Atmosferaga chiqadigan karbonat angidrid. Atmosfera havosining asosiy gazlarining roli va ahamiyati. Ajoyib fikr, lekin uni qanday sinab ko'rish kerak

Juda katta. Karbonat angidrid sayyoradagi barcha tirik moddalarning shakllanishida ishtirok etadi va suv va metan molekulalari bilan birgalikda "issiqxona (issiqxona) effekti" deb ataladigan hodisani yaratadi.

Karbonat angidrid qiymati ( CO 2, dioksid yoki karbonat angidrid) biosfera hayotida birinchi navbatda o'simliklar tomonidan amalga oshiriladigan fotosintez jarayonini saqlab turishdan iborat.

Bo'lish issiqxona gazi, havodagi karbonat angidrid sayyoraning atrofdagi kosmos bilan issiqlik almashinuviga ta'sir qiladi, bir qator chastotalarda reradiatsiya qilingan issiqlikni samarali ravishda bloklaydi va shu bilan hosil bo'lishida ishtirok etadi.

So'nggi paytlarda havoda karbonat angidrid konsentratsiyasining ortishi kuzatildi, bu esa olib keladi.

Atmosferada uglerod (C) asosan karbonat angidrid (CO 2) va oz miqdorda metan (CH 4), uglerod oksidi va boshqa uglevodorodlar shaklida topiladi.

Atmosfera gazlari uchun "gazning ishlash muddati" tushunchasi qo'llaniladi. Bu gaz to'liq yangilanadigan vaqt, ya'ni. atmosferaga qancha gaz o'z ichiga olgan bo'lsa, shuncha vaqt kiradi. Shunday qilib, karbonat angidrid uchun bu vaqt 3-5 yil, metan uchun - 10-14 yil. CO bir necha oy ichida CO 2 ga oksidlanadi.

Biosferada uglerodning ahamiyati juda katta, chunki u barcha tirik organizmlarning bir qismidir. Tirik mavjudotlar ichida uglerod kamaytirilgan shaklda, biosferadan tashqarida esa oksidlangan holda mavjud. Shunday qilib, kimyoviy almashinuv hosil bo'ladi hayot davrasi: CO 2 ↔ tirik materiya.

Atmosferadagi uglerod manbalari.

Birlamchi karbonat angidridning manbai, otilishi paytida u atmosferaga chiqariladi katta soni gazlar. Ushbu karbonat angidridning bir qismi turli metamorfik zonalarda qadimgi ohaktoshlarning termal parchalanishidan kelib chiqadi.

Uglerod ham organik qoldiqlarning anaerob parchalanishi natijasida atmosferaga metan shaklida kiradi. Kislorod ta'sirida metan tezda karbonat angidridga oksidlanadi. Atmosferaga metanning asosiy etkazib beruvchilari tropik o'rmonlar va.

O'z navbatida, atmosfera karbonat angidrid boshqa geosferalar uchun uglerod manbai -, biosfera va.

CO 2 ning biosferada migratsiyasi.

CO 2 ning migratsiyasi ikki yo'l bilan boradi:

Birinchi usulda CO 2 fotosintez jarayonida atmosferadan so'riladi va organik moddalar hosil bo'lishida ishtirok etadi, keyinchalik minerallar shaklida ko'miladi: torf, neft, moyli slanets.

Ikkinchi usulda uglerod gidrosferada karbonatlar hosil qilishda ishtirok etadi. CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 ga kiradi. Keyin kaltsiy (kamroq magniy va temir) ishtirokida karbonatlarning cho'kishi biogen va abiogen yo'l bilan sodir bo'ladi. Ohaktosh va dolomitlarning qalin qatlamlari paydo bo'ladi. So‘zlariga ko‘ra, A.B. Ronov, biosfera tarixida organik uglerod (Corg) va karbonat uglerod (Ccarb) nisbati 1:4 ni tashkil etdi.

Tabiatda uglerodning geokimyoviy aylanishi qanday amalga oshiriladi va karbonat angidrid atmosferaga qanday qaytariladi

Atmosferadagi karbonat angidridning roli juda katta * Karbonat angidrid sayyoradagi barcha tirik moddalarning shakllanishida ishtirok etadi va suv va metan molekulalari bilan birgalikda "issiqxona (issiqxona) effekti" deb ataladigan narsani yaratadi *

Karbonat angidrid qiymati ( CO 2, dioksid yoki karbonat angidrid) biosfera hayotida birinchi navbatda o'simliklar tomonidan amalga oshiriladigan fotosintez jarayonini ushlab turishdan iborat *

Bo'lish issiqxona gazi, havodagi karbonat angidrid sayyoraning atrofdagi fazo bilan issiqlik almashinuviga ta'sir qiladi, bir qator chastotalarda qayta radiatsiya qilingan issiqlikni samarali ravishda bloklaydi va shu bilan sayyora iqlimining shakllanishida ishtirok etadi *

So'nggi paytlarda havoda karbonat angidrid konsentratsiyasining ortishi kuzatilmoqda, bu esa Yer iqlimining o'zgarishiga olib keladi.

