Visi elementai žemėje, įskaitant anglį, juda ciklais kaip uždaros sistemos dalis. Iš kosmoso netenkama ar nepatenka anglies. Anglies ciklo diagrama rodo įvairius anglies perdirbimo etapus XXI amžiuje.
Diagrama
Niu Hamšyro universiteto pasaulinė anglies diagrama vaizduoja telkinius ir srautus, kurie sudaro anglies ciklą. Anglies telkiniai ilgą laiką kaupia didelius anglies kiekius ir yra mėlynos spalvos. Srautas yra procesai, perkeliantys anglį iš vieno telkinio į kitą ir yra raudonos spalvos. Fliusai turi dvi dalis: vieną, kuri pašalina anglį iš oro, ir kitą, kuri išleidžia fiksuotą anglį atgal kaip CO2 į atmosferą.
Anglies baseinai
Anglies kiekiai, kuriuos kaupia baseinai, nurodyti anglies petagramoje (PgC). Vienas Pg yra lygus vienam milijardui tonų ir dar vadinamas gigatonais (Gt).
- Uolienos:Didžioji dalis anglies yra užrakinta kaip nuosėdinės uolienos.
- Vandenyno dugnas: Antras pagal dydį anglies telkinys yra po vandenynais – anglies dvideginio (CO2) pavidalu ištirpęs vandenyje.
- Iškastinis kuras: Trečias pagal dydį anglies telkinys yra iškastinis kuras, pvz., anglis, lignitas, gamtinės dujos ir nafta, susidarantys iš sausumos ir jūros augalų liekanų ir gyvūnams esant ypatingai temperatūrai ir slėgiui.
- Vandenyno paviršius: Paviršiniame vandenyje anglis trumpai saugoma kaip vandenyje ištirpęs CO2 arba gyvų jūros augalų ir gyvūnų kūnuose.
- Žemės baseinai: visa anglis, kuri kaupiasi medžiuose ir dirvožemyje, sudaro dar vieną trumpalaikį telkinį ir išsiskiria po kelių dešimtmečių ar šimtmečių, pavyzdžiui, kertant medžius. arba mirti.
- Anglies dioksidas: Ore esanti dujinė anglis, CO2, padeda išlaikyti žemę šiltą. Be šios gyvybės nebūtų įmanoma žemėje. Šis anglies telkinys nuolat papildomas ir įsisavinamas.
Anglies šalinimas srautuose
Anglies kiekiai, kurie perkeliami kiekvienais metais, diagramoje rodomi kaip PgC per metus. CO2 pašalinamas iš oro ir fiksuojamas greitais kasdieniais procesais. Organinės medžiagos ir anglies absorbentai susidaro lėčiau ir reikalauja laiko.
- Fotosintezė – Žalieji augalai naudoja CO2, kartu su vandeniu ir saulės energija procese, vadinamame fotosinteze, kad susidarytų paprasti cukrūs ir augalams reikalingos maistinės medžiagos.
- Vandenynų įsisavinimas – Atmosferos CO2 absorbuojamas ir naudojamas fotosintezei taip pat vandenynuose. Čia fitoplanktonai yra augalų, nuo kurių priklauso visa gyvybė vandenynuose, atitikmenys. Be to, vandenyje ištirpęs CO2 paverčiamas kalcio karbonatu ir naudojamas jūros gyvūnų kriauklėms ir skeletams.
- Maisto grandinė – Kai žolėdžiai valgo augalus arba mėsėdžiai ir visaėdžiai valgo kitus gyvūnus, ši anglis perduodama maisto grandine, kad padėtų gyvūnams augti, gyventi ir daugintis.
- Organinių medžiagų ir kraiko papildymas – Kai augalai ir gyvūnai miršta, juos skaido mikrobai ir susidaro humusas arba organinės medžiagos, kurios tampa dirvožemio dalimi. Kraikas, kuris susidaro kiekvienais metais, kai medžiai meta šakeles ir lapus bei nuolat perdirba anglį į dirvą. Ji iš dalies naudojama augalų augimui ir palaiko anglies cirkuliaciją, o likusi dalis sudaro dirvožemio anglį.
Anglies telkinių formavimas
Sunaudojamo CO2 kiekiai ir laikas, kiek laiko jie laikomi kaip fiksuota anglis, skiriasi priklausomai nuo skirtingų organizmų ir procesų.
- Kadangi medžiai yra ilgaamžiai ir kaupia anglį savo stiebe, lapuose ir šaknyse, jie veikia kaip anglies absorbentai.
