დედამიწაზე ყველა ელემენტი, ნახშირბადის ჩათვლით, ციკლურად მოძრაობს, როგორც დახურული სისტემის ნაწილი. კოსმოსიდან ნახშირბადის დაკარგვა ან შეყვანა არ ხდება. ნახშირბადის ციკლის დიაგრამა გვიჩვენებს 21-ე საუკუნეში ნახშირბადის გადამუშავების სხვადასხვა ნაბიჯებს.
დიაგრამა
ნიუ ჰემსფირის უნივერსიტეტის ნახშირბადის გლობალური დიაგრამა ასახავს აუზებს და ნაკადებს, რომლებიც ქმნიან ნახშირბადის ციკლს. ნახშირბადის აუზები ინახავს დიდი რაოდენობით ნახშირბადს დიდი ხნის განმავლობაში და არის ლურჯი. ნაკადები არის პროცესები, რომლებიც გადააქვთ ნახშირბადს ერთი აუზიდან მეორეზე და წითელი ფერისაა.ნაკადს აქვს ორი ნაწილი: ერთი, რომელიც შლის ნახშირბადს ჰაერიდან და მეორე, რომელიც ათავისუფლებს ფიქსირებულ ნახშირბადს ატმოსფეროში CO2-ის სახით.
ნახშირბადის აუზები
ნახშირბადის რაოდენობა, რომელიც ინახავს აუზებს, ნახსენებია ნახშირბადის პეტაგრამაში (PgC). ერთი პგ უდრის მილიარდ ტონას და მას ასევე გიგატონებს (Gt) უწოდებენ.
- კლდეები:ნახშირბადის უმეტესი ნაწილი ჩაკეტილია დანალექი ქანების სახით.
- ოკეანის საწოლი: სიდიდით მეორე ნახშირბადის აუზი არის ოკეანეების ქვეშ წყალში გახსნილი ნახშირორჟანგის (CO2) სახით.
- წიაღისეული საწვავი: ნახშირბადის სიდიდით მესამე აუზი არის წიაღისეული საწვავი, როგორიცაა ქვანახშირი, ლიგნიტი, ბუნებრივი აირი და ნავთობი, რომლებიც წარმოიქმნება ხმელეთისა და ზღვის მცენარეების ნარჩენებისგან. და ცხოველები სპეციალური ტემპერატურისა და წნევის ქვეშ.
- ოკეანის ზედაპირი: ნახშირბადი ინახება მცირე ხნით ზედაპირულ წყლებში წყალში გახსნილი CO2 ან ცოცხალი ზღვის მცენარეებისა და ცხოველების სხეულებში.
- ხმელეთის აუზები: ყველა ნახშირბადი, რომელიც გროვდება ხეებსა და ნიადაგებში, ქმნის კიდევ ერთ მოკლევადიან აუზს და გამოიყოფა რამდენიმე ათწლეულის ან საუკუნის შემდეგ, მაგალითად, ხეების მოჭრისას. ან მოკვდე.
- ნახშირორჟანგი: ჰაერში არსებული ნახშირბადი მისი აირისებრი სახით, CO2, ხელს უწყობს დედამიწის სითბოს შენარჩუნებას. ამ სიცოცხლის გარეშე, როგორც ის არსებობს, შეუძლებელი იქნებოდა დედამიწაზე. არსებობს მუდმივი დამატება და ათვისება ამ ნახშირბადის აუზიდან.
ნახშირბადის მოცილება ნაკადებში
ნახშირბადის რაოდენობა, რომელიც გადაადგილდება ყოველწლიურად, ნაჩვენებია PgC-ად წელიწადში დიაგრამაზე. CO2 გამოიყოფა ჰაერიდან და ფიქსირდება სწრაფი ყოველდღიური პროცესებით. ორგანული ნივთიერებების და ნახშირბადის ნიჟარების წარმოქმნა უფრო ნელა მიმდინარეობს და დროს მოითხოვს.
- ფოტოსინთეზი - მწვანე მცენარეები იყენებენ CO2-ს წყალთან და მზის ენერგიასთან ერთად პროცესში, რომელსაც ეწოდება ფოტოსინთეზი, რათა წარმოქმნან მარტივი შაქარი და შემდეგ მცენარეებს სჭირდებათ საკვები ნივთიერებები.