Atmosferada uglerod (C) asosan karbonat angidrid (CO 2) va oz miqdorda metan (CH 4), uglerod oksidi va boshqa uglevodorodlar shaklida topiladi.

Biosferada uglerodning ahamiyati juda katta, chunki u barcha tirik organizmlarning bir qismidir. Tirik mavjudotlar ichida uglerod qaytarilgan shaklda, biosferadan tashqarida esa oksidlangan holda mavjud. Shunday qilib, hayot aylanishining kimyoviy almashinuvi hosil bo'ladi: CO 2 ↔ tirik materiya.

Atmosferadagi uglerod manbalari.

Vulkanlar birlamchi karbonat angidridning manbai bo'lib, uning otilishi paytida atmosferaga juda ko'p miqdorda gazlar chiqariladi. Ushbu karbonat angidridning bir qismi turli metamorfik zonalarda qadimgi ohaktoshlarning termal parchalanishidan kelib chiqadi.

O'z navbatida, atmosferadagi karbonat angidrid boshqa geosferalar - litosfera, biosfera va gidrosfera uchun uglerod manbai hisoblanadi.

CO 2 ning biosferada migratsiyasi.

CO 2 ning migratsiyasi ikki yo'l bilan boradi:

Birinchi usulda CO 2 fotosintez jarayonida atmosferadan so'riladi va organik moddalar hosil bo'lishida ishtirok etadi va keyinchalik ko'miladi. er qobig'i minerallar shaklida: torf, neft, moyli slanets.

Tabiatda uglerodning geokimyoviy aylanishi qanday amalga oshiriladi va karbonat angidrid atmosferaga qanday qaytariladi

1 Inson va iqlim.

2 Kirish.

Energiya iste'moli, iqtisodiy faoliyat va daromad o'rtasidagi bog'liqlik atmosferada.

Energiya iste'moli va karbonat angidrid chiqindilari.

3 tabiatdagi uglerod.

Uglerodning izotoplari.

4 Atmosferadagi uglerod.

atmosferadagi karbonat angidrid.

Tuproq uglerod.

5 Kelajak uchun atmosferada karbonat angidrid konsentratsiyasining prognozlari. Asosiy xulosalar.

6 Adabiyotlar ro'yxati.

Kirish.

Inson faoliyati allaqachon rivojlanish darajasiga yetgan, uning tabiatga ta'siri global miqyosda bo'ladi. Tabiiy tizimlar - atmosfera, quruqlik, okean - shuningdek, butun sayyoradagi hayot bu ta'sirga duchor bo'ladi. Ma'lumki, o'tgan asrda atmosferada karbonat angidrid (), azot oksidi (), metan () va troposfera ozon () kabi ba'zi gaz komponentlarining tarkibi ortdi. Bundan tashqari, atmosferaga global ekotizimning tabiiy komponentlari bo'lmagan boshqa gazlar ham kirib keldi. Ulardan asosiylari ftorxlorouglevodorodlardir. Bu gazsimon aralashmalar radiatsiyani yutadi va chiqaradi va shuning uchun Yer iqlimiga ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bu gazlarning barchasini birgalikda issiqxona gazlari deb atash mumkin.

Atmosferaga karbonat angidrid gazining chiqishi natijasida iqlim o'zgarishi mumkin degan tushuncha hozir paydo bo'lmagan. Arreniusning ta'kidlashicha, qazib olinadigan yoqilg'ining yonishi atmosfera kontsentratsiyasining oshishiga olib kelishi va shu bilan Yerning radiatsiya balansini o'zgartirishi mumkin. Hozir biz qazib olinadigan yoqilg'ilarni yoqish va erdan foydalanishning o'zgarishi (o'rmonlarning kesilishi va qishloq xo'jaligi erlarining kengayishi) natijasida atmosferaga taxminan qancha miqdorda chiqarilganligini bilamiz va atmosfera kontsentratsiyasining kuzatilgan o'sishini inson faoliyati bilan bog'lashimiz mumkin.

Iqlim o'zgarishi mexanizmi issiqxona effekti deb ataladi. Quyoshning qisqa toʻlqinli radiatsiyasiga nisbatan shaffof boʻlsa-da, bu gaz yer yuzasidan chiqib ketgan uzun toʻlqinli radiatsiyani oʻziga singdiradi va soʻrilgan energiyani barcha yoʻnalishlarda nurlantiradi. Ushbu ta'sir natijasida atmosfera kontsentratsiyasining ortishi Yer yuzasi va pastki atmosferaning isishiga olib keladi. Atmosfera kontsentratsiyasining doimiy o'sishi global iqlim o'zgarishiga olib kelishi mumkin, shuning uchun kelajakdagi karbonat angidrid kontsentratsiyasini bashorat qilish muhim vazifadir.

Atmosferaga karbonat angidridning chiqishi

sanoat natijasida

emissiyalar.

