Глава 4. Круговорот веществ

количество за 10 000 лет. Накоплению кислорода, по-видимому, способствовали также геологические и физико-химические процессы.

Биотическая циркуляция углерода в биосфере основана на потреблении С0₂из атмосферы и его поступлении в атмосферу.

Потреблениеуглекислого газа из воздуха происходит главным образом:

1. в процессе фотосинтеза С0₂+ Н₂0 —> СН₂0 + 0₂;

2. в реакциях его с карбонатами в океане С0₂+ Н₂0 + СаСО₃-> Са(НС0₃)₂;

3. при выветривании горных пород Fe₂S₃ + 6С0₂ + 6Н₂0 —> 2Fe(HC0₃)₃+ 3H₂S.

Поступление углекислого газа в атмосферу в современ­ных условиях происходит в результате:

1. дыхания всех организмов;

2. минерализации органических веществ;

3. выделения по трещинам земной коры из осадочных пород (имеют также биогенное происхождение);

4. выделения из мантии Земли при вулканических извержени­ях (незначительная часть - до 0,01 %);

5. сжигания древесины и топлива (рис. 4.4).

Низкое содержание СO₂и высокие концентрацииO₂в атмосфе­ре сейчас служат лимитирующими факторами для фотосинтеза, а зеленые растения и карбонаты океана являются регуляторамиэтих газов, поддерживающими относительно стабильное их соот­ношение (0,03 % и 21 %).

Таким образом, «зеленый пояс» Земли и карбонатная система океана являются буферной системой, которая под­держивает относительно постоянное содержание СO₂ в ат­мосфере.

Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сбалансированы.

Влияние человека на круговорот углерода проявилось в том, что с развитием индустрии и сельского хозяйства поступле-

139

Глава 4. Круговорот веществ

Гпава 4. Круговорот веществ

ние С0₂в атмосферу стало расти за счет антропогенных источ­ников.

Основная масса углерода находится в земной коре в связан­ном состоянии. Важнейшие минералы - карбонаты, количество углерода в них оценивается в 9,6-10¹⁵т. Разведанные запасы горючих ископаемых (угли, нефть, битумы, торф, сланцы, газы) содержат еще около 10¹³т углерода. Человек тем или иным путем извлекает эти запасы из недр и постепенно увеличивает поток С0₂в атмосферу: в 1800 г. концентрация С0₂составля­ла 0,029 %, в 1958 г. - 0,0315 %, в 1980 г. - 0,0335 %, а в 1995 г. - 0,0352 %.

Главные причины увеличения содержания С0₂ в атмо­сфере - это сжигание горючих ископаемых в промышлен­ности, на транспорте и уничтожение лесов.

При уничтожении лесов содержание углекислого газа в атмо­сфере увеличивается при непосредственном сжигании древеси­ны и разложении неиспользованной биомассы растений, за счет снижения фотосинтеза и при окислении гумуса почвы (если на месте лесов распахивают поля или строят города). Леса - важ­ные накопители углерода: в биомассе лесов приблизительно в 1,5, а в лесном гумусе - в 4 раза больше углерода, чем в атмосфере.

Сельское хозяйство также приводит к потере углерода в почве, так как потребление С0₂из атмосферы агрокультурами в течение лишь части года не компенсирует полностью высвобож­дающийся из почвы углерод, который теряется при окислении гумуса в результате частой вспашки.

Одновременное уменьшение поглотительной способности «зе­леного пояса» может привести к сбою механизмов саморегуля­ции природной буферной системы.

Кроме С0₂, в атмосфере присутствуют в небольших количест­вах еще два углеродных соединения: оксид углерода СО (около 0,1 млн¹) и метан СН₄(около 1,6 млн¹). Как и С0₂, они находятся в быстром круговороте: время пребывания в атмосфе-

141