Koloběh uhlíku: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
m editace uživatele 37.48.17.120 (diskuse) vráceny do předchozího stavu, jehož autorem je OJJ
značka: rychlé vrácení zpět
Rozšíření úvodu
značky: možné problémové formulace editace z Vizuálního editoru
Řádek 1: Řádek 1:
{{Různé významy|tento=koloběhu uhlíku na Zemi|druhý=termonukleární reakci probíhající v některých hvězdách |stránka=CNO cyklus}}
{{Různé významy|tento=koloběhu uhlíku na Zemi|druhý=termonukleární reakci probíhající v některých hvězdách |stránka=CNO cyklus}}
[[Soubor:Carbon cycle-cute diagram.svg|lang=cs|náhled|Diagram koloběhu [[uhlík]]u. Černá čísla udávají v miliardách tun (gigatunách = Gt), kolik uhlíku je uloženo v různých rezervoárech. Fialová čísla udávají, kolik uhlíku se přesunuje danými směry každý rok. Do sedimentů v tomto diagramu není započítání přibližně 70 Gt [[Uhličitany|uhličitanů]] a [[kerogen]]u.|odkaz=Soubor:Carbon_cycle-cute_diagram.svg%3Flang=cs]]
[[Soubor:Carbon cycle-cute diagram.svg|lang=cs|náhled|Diagram koloběhu [[uhlík]]u. Černá čísla udávají v miliardách tun (gigatunách = Gt), kolik uhlíku je uloženo v různých rezervoárech. Fialová čísla udávají, kolik uhlíku se přesunuje danými směry každý rok. Do sedimentů v tomto diagramu není započítání přibližně 70 Gt [[Uhličitany|uhličitanů]] a [[kerogen]]u.|odkaz=Soubor:Carbon_cycle-cute_diagram.svg%3Flang=cs]]
'''Koloběh uhlíku''' je část [[Biogeochemický cyklus|biogeochemického cyklu]]; dochází při něm k výměně [[Uhlík|uhlíku]] mezi [[Biosféra|biosférou]], [[Pedosféra|pedosférou]], [[Krajinná sféra|geosférou]], [[Hydrosféra|hydrosférou]] a [[Atmosféra|atmosférou]] [[Země]]. Mezi další hlavní biogeochemické cykly patří [[koloběh dusíku]] a [[koloběh vody]]. Uhlík je hlavní složkou biologických sloučenin a také hlavní složkou mnoha [[Minerál|minerálů]], například [[Vápenec|vápence]]. Koloběh uhlíku zahrnuje sled událostí, které jsou klíčové pro to, aby Země byla schopna udržet život. Popisuje pohyb uhlíku, který je recyklován a znovu využíván v celé biosféře, a také dlouhodobé procesy [[sekvestrace uhlíku]] do [[Propad uhlíku|propadů]] a jeho uvolňování z nich.
'''Koloběh uhlíku''' je [[biogeochemický cyklus]], při němž se [[uhlík]], který lze považovat za základní stavební kámen veškerých [[Organická sloučenina|organických sloučenin]], vyměňuje mezi [[biosféra|biosférou]], [[litosféra|litosférou]], [[hydrosféra|hydrosférou]] a [[atmosféra|atmosférou]].

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. Pomalé neboli geologické cykly (nazývané také hluboký cyklus uhlíku) mohou trvat miliony let a látky se při nich přesouvají v zemské kůře mezi horninami, půdou, oceánem a atmosférou.<ref>{{Citace monografie
| příjmení = Smith
| jméno = Hance D.
| příjmení2 = Vivero
| jméno2 = Juan Luis Suárez de
| příjmení3 = Agardy
| jméno3 = Tundi S.
| titul = Routledge Handbook of Ocean Resources and Management
| url = https://books.google.cz/books?id=5tC9CgAAQBAJ&dq=%22blue+planet%22+libes&pg=PA89&redir_esc=y#v=onepage&q=%22blue%20planet%22%20libes&f=false
| vydavatel = Routledge
| počet stran = 627
| isbn = 978-1-136-29482-2
| poznámka =
| jazyk = en
}}</ref>