- Dirvožemyje kaupiasi anglis kaip organinė medžiaga ir negyvos šaknys, kurios lieka dirvožemyje dar ilgai po augalo ar medžio mirties; Dirvožemyje yra didžiuliai biomasės kiekiai augančių gyvų medžių šaknų ir pievų pavidalu. Dirvožemis sudaro dar vieną svarbų anglies absorbentą.
- Kai kurios jūrų gyvūnų kriauklės ir skeletai kaupiasi vandenynų dugne, kad susidarytų kalkakmenis.
Anglies kriauklės yra svarbus srautas arba procesas, dėl kurio galiausiai susidaro anglies telkiniai. Per trumpą laiką jie gamina antžeminius anglies telkinius, o ilgainiui – iškastinį kurą ir uolienas.
Žemė į vandenyną
Kai upės įteka į vandenynus, jos neša nuosėdas, kuriose gausu organinių medžiagų. Pelkės ir potvyniai kasmet taip pat perneša anglį organinių medžiagų pavidalu į vandenynus.
Natūralus anglies dioksido išsiskyrimas
Natūralaus anglies ciklo metu anglis išleidžiama atgal į atmosferą daugiausia kvėpuojant ir skaidant.
- Augalų kvėpavimas - Dauguma gyvų būtybių mikrobų, augalų ir gyvūnų sausumoje kvėpuoja. Jie įkvepia deguonies ir iškvepia CO2, skaidydami suvalgytą maistą. Tai vienas trumpiausių anglies dviračių.
- Dirvožemio irimas ir kvėpavimas - Visa irstanti medžiaga žemėje nevirsta organinėmis medžiagomis. Dalis anglies išmetama tiesiai į orą kaip CO2. Dirvožemyje gyvenantys mikrobai ir mažieji aminalai taip pat kiekvieną dieną kvėpuodami išskiria CO2.
- Vandenyno praradimas - Jūrų augalų ir gyvūnų kvėpavimas ir irimas taip pat išskiria CO2 į atmosferos anglies telkinį.
- Vulkanai - Vulkaninis aktyvumas į atmosferą išskiria nedidelis anglies kiekis.
Žmogaus veikla, išskirianti anglies dioksidą
Be natūralių srautų, yra daug žmogaus veiklos, kuri išskiria fiksuotą anglį atgal į atmosferą kaip CO2.
- Iskotinis kuras atgal į orą. Daugelis iškastinio kuro taip pat naudojami pramoniniais tikslais ir toliau į atmosferą patenka CO2.
- Žemės paskirties keitimas – Miškų naikinimas, pievų pašalinimas, siekiant sukurti gyvenvietes, ūkiai, pakeičiantys natūralų augimą, ir mašinų naudojimas, dėl kurio išmetama teršalų, turi ilgalaikių pasekmių. Dėl to į atmosferos anglies telkinį patenka CO2.
Įvairūs perspektyvos iš papildomų diagramų
Yra daugybė anglies ciklo diagramų tipų ir jos suteikia skirtingą informaciją apie šį gyvybiškai svarbų ciklą.
- Paprastas ciklas: BBC diagramoje pavaizduotas paprastas anglies ciklas. Taip atrodė anglies ciklas ikiindustriniais laikais, iki 150 metų, kai anglies judėjimo kiekiai nebuvo problema.
- Klimato kaita: Kalgario universiteto anglies ciklas yra vaizdinė analizė, kaip šiuolaikinė žmogaus veikla pakeitė subtilų anglies ciklo pusiausvyrą.
- Cheminiai procesai: Britannica anglies cikle pagrindinis dėmesys skiriamas įvairioms cheminėms reakcijoms, turinčioms įtakos anglies srautams ir telkiniams, o ne anglies perdirbimo kiekiui. Šis ciklas įdomus žmonėms, norintiems sužinoti apie įvairias anglies formas ir kaip ji keičiasi.
Anglies ciklo naudojimas
Per pastaruosius 150 metų dėl žmogaus veiklos atmosferoje CO2 kiekis padidėjo 30 %. Kadangi ore esantis CO2 sukelia atšilimą, į atmosferą įtraukus daugiau CO2, taip pat padidėja jos šildantis poveikis. Tai lėmė visuotinį atšilimą ir klimato kaitą. Anglies ciklo supratimas ir tai, kaip ir kur jį keičia žmogaus veikla, gali padėti rasti veiksmingų būdų ir metodų, kaip spręsti klimato kaitos problemą.
