Антропогенное воздействие на круговорот углерода и его последствия

Основные формы влияния человека на цикл углерода:

· сжигание топлива: угля, нефти, газа и др., с которым связаны выбросы СО2 (ежегодно выбрасывает в атмосферу более 22 млрд т CO2);

· вырубка лесов и отчуждение земель под строительство сокращают продуктивность биосферы;

· уменьшение запасов органического вещества в почвах, которое вызвано эрозией пахотных земель и изъятием продуктов сельского хозяйства:

· загрязнением вод приводит к снижению продуктивности океанов и морей.

· Последствия этих воздействий на круговорот углерода весьма ощутимо. Так, в период с 1980 по 1990 г. зарегистрирован рос концентрации СО2 в атмосфере с 0,0335% до 0,0355%. Долгое время рост объясняли только антропогенным влиянием. Однако исследования показали, что есть и другие причины роста.

Данные об изменении запасов СО2 в биосфере, основанные на изотопном составе углерода. В природе существуют два стабильных изотопа углерода: 12C (98,982%) и 13C(1,108%). При фотосинтезе и последующем седиментогенезе происходит фракционирование изотопов, и отношение 12C/13C в растениях несколько меньше, чем в углеводородном топливе. Оценка доли углекислого газа, поступившего в атмосферу при сжигании топлива, с привлечением данных о изотопном составе дала следующие результаты [12]:

  • скорость накопления в атмосфере – 3,5·109 т/год;
  • поглощения в океане – 4·109 т/год;

· выбросы при сжигании топлива – более 5·109 т/год.

Таким образом, суммарные запасы углерода в атмосфере и гидросфере увеличиваются на 7,5∙109 т/год, из них. 5·109 т/год обусловлено сжиганием топлива. Остальная часть связана с деструкцией органического вещества. Это означает, что биосфера не повышает продуктивность в ответ на рост содержания CO2, как это неоднократно наблюдалось в геологической истории Земли, а является источником выбросов CO2 в размере 2,5·109 т/год.

Возможные последствия снижения биоресурсов в Мировом океане. В гидросфере с фотосинтезом связано повышение содержания кислорода на малых глубинах, а в результате погружения остатков организмов и их разложения с глубиной кислорода становится меньше, а количество СО2 и соединений азота и фосфора возрастает. Нужно обратить внимание еще на один момент, связанный с Мировым океаном. Допустим концентрация СО2 в атмосфере возросла. Учитывая, что концентрация СО2 на границе вода–атмосфера должна находиться в равновесии, содержание СО2 в поверхностных водах возрастет. Это, в свою очередь, ускорит процессы фотосинтеза и приведет к дополнительному стоку СО2 в океан. Таким образом, биота океана стабилизирует концентрацию СО2 в атмосфере. Поскольку СО2 является одним из основных парниковых газов, это означает, что деятельность биоты является фактором стабилизации климата.

Представим, что жизнь в Мировом океане прекратилась. Разность концентраций в поверхностных и глубинных водах океана вызовет диффузию кислорода в глубины океана, а углерода и азота к его поверхности. СО2 начнет поступать в атмосферу и климат может измениться.

Результаты исследований в Арктике [13]. Мониторинг состава атмосферы показывает, что над Арктикой/Субарктикой концентрации CO2 и CH4 немного повышены. В этом регионе антропогенная активность невелика (между 60° и 70° с. ш. сжигается менее 5% топлива). Источниками поступления CO2 и CH4 являются:

· подозерные талики и прибрежные зон тундры и тайги, где в анаэробных условиях происходит деструкции органического вещества, являются источником CH4;

· почвенная респирация – основная причина выделения CO2.

Повышение эмиссии связывают с глобальным потеплением, которое в высоких широтах выше, чем среднее для планеты.

Таким образом, вмешательство человека приводит к перестройке биосферы. Последствия этого ясны, если рассмотреть две цепочки параллельно развивающихся событий:

выбросы CO2 → изменение климата → ускорение разложения органики → дополнительные выбросы CO2;

снижение продуктивности биосферы → уменьшение стока СО2→ увеличение содержания СО2 в атмосфере.

Оба процесса ведут к новому увеличению концентрации углекислого газа. Приведенные примеры и анализ закономерностей цикла органического углерода свидетельствуют о возможном самопроизвольном росте запасов СО2 в атмосфере.








Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 2214; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.