Lidská činnost narušuje rychlý koloběh uhlíku již po mnoho staletí změnou využití půdy a navíc v důsledku nedávné průmyslové těžby fosilního uhlíku ([[těžba]] [[Těžba uhlí|uhlí]], [[Ropa|ropy]] a [[Zemní plyn|zemního plynu]] a výroba [[Cement|cementu]]) z geosféry.<ref>{{Citace elektronického periodika
| titul = The Carbon Cycle
| periodikum = earthobservatory.nasa.gov
| url = https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle
| datum vydání = 2011-06-16
| jazyk = en
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref><ref>{{Citace periodika
| příjmení = Friedlingstein
| jméno = Pierre
| příjmení2 = Jones
| jméno2 = Matthew W.
| příjmení3 = O'Sullivan
| jméno3 = Michael
| titul = Global Carbon Budget 2019
| periodikum = Earth System Science Data
| datum vydání = 2019-12-04
| ročník = 11
| číslo = 4
| strany = 1783–1838
| issn = 1866-3508
| doi = 10.5194/essd-11-1783-2019
| jazyk = English
| url = https://essd.copernicus.org/articles/11/1783/2019/
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref> Do roku 2020 se obsah [[Oxid uhličitý|oxidu uhličitého]] v atmosféře zvýšil téměř o 52 % oproti předindustriálnímu období, což si vynutilo větší ohřev atmosféry a zemského povrchu Sluncem.<ref>{{Citace monografie
| příjmení = Prentice
| jméno = I.C.
| příjmení2 = Farquhar
| jméno2 = G.D.
| příjmení3 = Fasham
| jméno3 = M.J.R.
| titul = The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide
| url = https://hal.science/hal-03333974
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = US Department of Commerce
| jméno = NOAA
| titul = NOAA/ESRL Global Monitoring Laboratory - THE NOAA ANNUAL GREENHOUSE GAS INDEX (AGGI)
| periodikum = gml.noaa.gov
| url = https://gml.noaa.gov/aggi/
| jazyk = EN-US
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref> Zvýšený obsah oxidu uhličitého také způsobil snížení hodnoty pH [[Okyselování oceánů|oceánů]] a zásadně mění chemii moří.<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = US Department of Commerce
| jméno = National Oceanic and Atmospheric Administration
| titul = What is Ocean Acidification?
| periodikum = oceanservice.noaa.gov
| url = https://oceanservice.noaa.gov/facts/acidification.html
| jazyk = EN-US
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
| titul = Report of the Ocean Acidification and Oxygen Working Group
| periodikum = Biological Observatories Workshop
| url = https://web.archive.org/web/20110715113115/http://www.scor-int.org/OBO2009/A&O_Report.pdf
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref> Většina fosilního uhlíku byla vytěžena jen za poslední půlstoletí a jeho množství nadále rychle roste, což přispívá ke změně klimatu způsobené člověkem.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Heede
| jméno = Richard
| titul = Tracing anthropogenic carbon dioxide and methane emissions to fossil fuel and cement producers, 1854–2010
| periodikum = Climatic Change
| datum vydání = 2014-01-01
| ročník = 122
| číslo = 1
| strany = 229–241
| issn = 1573-1480
| doi = 10.1007/s10584-013-0986-y
| jazyk = en
| url = https://doi.org/10.1007/s10584-013-0986-y
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref><ref>{{Citace periodika
| příjmení = Ritchie
| jméno = Hannah
| příjmení2 = Rosado
| jméno2 = Pablo
| příjmení3 = Roser
| jméno3 = Max
| titul = CO₂ emissions by fuel
| periodikum = Our World in Data
| datum vydání = 2023-12-20
| url = https://ourworldindata.org/emissions-by-fuel
| datum přístupu = 2023-12-26
}}</ref>