Emissiyaning asosiy antropogen manbai barcha turdagi uglerodli yoqilg'ilarning yonishi hisoblanadi. Hozirda iqtisodiy rivojlanish odatda sanoatlashtirishning o'sishi bilan bog'liq. Tarixan iqtisodiyotning tiklanishi arzon energiya manbalarining mavjudligi va yoqilg'i yoqilg'isi miqdoriga bog'liq. 1860-1973 yillardagi ko'pgina mamlakatlar uchun iqtisodiyot va energetikaning rivojlanishi to'g'risidagi ma'lumotlar. Ular nafaqat iqtisodiy o'sishdan, balki energiya iste'moli o'sishidan ham dalolat beradi. Biroq, biri ikkinchisining natijasi emas. 1973 yildan boshlab, ko'pgina mamlakatlarda real energiya narxining oshishi bilan solishtirma energiya xarajatlarining pasayishi kuzatildi. Qo'shma Shtatlarda sanoat energiyasidan foydalanish bo'yicha yaqinda o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 1920 yildan beri birlamchi energiya xarajatlarining ishlab chiqarilgan mahsulotlarning iqtisodiy ekvivalentiga nisbati doimiy ravishda kamaydi. Energiyadan yanada samarali foydalanish takomillashtirish orqali erishiladi sanoat texnologiyasi, Transport vositasi va bino dizayni. Bundan tashqari, bir qator sanoati rivojlangan mamlakatlarda iqtisodiyot tarkibida xomashyo va qayta ishlash tarmoqlarini rivojlantirishdan yakuniy mahsulot ishlab chiqaruvchi tarmoqlarni kengaytirishga o‘tishda ifodalangan siljishlar yuz berdi.

Hozirgi vaqtda tibbiyot, ta'lim va dam olish ehtiyojlarini qondirish uchun zarur bo'lgan aholi jon boshiga energiya iste'molining minimal darajasi mintaqadan mintaqaga va mamlakatdan mamlakatga sezilarli darajada farq qiladi. Ko'pgina rivojlanayotgan mamlakatlarda yuqori turmush darajasiga erishish uchun aholi jon boshiga yuqori sifatli yoqilg'i iste'molini sezilarli darajada oshirish zarur. Hozirgi vaqtda iqtisodiy o'sishning davom etishi va kerakli turmush darajasiga erishish aholi jon boshiga energiya iste'moli bilan bog'liq emasdek tuyuladi, ammo bu jarayon hali yaxshi tushunilmagan.

Taxmin qilish mumkinki, keyingi asrning o'rtalariga qadar ko'pchilik mamlakatlar iqtisodiyoti energiya narxining oshishiga, ishchi kuchi va boshqa turdagi resurslarga bo'lgan ehtiyojni kamaytirishga, shuningdek, ma'lumotlarni qayta ishlash va uzatish tezligini oshirishga moslasha oladi. , yoki, ehtimol, tovarlar ishlab chiqarish va xizmatlar ko'rsatish o'rtasidagi iqtisodiy muvozanatning tuzilishini o'zgartirish. Shunday qilib, sanoat chiqindilarining darajasi to'g'ridan-to'g'ri energiya tizimida ko'mir yoki yadro yoqilg'isidan foydalanishning u yoki bu ulushi bilan energiyani rivojlantirish strategiyasini tanlashga bog'liq bo'ladi.

Energiya iste'moli va chiqindilari

karbonat angidrid.

Energiya energiya ishlab chiqarishning o'zi uchun ishlab chiqarilmaydi. Sanoati rivojlangan mamlakatlarda ishlab chiqariladigan energiyaning katta qismi sanoat, transport, isitish va sovutish binolaridan olinadi. So'nggi paytlarda o'tkazilgan ko'plab tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, sanoati rivojlangan mamlakatlarda energiya iste'molining hozirgi darajasini energiya tejovchi texnologiyalarni qo'llash orqali sezilarli darajada kamaytirish mumkin. Hisob-kitoblarga ko'ra, agar Qo'shma Shtatlar iste'mol tovarlari ishlab chiqarishda va xizmat ko'rsatish sohasida bir xil ishlab chiqarish hajmida eng kam energiya talab qiladigan texnologiyalarga o'tsa, atmosferaga kiradigan miqdor 25% ga kamayadi. Natijada global emissiyaning qisqarishi 7% ni tashkil qiladi. Xuddi shunday ta'sir boshqa sanoati rivojlangan mamlakatlarda ham sodir bo'ladi. Atmosfera havosiga chiqish tezligini yanada pasaytirishga mahsulot ishlab chiqarishning yanada samarali usullarini joriy etish va aholiga xizmat ko'rsatishni yaxshilash natijasida iqtisodiyot strukturasini o'zgartirish orqali erishish mumkin.

tabiatdagi uglerod.

