Колообіг Карбону у гідросфері

Гідросфера — водна оболонка Землі, до складу якої входять океани, моря та континентальні водні маси, сніговий покрив і льодовики.

Океан є виключно важливим резервуаром вуглецю. Загальна кількість елемента в ньому в 100 разів більше ніж міститься в атмосфері. Океан через поверхню може обмінюватися з вуглекислим газом з атмосферою, і за допомогою осадження і розчинення карбонатів з осадовим чохлом Землі. Розчинений в океані вуглець існує в трьох основних формах:

Неорганічний вуглець: СО2, НСО3-, СО32- ; весь органічний вуглець, зосереджений в океанічних організмах.

Між суходолом і Світовим океаном відбувається постійна міграція вуглецю. Переважає винесення цього елемента у формі карбонатних і органічних сполук з суші в океан. Надходження вуглецю з Світового океану на сушу відбувається в незрівнянно менших кількостях, і то лише у формі вуглекислого газу, що дифундує в атмосферу і стерпного повітряними течіями.

Сумарна кількість вуглекислого газу в атмосфері планети становить не менш 2,3 ∙ 1012 т., в той час як вміст його в Світовому океані оцінюється в 1,3 ∙ 1014 т. У літосфері у зв'язаному стані знаходиться 2 ∙ 1017 т. вуглекислого газу. Значна кількість вуглекислого газу міститься і в живій речовині біосфери (близько 1,5 ∙ 1012 т.), тобто майже стільки, скільки у всій атмосфері. Вуглекислий газ атмосфери та гідросфери обмінюється і оновлюється живими організмами за 395 років.

Кругообіг вуглецю в гідросфері є більш складним у порівнянні з континентальним, оскільки повернення цього елемента у формі вуглекислого газузалежить від надходження кисню у верхні шари води як з атмосфери, так і з нижележащей товщі. У цілому показники річного кругообігу маси вуглецю у Світовому океані майже в 2 рази нижче, ніж на суші (у тоннах за рік):

Показники	Т/рік
Сумарний захоплення в процесі фотосинтезу	30 ∙ 109
Повернення у водне середовище від дихання і розкладання органічної речовини	26 ∙ 109
Випадання в донний осад	1,5 ∙ 109
Надходження з атмосфери від спалювання палива	1 ∙ 109
Надходження з річковим стоком	0,6 ∙ 109
Перехід в органічну речовину	0,9 ∙ 109

Таблиця 1. Показники річного кругообігу маси вуглецю у Світовому океані

Колообіг Карбону в грунті

За різними оцінками, сумарний вміст вуглецю в грунті становить близько т. Головна невизначеність існуючих оцінок обумовлена недостатньою повнотою відомостей про площі та змісті вуглецю в торфяниках планети.

Більш повільний процес розкладу вуглецю в грунтах холодних кліматичних зон призводить до більшої концентрації вуглецю грунтів (на одиницю поверхні) в бореальних лісах і трав'янистих спільнотах середніх широт порівняно з тропічними екосистемами. Однак тільки невелику кількість (кілька відсотків або навіть менше) детриту, що надходить щорічно в резервуар грунтів, залишається в них протягом тривалого часу. Більша частина мертвої органічної речовини окислюється до СО2 за кілька років. У чорноземах близько 98% вуглецю підстилки характеризується часом обігу близько 5 місяців, а 2% вуглецю підстилки залишаються в грунті в середньому протягом 500-1000 років. Ця характерна риса грунтоутворювального процесу проявляється також у тому, що вік грунтів в середніх широтах, визначений радіоізотопиним методом, складає від декількох сотень до тисячі років і більше. Проте швидкість розкладу органічної речовини при трансформації земель, зайнятих природною рослинністю, в сільськогосподарські угіддя зовсім інша. Наприклад, висловлюється думка, що 50% органічного вуглецю в грунтах, що використовуються в сільському господарстві Північної Америки, могло бути втрачено внаслідок окислення, так як ці грунти почали експлуатуватися до початку минулого століття, чи в самому його початку.