7.12 Биогеохимические круговороты. Круговорот углерода.

Под биогеохимическим круговоротом следует понимать часть биологического круговорота, составленную обменными циклами химических веществ, тесно связанных с жизнью — главным образом углерода, воды, азота, фосфора, серы и биогенных катионов.

Биогеохимические круговороты играют огромную роль в географической оболочке: в ходе их реализации биогенная аккумуляция минеральных соединений (превращение СО₂, Н₂О, NH₃, SO₃ и других соединений в сложные, богатые энергией органические вещества) сменяется минерализацией органических соединений с освобождением энергии. Круговорот углерода — процесс освобождения и связывания диоксида углерода (СО₂), включая растворение в воде океанов, идущий практически по двум циклам — океаническому и континентальному, объединение между которыми происходит через атмосферный цикл СО₂. Баланс углерода в биосфере в настоящее время положителен в связи с антропогенными выбросами. Углерод участвует в цикле с небольшим, но весьма подвижным фондом в атмосфере (рис. 7.15). Благодаря буферной системе карбонатного цикла, круговорот приобретает устойчивость.

7.13 Антропогенные вмешательства в природные круговороты и их возможные последствия.

7.14 Изменчивость географических процессов; природные ритмы, циклы, периоды.

7.15 Классификация географических циклов по временным масштабам.

7.16 Роль гидросферы в формировании термического и воздушного режимов географической оболочки. Изменчивость географических процессов; природные ритмы, циклы, периоды.

1. Геологическая история Земли; геохронологическая(стратиграфическая) шкала

2. Основные этапы формирования географической оболочки; реконструкция литосферы, атмосферы, гидросферы, органического мира.

3. Ледниковые периоды в истории Земли.

4. Основные вехи в истории происхождения человека (антропогенеза)

1. Естественные и искусственные (антропогенные) факторы изменения природной среды.

2. Тревожные антропогенные изменения природной среды; взгляд из XXI в.

9.3 Проблемы потепления климата и загрязнения природной среды.

9.4 Наземные изменения ландшафтов; их причины и географические следствия.

9.5 Изменение парникового эффекта.

Парниковый эффект обусловлен различной прозрачностью атмосферы в разных диапазонах излучения: большей — в коротковолновом, меньшей — в длинноволновом. Уменьшение прозрачности в длинноволновом диапазоне обусловлено наличием в атмосфере «парниковых газов»: водяного пара, диоксида углерода, метана, диоксида азота, хлорфторуглеводородов (фреонов), аэрозолей. Эффект, вызванный их совокупным действием, значителен: при отсутствии парникового эффекта средняя температура поверхности Земли оказалась бы на 38°С ниже, чем сейчас.

В процессе эволюции Земли географическая оболочка и ее составляющие приспособились к термодинамическому состоянию, которое отвечает многолетнему значению парникового эффекта. Однако в настоящее время происходят процессы, дестабилизирующие энергетический баланс Земли за счет нарушения парникового эффекта, который имеет общую тенденцию к увеличению.

Полагают, что основным фактором таких изменений в «климатической машине» Земли является увеличение концентрации СО₂ в атмосфере. За более чем 40-летний период концентрация углекислого газа в атмосфере возросла с 31510^-6 до 35410^-6 долей массы. Кроме того, содержание других парниковых газов возросло таким образом, что их совокупное влияние приравнивается к повышению концентрации СО₂ еще на 50—100%. Суммарное потепление вследствие увеличения содержания этих газов составляет 0,04°С за каждые 10 лет или 0,2°С за период измерений. Такое потепление не соответствует по величине парниковому эффекту из-за термической инерции океана.

Установлено, что в предшествующую последнему оледенению эпоху межледниковья средняя температура в рассматриваемой части Антарктиды была на 10°С выше, чем в ледниковую эпоху. На Земле в целом указанные периоды различались по температуре всего на 5°С (рис. 9.2).

В межледниковые периоды содержание в атмосфере СО₂ было на 25%, а метана — на 100% больше, чем в ледниковую эпоху. Причем неясно, что было причиной, а что следствием. Известно, что сокращение площади оледенения влияет на биогеохимические циклы: увеличивается масса живых организмов и ускоряется разложение органического вещества. Эти же процессы, воздействуя на газовый состав воздуха и, следовательно, на парниковый эффект, способны через него влиять на глобальный климат и оледенение. Установлена также зависимость между оледенением и тектонической деятельностью из-за перераспределения масс вещества земной коры (гляциоизостазия) и изменением площади океанов и биологической активностью морских организмов.Еще более подробные сведения о содержании парниковых газов и изменениях климата имеются за последние 100 лет, в течение которых (это установлено точно) концентрация СО₂ в атмосфере повысилась на 25%, а метана на 100%, в том числе за счет подземного и подводного метангидрата.