-
PARALELNI CIKLUSI PARALELNI CIKLUSI UGLJENDIOKSIDA NA
UGLJENDIOKSIDA NA
ZEMLJIZEMLJIProf. Prof. drdr Ivan Ivan GrGretieti,,
Univerzitet u Beogradu Univerzitet u Beogradu Hemijski
fakultetHemijski fakultet
grzeticgrzetic@@chemchem..bgbg.ac..ac.yuyu & &
www.chem.bg.ac.yuwww.chem.bg.ac.yu
BeleBeleke za predavanjake za predavanja::
httphttp://://helixhelix..chemchem..bgbg.ac..ac.yuyu/~/~grzeticgrzetic/predavanja//predavanja/
mailto:[email protected]://www.chem.bg.ac.yu/http://helix.chem.bg.ac.yu/~grzetic/predavanja/
-
GrGretieti 22
SADRSADRAJAJUVODNE INFORMACIJEUVODNE INFORMACIJEPRVI CIKLUS:
CIKLUS STENAPRVI CIKLUS: CIKLUS STENAFIKSACIJA FIKSACIJA COCO22 IZ
ATMOSFERE IZ ATMOSFEREOSLOBAANJE COOSLOBAANJE CO22 IZ UTROBE
ZEMLJEIZ UTROBE ZEMLJETEKTONIKA, SUBDUKCIJA I VULKANIZAMTEKTONIKA,
SUBDUKCIJA I VULKANIZAMDRUGI CIKLUS: DRUGI CIKLUS: IVOT NA
ZEMLJIIVOT NA ZEMLJIFOTOSINTEZA, RESPIRACIJA I FOSILNA
GORIVAFOTOSINTEZA, RESPIRACIJA I FOSILNA GORIVAVEZA CIKLUSA STENA I
FOTOSINTEZEVEZA CIKLUSA STENA I FOTOSINTEZEKAKO KAKO OVEK UTIOVEK
UTIE NA RAVNOTEE NA RAVNOTEU U COCO22POVRATNE SPREGE ILI
UZAJAMNOPOVRATNE SPREGE ILI UZAJAMNO--POSLEDIPOSLEDINI ODNOSI NI
ODNOSI ZAKLJUZAKLJUCICI
-
GrGretieti 33
UVODNE INFORMACIJEUVODNE INFORMACIJE
-
GrGretieti 44
Nastanak Nastanak ZZemljeemlje i i ivotivotaa na njojna njoj
Zemlja je pre svega nastala Zemlja je pre svega nastala
diferencijacijomdiferencijacijommaterije koja traje od njenog
nastanka,materije koja traje od njenog nastanka,
dakledakle,,poslednjih 4,5 milijardi godinaposlednjih 4,5 milijardi
godina,, pa do danaspa do danas..Pretpostavlja se da se prvi
Pretpostavlja se da se prvi ivotivot na Zemlji na Zemlji pojavio
pre oko 3,5 milijardi godina. pojavio pre oko 3,5 milijardi godina.
NNa Zemlji postojia Zemlji postoji,, tesna veza tesna veza
izmeuizmeu ivogivog i i neneivogivog sveta sveta od momenta
nastanka od momenta nastanka ivotaivotana Zemlji pa do danas
evolucija Zemlje i na Zemlji pa do danas evolucija Zemlje i
evolucija evolucija ivogivog sveta neprekidno sveta neprekidno
trajtrajuu. .
-
GrGretieti 55
Presek ZemljePresek Zemlje
Zemljina kora, debela oko 40 kmOmota, preteno silikatnog
sastava, debeo oko 2900 km, Stopljeno gvozdeno jezgro i vrsto
metalno jezgro, debeli oko 5000 km.