- ოკეანეების ათვისება - ატმოსფერული CO2 მიიღება და გამოიყენება ფოტოსინთეზისთვის ასევე ოკეანეებში. აქ ფიტოპლანქტონები მცენარეების ეკვივალენტებია, რომლებზეც ოკეანეებში მთელი სიცოცხლეა დამოკიდებული. გარდა ამისა, წყალში გახსნილი CO2 გარდაიქმნება კალციუმის კარბონატად და გამოიყენება ზღვის ცხოველების ჭურვებსა და ჩონჩხებში.
- კვების ჯაჭვი - როდესაც ბალახისმჭამელები ჭამენ მცენარეებს, ან მტაცებლები და ყოვლისმჭამელები ჭამენ სხვა ცხოველებს, ეს ნახშირბადი გადადის კვებით ჯაჭვზე, რათა დაეხმაროს ცხოველებს ზრდაში, სიცოცხლესა და გამრავლებაში.
- ორგანული ნივთიერებებისა და ნაგვის დამატება - როდესაც მცენარეები და ცხოველები იღუპებიან, ისინი იშლება მიკრობების მიერ და წარმოიქმნება ჰუმუსი ან ორგანული ნივთიერება, რომელიც ხდება ნიადაგის ნაწილი. ნაგავი, რომელიც წარმოიქმნება ყოველწლიურად, როდესაც ხეები ყლორტებსა და ფოთლებს ყრიან და ნახშირბადს მუდმივად ამუშავებენ ნიადაგში. ეს ნაწილობრივ გამოიყენება მცენარეების ზრდისთვის და ინარჩუნებს ნახშირბადის ცირკულაციას, ხოლო დანარჩენი ქმნის ნიადაგის ნახშირბადს.
ნახშირბადის აუზების ფორმირება
გამოიყენებული CO2-ის რაოდენობა და მათი შენახვის ვადა ფიქსირებული ნახშირბადის სახით განსხვავდება სხვადასხვა ორგანიზმებისა და პროცესების მიხედვით.
- რადგან ხეები დიდხანს ცოცხლობენ და ნახშირბადს აგროვებენ ღეროში, ფოთლებში და ფესვებში, ისინი მოქმედებენ როგორც ნახშირბადის ჩაძირვა.
- მიწები აგროვებენ ნახშირბადს ორგანულ ნივთიერებებად და მკვდარ ფესვებს, რომლებიც რჩება ნიადაგში მცენარის ან ხის დაღუპვის შემდეგ; ნიადაგში არის ბიომასის უზარმაზარი რაოდენობა ხეების და მდელოების ცოცხალი ფესვების სახით. ნიადაგები ქმნიან კიდევ ერთ მნიშვნელოვან ნახშირბადს.
- ზღვის ცხოველების ზოგიერთი ჭურვი და ჩონჩხი გროვდება ოკეანეების ფსკერზე და წარმოქმნის კირქვას.
ნახშირბადის ნიჟარები არის მნიშვნელოვანი ნაკადი ან პროცესი, რომელიც საბოლოოდ იწვევს ნახშირბადის აუზებს. მოკლევადიან პერსპექტივაში ისინი აწარმოებენ ხმელეთის ნახშირბადის აუზებს, ხოლო გრძელვადიან პერიოდში წიაღისეულ საწვავსა და ქანებს.
მიწიდან ოკეანის დინება
როდესაც მდინარეები ოკეანეებში ჩაედინება, ისინი თან ატარებენ ორგანული ნივთიერებებით მდიდარ ნალექებს. ჭაობები და მოქცევის წყალდიდობა ასევე ყოველწლიურად გადააქვს ნახშირბადს ორგანული ნივთიერებების სახით ოკეანეებში.
ნახშირორჟანგის ბუნებრივი გამოყოფა
ნახშირბადის ბუნებრივ ციკლში ნახშირბადი კვლავ ატმოსფეროში გამოიყოფა ძირითადად სუნთქვისა და დაშლის გზით.
- მცენარის სუნთქვა - ხმელეთზე მცხოვრები მიკრობების, მცენარეების და ცხოველების უმეტესობა სუნთქავს. ისინი სუნთქავენ ჟანგბადს და ამოისუნთქავენ CO2-ს, მათ მიერ შეჭამილი საკვების დაშლით. ეს არის ნახშირბადის ერთ-ერთი ყველაზე მოკლე ციკლი.