Ko'pchilik orasida kimyoviy elementlar, ularsiz Yerda hayotning mavjudligi mumkin emas, uglerod asosiy hisoblanadi.Organik moddalarning kimyoviy o'zgarishlari uglerod atomining uzun kovalent zanjirlar va halqalarni hosil qilish qobiliyati bilan bog'liq. Uglerodning biogeokimyoviy aylanishi, albatta, juda murakkab, chunki u nafaqat Yerdagi hayotning barcha shakllarining ishlashini, balki noorganik moddalarning turli xil uglerod rezervuarlari o'rtasida ham, ular ichida ham o'tkazilishini o'z ichiga oladi. Uglerodning asosiy rezervuarlari atmosfera, kontinental biomassa, shu jumladan tuproqlar, dengiz biotasi bo'lgan gidrosfera va litosferadir. So'nggi ikki asr davomida atmosfera-biosfera-gidrosfera tizimida uglerod oqimlarida o'zgarishlar ro'y berdi, ularning intensivligi ushbu elementni ko'chirishning geologik jarayonlari intensivligidan taxminan bir daraja yuqori. Shu sababli, inson o'zini ushbu tizim ichidagi o'zaro ta'sirlarni, shu jumladan tuproqlarni tahlil qilish bilan cheklanishi kerak.

Asosiy kimyoviy birikmalar va reaksiyalar.

Bir milliondan ortiq uglerod birikmalari ma'lum, ularning minglabi biologik jarayonlarda ishtirok etadi. Uglerod atomlari to'qqizta mumkin bo'lgan oksidlanish darajasidan birida bo'lishi mumkin: +IV dan -IV gacha. Eng keng tarqalgan hodisa to'liq oksidlanishdir, ya'ni. +IV va bunday birikmalarga misol bo'la oladi. Atmosferadagi uglerodning 99% dan ortig'i karbonat angidrid shaklida. Okeanlardagi uglerodning taxminan 97% erigan holda () va litosferada - minerallar shaklida mavjud. +II oksidlanish darajasiga atmosferaning kichik gazsimon komponenti misol bo'la oladi, u tez oksidlanadi. Elementar uglerod atmosferada oz miqdorda grafit va olmos shaklida, tuproqda esa ko'mir shaklida mavjud. Fotosintez jarayonida uglerodning assimilyatsiya qilinishi biotada, tuproqning o'lik organik moddasida, cho'kindi jinslarning yuqori qatlamlarida katta chuqurlikda ko'milgan ko'mir, neft va gaz shaklida mavjud bo'lgan qaytarilgan uglerodning shakllanishiga olib keladi. litosferada dispers kam oksidlangan uglerod shaklida. To'liq oksidlanmagan uglerodni o'z ichiga olgan ba'zi gazsimon birikmalar, xususan, metan, anaerob jarayonlarda sodir bo'ladigan moddalarni kamaytirish jarayonida atmosferaga kiradi. Bakterial parchalanish jarayonida bir necha xil gazsimon birikmalar hosil bo'lsa ham, ular tez oksidlanadi va tizimga kiradi deb hisoblash mumkin. Istisno - bu metan, chunki u issiqxona effektiga ham hissa qo'shadi. Okeanlarda erigan organik uglerod birikmalarining katta miqdori mavjud bo'lib, ularning oksidlanish jarayonlari hali yaxshi ma'lum emas.

Uglerodning izotoplari.

Tabiatda uglerodning ettita izotopi ma'lum bo'lib, ulardan uchtasi muhim rol o'ynaydi. Ulardan ikkitasi - va - barqaror, biri esa radioaktiv bo'lib, yarim yemirilish davri 5730 yil. Turli xil uglerod izotoplarini o'rganish zarurati uglerod birikmalarining o'tish tezligi va muvozanat sharoitlari bilan bog'liq. kimyoviy reaksiyalar bu birikmalar qaysi uglerod izotoplariga bog'liq. Shu sababli tabiatda barqaror uglerod izotoplarining turlicha taqsimlanishi kuzatiladi. Izotopning tarqalishi, bir tomondan, uning atmosferadagi neytronlar va azot atomlari ishtirokidagi yadro reaktsiyalarida, ikkinchi tomondan, radioaktiv parchalanishda hosil bo'lishiga bog'liq.

Atmosferadagi uglerod.

Atmosfera tarkibini sinchkovlik bilan o'lchash 1957 yilda Mauna Loa rasadxonasida Killing tomonidan boshlangan. Atmosfera tarkibini muntazam ravishda o'lchash boshqa bir qator stantsiyalarda ham amalga oshiriladi. Kuzatishlar tahlilidan shunday xulosa qilish mumkinki, konsentratsiyaning yillik kursi asosan fotosintez siklining mavsumiy oʻzgarishi va quruqlikdagi oʻsimliklarning nobud boʻlishi bilan bogʻliq; unga dengiz suvida eruvchanligi bog'liq bo'lgan okean yuzasi haroratining yillik o'zgarishi ham ozroq bo'lsa ham ta'sir qiladi. Uchinchi va, ehtimol, ahamiyatsiz omil - bu okeandagi fotosintezning yillik tezligi. Har qanday yil uchun o'rtacha atmosfera tarkibi shimoliy yarim sharda biroz yuqoriroq, chunki antropogen kirish manbalari asosan shimoliy yarim sharda joylashgan. Bundan tashqari, tarkibdagi kichik yillik o'zgarishlar kuzatiladi, bu, ehtimol, atmosferaning umumiy aylanishining xususiyatlari bilan belgilanadi. Atmosferadagi kontsentratsiyaning o'zgarishi bo'yicha mavjud ma'lumotlardan so'nggi 25 yil ichida kuzatilgan atmosfera tarkibining muntazam o'sishi haqidagi ma'lumotlar birinchi darajali ahamiyatga ega. Atmosferadagi karbonat angidrid miqdorining oldingi o'lchovlari (o'tgan asrning o'rtalaridan boshlab), qoida tariqasida, etarli darajada to'liq bo'lmagan. Havo namunalari kerakli puxtaliksiz olindi va natijalarning xatosini baholash amalga oshirilmadi. Muzlik yadrolaridan havo pufakchalari tarkibini tahlil qilish orqali 1750 yildan 1960 yilgacha bo'lgan davr uchun ma'lumotlarni olish mumkin bo'ldi. Shuningdek, 1950-yillardagi muzliklarning havo tarkibini tahlil qilish orqali aniqlangan atmosfera kontsentratsiyasining qiymatlari Mauna Loa rasadxonasi ma'lumotlariga yaxshi mos kelishi aniqlandi. 1750-1800 yillarda kontsentratsiya 280 millionga yaqin bo'ldi, shundan keyin u asta-sekin o'sib bordi va 1984 yilga kelib 3431 millionni tashkil etdi.