-
GrGretieti 66
SASTAV ATMOSFERESASTAV ATMOSFERE
-
GrGretieti 77
NekiNeki osnovniosnovni podacipodaci
PrePreniknik ZemljeZemlje = 12740 km= 12740 km Masa ZemljeMasa
Zemlje ~ 6 * 10~ 6 * 102424 kgkg Masa atmosfereMasa atmosfere ~ 5.1
* 10~ 5.1 * 101818 kgkg 99% 99% od celokupne mase od celokupne mase
atmosfere nalazi se ispodatmosfere nalazi se ispod ~ 50 km~ 50
km
-
GrGretieti 88
Globalni Globalni ciklus ciklus
ugljenika ugljenika na Zemljina Zemlji
GeoloGeoloki rezervoarki rezervoar (u(uestvuje u veoma sporom
ciklusu, ima oko estvuje u veoma sporom ciklusu, ima oko 1,000,000
puta vi1,000,000 puta vie C nego atmosfera) e C nego atmosfera)
75.000.000 tona C je zarobljeno u ugljenim hidratima75.000.000 tona
C je zarobljeno u ugljenim hidratima5.000 tona u fosilnim
gorivima5.000 tona u fosilnim gorivimaOkeanski rezervoarOkeanski
rezervoar600 tona C na povr600 tona C na povrini okeana i oko 36000
tona C u dubinama okeanaini okeana i oko 36000 tona C u dubinama
okeanaZemljiZemljite kao rezervoarte kao rezervoar1.500 tona C u
zemlji1.500 tona C u zemljitu i tresetitu i tresetitima tima
Atmosferski rezervoarAtmosferski rezervoar775 tona C u atmosferi
(0.037 % =775 tona C u atmosferi (0.037 % = 370 370
ppmvppmv))BioloBioloki rezervoarki rezervoar560 tona C u 560 tona C
u biotabiota
-
GrGretieti 99
Globalni Globalni ciklus ciklus
ugljenika na ugljenika na ZemljiZemlji
Doprinos industrijalizacije atmosferiDoprinos industrijalizacije
atmosferi5 tona C godi5 tona C godinje Od sagorevanja fosilnih
goriva nje Od sagorevanja fosilnih goriva 1 tona C godi1 tona C
godinje usled nje usled prenameneprenamene prerijskogprerijskog
zemljizemljita i spaljivanja tropskih ta i spaljivanja tropskih
umaumaPotroPotronja C iz atmosferenja C iz atmosfere (ovim se
uklanja (ovim se uklanja ukupne koliukupne koliine C u
atmosferi)ine C u atmosferi)2 tone C godi2 tone C godinje se
potronje se potroe za e za ivot u povrivot u povrinskom delu
okeanainskom delu okeana1 ton C godi1 ton C godinje se potronje se
potroi za biljke i i za biljke i ive organizme u zemljiive
organizme u zemljitutuGodiGodinji ciklusnji ciklus (Potro(Potronja
za biljni svet)nja za biljni svet)122 tona C godi122 tona C godinje
za potrebe nje za potrebe ivota u okeanima (da nije ovoga
koncetracija C ivota u okeanima (da nije ovoga koncetracija C u
atmosferi bi dostigla 700 ppmu atmosferi bi dostigla 700 ppmvv))100
tona C godi100 tona C godinje za nje za zivotzivot na kopnuna
kopnu
-
GrGretieti 1010
Prvi ciklusPrvi ciklus CIKLUS STENA CIKLUS STENA ciklusciklus
neorganskog neorganskog
ugljenikaugljenikaTRAJE POSLEDNJIH 4,5 MILIJARDI GODINA
-
GrGretieti 1111
CIKLUS STENA NA ZEMLJICIKLUS STENA NA ZEMLJIAko se poe od Ako se
poe od HatonovogHatonovog ciklusaciklusaZemlje koji globalno Zemlje
koji globalno opisuje uticaj toplote na opisuje uticaj toplote na
evoluciji Zemlje evoluciji Zemlje momoee se se rerei da i da jeje
dominantan dominantan proces koji proces koji
karakterikarakterieepromene na promene na ZZemljiemljiciklus
stenaciklus stena. Ovaj . Ovaj ciklus ciklus utiutiee na nastanak
na nastanak svih tipova stena na svih tipova stena na
Zemlji:Zemlji: Magmatske steneMagmatske stene Metamorfne
steneMetamorfne stene Sedimentne steneSedimentne stene
RAZGRADNJAZEMLJINE KORE
EROZIJA I PRENOSDO MORA
STVARANJESEDIMENATA
STVARANJE STENA I ZEMLJINE KORE
KRETANJE KA POVRINI ZEMLJE
TEKTONSKI PROCESISUBDUKCIJA
TOPLJENJE
VULKANIZAM TOPLOTA
-
GrGretieti 1212
RAZGRADNJA ZEMLJINE KORERAZGRADNJA ZEMLJINE KORE--ULOGA ULOGA
COCO22 NA POVRNA POVRINI ZEMLJEINI ZEMLJE--
Fiksacija Fiksacija COCO22 iz atmosfere:iz atmosfere: Jedan deo
Jedan deo COCO22 iz atmosfere se iz atmosfere se rastvara u vodi i
urastvara u vodi i uestvuje u procesima degradacije (estvuje u
procesima degradacije (razgradnjerazgradnjeiliili alteracije) stena
na kopnu. Ugljendioksid sa vodom daje alteracije) stena na kopnu.