- ნიადაგის დაშლა და სუნთქვა - ხმელეთზე მთელი დაშლილი ნივთიერება არ გარდაიქმნება ორგანულ ნივთიერებებად. ნახშირბადის ნაწილი გამოიყოფა პირდაპირ ჰაერში CO2-ის სახით. ნიადაგში მცხოვრები მიკრობები და მცირე ამინები ასევე გამოყოფენ CO2-ს ყოველ დღე სუნთქვისას.
- ოკეანის დაკარგვა - ზღვის მცენარეებისა და ცხოველების სუნთქვა და დაშლა ასევე ათავისუფლებს CO2-ს ატმოსფეროში ნახშირბადის აუზში.
- ვულკანები - ვულკანური აქტივობის შედეგად ნახშირბადის მცირე რაოდენობა გამოიყოფა ატმოსფეროში.
ადამიანის აქტივობები, რომლებიც ათავისუფლებს ნახშირორჟანგს
გარდა ბუნებრივი ნაკადებისა, არსებობს მრავალი ადამიანის აქტივობა, რომელიც გამოყოფს ფიქსირებულ ნახშირბადს ატმოსფეროში CO2-ის სახით.
- წიაღისეული საწვავის წვა- ნახშირბადის წვა ხის, ქვანახშირის, ბუნებრივი აირის, ბენზინის ელექტროენერგიის, გათბობის, სამზარეულოს ან ტრანსპორტირებისთვის ნახშირბადის გამოყოფის ერთ-ერთი მთავარი გზაა. უკან ჰაერში. ბევრი წიაღისეული საწვავი ასევე გამოიყენება სამრეწველო მიზნებისთვის და დამატებით ამატებს CO2-ს ატმოსფეროში.
- მიწის გამოყენების ცვლილებები - ტყეების გაჩეხვა, მდელოების გაწმენდა დასახლებების შესაქმნელად, ბუნებრივი ზრდის შემცვლელი მეურნეობები და მანქანების გამოყენება, რომელიც იწვევს ემისიებს, აქვს გრძელვადიანი შედეგები. ეს იწვევს CO2-ის დამატებას ატმოსფერულ ნახშირბადის აუზში.
სხვადასხვა პერსპექტივები დამატებითი დიაგრამებიდან
არსებობს ნახშირბადის ციკლის დიაგრამების მრავალი სახეობა და ისინი გვაწვდიან განსხვავებულ ინფორმაციას ამ სასიცოცხლო ციკლის შესახებ.
- მარტივი ციკლი: BBC-ის დიაგრამა ასახავს ნახშირბადის მარტივ ციკლს. ასე გამოიყურებოდა ნახშირბადის ციკლი პრეინდუსტრიულ დროში, 150 წლის წინ, როდესაც ნახშირბადის გადაადგილების რაოდენობა პრობლემას არ წარმოადგენდა.
- კლიმატის ცვლილება: კალგარის უნივერსიტეტის ნახშირბადის ციკლი არის სურათის ანალიზი იმისა, თუ როგორ შეცვალა თანამედროვე ადამიანის საქმიანობამ ნახშირბადის ციკლის დელიკატური ბალანსი.
- ქიმიური პროცესები: ნახშირბადის ციკლი Britannica-ს მიერ ფოკუსირებულია სხვადასხვა ქიმიურ რეაქციაზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ ნახშირბადის ნაკადებზე და აუზებზე და არა ნახშირბადის გადამუშავების რაოდენობაზე. ეს ციკლი საინტერესოა მათთვის, ვისაც სურს იცოდეს ნახშირბადის სხვადასხვა ფორმები და როგორ იცვლება იგი.
ნახშირბადის ციკლის გამოყენება
ატმოსფეროში CO2-ის 30%-ით მატებაა, რაც განპირობებულია ადამიანის აქტივობით ბოლო 150 წლის განმავლობაში.ვინაიდან ჰაერში CO2 იწვევს დათბობას, ატმოსფეროში მეტი CO2-ის დამატება ასევე ზრდის მის დათბობის ეფექტს. ამან გამოიწვია გლობალური დათბობა და კლიმატის ცვლილება. ნახშირბადის ციკლის გააზრება და იმის გაგება, თუ როგორ და სად ცვლის მას ადამიანის საქმიანობა, დაგეხმარებათ იპოვოთ ეფექტური გზები და მეთოდები კლიმატის ცვლილების პრობლემის მოსაგვარებლად.