Tuproq uglerod.

Turli hisob-kitoblarga ko'ra, umumiy uglerod miqdori taxminan

GS.Mavjud hisob-kitoblarning asosiy noaniqligi sayyoramizning torfzorlaridagi maydonlar va uglerod miqdori to'g'risidagi ma'lumotlarning etarli darajada to'liq emasligi bilan bog'liq.

Sovuq iqlim zonalari tuproqlarida uglerodning sekinroq parchalanish jarayoni tropik ekotizimlarga nisbatan boreal o'rmonlar va o'rta kenglikdagi o'tli jamoalarda tuproq uglerodining yuqori konsentratsiyasiga olib keladi (birlik sirt maydoniga). Biroq, har yili tuproq rezervuariga kiradigan oz miqdordagi (bir necha foiz yoki undan kam) detrit ularda uzoq vaqt qoladi. Katta qism o'lik organik moddalar bir necha yilgacha oksidlanadi. Chernozemlarda axlat uglerodining taxminan 98% taxminan 5 oylik aylanish muddatiga ega va 2% axlat uglerod o'rtacha 500-1000 yil davomida tuproqda qoladi. Bu xususiyat Tuproq hosil bo'lish jarayoni radioizotop usuli bilan aniqlangan o'rta kenglikdagi tuproqlarning yoshi bir necha yuz yildan ming yilgacha va undan ko'proq vaqtni tashkil etishida ham namoyon bo'ladi. Biroq, tabiiy o'simliklar egallagan erlarni qishloq xo'jaligi erlariga aylantirish jarayonida organik moddalarning parchalanish tezligi butunlay boshqacha. Misol uchun, qishloq xo'jaligida ishlatiladigan tuproqdagi organik uglerodning 50% ni tashkil qiladi. Shimoliy Amerika, oksidlanish tufayli yo'qolishi mumkin edi, chunki bu tuproqlar o'tgan asrning boshlarida yoki uning boshidanoq ekspluatatsiya qilina boshlagan.

Uglerod tarkibidagi o'zgarishlar

kontinental ekotizimlar.

So'nggi 200 yil ichida antropogen ta'sirning kuchayishi natijasida kontinental ekotizimlarda sezilarli o'zgarishlar yuz berdi. O'rmonlar va o'tlar jamoalari egallagan erlar qishloq xo'jaligi erlariga aylanganda, organik moddalar, ya'ni. o'simliklarning tirik moddasi va tuproqning o'lik organik moddalari oksidlanib, atmosferaga ko'rinishida chiqariladi. Ba'zi elementar uglerod ham tuproqqa ko'mir sifatida ko'milishi mumkin (o'rmon yoqishning yon mahsuloti sifatida) va shu tariqa uglerod aylanishining tez aylanishidan chiqariladi. Ekotizimning turli qismlarida uglerod miqdori turlicha bo'ladi, chunki organik moddalarning tiklanishi va yo'q qilinishi geografik kenglik va o'simlik turiga bog'liq.

Qit'a ekotizimlarida uglerod zahiralaridagi o'zgarishlarni baholashda mavjud noaniqlikni bartaraf etish uchun ko'plab tadqiqotlar o'tkazildi. Ushbu tadqiqotlardan olingan ma'lumotlarga asoslanib, 1860 yildan 1980 yilgacha bo'lgan davrda atmosferaga kirish sodir bo'lgan degan xulosaga kelish mumkin. C va 1980 yilda biotik uglerod emissiyasi edi C/yil. Bundan tashqari, atmosfera kontsentratsiyasining oshishi va ifloslantiruvchi moddalar emissiyasining, masalan, va , kontinental ekotizimlarda fotosintez va organik moddalarning yo'q qilinishining intensivligiga ta'siri mumkin. Ko'rinib turibdiki, atmosferada kontsentratsiyaning ortishi bilan fotosintezning intensivligi ortadi. Ehtimol, bu o'sish qishloq xo'jaligi ekinlariga xos bo'lib, tabiiy kontinental ekotizimlarda suvdan foydalanish samaradorligining oshishi organik moddalar shakllanishining tezlashishiga olib kelishi mumkin.