Ugljendioksid sa vodom daje ugljenu kiselinu (ugljenu kiselinu
(HH22COCO33), ), koja reaguje sa stenama (magkoja reaguje sa
stenama (magmatskim matskim i drugim)i drugim) koje izmeu koje
izmeu ostalog sadrostalog sadre e CaCa i i MgMg pri pri emu, tokom
emu, tokom degradacije stena u prisustvu ugljene kiseline, pored
ostalih, degradacije stena u prisustvu ugljene kiseline, pored
ostalih, nastaju krenastaju krenjaci njaci CaCOCaCO33, , MgCOMgCO33
i/ili i/ili ((CaCa,,MgMg)CO)CO33 i silicijum i silicijum dioksid
(dioksid (SiOSiO22). To se mo). To se moe opisati veoma uproe
opisati veoma uproenim enim jednajednainama:inama:
COCO22 + CaSiO+ CaSiO33 = CaCO= CaCO33 + SiO+ SiO22
COCO22 + MgSiO+ MgSiO33 = MgCO= MgCO33 + SiO+ SiO22
-
GrGretieti 1313
Fiksacije COFiksacije CO22 iz atmosfereiz atmosfere
Fiksacija Fiksacija COCO22 iz atmosfere:iz atmosfere:Degradacija
stena Degradacija stena uz pomouz pomo COCO22 je jedan od znaje
jedan od znaajnih procesa ajnih procesa fiksacije fiksacije COCO22
iz atmosfere, iz atmosfere, ija je znaija je znaajna ajna posledica
smanjenje sadrposledica smanjenje sadraja aja COCO22 u atmosferiu
atmosferi..Sedimenti koji sadrSedimenti koji sadre e CaCOCaCO33, ,
MgCOMgCO33 i i SiOSiO22dospevaju vremenom erozijom i redospevaju
vremenom erozijom i renim nim tokovima do okeanskih basena i tu se
talotokovima do okeanskih basena i tu se taloe.e.
-
GrGretieti 1414
PRENOS DO PRENOS DO MORA MORA -- RERENI NI
NANOSNANOS
U delovima U delovima morskog/okeanskog morskog/okeanskog
priobaljapriobalja nana morskommorskomdnudnu nagomilavaju se
nagomilavaju se nanosi i nanosi i sedimentni sedimentni
materijalimaterijali nastali nastali erozijom i degradacijom
erozijom i degradacijom kontinentalne kore koji kontinentalne kore
koji su tu dospeli su tu dospeli rerenimnimprenosom i prenosom i
bubujijicamacama..
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://earth.rice.edu/mtpe/bio/biosphere/hot/humanimpacts/delta.jpg&imgrefurl=http://earth.rice.edu/mtpe/bio/biosphere/hot/humanimpacts/delta.html&h=400&w=540&sz=98&tbnid=h8iEOTbG2I3uuM:&tbnh=98&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Driver%2Bdelta&start=3&sa=X&oi=images&ct=image&cd=3http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.umesc.usgs.gov/reports_publications/ltrmp/2002/summary_findings/black_river_delta.jpg&imgrefurl=http://www.umesc.usgs.gov/reports_publications/ltrmp/2002/summary_findings/contents.html&h=319&w=620&sz=58&tbnid=XIVM93PwmEX4xM:&tbnh=70&tbnw=136&prev=/images%3Fq%3Driver%2Bdelta&start=1&sa=X&oi=images&ct=image&cd=1
-
GrGretieti 1515
ErozijaErozija
Morski sedimentiMorski sedimenti
-
GrGretieti 1616
TEKTONIKA PLOTEKTONIKA PLOAARazlog da ciklus Razlog da ciklus
stena postoji stena postoji susuneprekidnneprekidneeaktivnosti u i
naaktivnosti u i nazemljinzemljinojoj korkori, kao i, kao i njeno
kretanjei njeno kretanjekoje je poznato kao koje je poznato kao
tektonikatektonika ploploaa..
PloPloee plivaju na usijanoj maplivaju na usijanoj magmgmii, a,
a tokom tog procesa se tokom tog procesa se susueljavajueljavaju i
i meusobnomeusobno udaljavaju. Posledica udaljavaju. Posledica ovih
procesa ovih procesa jeje da da povrpovrinaina Zemlje nije uvek
izgledala kao danas, niti su Zemlje nije uvek izgledala kao danas,
niti su kontinenti bili kontinenti bili rasporeenirasporeeni kako
su sada kako su sada rasporeenirasporeeni. . Stalne Stalne
turbulencijeturbulencije magmagmme ispod e ispod povrpovrineine
Zemlje pomeraZemlje pomerajuju s s vremenom vremenom ploploee tako
da setako da se izgled izgled ZZemljeemlje stalnostalno
menja.menja.
