6. Углекислый газ – третий важнейший для живых организмов компонент воздуха

Количество углекислого газа в составе атмосферы мизерно – всего три сотых процента от общего объема. Но мал золотник, да дорог. Значение именно атмосферного углерода огромно. И не только для растений, для которых он является основой питания и синтеза белков и других жизненно важных процессов 7, с.168.

Непосредственно, через пищевые цепи, атмосферный углерод вместе с белками, сахарами, жирами попадает и в организм животных, где опять же становится основой всех без исключения процессов жизнедеятельности. О том, какое место занимает углерод в нашей жизни, говорит хотя бы тот факт, что в человеческом теле его содержится 15–20 кг в зависимости от веса человека, а в долевом отношении – 23 %. Углерод в составе углеводов организма является самым мобильным энергетическим ресурсом.

В атмосфере, по уточненным данным (Г.В. Войткевич, 1986 г.), находится 245010⁹ т углекислого газа, что соответствует 66810⁹ т углерода.

Непрекращающееся выведение углерода из атмосферы могло бы обусловить постепенное убывание его в атмосфере и постепенное сокращение массы живого вещества, а затем и полное прекращение жизни на нашей планете. К счастью, в действительности это не происходит, так как CO₂ постоянно дополнительно поступает на поверхность планеты, и его количество поддерживается на определенном уровне. Единственным источником такого дополнения служат вулканические газы. Было обнаружено (А.Б. Ронов, 1976 г.), что массы CO₂, связанного в карбонатных толщах, и углерода, содержащегося в рассеянном органическом веществе древних пород, изменяются согласно с колебаниями величин объемов вулканических пород. Объем лав отражает интенсивность выноса вулканических газов. На протяжении 570 млн. лет в осадочных отложениях было погребено 7130010¹² т углерода, связанного в составе карбонатов, и 910010¹² т – в рассеянном органическом веществе.

Усиление притока углекислого газа в периоды активного вулканизма, по-видимому, сопровождалось общим потеплением климата (О.П. Добродеев и др); уменьшением контрастности температур высоких и низких широт. Ученые предполагают, что смена ледниковых и межледниковых периодов обусловлена колебаниями содержания CO₂ в атмосфере.

Определенные изменения в структуре глобального массообмена углерода вносит хозяйственная деятельность человечества. Суммарное поступление углерода из техногенных источников в атмосферу оценивается в 510⁹ т/год. Сжигание более 90% горючих веществ происходит в северном полушарии, что отражается на неравномерном распределении оксида углерода. Максимальные концентрации CO₂ приурочены к полосе между 40 и 50 ^о с. широты, где расположены главные центры индустрии.

Содержание диоксида углерода в атмосфере возросло за счет лесных и степных пожаров. В то же время поглощение СО₂ из атмосферы основными его потребителями – лесными растениями и фитопланктоном Мирового океана – сократилось за счет уменьшения площадей лесов, гибели фитопланктона. В результате этого поступление углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. Ежегодный прирост СО₂ в атмосфере составляет около 14 млрд. т. (рис. 3).

Рис. 3. Модель цикла углерода, млрд. тонн:

I – масса углерода в форме СО₂ в атмосфере и океане;

II – количество СО₂, поступающего в атмосферу в процессах окисления;

III – количество окисленного органического вещества (дыхание, горение);

IV – биомасса сухопутных живых организмов;

V – масса, использованная для питания этими организмами.

Укажите, почему круговорот углерода не замкнут ….

1 растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере;

2 растения, используя механизм фотосинтеза, выполняют функцию продукта кислорода и основного потребителя углекислого газа;

3 элемент часто выходит из круговорота на длительный срок в виде карбонатов, торфов, сапропелей, углей, гумуса;

4 благодаря поступлению в атмосферу глубинного углекислого газа и оксида углерода.