Karbonat angidrid konsentratsiyasini bashorat qilish

atmosferadagi gaz kelajak uchun.

Asosiy xulosalar.

So'nggi o'n yilliklarda global uglerod aylanishining ko'plab modellari yaratildi, ular etarlicha murakkab va hajmli bo'lganligi sababli ushbu maqolada ko'rib chiqish maqsadga muvofiq emas. Keling, ularning asosiy xulosalarini qisqacha ko'rib chiqaylik. Kelajakdagi atmosfera ko'pligini bashorat qilish uchun ishlatiladigan turli stsenariylar shunga o'xshash natijalarni berdi. Quyida atmosfera kontsentratsiyasining antropogen o'zgarishi muammosi bo'yicha mavjud bilimlarimiz va taxminlarimizni umumlashtirishga urinish berilgan.

1860 yildan 1984 yilgacha atmosfera qabul qilindi d) Fotoalbom yoqilg'ilarning yonishi tufayli emissiya darajasi hozirgi vaqtda (1984 yil ma'lumotlariga ko'ra) yiliga g C ga teng.

· Xuddi shu davrda o'rmonlarning kesilishi va erdan foydalanishning o'zgarishi natijasida atmosfera chiqindilari g. C, bu daromadning intensivligi hozirgi vaqtda ga teng C/yil.

· O'tgan asrning o'rtalaridan boshlab atmosferadagi kontsentratsiya 1984 yildagi milliondan oshdi.

· Global uglerod aylanishining asosiy xarakteristikalari yaxshi tushuniladi. Muayyan emissiya stsenariylaridan foydalanilganda atmosferada kontsentratsiyaning o'sishini bashorat qilish uchun asos bo'lishi mumkin bo'lgan miqdoriy modellarni yaratish mumkin bo'ldi.

· Emissiya stsenariylaridan kelib chiqadigan kelajakdagi kontsentratsiyaning ehtimoliy o'zgarishlari prognozlaridagi noaniqliklar emissiya stsenariylaridagi noaniqliklardan sezilarli darajada kichikroq va ancha kichikdir.

Agar keyingi to'rt o'n yillikda atmosferaga chiqindilarning intensivligi doimiy bo'lib qolsa yoki juda sekin o'ssa (yiliga 0,5% dan ko'p bo'lmagan) va uzoq kelajakda ham juda sekin o'ssa, 21-asrning oxiriga kelib, atmosfera kontsentratsiyasi taxminan 440 millionni tashkil etadi., ya'ni. sanoatdan oldingi darajadan 60% dan ortiq emas.

· Agar keyingi to'rt o'n yillikda chiqindilarning intensivligi yiliga o'rtacha 1-2% ga oshsa, ya'ni. 1973 yildan hozirgi kungacha oshgani va uzoq kelajakda uning o'sish sur'ati sekinlashishi kabi, 21-asrning oxiriga kelib atmosfera tarkibining sanoatdan oldingi darajaga nisbatan ikki baravar ko'payishi sodir bo'ladi.

Ko'p miqdorda N2 hosil bo'lishi ammiak-vodorod atmosferasining molekulyar O2 ta'sirida oksidlanishi bilan bog'liq bo'lib, u 3 milliard yil avvaldan boshlab fotosintez natijasida sayyoramiz yuzasidan tusha boshlagan. N2 nitratlar va boshqa azotli birikmalarning denitrifikatsiyasi natijasida atmosferaga ham chiqariladi. Azot atmosferaning yuqori qatlamlarida ozon taʼsirida NO ga oksidlanadi.

Azot N2 faqat ma'lum sharoitlarda (masalan, chaqmoq oqimi paytida) reaktsiyalarga kiradi. Elektr razryadlari paytida molekulyar azotning ozon tomonidan oksidlanishi azotli o'g'itlarni sanoat ishlab chiqarishda qo'llaniladi. U kam energiya sarfi bilan oksidlanishi va dukkakli o'simliklar bilan rizobial simbiozni hosil qiluvchi siyanobakteriyalar (ko'k-yashil suv o'tlari) va tugun bakteriyalari tomonidan biologik faol shaklga aylanishi mumkin. yashil go'ng.

Kislorod

Atmosfera tarkibi er yuzida tirik organizmlarning paydo bo'lishi bilan, kislorodning ajralib chiqishi va karbonat angidridning so'rilishi bilan birga bo'lgan fotosintez natijasida tubdan o'zgara boshladi. Dastlab kislorod qaytarilgan birikmalar - ammiak, uglevodorodlar, okeanlardagi temirning qora shakli va boshqalarni oksidlanishiga sarflangan. bu bosqich atmosferadagi kislorod miqdori ko'tarila boshladi. Asta-sekin oksidlovchi xususiyatlarga ega zamonaviy atmosfera shakllandi. Bu atmosfera, litosfera va biosferada sodir bo'layotgan ko'plab jarayonlarda jiddiy va keskin o'zgarishlarga olib kelganligi sababli, bu hodisa kislorod falokati deb nomlandi.

