Koloběh uhlíku v přírodě: Vysvětlení a význam

Koloběh uhlíku je biogeochemický cyklus, při němž se uhlík vyměňuje mezi biosférou, litosférou, hydrosférou a atmosférou. Spolu s koloběhem dusíku a koloběhem vody tvoří řetězec dějů, které jsou klíčové pro zachování života na Zemi. Popisuje pohyb uhlíku tak, jak je recyklován a znovu využíván v rámci biosféry včetně propadů uhlíku.

Základní principy koloběhu uhlíku

Pro popis dynamiky koloběhu uhlíku lze rozlišovat mezi rychlým a pomalým koloběhem uhlíku. Rychlý cyklus uhlíku se také označuje jako biologický cyklus uhlíku. Rychlý cyklus uhlíku může být dokončen během několika let, kdy dochází k přesunu látek z atmosféry do biosféry a poté zpět do atmosféry. K výměně uhlíku mezi zásobníky dochází v důsledku různých chemických, fyzikálních, geologických a biologických procesů.

Formy uhlíku v přírodě

Uhlík, jeden z nejrozšířenějších chemických prvků na Zemi, se na naší planetě vyskytuje v mnoha podobách, většinou ve sloučeninách s jinými prvky. V čisté podobě pak vytváří pouze tři nerosty, jednak grafit (obyčejnou, měkkou, černou tuhu), šungit (je elektricky vodivý) a jednak naopak jeden z nejcennějších drahých kamenů na světě, diamant.

Uhlík v atmosféře

Uhlík existuje v atmosféře hlavně jako plyn oxid uhličitý. Přestože tvoří velmi malý podíl atmosféry (asi 0,04 %), je zásadní pro život na Zemi. K ostatním atmosférickým plynům, které obsahují uhlík, patří metan a antropogenní chlor-fluorované uhlovodíky.

Fotosyntéza: Klíčový proces koloběhu uhlíku

Když svítí Slunce, autotrofní organismy (především rostliny) fotosyntetizují, přičemž pohlcují oxid uhličitý a mění ho na sacharidy a zároveň vylučují kyslík. Fotosyntéza je jeden z nejdůležitějších dějů v přírodě, V průběhu fotosyntézy dochází k zachycení sluneční energie (fotonů) a k následné syntéze organických látek (sacharidy, mastné kyseliny a prekurzory aminokyselin) z oxidu uhličitého a vody. Primární děj fotosyntézyCelý proces fotosyntézy je u eukaryotních organismů lokalizován v chloroplastech.

Čtěte také: Klíčové procesy koloběhu dusíku

Tento proces je nejrychlejší u lesů (či jiných biotopů), kde probíhá velmi rychlý růst nové biomasy (kterou představuje i mrtvé dřevo).

Ukládání uhlíku v oceánech

Na mořské hladině se rozpouští atmosférický oxid uhličitý. Čím je voda chladnější, tím více CO2 může pohltit. Tento jev je v přímé souvislosti s termohalinním výměníkem. Ve vyšších vrstvách oceánu fytoplankton (řasy, sinice) ukládají oxid uhličitý ve svých tkáních a schránkách. Schránky pak klesají ke dnu a zvětrávají. Zvětrávání těchto křemičitých hornin způsobuje kyselina uhličitá. Při tomto procesu se uvolňují hydrogenuhličitany. Na dně se pak ukládají nánosy uhličitanů (např.

Uvolňování uhlíku zpět do prostředí

Uhlík se uvolňuje zpět do prostředí několika způsoby:

• Respirací živočichů a rostlin.
• Rozkládáním rostlinné a živočišné biomasy. Hlavní roli v tom mají houby a bakterie.
• Spalováním organického materiálu.
• Při sopečných erupcích se uvolňují plyny, které mimo jiné obsahují oxid uhličitý.

Biologický a geochemický cyklus uhlíku

Rozlišují se dva typy uhlíkového cyklu: biologický a geochemický. Základní hnací silou biologického cyklu je fotosyntéza rostlin a dýchání živočichů. Jedna molekula tímto cyklem projde za zhruba dvacet let. Geochemický cyklus je značně pomalejší a může funguje v závislosti na cyklu biologickém.

Vliv lidské činnosti na koloběh uhlíku

Uhlíkový cyklus je ovlivňován geochemickými procesy a také klimatem, člověk do něj významně zasahuje emisí právě oxidu uhličitého. Zhruba platí, že polovina člověkem vyprodukovaného CO2 zůstává v atmosféře, druhá polovina skončí v oceánech a na pevnině. Spalováním fosilních paliv poté vede ke zvýšení obsahu CO2 v atmosféře.

Čtěte také: Produkce energie v ekosystému

Uhlík v půdě

V půdním humusu jsou uložena velká množství uhlíku. Z globálního pohledu tvoří půda větší zásobník CO2 než atmosféra a veškeré živé organismy (rostliny, zvířata a mikroorganismy). Z tohoto důvodu mohou ztráty humusu v půdě vést ke zvýšeným emisím CO2.

Rezervoáry uhlíku

Mezi hlavní rezervoáry uhlíku patří:

• Hydrosféra (rozpuštěný oxid uhličitý a organická hmota - fytoplankton).
• Sedimenty (uhličitany, látky s obsahem uhlíku včetně fosilních paliv).
• Atmosféra (CO2).
• Biosféra (organická živá a neživá hmota).

Množství uhlíku v jednotlivých rezervoárech

• 100 milionů GtC (1 gigatuna se rovná jedné miliardě tun) najdeme v zemské kůře (vápenec, grafit, diamant)
• 38 000 GtC je obsaženo ve vodách moří a oceánů. Uhlík v moři je ve velké míře součástí CO2 rozpuštěného ve vodě, podobně jako v minerálce. Pouze 1 000 GtC se nachází ve svrchních vrstvách moří a oceánů, které se účastní výměny s atmosférou. Zbytek CO2 se nachází ve větších hloubkách.
• Podle různých odhadů je 5 000-10 000 GtC obsaženo ve fosilních palivech (ropa, uhlí, zemní plyn), která vznikala po dobu milionů let z těl mrtvých rostlin a živočichů.
• 2300 GtC se nachází v půdě a to jak v anorganické podobě, tak v organické podobě jako např. humus.
• 800 GtC najdeme v atmosféře a to hlavně ve formě oxidu uhličitého. Zbytek uhlíku je součástí metanu, oxidu uhelnatého a látek typu CFC a HCFC.

Čtěte také: Koloběh síry v přírodě

tags: #obeh #uhliku #v #prirode #vysvetleni

Oblíbené příspěvky:

• Ohrožení stromů
• Přírodní krásy Ostrůvku
• Pavlovské vrchy – ekologie
• Hygienické odpadkové koše pro váš domov
• Jak vyčistit ucpaný odpad