Tài liệu: Chu trình cacbon (C)

Chu trình cacbon (C)Cacbon là một trong những nguyên tố quan trọng tham gia vào cấu trúc của cơ thể, chiếm đến 49% trọng lượng khô. Cacbon tồn tại trong sinh quyển dưới các dạng chất vô cơ, hữu cơ và trong cơ thể sinh vật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Chu trình cacbon (C) Chu trình cacbon (C)Cacbon là một trong những nguyên tốquan trọng tham gia vào cấu trúc của cơthể, chiếm đến 49% trọng lượng khô.Cacbon tồn tại trong sinh quyển dưới cácdạng chất vô cơ, hữu cơ và trong cơ thểsinh vật.Cacbon tham gia vào chu trình ở dạngkhí cacbon dioxit (CO2) có trong khíquyển. Trong khí quyển hàm lượngCO2 rất thấp, chỉ khoảng 0,03%,nhưng các dạng dự trữ cacbon rấtphong phú và đa dạng (đó là than đá,dầu mỏ, khí đốt, CaCO3). Có thể mô tảquá trình tham gia của cacbon dưới dạngCO2 vào và ra khỏi hệ sinh thái như sau:(đối với môi trường trên cạn).Thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển hoá thànhnhững chất hữu cơ (đường, lipit,protein...) trong sinh vật sản xuất (thựcvật), các hợp chất này là thức ăn cho sinhvật tiêu thụ các cấp (C1, C2, C3,...), cuốicùng xác bả thực vât, sản phẩm bài tiếtcủa sinh vật tiêu thụ và xác của chúng được sinh vật phân huỷ (nấm, vi khuẩn) qua quá trình phân huỷ vàkhoáng hoá, tạo thành các dạng C bánphân giải, các hợp chất trung gian và Ctrong chất hữu cơ không đạm và cuốicùng thành CO2 (và H2O), CO2 lại đivào khí quyển rồi lại được thực vật sửdụng. Qua đây, chúng ta nhận thấy rằngở trong môi trường, C là chất vô cơnhưng khi được quần xã sinh vật sử dụngthì đã được biến đổi thành C hữu cơ(tham gia cấu tạo nên các chất hữu cơ khác nhau của cơ thể sinh vật).Trong quá trình vận động, cacbon ởnhóm sinh vật sản xuất, các chất hữu cơtổng hợp được, chỉ một phần được sửdụng làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụcòn phần lớn tích tụ ở dạng sinh khốithực vật (như rừng, thảm mục rừng...).Trong quá trình hoạt động sống, cácthành phần của quần xã sinh vật sẽ trã lạicacbon dưới dạng CO2 cho khí quyểnthông qua quá trình hô hấp, sự cháy rừngvà thảm mục rừng cũng trả lại cacboncho khí quyển.Ở môi trường nước, C ở dạng hoàtan như cacbonat (CO32-) vàbicacbonat (HCO3-) là nguồn dinhdưỡng C cho các sinh vật thuỷ sinh. C ởmôi trường nước sẽ chu chuyển quachuổi thức ăn trong thuỷ vực, bắt đầu từ thực vật thuỷ sinh đến động vật thuỷ sinh cở nhỏ (giáp xác) rồi đến động vật thuỷ sinh cở lớn (cá, tôm, cua...). Nhờ hoạt động nghề cá, 1 lượng lớnC sẽ được trã lại cho khí quyễn, bên cạnhđó trong chuỗi thức ăn tự nhiên, các loàichim (ăn cá, tôm...) cũng phần nào đónggóp vào việc giải phóng C vào khí quyển.Trong chu trình C ở môi trường nước, Cbị lắng đọng do xác động vật thuỷ sinhcó Ca chết tạo nên CaCO3 (đá vôi) làmchu trình bị gián đoạn. Các trầm tích này khi được con người khai thác thìC trở về chu trình.Trong khí quyển, cacbon luân chuyểnnhanh hơn, khoảng 0,1 năm đối vớiCacbon oxyt (CO), 3,6 năm đối vớiMetan (CH4) và 4 năm đối với Cacbondioxyt (CO2). Tuy vậy trong chu trình C,vẫn có những giai đoạn C bị giữ lại một thời gian rất dài (người ta gọi đó là các chu trình phụ không kín).Ví dụ: Động thực vật khi chết đi (chủ yếulà thực vât) trong điều kiện yếm khí, độ ẩm môi trường đất cao (hoặc ngậpnước)...có thể không bị phân giải hoàntoàn thành CO2 và H2O, mà trở thànhhữu cơ bán phân giải dạng mùn thô hoặcthan bùn tạo nên đầm lầy than bùn. Thanđá được hình thành do quá trình vùi lấpcủa thảm thực vật rừng, do vậy mà chutrình C bị ngưng lại một thời gian, chođến khi nào than đá, than bùn này bị đốtcháy hoàn toàn (do nhiều tác nhân khácnhau) C mới trở lại chu trình.Trong 100 năm qua, hàm lượng khí CO2 tăng lên là do tăng sử dụngnhiên liệu hoá thạch, huỷ hoại rừng (làmdiện tích rừng bị thu hẹp) và canh tácnông nghiệp. Nồng độ CO2 khí quyểngia tăng từ 290 ppmv (0,029%) (ở thế kỷ19) lên đến 325 ppmv (0,0325%) (ngàynay). Điều này chứng tỏ con người đãcan thiệp quá mạnh vào chu trình CO2..Cũng nên biết rằng CO2 là 1 trong 5 khínhà kính (CO2, CFC, CH4, O3, NO2)gây nên hiệu ứng nhà kính (Greenhouse effect), làm cho trái đất nóng lên. Trong hỗn hợp khí nhà kính,CO2 là thành phần chính của hỗn hợpkhí này và chiếm tỷ lệ tương đối cao: 47%, CFC 19%, CH4 15%, O3 7%, NO2 12%. Theo tính toán của các nhà khoa học, khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thìnhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên khoảng30C. Các số liệu quan trắc cho thấy,nhiệt độ trái đất đã tăng lên 0,50C trongkhoảng thời gian từ 1885 đến 1940 dothay đổi nồng độ CO2. Dự báo, nếukhông có biện pháp khắc phục hiệu ứngnhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên1,5 - 4,50 C vào năm 2050 và sẽ gây ranhiều hậu quả nghiêm trọng, tác độngmạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trườngtrái đất, có thể nêu lên như sau:- Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng ở2 cực và dâng cao mực nước biển. Nhưvậy nhiều vùng sản xuất lương thực trùphú, các khu đông dân cư, các đồng bằnglớn, các thành phố lớn, nhiều đảo thấp cóthể bị chìm trong nước biển.- Sự nóng lên của trái đất sẽ làm thay đổi điều kiện sống bình thườngcủa các loài sinh vật trên trái đất. Một sốloài thích nghi với điều kiện sống mới sẽthuận lợi phát triển. Trong khi đó nhiềuloài sẽ bị thu hẹp mô ...