-
GrGretieti 1717
TEKTONIKA PLOTEKTONIKA PLOAA
Vreme u milionima godina od pre 600 mio do danas
-
GrGretieti 1818
PROCES SUBDUKCIJEPROCES SUBDUKCIJE
Tokom pomeranja Tokom pomeranja ploploaaneki delovi zemljine
kore, neki delovi zemljine kore, kao kao specifispecifinono tetei,
i, najnajeeee morsko dno, morsko dno, ponirponiruu pod
kontinentalne pod kontinentalne ploploee (proces (proces
nazvannazvansubdukcijsubdukcijaa) i nos) i nosee sa sa sobom sve
materijale sobom sve materijale kaokaoi sedimente i sedimente koji
su se koji su se zatekli na njihovoj zatekli na njihovoj
povrpovriniini.
SUBDUKCSUBDUKCJA JA PONIPONIRANJERANJE
STARSTAREEOKEANSKOKEANSKEE KORKORE E POD POD KONTINENTALNE
PLOKONTINENTALNE PLOEE((specifispecifinono tetei pod specifii pod
specifino lakno laki i materijalmaterijal). )
-
GrGretieti 1919
VULKANIZAMVULKANIZAMSSubdukcijomubdukcijom u utrobu u utrobu
Zemlje dospevaju i stara Zemlje dospevaju i stara okeanska kora i
okeanska kora i sedimentni materijali. U sedimentni materijali. U
dubini Zemlje ovi dubini Zemlje ovi materijali se ponovo tope,
materijali se ponovo tope, tako stopljeni tako stopljeni sadrsadree
dosta dosta vode i gasova kojivode i gasova koji kao kao
specifispecifino lakno laki i rei i i rei tetee e da prodru na da
prodru na povrpovrinuinuZemlje kroz Zemlje kroz
vulkankavulkankagrotla.grotla. Kako se to odvija?
CO2
CO2 CO2H2O
H2O
Kako se to odvija?
-
GrGretieti 2020
TOPLJENJETOPLJENJEOslobaanje COOslobaanje CO22 iz utrobe
Zemljeiz utrobe ZemljeOslobaanje Oslobaanje COCO22:: Ugljendioksid
se, generalno govoreUgljendioksid se, generalno govorei, i, razvio
iz utrobe Zemlje i osloboen je tokom intenzivnih razvio iz utrobe
Zemlje i osloboen je tokom intenzivnih vulkanskih aktivnosti u
provulkanskih aktivnosti u prolosti Zemlje. I dlosti Zemlje. I
danas se oslobaa anas se oslobaa kroz vulkanska grotla, na mestima
kroz vulkanska grotla, na mestima subdukcijesubdukcije ili u
okeanskim ili u okeanskim rifovimarifovima na mestima nastanka nove
okeanske kore. na mestima nastanka nove okeanske kore. Procenjuje
se da se Procenjuje se da se COCO22 najvinajvie razvija na mestima
e razvija na mestima subdukcijesubdukcije((podvlapodvlaenjaenja
stare okeanske kore pod kontinentalnu koru) stare okeanske kore pod
kontinentalnu koru) tokom metamorfnih procesa koji su tokom
metamorfnih procesa koji su posledica poveposledica poveanog anog
pritiska i temperaturepritiska i temperature gde se gde se
karbonatikarbonati ponovo jedine sa ponovo jedine sa kvarcomkvarcom
i gde se odvija proces upravo suprotan razgradnji i gde se odvija
proces upravo suprotan razgradnji (alteraciji) stena.(alteraciji)
stena.
CaCOCaCO33 + SiO+ SiO22 = CO= CO22 + + CaSiOCaSiO33
-
GrGretieti 2121
VULKANIZAMVULKANIZAMVraVraanje COanje CO22 u atmosferuu
atmosferu
Oslobaanje Oslobaanje COCO22:: Silikati Silikati
kalcijumakalcijuma ((CaSiOCaSiO33) se ) se vravraaju na povraju na
povrinu zemlje kroz vulkane, a inu zemlje kroz vulkane, a COCO22 se
se vravraa u atmosferu kao eksplozivno oslobaanje a u atmosferu kao
eksplozivno oslobaanje gasova iz lave. Dakle gasova iz lave. Dakle
COCO22 uuestvuje u velikom estvuje u velikom ciklusu na Zemlji koji
traje milionima godina. ciklusu na Zemlji koji traje milionima
godina.
