6.Круговорот углерода

Углерод является аккумулятором солнечной энергии.

В ходе круговорота С этот аккумулятор «разряжается», обогащая биосферу свободной энергией.

В круговороте С можно выделить условно несколько самостоятельных этапов миграции углерода, которые мы назовем циклами.

Начальный цикл осуществляется в автотрофных организмах и может быть сведен к жизненному циклу фототрофов (растения) и хемотрофов (бактерии).

1.)растения поглощают СО2 из атмосферы и в процессе фотосинтеза преобразуют ее в первичные углеводные формы ЖВ. Основными природными катализаторами процесса фотосинтеза являются пигменты хлорофиллы и каротиноиды, они поглощают солнечный свет и превращают солнечную энергию в химическую;

2) процессы биосинтеза создают из углеводов все необходимые составляющие автотрофов;

3) в процессе жизнедеятельности автотрофный организм расходует на дыхание существенную часть синтезированного органического вещества, снова преобразуя его в СО2 и возвращая в атмосферу.

Часть синтезированного ОВ, которая не расходуется на энергетические нужды, сохраняется, и может расходоваться на рост и воспроизводство, составляя продукцию автотрофных форм (первичная продукция), уходит за пределы «автотрофного» цикла, т.е. выпадает из него. Годовая первичная продукция для наземных и морских растений примерно одинаковая (60 и 40109 т соответственно), хотя биомасса наземных растений гораздо больше, чем морских. Это хорошая демонстрация того факта, что биомасса не обязательно определяет биопродуктивность. В океанах 95% первичной продукции приходится на долю фитопланктона - в основном одноклеточных водорослей. Если бы не было выпадения части С из автотрофного цикла, то прочие циклы не могли бы существовать. Возвращение выпавшего С в первичный углекислотный резерв атмосферы и гидросферы осуществляется в следующих более сложных циклах. Органическое вещество, созданное автотрофным синтезом, подвергается переработке в качестве пищи гетеротрофных организмов. При прохождении каждой пищевой цепи количество органического С уменьшается вследствие расходования его на энергетические нужды и выделения в виде СО2 в процессе дыхания с возвратом в атмосферу.

Автотрофный и гетеротрофный циклы объединяются в первичный малый биохимический цикл С в котором обращается большая часть (2,7-3,01012т) С, с полупериодом существования от нескольких дней до сотен и нескольких тысяч лет.

Вторичный большой геохимический цикл С включает осадочные породы, через него проходит 6,41015т (по другим данным 121015т, S.D.Killops, V.J.Killops, 1993) Сорг с полупериодом существования до нескольких миллионов лет. С, выпавший из первичного цикла, накапливается в осадках и фоссилизируется в породах, формируя залежи горючих ископаемых.Оба цикла взаимосвязаны, связь осуществляется посредством СО2, который возвращается в атмосферу и гидросферу в процессе воздействия геологических и антропогенных факторов (гипергенез, горение). ГИ содержат 51015 кг С, из них газ cоставляет 4%, нефть - 6%, уголь - 90%, при горении высвобождается 51012 кг/в год. Остальные углеродсодержащие осадочные породы заключают в себе 51019 кг С - 75% неорганического и 25% органического.