Cycle de carbone

Le cycle de carbone de est le cycle biogéochimique par lequel le carbone est échangé entre la biosphère , le Geosphere , l'hydrosphère , et l'atmosphère de la terre .

Le cycle est habituellement considéré en tant que quatre réservoirs importants de carbone reliés ensemble par des voies d'échange. Les réservoirs sont l'atmosphère, la biosphère terrestre (qui inclut habituellement les systèmes d'eau douce et matériel organique non-living, tel que le carbone de sol), les océans (qui de inclut le carbone inorganique dissous par et vie et biota marin non-living), et les sédiments (qui de inclut les combustibles fossiles . Les mouvements annuels du carbone, les échanges de carbone entre les réservoirs, se produisent en raison du divers produit chimique, examen médical, géologiques, et des processus biologiques. L'océan contient le plus grand réservoir de carbone actif près de la surface de la terre, mais la pièce de l'océan profond de cette piscine n'échange pas rapidement avec l'atmosphère.

Le budget global de carbone de est l'équilibre des échanges (des revenus et des pertes) du carbone entre les réservoirs de carbone ou entre une boucle spécifique (par exemple, l'atmosphère - biosphère) du cycle de carbone. Un examen du budget de carbone d'une piscine ou d'un réservoir peut fournir des informations au sujet de si la piscine ou le réservoir fonctionne comme source ou évier pour l'anhydride carbonique.

Dans l'atmosphère

Le carbone existe dans l'atmosphère terrestre principalement comme anhydride carbonique de de gaz (CO₂). Bien que ce soit une partie très petite de l'atmosphère en général (approximativement 0.04% sur une base molaire , se levant cependant), il joue un rôle important dans la vie de soutien. D'autres gaz contenant le carbone dans l'atmosphère sont le méthane et les chlorofluorocarbones (ce dernier est entièrement le anthropogène). La concentration atmosphérique globale de ces gaz à effet de serre avait augmenté en dernières décennies, contribuant au réchauffement global .

Le carbone est pris de l'atmosphère de plusieurs manières :
Quand le soleil est brillant, les usines exécutent la photosynthèse pour convertir l'anhydride carbonique en hydrates de carbone , libérant l'oxygène dans le processus. Ce processus est le plus prolifique dans les forêts relativement nouvelles où la croissance d'arbre est toujours rapid.
Sur la surface des océans vers les poteaux, l'eau de mer devient refroidisseur et plus d'acide carbonique est formé pendant que CO₂ devient plus soluble. Ceci est couplé à la circulation de Thermohaline du de l'océan qui transporte l'eau de surface dense dans l'intérieur de l'océan (voir l'entrée sur la solubilité de pomper ).
Dans des secteurs supérieurs d'océan de la productivité biologique élevée, les organizations convertissent le carbone réduit en tissus, ou les carbonates en parties du corps dures telles que des coquilles et des essais. Celles-ci, respectivement, sont oxydées (pompe de Doux-tissu de ) et redissoutes (pompe de carbonate de ) à des niveaux moyens plus bas de l'océan que ceux auxquels elles ont formé, ayant pour résultat un écoulement de haut en bas de carbone (voir l'entrée sur la pompe biologique ).
La désagrégation de la roche de silicate. L'acide carbonique réagit avec la roche superficielle par les agents aux ions de bicarbonate de produit. Les ions du bicarbonate produits sont portés à l'océan, où ils sont employés pour préparer les carbonates marins. À la différence de CO₂ dissous dans l'équilibre ou les tissus qui se délabrent, l'altération superficielle par les agents n'entre pas le carbone dans un réservoir duquel il peut aisément retourner à l'atmosphère.

Le carbone peut être libéré de nouveau dans l'atmosphère de beaucoup de différentes manières,
Par la respiration a exécuté par des plantes et des animaux. C'est une réaction exothermique et il implique la décomposition du glucose (ou d'autres molécules organiques) dans l'anhydride carbonique et l'eau.
Par l'affaiblissement d'animal et de la plante importer. Les mycètes et les bactéries décomposent les composés de carbone aux animaux et aux plantes morts et convertissent le carbone en anhydride carbonique si l'oxygène est présent, ou méthane sinon.
Par la combustion du matériel organique que le oxyde le carbone qu'elle contient, produisant l'anhydride carbonique (et d'autres choses, comme la vapeur d'eau). Les combustibles fossiles brûlants tel que le charbon , les produits du pétrole , et le gaz naturel libère le carbone qui a été stocké dans le geosphere pour des millions d'années.
Production du ciment . L'anhydride carbonique est libéré quand la pierre à chaux (carbonate de de calcium) est chauffée pour produire la chaux (oxyde de de calcium), un composant de ciment.
Sur la surface des océans où l'eau devient un anhydride carbonique plus chaud et dissous est libéré de nouveau dans l'atmosphère
Les éruptions volcaniques et le métamorphisme déchargent des gaz dans l'atmosphère. Les gaz volcaniques sont principalement la vapeur d'eau , l'anhydride carbonique et l'anhydride sulfureux . L'anhydride carbonique libéré est rudement égal à la quantité enlevée par la désagrégation de silicate ; ainsi les deux processus, qui sont l'inverse de produit chimique de l'un l'autre, somme rudement à zéro, et n'affectent pas le niveau de l'anhydride carbonique atmosphérique sur des échelles de temps de moins qu'environ 100.