-
GrGretieti 2222
SMENA STARE KONTINENTALNE SMENA STARE KONTINENTALNE KORE
NOVOMKORE NOVOM
Proces nastajanja nove Proces nastajanja nove okeanske kore, na
mestima okeanske kore, na mestima oznaoznaenimenim sa Csa C..
MMaterijalaterijalzguljezguljenn sa stare okeanske sa stare
okeanske kore pridodat kontinentalnoj kore pridodat kontinentalnoj
kori, na mestima kori, na mestima oznaoznaenimenimsa D, i materijal
koji je sa D, i materijal koji je pridodat kontinentalnoj kori
pridodat kontinentalnoj kori vulkanskim aktivnostima, na vulkanskim
aktivnostima, na mestima mestima oznaoznaenimenim sa 6 i D, sa 6 i
D, nadoknaujenadoknauje gubitke gubitke kontinentalne kore koja
kontinentalne kore koja nestaje nestaje subdukcijomsubdukcijom..
TTime ime se stalno se stalno odrodravaavakomplikovana komplikovana
ravnoteravnoteaaznaznaajnaajna za opstanak za opstanak
zzemljineemljine kore.kore.
1. Astenosfera2. Litosfera3. Kontinentalna kora4. Okeansko dno5.
Sedimenti okeakskih basena6. Stopljena magma7. Okeanska vodaA,B,C i
D ukazuju na kretanje tektonskih ploa.
-
GrGretieti 2323
SMENA STARE OKEANSKE SMENA STARE OKEANSKE KORE NOVOMKORE
NOVOM
Ovim procesomOvim procesom se stalno se stalno odrodravaava
komplikovana komplikovana ravnoteravnoteaa znaznaajnaajna za za
opstanak opstanak okeanske/zokeanske/zemljineemljine kore.kore.
-
GrGretieti 2424
Ciklus stena Ciklus stena utiutiee na sastav na sastav
zzemljineemljineatmosfereatmosfere
Vrlo bitna Vrlo bitna injenicainjenica je je da su procesi da su
procesi vezani vezani za ciklus stena za ciklus stena uticali
uticali i i utiutiuu na na sastav sastav zemljine zemljine
atmosferatmosfere.e.Gledano kroz milione Gledano kroz milione
godina godina koncentracija koncentracija COCO22 u atmosferi u
atmosferi opadaopada iako se u iako se u ciklusu stena ciklusu
stena COCO22 prvo fiksira, a prvo fiksira, a potom potom
oslobaaoslobaa. . Ko se umeKo se umeao?ao?
-
GrGretieti 2525
Prethodna priPrethodna pria o ciklusu a o ciklusu COCO22 na
Zemlji koja na Zemlji koja ukljuukljuuje uje ciklus stenaciklus
stena momoe se povezati sa e se povezati sa pripriom o ciklusu om o
ciklusu COCO22 u u ivom svetu.ivom svetu.
-
GrGretieti 2626
Dugi ciklusDugi ciklus IVOT NA ZEMLJI IVOT NA ZEMLJI
ciklus organskog ugljenikaciklus organskog ugljenika
TRAJE POSLEDNJIH 3,5 MILIJARDI GODINA
-
GrGretieti 2727
IVOT NA ZEMLJIIVOT NA ZEMLJICH2O
Fiksacija Fiksacija COCO22 iz atmosfere:iz
atmosfere:AutotrofniAutotrofni organizmi (alge i organizmi (alge i
biljke) zahvaljujubiljke) zahvaljujui i fotosintezifotosintezitokom
dana transformitokom dana transformiu u ugljendioksid
(ugljendioksid (COCO22) i vodu uz ) i vodu uz pomopomo energije
sunenergije suneve eve svetlosti (svetlosti (hh) u ugljene hidrate
) u ugljene hidrate ((CHCH22OO) i kiseonik. ) i kiseonik.
COCO22 + H+ H22O + O + hh = CH= CH22O + OO + O22
-
GrGretieti 2828
IVOT NA ZEMLJIIVOT NA ZEMLJIivot na Zemlji znaajno utie na
sastav zemljine atmosfere kroz milenijume. Sadraj kiseonika
raste.
Promena sadraja kiseonika kroz milenijume
-
GrGretieti 2929
IVOT NA ZEMLJIIVOT NA ZEMLJI
Oslobaanje Oslobaanje COCO22:: Suprotan proces Suprotan proces
fotosintezifotosintezi je je respiracija ili disanje (biljaka i
respiracija ili disanje (biljaka i ivotinja) tokom kojeg ivotinja)
tokom kojeg se ugljeni hidrati transformise ugljeni hidrati
transformiu u vodu i ugljendioksid u u vodu i ugljendioksid pri pri
emu se oslobaa energijaemu se oslobaa energija..
