Круговорот углерода

Круговорот углерода перемещает углерод между атмосферой, океанами, наземной биосферой и геологическими резервуарами, а его нарушение в результате использования ископаемого топлива приводит к изменению климата.

Definition

Глобальный круговорот углерода между атмосферными, океаническими, наземными и геологическими резервуарами посредством химических и биологических процессов.

Scope

Эта тема охватывает химический и биологический обмен углерода, включая фотосинтез и дыхание, поглощение океаном и карбонатную систему, накопление в почве и растительности, а также геологический резервуар, наряду с антропогенным воздействием, которое привело к увеличению атмосферного диоксида углерода.

Core questions

• Каковы основные резервуары углерода и потоки между ними?
• Как океаны и суша поглощают антропогенный диоксид углерода?
• Почему не существует достаточно большого природного поглотителя, способного поглотить все выбросы?
• Как круговорот углерода связан с климатом?

Key theories

Углеродный бюджет системы Земли

Углерод перемещается между четко определенными резервуарами посредством фотосинтеза, дыхания, обмена с океаном и выветривания; анализ бюджета показывает, что природные поглотители замедляют, но не могут полностью компенсировать антропогенные выбросы.

Mechanisms

Фотосинтез фиксирует атмосферный диоксид углерода в органический углерод, который возвращается в атмосферу в результате дыхания и разложения; океан поглощает диоксид углерода через карбонатную систему и биологический насос; а в течение длительных временных масштабов выветривание силикатов и захоронение отложений регулируют атмосферу. Выбросы человека превышают скорость, с которой эти поглотители могут реагировать, поэтому углерод накапливается в воздухе.

Clinical relevance

Круговорот углерода является центральной основой для понимания роста атмосферного диоксида углерода, изменения климата и закисления океана, а также для оценки поглотителей углерода и мер по смягчению последствий.

History

Непрерывные измерения диоксида углерода, проводимые Килингом с 1958 года, выявили неуклонный рост его концентрации в атмосфере, а синтез данных о системе Земли на рубеже веков позволил количественно оценить глобальный углеродный бюджет и его антропогенные нарушения.

Key figures

• Charles David Keeling
• Paul Falkowski

Seminal works

• falkowski2000
• schlesinger2013

Frequently asked questions

Где в конечном итоге оказывается большая часть антропогенного диоксида углерода?

Примерно половина остается в атмосфере, а остальное поглощается океанами и наземной биосферой; ни один из этих поглотителей не может поглотить его полностью.