Fanerozoy davrida atmosferaning tarkibi va kislorod miqdori o'zgargan. Ular, birinchi navbatda, organik cho'kindi jinslarning cho'kish tezligi bilan bog'liq. Shunday qilib, ko'mir to'planishi davrida atmosferadagi kislorod miqdori zamonaviy darajadan sezilarli darajada oshib ketdi.

Karbonat angidrid

Havoning eng muhim qismlaridan biri karbonat angidriddir. Yer yuzasiga yaqin joyda karbonat angidrid oʻzgaruvchan miqdorda boʻlib, oʻrtacha hajm boʻyicha 0,03% ni tashkil qiladi.

Karbonat angidrid atmosferaga vulqon faoliyati, organik moddalarning parchalanishi va parchalanishi, hayvonlar va o'simliklarning nafas olishi, yoqilg'ining yonishi natijasida kiradi. Atmosferadagi karbonat angidrid miqdorining asosiy regulyatori okeanlardir. Atmosferadagi o'rtacha tarkibning taxminan 20% ni yutadi va atmosferaga chiqaradi.

Atmosferadagi nisbatan kichik tarkibga qaramay, karbonat angidrid "issiqxona effekti" deb ataladigan narsaga katta ta'sir ko'rsatadi. Qisqa to'lqinli quyosh nurlanishini er yuzasiga o'tkazish, er yuzasidan keladigan uzun to'lqinli (termal) nurlanishni o'ziga singdirish atmosferaning pastki qatlamlarida havo haroratining oshishiga yordam beradi.

Sanoatlashtirish davrida antropogen kelib chiqadigan karbonat angidrid miqdori ortib bormoqda.

Inson faoliyati ta'sirida atmosferada oltingugurt dioksidi, uglerod oksidi va turli azot oksidlari kabi antropogen gazlar miqdori ortadi.

Quyosh ultrabinafsha nurlanishining tirik organizmlar va o'simliklar uchun noqulay bo'lgan qismini o'zlashtiradigan ozon juda muhim rol o'ynaydi. Yer yuzasida ozon oz miqdorda uchraydi: u chaqmoq oqimlari natijasida hosil bo'ladi. Uning eng katta miqdori stratosferada (ozonosferada) 10 dan 50 km gacha, maksimali 20-25 km balandlikdagi qatlamda. Ushbu qatlamda Quyoshdan ultrabinafsha nurlanish ta'sirida ikki atomli kislorod molekulalari qisman atomlarga parchalanadi, ikkinchisi parchalanmagan diatomik kislorod molekulalariga qo'shilib, uch atomli ozonni hosil qiladi. Ozon hosil bo'lishi bilan bir vaqtda teskari jarayon sodir bo'ladi.

Ozonning kontsentratsiyasi ozon molekulalarining hosil bo'lish va yo'q qilish intensivligiga bog'liq. Ozon miqdori ekvatordan yuqori kengliklarga qadar ortadi.

Muhim komponent havo - vulqon otilishi paytida suv yuzasidan, quruqlikdan bug'lanish natijasida atmosferaga kiradigan suv bug'lari. Atmosferaning pastki qatlamlarida 0,1 dan 4% gacha suv bug'lari mavjud. Balandligi bilan uning tarkibi keskin kamayadi.

Suv bug'i bulutlar va tumanlarning shakllanishi bilan bog'liq ko'plab termodinamik jarayonlarda faol ishtirok etadi.

Aerozollar atmosferada mavjud - bu havoda to'xtatilgan qattiq va suyuq zarralar. Ularning ba'zilari kondensatsiya yadrolari bo'lib, bulutlar va tumanlarning paydo bo'lishida ishtirok etadilar.

Tabiiy aerozollarga suv bug'ining kondensatsiyasi paytida hosil bo'lgan suv tomchilari va muz kristallari kiradi; chang, o'rmon yong'inlari natijasida paydo bo'ladigan kuyikish, tuproq, kosmik, vulqon changlari, tuzlar dengiz suvi. Shuningdek, ko'p miqdorda sun'iy kelib chiqadigan aerozollar atmosferaga kiradi - chiqindilar sanoat korxonalari, transport vositalari va boshqalar.

Aerozollarning eng katta miqdori atmosferaning pastki qatlamlarida joylashgan.

4. Atmosferaning tuzilishi.

Atmosferaning massasi 5,3 * 105 t 5,5 km gacha bo'lgan qatlamda

atmosfera umumiy massasining 50%, 25 km gacha - 95% va 30 km gacha - 99% ni o'z ichiga oladi. Atmosferaning o'ttiz kilometrlik qatlami Yer radiusining 1/200 yoki 0,05 qismini tashkil qiladi. 40 sm diametrli globusda bu 30 km qatlam qalinligi taxminan 1 mm; Atmosfera - bu Yer yuzasini qoplaydigan yupqa qatlam.

atmosferaning pastki chegarasi Yer yuzasi, meteorologiyada uning ostidagi sirt deb ataladi. Atmosferaning aniq belgilangan yuqori chegarasi yo'q. U sayyoralararo fazoga silliq o'tadi.