CHCH22O + OO + O22 = CO= CO22 + H+ H22O + O + EE
SliSlina reakcija se odvija i na reakcija se odvija i tokom
potokom poara kada sagoreva ara kada sagoreva organska
supstanca.organska supstanca.
-
GrGretieti 3030
SUDBINA ORGANSKOG UGLJENIKA NA SUDBINA ORGANSKOG UGLJENIKA NA
POVRPOVRINI ZEMLJEINI ZEMLJE
Fotosinteza na kopnu i u vodi je veoma znaFotosinteza na kopnu i
u vodi je veoma znaajan ajan proces. Globalno posmatrano na Zemlji
svaki proces. Globalno posmatrano na Zemlji svaki ugljenikov atom
fiksiran ugljenikov atom fiksiran fotosintetskimfotosintetskim
procesom, a procesom, a koji nije potrokoji nije potroen kao hrana
en kao hrana ivotinja, gljiva ili ivotinja, gljiva ili bakterija,
dospe kat tad umiranjem bakterija, dospe kat tad umiranjem ivih
jedinki do ivih jedinki do sedimenata.sedimenata.Dugotrajnim i
sloDugotrajnim i sloenim procesima od ove enim procesima od ove
istaloistaloeneeneorganske supstance mogu da nastanu organske
supstance mogu da nastanu fosilnafosilna goriva goriva (ugalj,
nafta i zemni gas). (ugalj, nafta i zemni gas). Svaki ugljenikov
atom koji je deponovan u zemljinu Svaki ugljenikov atom koji je
deponovan u zemljinu koru predstavlja gubitak koru predstavlja
gubitak COCO22 za atmosferu, ali u isto za atmosferu, ali u isto
vreme dobitak vreme dobitak OO22..
-
GrGretieti 3131
FOSILNA FOSILNA GORIVAGORIVA
Ovaj deo organske supstance je sklonjen i ne Ovaj deo organske
supstance je sklonjen i ne trotroi se na ishranu i se na ishranu
ivotinja ili ivotinja ili saprofitnihsaprofitnihorganizama, dakle,
ne uorganizama, dakle, ne uestvuje u respiraciji i estvuje u
respiraciji i krukruenju COenju CO22 u prirodi.u prirodi.
-
GrGretieti 3232
VEZA CIKLUSA STENA I VEZA CIKLUSA STENA I
FOTOSINTEZEFOTOSINTEZE
-
GrGretieti 3333
[[COCO22]] I VEZA CIKLUSA STENA I I VEZA CIKLUSA STENA I
FOTOSINTEZEFOTOSINTEZE
Iz svega proizilazi da je danas Iz svega proizilazi da je danas
atmosferski atmosferski COCO22 rezultat rezultat razlikerazlike
koja se pojavila izmeu koja se pojavila izmeu kolikoliine ine
COCO22 koji je koji je osloboenosloboen tokom magmatskih i
metamorfnih procesa iz tokom magmatskih i metamorfnih procesa iz
ciklusa stena, odnosno respiracije organizama i ciklusa stena,
odnosno respiracije organizama i kolikoliine ine COCO22 koji je
koji je potropotroenen za procese za procese fotosintezefotosinteze
i i alteracijealteracije--degradacije stena koja se odvijala uz
pomodegradacije stena koja se odvijala uz pomorastvorenog
rastvorenog COCO22 u vodi.u vodi.