== Rezervoáry uhlíku ==
== Rezervoáry uhlíku ==

Verze z 26. 12. 2023, 08:41

Tento článek je o koloběhu uhlíku na Zemi. O termonukleární reakci probíhající v některých hvězdách pojednává článek CNO cyklus.
Diagram koloběhu uhlíku. Černá čísla udávají v miliardách tun (gigatunách = Gt), kolik uhlíku je uloženo v různých rezervoárech. Fialová čísla udávají, kolik uhlíku se přesunuje danými směry každý rok. Do sedimentů v tomto diagramu není započítání přibližně 70 Gt uhličitanů a kerogenu.

Koloběh uhlíku je část biogeochemického cyklu; dochází při něm k výměně uhlíku mezi biosférou, pedosférou, geosférou, hydrosférou a atmosférou Země. Mezi další hlavní biogeochemické cykly patří koloběh dusíku a koloběh vody. Uhlík je hlavní složkou biologických sloučenin a také hlavní složkou mnoha minerálů, například vápence. Koloběh uhlíku zahrnuje sled událostí, které jsou klíčové pro to, aby Země byla schopna udržet život. Popisuje pohyb uhlíku, který je recyklován a znovu využíván v celé biosféře, a také dlouhodobé procesy sekvestrace uhlíku do propadů a jeho uvolňování z nich.

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. Pomalé neboli geologické cykly (nazývané také hluboký cyklus uhlíku) mohou trvat miliony let a látky se při nich přesouvají v zemské kůře mezi horninami, půdou, oceánem a atmosférou.[1]

Lidská činnost narušuje rychlý koloběh uhlíku již po mnoho staletí změnou využití půdy a navíc v důsledku nedávné průmyslové těžby fosilního uhlíku (těžba uhlí, ropy a zemního plynu a výroba cementu) z geosféry.[2][3] Do roku 2020 se obsah oxidu uhličitého v atmosféře zvýšil téměř o 52 % oproti předindustriálnímu období, což si vynutilo větší ohřev atmosféry a zemského povrchu Sluncem.[4][5] Zvýšený obsah oxidu uhličitého také způsobil snížení hodnoty pH oceánů a zásadně mění chemii moří.[6][7] Většina fosilního uhlíku byla vytěžena jen za poslední půlstoletí a jeho množství nadále rychle roste, což přispívá ke změně klimatu způsobené člověkem.[8][9]

Rezervoáry uhlíku

Uhlík se vyskytuje na Zemi téměř všude, v živé i neživé přírodě. Nejvíce je ho zastoupeno v minerálech, zejména tedy v uhličitanech, v schránkách mořských živočichů, kterými jsou tvořeny i současné kontinentální horniny, dále je vázán například v nerostném bohatství (ropa, zemní plyn…), ve formě CO2 je zastoupen i v atmosféře.[10]

Mezi zemské rezervoáry uhlíku patří:[11]

  • hydrosféra (rozpuštěný oxid uhličitý a organická hmota) – téměř 40 000 gigatun.
  • sedimenty – uhličitany (uhličitan vápenatý, anglicky calcareous sediment obsahuje 80 000 000 gigatun),[12] látky s obsahem uhlíku, včetně fosilních paliv, která se odhadují na 746 gigatun.[13]
  • atmosféra (CO2) – okolo 800 gigatun
  • biosféra (organická živá i neživá hmota) – okolo 1900 gigatun.

Cyklus

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 methan a antropogenní chlor-fluorované uhlovodíky.