Per atmosferaning yuqori chegarasi shartli ravishda 1500-2000 km balandlikni oladi, undan yuqorida yer toji joylashgan.

Bosim va zichlik balandligi bilan pasayadi: 1013 hPa erga yaqin bosimda zichlik 1,27 * 103 g / m3, 750 km balandlikda esa 10-10 g / m3 zichlik.

Tarqatish jismoniy xususiyatlar atmosferada u qatlamli xususiyatga ega, chunki ularning balandligi o'zgarishi gorizontal yo'nalishga qaraganda bir necha marta kuchliroq bo'ladi. Shunday qilib, vertikal harorat gradientlari gorizontal gradientlardan bir necha yuz marta kattaroqdir.

Atmosferaning qatlamlarga bo'linishi havoning turli xususiyatlariga ko'ra amalga oshiriladi: harorat, namlik, ozon miqdori, elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar. Atmosfera qatlamlari orasidagi farq havo haroratining balandlik bilan taqsimlanishi tabiatida eng aniq namoyon bo'ladi. Shu asosda beshta asosiy qatlam ajratiladi.

Inson tsivilizatsiyasi sayyoradagi issiqxona gazlarining asosiy manbai ekanligi haqidagi sharhlarda qizg'in munozaralarga sabab bo'ldi. Azizim xiralashgan 12 qiziqarli havola berdi, unda vulqonlar zamonaviy tsivilizatsiyaga qaraganda 100-500 baravar kam karbonat angidrid chiqaradi:

Bunga javoban, azizim Vladimir000 olib keldi. Natijada, u bu chiqindilarni oldi CO2 kamroq insoniyat tsivilizatsiyasi: taxminan 600 million tonna:

Sizda raqamlarning g'alati tartibi bor. Qidiruv Yerdagi barcha elektr stantsiyalarining umumiy quvvatini 2 * 10 ^ 12 vatt beradi, ya'ni ularning barchasi yil davomida qazib olinadigan yoqilg'ida ishlaydi deb hisoblasak, biz yillik iste'molning taxminan 2 * 10 ^ 16 vatt-soatini olamiz, ya'ni 6 * 10^15 KJoule.

Shunga qaramay, qidiruv har bir kilogramm fotoalbom yoqilg'i uchun dastlabki o'n minglab KJ ning o'ziga xos kalorifik qiymatini beradi. Keling, oddiylik uchun 10 000 ni olaylik va barcha qayta ishlangan yoqilg'i quvurga qoldiqsiz uchib ketadi deb faraz qilaylik.

Shunda insoniyatning energiyaga bo‘lgan ehtiyojini to‘liq qoplash uchun yiliga 6*10^15/10^4 kilogramm uglerod, ya’ni 6*10^8 tonna yoqish kifoya ekani ma’lum bo‘ldi. Yiliga 600 megaton. Atom, gidro va boshqa qayta tiklanadigan stansiyalar mavjudligini hisobga olsak, yakuniy iste'mol 500 baravar ko'payishini tushunmayapman.

Farqi katta bo'lib chiqdi - 500 marta. Lekin shu bilan birga, bu 500 barobar farq qayerdan kelganini unchalik tushunmadim. Agar siz 29 milliard tonnani 600 million tonnaga bo'lsangiz, 50 marta farq bo'ladi. Boshqa tomondan, bu farq, ehtimol, 100% emas. samaradorlik elektr stantsiyasi va fotoalbom yoqilg'ilar nafaqat elektr stantsiyalari tomonidan, balki transport, uy isitish yoki sement ishlab chiqarish uchun ham iste'mol qilinishi.

Shuning uchun bu hisob-kitobni aniqroq qilish mumkin. Buning uchun quyidagi iqtibosdan foydalaning: " bir tonna standart yoqilg'i miqdorida ko'mir yoqilganda, 2,3 tonna kislorod iste'mol qilinadi va 2,76 tonna karbonat angidrid, tabiiy gazni yoqishda esa 1,62 tonna karbonat angidrid va xuddi shunday 2,35 tonna kislorod chiqariladi. iste'mol qilingan ".

Hozir insoniyat yiliga qancha yoqilg'i iste'mol qiladi? Bunday statistik ma'lumotlar kompaniya hisobotlarida keltirilgan. BP. Taxminan 13 milliard tonna mos yozuvlar yoqilg'isi. Shunday qilib, insoniyat atmosferaga 26 milliard tonnaga yaqin karbonat angidridni chiqaradi. Bundan tashqari, xuddi shu ma'lumotlar emissiya bo'yicha batafsil statistik ma'lumotlarni taqdim etadi CO2 har yil uchun. Bundan kelib chiqadiki, bu chiqindilar doimiy ravishda o'sib bormoqda:

Shu bilan birga, bu chiqindilarning faqat yarmi atmosferaga kiradi. Ikkinchi yarmi