[[COCO22]], atmosferski , atmosferski = O= Osloboen COsloboen
CO2, 2, magmatizammagmatizam i respiracijai respiracija-- Fiksiran
COFiksiran CO2, fotosinteza i alteracije2, fotosinteza i
alteracije
-
GrGretieti 3434
Podela COPodela CO22Celokupan ugljendioksid na i u Zemlji
moCelokupan ugljendioksid na i u Zemlji moe se e se
podeliti na tri dela:podeliti na tri dela:
Fiksirani Fiksirani COCO22Osloboeni Osloboeni COCO22Atmosferski
Atmosferski COCO22
-
GrGretieti 3535
KAKO KAKO OVEK UTIOVEK UTIE NA E NA RAVNOTERAVNOTEU U COCO22
Celokupna ravnoteCelokupna ravnotea koja je odavno uspostavljena
u a koja je odavno uspostavljena u prirodi izmeu osloboenogprirodi
izmeu osloboenog, potro, potroenog i enog i atmosferskog
atmosferskog COCO22 danas najvidanas najvie zavisi od dva e zavisi
od dva procesa: fiksacije procesa: fiksacije potropotronje nje
COCO22 tokom degradacije tokom degradacije stena i stvaranja
krestena i stvaranja krenjaka i oslobaanja njaka i oslobaanja COCO2
2 usled usled antropogenogantropogenog uticaja koje se ogleda u
sagorevanju uticaja koje se ogleda u sagorevanju fosilnih goriva
koje ima za posledicu stvaranje fosilnih goriva koje ima za
posledicu stvaranje COCO22 i i dobitak dobitak
energijeenergije::
CHCH22O + OO + O22 = = COCO22 + H+ H22O + O + EE
-
GrGretieti 3636
POVRATNE SPREGEPOVRATNE SPREGE
Sveobuhvatni ciklus Sveobuhvatni ciklus ugljenika traje, on
ugljenika traje, on objedinjava paralelne objedinjava paralelne
cikluse COcikluse CO22 koji su koji su vezani za ciklus stena i
vezani za ciklus stena i ivot na Zemljiivot na Zemlji. O. Ovavadva
ciklusa su tesno dva ciklusa su tesno spregnutispregnuti i bitno
utii bitno utiu u na bilans na bilans COCO22 na nana naoj oj
planeti. planeti.
-
GrGretieti 3737
UzajamnoUzajamno--poslediposledini ni odnosi odnosi -- 11
Ako biAko bi se procesi vezani za se procesi vezani za tektonske
plotektonske ploee ubrzaliubrzali proces proces oslobaanja
oslobaanja COCO22 u atmosferu bi se ubrzao, a ako bi se brzina u
atmosferu bi se ubrzao, a ako bi se brzina procesa potroprocesa
potronje nje COCO22 kroz kroz fotosintezufotosintezu i alteracijei
alteracije--degradacije degradacije stena zadrstena zadrala na
istom nivou, doala na istom nivou, dolo bi do nagomilavanja lo bi
do nagomilavanja COCO22u atmosferi. u atmosferi. PosledicaPosledica
ovog nagomilavanja bi uticalo na klimu ovog nagomilavanja bi
uticalo na klimu dodolo bi lo bi do postepenog otopljavanje na
Zemlji. Usdo postepenog otopljavanje na Zemlji. Uslleded
otopljavanja otopljavanja hemijske reakcije bi s porastom
temperature postajale hemijske reakcije bi s porastom temperature
postajale srazmerno brsrazmerno bre. Sa porastom temperature na
Zemlji rasle bi e. Sa porastom temperature na Zemlji rasle bi
brzine brzine
alteracijonihalteracijonih--degradacijonihdegradacijonih procesa na
Zemlji koji procesa na Zemlji koji inainae fiksiraju/troe
fiksiraju/troe e COCO22, a njegova koncentracija u atmosferi , a
njegova koncentracija u atmosferi time opada. time opada. Ovakav
sled dogaaja kontrolisan jeOvakav sled dogaaja kontrolisan je,
dakle, negativnom , dakle, negativnom povratnom spregom. povratnom
spregom. Kod neoKod neoekivanog porasta sadrekivanog porasta
sadraja COaja CO22procesi na Zemlji teprocesi na Zemlji tee da ga
smanje.e da ga smanje.
-
GrGretieti 3838
UzajamnoUzajamno--poslediposledini odnosi ni odnosi -- 22Ukoliko
biUkoliko bi se procesi vezani za se procesi vezani za tektonske
plotektonske ploee usporiliusporili i i proces oslobaanja proces
oslobaanja COCO22 u atmosferu bi se usporili. u atmosferu bi se
usporili. Ukupan sadrUkupan sadraj aj COCO22 u atmosferi bi se
smanjio, srazmerno u atmosferi bi se smanjio, srazmerno bi se
smanjila temperatura na Zemlji, a samim tim bi se bi se smanjila
temperatura na Zemlji, a samim tim bi se smanjile i brzine smanjile
i brzine alteracijonihalteracijonih--degradacijonihdegradacijonih
procesa koji procesa koji srazmerno tome manje
fiksiraju/trosrazmerno tome manje fiksiraju/troe e COCO22 iz
atmosfere. iz atmosfere. PosledicaPosledica hlaenja povr hlaenja
povrine Zemlje bi bila postepeno ine Zemlje bi bila postepeno
povepoveanje sadranje sadraja aja COCO22 u atmosferi jer se sa
padom u atmosferi jer se sa padom temperature svi procesi
usporavaju, a time temperature svi procesi usporavaju, a time
COCO22 slabije slabije trotroi.i.Kod neoKod neoekivanog smanjena
sadrekivanog smanjena sadraja COaja CO22procesi na Zemlji teprocesi
na Zemlji tee da ga povee da ga poveaju.aju.