Mezi nejvýznamnější toky uhlíku patří oboustranná výměna mezi biosférou (i v půdě) a atmosférou o velikosti zhruba 120 gigatun za rok. Dále vzájemná výměna mezi hydrosférou a atmosférou (100 gigatun za rok).[zdroj?] Studie z roku 2022 ale ukázala, že cyklus je jinak velký (o 36 Gt za rok), než byly dřívější odhady a modely.[14] Oceány mohou ukládat o 40 Gt CO2 za rok více, než se předpokládalo.[15]

Člověk uvolňuje již 10 Gt uhlíku ročně (častěji se udává hmotnost vzniklého CO2, ta je 3,67× větší).[16]

Uhlík se z atmosféry dostává pryč několika způsoby:

Množství rozpuštěného oxidu uhličitého v oceánu (rok 1990)

Uhlík se do atmosféry dostává několika způsoby:

  • Respirací živočichů a rostlin. Při této reakci se organické molekuly rozkládají na vodu a oxid uhličitý.
  • Rozkládáním rostlinné a živočišné biomasy. Hlavní roli v tom mají houby a bakterie. Pokud je přítomen kyslík, mění organické látky na oxid uhličitý, pokud je prostředí anaerobní, mění organické látky na methan.
  • Spalováním organického materiálu. Při spalování fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn) se rozpadají organické látky, které se po miliony let ukládaly v biosféře.
  • Ve výrobních procesech, např. při výrobě vápna z vápence.
  • Při sopečných erupcích se uvolňují plyny, které mimo jiné obsahují oxid uhličitý. Množství uhlíku, které takto vznikne, plně kompenzuje úbytek uhlíku z atmosféry při zvětrávání.
  • Zvětráváním hornin s uhlíkem se uhlík dostává do atmosféry.[18]

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. Uhlíkový cyklus je složitým koloběhem, ve kterém se uhlík vyskytuje ve více formách, největší důležitost se však přikládá oxidu uhličitému. 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. Zjistit podíl uhlíku v atmosféře je díky moderní technice snadné, avšak zatím nelze přesně určit jeho množství v půdě a oceánech. Největším problémem je však určit množství uhlíku v ekosystémech.[11]

Všechny živé organizmy v sobě vážou uhlík. Nejjednoduššími jsou bakterie, žijící na základě chemosyntézy, které získávají uhlík jednoduchými reakcemi anorganických látek. Zelené rostliny spotřebovávají CO2 při fotosyntéze a přeměňují ho na kyslík, avšak stejně jako živočichové kyslík dýchají a přeměňují ho na oxid uhličitý. Po smrti živých organizmů dochází k rozkládání jejich těl, čímž vynikají uhlíkaté sloučeniny, ze kterých se později vytváří uhličitany, případně fosilní paliva. Stejně exkrecí organismů vzniká organický odpad, z něhož vznikají opět organické sloučeniny. Spalováním fosilních paliv poté vede ke zvýšení obsahu CO2 v atmosféře. V atmosféře zůstává cca polovina CO2, zbytek se dostává na pevninu a do oceánů, kde vytvářejí hydrogenuhličitany, uhličitany a CO2 obsažené ve vodě (CO2 je ve vodě rozpustné). Zvyšování podílu oxidu uhličitého v atmosféře se podílí na skleníkovém efektu, který zvyšuje teplotu vzduchu na Zemi, což znovu ovlivňuje živé organismy. Do uhlíkového cyklu je možné zahrnout potravní řetězec.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Carbon cycle na anglické Wikipedii.