Dans la biosphère

Environ 1.900 le Gigatons du carbone sont présent dans la biosphère. Le carbone est une part essentielle de la vie sur terre. Il joue un rôle important en structure , biochimie , et nutrition de toutes les cellules vivantes .
Le Autotrophs sont des organizations qui produisent leurs propres composés organiques using l'anhydride carbonique à partir de l'air ou l'eau dans lesquelles elles vivent. Pour faire ceci elles exigent d'une source d'énergie extérieure. Presque tous les autotrophs emploient le rayonnement solaire pour fournir ceci, et leur processus de fabrication s'appelle la photosynthèse . Un nombre restreint d'autotrophs exploitent les sources d'énergie chimiques dans un Chemosynthesis appelé de processus . Les autotrophs les plus importants pour le cycle de carbone sont les arbres dans les forêts sur le phytoplancton de terre et de dans les océans de la terre. La photosynthèse suit la réaction le → 6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Le carbone est transféré dans la biosphère comme alimentation de Heterotrophs sur d'autres organizations ou leurs pièces (par exemple, fruits). Ceci inclut la prise du matériel organique mort (détritus ) par des mycètes et des bactéries pour la fermentation ou l'affaiblissement .
La plupart de carbone laisse la biosphère par la respiration . Quand l'oxygène est présent, la respiration aérobie se produit, qui décharge l'anhydride carbonique dans l'air ou l'eau environnant, suivant la réaction le → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6CO₂ + 6H₂O. Autrement, la respiration anaérobie se produit et décharge le méthane dans l'environnement environnant, qui transforme par la suite sa manière en atmosphère ou hydrosphère (par exemple, comme gaz de marais ou flatulence ).
La combustion de la biomasse (par exemple incendies de forêt, du bois utilisé pour le chauffage, toute autre chose organique) peut également transférer des quantités substantielles de carbone à l'atmosphère
Le carbone peut également être distribué dans la biosphère quand la matière organique morte (telle que tourbe ) devient incorporée dans le geosphere. L'animal de écosse du carbonate de calcium , en particulier, peut par la suite devenir la pierre à chaux par le processus de la sédimentation
Beaucoup reste à se renseigner sur le recyclage du carbone dans l'océan profond. Par exemple, une découverte récente est que des maisons du mucus de Larvacean (généralement connues sous le nom de " ; sinkers" ;) sont créés dans de tels grands nombres qu'elles peuvent livrer autant carbone à l'océan profond qu'a été précédemment détecté par les pièges de sédiment de en raison de leur taille et composition, ces maisons sont rarement rassemblés en de tels pièges, analyses tellement la plupart des biogéochimiques les ont incorrectement ignorés. Le stockage de carbone dans la biosphère est influencé par un certain nombre de processus sur différents calendriers : tandis que la productivité primaire nette suit un journalier et le cycle saisonnier, le carbone peut être stocké jusqu'à plusieurs centaines d'années dans les arbres et jusqu'aux milliers d'années dans les sols. Les changements de ces réservoirs de carbone à long terme (par exemple par de- ou le reboisement ou par les changements température-connexes de la respiration de sol) peuvent affecter ainsi le changement climatique global.

Dans les océans

Les océans contiennent environ 36.000 le Gigatonnes du carbone, la plupart du temps sous forme d'ion du bicarbonate . Le carbone inorganique, celui est des composés de carbone sans le carbone-carbone ou le carbone-hydrogène colle, est important dans ses réactions dans l'eau. Cet échange de carbone devient important dans le de contrôle pH dans l'océan et peut également varier comme source ou évier pour le carbone. Le carbone est aisément échangé entre l'atmosphère et l'océan. Dans les régions de la remontée océanique, le carbone est libéré à l'atmosphère. Réciproquement, régions du carbone downwelling de transfert (CO₂) de l'atmosphère vers l'océan. Quand CO₂ entre dans l'océan, l'acide carbonique est formé :

de
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

Cette réaction a un vers l'avant et le taux renversé, celui est lui réalise un équilibre chimique . Une autre réaction importante en commandant les niveaux océaniques de pH est le dégagement des ions d'hydrogène et du bicarbonate. Changements de commandes de cette réaction grands du pH :

H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻

Dans les océans, le bicarbonate peut combiner avec du calcium pour former la pierre à chaux (carbonate de calcium , CaCO₃ de , avec de la silice ), qui précipite au fond océanique . La pierre à chaux est le plus grand réservoir du carbone dans le cycle de carbone. Le calcium vient de la désagrégation des roches , qui de calcium-silicate de fait combiner le silicium dans les roches avec l'oxygène pour former le sable ou le quartz (bioxyde de silicium ) de , laissant des ions de calcium disponibles à la forme pierre à chaux.

Voir également

C4MIP
Acidification d'océan de
Production primaire
Empreinte de pas de carbone de
Régime à faible teneur en carbone

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