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地球的碳循环

更新时间:2015-05-18 16:49:56点击次数:628次字号:T|T

      地球上最大的碳库是岩石圈和化工燃料,含碳量占大气总碳量的99.9%,这两个库中的碳自然活动缓慢,而活动最为活跃并且交换与循环频繁的是大气圈、水圈和生物圈等3个碳库,虽然碳量只占总碳量的0.1%。
      时间尺度和空间尺度最大的地球碳循环是大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸,能把石灰岩变为可溶解的重碳酸盐,通过不同的成岩过程又形成各类白云石、石灰岩、碳质页岩等。在化学和物理(风化)作用下,这些岩石被破坏,所含的碳又CO2的形式释放到大气中。火山爆发也能使原来的碳酸盐或有机碳中的碳元素加入到大循环中,这一循环过程需要几百万年以上的时间。
      大气中的二氧化碳被植物吸收后,经过光合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体的碳水化合物,经过食物链传递,又变成动物体的碳水化合物,其中一部分转化为二氧化碳,通过呼吸又释放入大气中,还有另一部分构成生物机体。而动物或植物死后,残体中的碳通过微生物的分解作用也转化成二氧化碳最终又排入大气中,这一循环过程一次只需要几十年。另有一部分动物或植物残体在被分解之前就被沉积物掩埋,在一定的压力和热能作用下转变成矿物原料即煤炭、石油和天然气等,人类使用和消耗时便对碳循环产生重大的作用和影响。海洋与大气间也存在着二氧化碳的交换。这种交换发生在水和气的接触界面处,交换的多少与海风和波浪的大小有直接关系

 

温室气体效应及后果

       温室效应,是指大气的保温效应,俗称“花房效应”。大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外散发的长波热辐射却被大气吸收,这样就使地表和低层大气温度增高,因其作用类似于栽农作物的温室,故名温室效应。
       地球上早期很长一段时间没有二氧化碳等温室气体,地表像其他行星一样,要么温度低至零下上百度,要么温度高至零上几百度,所以一直没有生命的诞生。大家知道:二氧化碳也是植物的营养品和生长素之一,植物吃了CO2 并经过光合作用吐放大量氧气,后来才有了动物和人类。
       温室气体细数起来有30多种。主要的是二氧化碳占温室气体的75%,其次是甲烷、一氧化二氮、氯氟碳化合物、臭氧以及水气等。
       自工业革命200多年来,人类向大气中排放的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,温室效应也随之加强,导致全球气候变暖等一系列严重问题,现已引起全世界各国的关注
       大气层中的CO2含量随着地球的演化也是自然变化着的,但从1750年开始掀起工业化浪潮以后,由于煤及石油和天然气等化工燃料大量使用,使大气中CO2含量逐年增加了30%,上个世纪中人类因为燃烧,每年大约要排放50亿吨的CO2呢。
       在上个世纪,超过90%的温室气体是由发达国家排放的。因此,发达国家应该承担对气候变化问题上更多的责任和义务。
       如果CO2的含量比现在增加一倍,全球气温将升高3℃~5℃,而靠近两极地区将可能升高10℃,气候将明显变暖。由此而导致大气环流的异常变化,使某些地区雨量骤增,而另些地区出现干旱、飓风也将增强、增多,自然灾害加剧。更令人担忧的是:气温升高会使大量冰川融化,海平面上升,沿海国家、城市将面临淹没的威胁。在20世纪60年代末,非洲牧区曾发生6年的干旱,由于缺少粮食和牧草,牲畜致死者无数,饥饿死亡者超过150万人。
       大气增温还将给人类生活带来许多潜在的影响。如将使得植物产生变异,生物界将遭受新类型病毒的袭击,土壤将导致变质和锐减,水陆动物、植物将导致种群锐减甚至灭绝……目前,号称地球之肺的南美洲亚马逊热带雨林曾占地球表面的5%,制造出全世界20%的氧气和30%的物种,而现在正以每年7700平方英里的速度消退,而许多生物面临灭顶之灾,让地球暖化危机雪上加霜。

 

(编辑:liqing)
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