотного выщелачивания изверженных пород и образования осадочных карбонатов по обратной реакции: Са (НСО3)2 ↔ СаСО3 + СО2 + Н2О. При этом карбонатное равновесие или устанавливается химически, или катализируется ферментом карбоангидразой. Углекислотное выветривание магматических пород привело к образованию огромных запасов минерального углерода в виде известняков и

доломитов. Скорость изменения массы углерода в атмосфере зависит от интенсивности изъятия его из воздушной оболочки и консервации. Выведение СО2 из круговоротов происходит в результате продукции органического вещества фотосинтезирующими растениями и связывания при образовании карбонатных пород в результате процессов выветривания-почвообразования. В химическом отношении роль СО2 при выветривании сводится к вытеснению из

силикатов и алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов и переводу их в карбонаты. Например, образование каолинита из плагиоклазов, наиболее распространенных силикатных минералов литосферы, описывается реакциями альбит каолинит 2NaAlSi308 + 2СО2 + 3Н2О = Al2 [Si2O5] (OH)4 + 2NaHCO3 + 4SiO2, анортит каолинит СаА12SiO2О8 + 2СО2 + 3Н2О = Al2 [Si2O5] (OH)4 + Ca (HCO3)2. Однако кроме силикатных пород углекислотному выветриванию подвержены также осадочные

карбонатные породы, взаимодействие которых с атмосферным СО2 идет по реакции СаСО3 + СО2 + Н2O = Са (НСO3)2. Связывание атмосферного СО2 при выветривании происходит опосредованно через цикл продукции и деструкции органического вещества почв. В этом отношении почвенный покров является своеобразным химическим реактором, где идут процессы выветривания. Преобладающая часть атомов углерода земной коры сосредоточена в известняках и

доломитах (минеральный, или неорганический углерод). Отношение захороненного углерода (103 ГтС) в продуктах фотосинтеза к углероду в карбонатных породах (107 ГтС) составляет 1:4 [20]. Время, в течение которого происходило накопление углерода в литосфере, очень велико и сравнимо с временем существования биосферы. Особое место в современных биогеохимических циклах углерода занимают сжигание горючих ископаемых (угля, нефти, газа и др.),

обжиг известняка, лесные пожары, вырубка лесов, распашка земель и т.п., связанные с деятельностью человека. В результате в атмосферу возвращается около 1,5 млрд. т углерода, т.е. примерно столько же, сколько его ежегодно связывается в ходе выветривания (образование СаСО3 и других минералов). Биогеохимические круговороты углерода протекают в пространстве и времени. По длительности (периодичности) и пространственному развитию можно