3.3. Кругообіг речовин в атмосфері

Кругообіг має досить складний характер, він охоплює тваринний і рослинний світ, гідросферу, літосферу й атмосферу. Інтенсивна циркуляція, накопичення і трансформація речовин в природі проходять в основному в нижніх шарах атмосфери, тобто у біосфері. До головних циклів біосфери відносять біогеохімічні цикли вуглецю, азоту, води, кисню. На кругообіг суттєвий вплив має забруднення атмосфери, що і обумовлює практичну зацікавленість.

Кругообіг вуглецю – СО₂. В природі відомо багато шляхів кругообігу вуглецю, серед яких найбільш суттєву роль відіграє СО₂.  Основним резервуаром СО₂  в природі є атмосфера. СО₂  бере активну участь у процесі синтезу органічних речовин, які входять до складу рослинних та тваринних організмів. СО₂  є життєво необхідним джерелом для рослинного світу. Враховуючи масштаби фотосинтезу:

6СО₂  + 6Н₂О  → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Інтенсивність вилучення СО₂  така велика, що якщо б не було надходження його в атмосферу, то за 300-400 років запаси вичерпались б повністю.  Проте в природі протікають і обернені процеси, зв'язані з утворенням СО₂. Це перш за все окисні процеси дихання, гниття, горіння, внаслідок яких СО₂  повертається в атмосферу. Тобто проходить безперервний кругообіг вуглецю в природі.

Іншим, не менш важливим регулятором концентрації СО₂  в атмосфері є Світовий океан. У ньому міститься приблизно в 100 раз більше СО₂,  ніж в атмосфері. Розчинність СО₂  у воді підпорядковується закону Генрі, згідно з яким об'єм розчиненого СО₂  у воді пропорційний його концентрації, тиску та температурі. Таким чином, розчинення у воді  і зворотний процес є чи не найвагомішим регулятором вмісту вуглекислого газу – СО₂ в атмосфері.

Протягом останнього сторіччя в результаті свідомої діяльності людини баланс між використанням і продукуванням СО₂  порушився.  Масове вирубування лісів призвело до зменшення використання СО₂  з атмосфери рослинністю, а всезростаюча індустріалізація збільшила надходження діоксиду вуглецю СО₂ в атмосферу. В результаті цього намітилася тенденція зротання СО₂  в атмосфері.

Кругообіг азоту – N₂.  Атмосфера – невичерпний запас азоту в природі. Загальновідомо, що атмосферний азот є інертним газом і не може засвоюватися рослинністю. Рослини засвоюють зв'язаний азот із воднем, киснем і т.д., інакше кажучи, азот зв'язаний у хімічних сполуках. Кількість атмосферного азоту, яка зв'язується і поглинається рослинами, компенсується такою ж кількістю, яка знову повертається в атмосферу внаслідок біохімічного розкладу продуктів життєдіяльності органічного світу. В тому і полягає кругообіг азоту в природі.

Кругообіг води – Н₂О.  Волога (водяна пара) – найрухливіша частина атмосфери. В атмосферу вода поступає в основному у вигляді парів у результаті випаровування її з відкритих водних поверхонь. Велика кількість її випаровується також рослинністю та поверхнею грунтів. В атмосфері вода разом із повітрям переноситься на великі відстані. Вся випарована вода після конденсації повертається на землю у вигляді опадів, здійснюючи тим самим очищення атмосфери від твердих частинок різного походження, в тому числі і від космічної. (Звичайний дощ протягом 15 хв. видаляє з атмосфери до 30-50%  порохоподібних частин розміром до 10 мікрон. Під дією опадів із повітря видаляються також і газоподібні домішки, які розчиняються у воді, або реагують з нею).

Кругообіг кисню – О₂.   Збагачення атмосфери киснем, очевидно, пов’язано з появою рослинності. Важливу роль в житті нашої планети кисень почав відігравати з початком фотосинтезу. Цей процес циклічний, кисень виділяється рослинами в атмосферу і поглинається з неї в процесі окислення органічного світу з утворенням СО₂. Життєдіяльність організмів зв'язана з процесами дихання, тобто з поглинанням кисню і виділенням вуглекислого газу. Тому можна зробити висновок, що кругообіг кисню пов'язаний із кругообігом  вуглекислого газу.