  1. ↑ SMITH, Hance D.; VIVERO, Juan Luis Suárez de; AGARDY, Tundi S. Routledge Handbook of Ocean Resources and Management. [s.l.]: Routledge 627 s. Dostupné online. ISBN 978-1-136-29482-2. (anglicky) 
  2. ↑ The Carbon Cycle. earthobservatory.nasa.gov [online]. 2011-06-16 [cit. 2023-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ FRIEDLINGSTEIN, Pierre; JONES, Matthew W.; O'SULLIVAN, Michael. Global Carbon Budget 2019. Earth System Science Data. 2019-12-04, roč. 11, čís. 4, s. 1783–1838. Dostupné online [cit. 2023-12-26]. ISSN 1866-3508. DOI 10.5194/essd-11-1783-2019. (English) 
  4. ↑ PRENTICE, I.C.; FARQUHAR, G.D.; FASHAM, M.J.R. The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  5. ↑ US DEPARTMENT OF COMMERCE, NOAA. NOAA/ESRL Global Monitoring Laboratory - THE NOAA ANNUAL GREENHOUSE GAS INDEX (AGGI). gml.noaa.gov [online]. [cit. 2023-12-26]. Dostupné online. (EN-US) 
  6. ↑ US DEPARTMENT OF COMMERCE, National Oceanic and Atmospheric Administration. What is Ocean Acidification?. oceanservice.noaa.gov [online]. [cit. 2023-12-26]. Dostupné online. (EN-US) 
  7. ↑ Report of the Ocean Acidification and Oxygen Working Group. Biological Observatories Workshop [online]. [cit. 2023-12-26]. Dostupné online. 
  8. ↑ HEEDE, Richard. Tracing anthropogenic carbon dioxide and methane emissions to fossil fuel and cement producers, 1854–2010. Climatic Change. 2014-01-01, roč. 122, čís. 1, s. 229–241. Dostupné online [cit. 2023-12-26]. ISSN 1573-1480. DOI 10.1007/s10584-013-0986-y. (anglicky) 
  9. ↑ RITCHIE, Hannah; ROSADO, Pablo; ROSER, Max. CO₂ emissions by fuel. Our World in Data. 2023-12-20. Dostupné online [cit. 2023-12-26]. 
  10. ↑ Koloběh látek v přírodě [online]. [cit. 2016-02-13]. Dostupné online. 
  11. ↑ a b BOHÁČEK, I. Globální cyklus uhlíku. Vesmír. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-10-10.  Archivováno 10. 10. 2013 na Wayback Machine.
  12. ↑ Steady State Ocean [online]. The University of Texas at Dallas [cit. 2023-03-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. ↑ HEEDE, Richard; ORESKES, Naomi. Potential emissions of CO2 and methane from proved reserves of fossil fuels: An alternative analysis. S. 12–20. Global Environmental Change [online]. 2016-01. Roč. 36, s. 12–20. Dostupné online. DOI 10.1016/j.gloenvcha.2015.10.005. (anglicky) 
  14. ↑ JIAN, Jinshi; BAILEY, Vanessa; DORHEIM, Kalyn; KONINGS, Alexandra G.; HAO, Dalei; SHIKLOMANOV, Alexey N.; SNYDER, Abigail. Historically inconsistent productivity and respiration fluxes in the global terrestrial carbon cycle. S. 1733. Nature Communications [online]. 2022-04-01. Roč. 13, čís. 1, s. 1733. Dostupné online. DOI 10.1038/s41467-022-29391-5. (anglicky) 
  15. ↑ FISCHER, Torsten. Do oceans absorb more CO2 than expected?. phys.org [online]. 2022-08-03 [cit. 2023-03-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  16. ↑ Analysis: Global CO2 emissions set to rise 2% in 2017 after three-year ‘plateau’ | Carbon Brief. Carbon Brief. 2017-11-13. Dostupné online [cit. 2018-01-11]. (anglicky) 
  17. ↑ Deep sea mining zone hosts carbon dioxide-consuming bacteria, scientists discover. phys.org [online]. 2018-11-20 [cit. 2021-11-16]. Dostupné online. (anglicky) 
  18. ↑ New research finds that ancient carbon in rocks releases as much carbon dioxide as the world's volcanoes. phys.org [online]. [cit. 2023-10-05]. Dostupné online. 

Literatura

Související články

Externí odkazy

Biogeochemické cykly
Globální oteplování a změna klimatu
Přehled
Příčiny
Přehled
Zdroje
Historie
Účinky a problémy
Fyzikální
Flóra a fauna
Společnost
Zmírňování změny klimatu
Ekonomie a finance
Energie
Uchovávání a posilování propadů uhlíku
Společnost a adaptace
Společnost
Adaptace
Komunikace
Mezinárodní dohody
Pozadí a teorie
Měření
Teorie
Výzkum a modelování
Kategorie:Klimatické změny
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Koloběh_uhlíku&oldid=23500301“