-
GrGretieti 3939
UzajamnoUzajamno--poslediposledini odnosi ni odnosi -- 33Isti
uzajamnoIsti uzajamno--poslediposledini odnosi vani odnosi vae i za
e i za fotosintezufotosintezu..
Ako seAko se potropotroi previi previe e COCO22 za za
fotosintezufotosintezu i i alteracijualteraciju--degradaciju stena,
klima na degradaciju stena, klima na globalnom nivou postaje
globalnom nivou postaje hladnijahladnija jer nema jer nema dovoljno
dovoljno COCO22 u atmosferi da zadru atmosferi da zadri toplotu. i
toplotu. PosledicaPosledica je da se procesi je da se procesi
fotosintezefotosinteze i i alteracijualteraciju--degradaciju stena
se usporavaju i degradaciju stena se usporavaju i sadrsadraj aj
COCO22 u atmosferi Zemlje postepeno raste. u atmosferi Zemlje
postepeno raste. Ovo se tumaOvo se tumai kao posledica sprege izmeu
i kao posledica sprege izmeu ciklusa stena i ciklusa stena i ivota
na Zemlji u ivota na Zemlji u sveobuhvatnom ciklusu sveobuhvatnom
ciklusu COCO22 na Zemlji. Ma na Zemlji. Ma kakav efekat se pojavio
u prirodi koji utikakav efekat se pojavio u prirodi koji utie da e
da sadrsadraj aj COCO22 u atmosferi, u velikim vremenskim u
atmosferi, u velikim vremenskim razmerama biljke, odnosno razmerama
biljke, odnosno ivi svet, tivi svet, takoe akoe bitno utibitno utie
na sadre na sadraj aj COCO22 u atmosferi.u atmosferi.
http://images.amazon.com/images/P/0520239229.01.LZZZZZZZ.jpg
-
GrGretieti 4040
UzajamnoUzajamno--poslediposledini odnosi ni odnosi -- 44
Ukoliko biUkoliko bi se se fotosintetskifotosintetski
procesiprocesi ubrzaliubrzali iz nekih iz nekih razloga (na primer,
razloga (na primer, zbog porasta temperaturezbog porasta
temperature) vi) vie e COCO22 bi se fiksiralo i vibi se fiksiralo i
vie kiseonika bi se nagomilavao e kiseonika bi se nagomilavao u
atmosferi. Ubrzanom fiksacijom u atmosferi. Ubrzanom fiksacijom
COCO22 vivie organske e organske supstance bi se stvaralo, a samim
tim bi se visupstance bi se stvaralo, a samim tim bi se vie e
organskog ugljenika s vremenom deponovalo u organskog ugljenika s
vremenom deponovalo u sedimente od kojih inasedimente od kojih inae
nastaju e nastaju fosilnafosilna goriva.goriva.Fiksacija i
deponovanje ugljenika u zemljinu koru Fiksacija i deponovanje
ugljenika u zemljinu koru ima za posledicu zaostajanje viima za
posledicu zaostajanje vie raspoloe raspoloivog ivog kiseonika u
atmosferi jer su ga biljke proizvele.kiseonika u atmosferi jer su
ga biljke proizvele.
-
GrGretieti 4141
UzajamnoUzajamno--poslediposledini ni odnosi odnosi -- 44
Sa porastom sadrSa porastom sadraja aja OO22 opasnost od
poopasnost od poara u prirodi ara u prirodi rasteraste11. Vi. Viak
stvorene organske supstance u obliku ak stvorene organske supstance
u obliku uma i rastinja sklonom uma i rastinja sklonom
samozapaljivanjusamozapaljivanju popoinje da inje da se smanjuje
kroz use smanjuje kroz uestale poestale poare are to u krajnjoj
liniji to u krajnjoj liniji utiutie na obim e na obim
fotosintetskihfotosintetskih procesa, jer manje biljaka procesa,
jer manje biljaka znaznai i manje i i manje
fotosintezefotosinteze..Kod neoKod neoekivanog porasta ekivanog
porasta fotosintetskihfotosintetskih procesa na procesa na Zemlji
zbivanja za Zemlji teZemlji zbivanja za Zemlji tee da ih e da ih
suzbijusuzbiju..____________________________________1: Kada bi
koncentracija O1: Kada bi koncentracija O22 u atmosferi bila 25% u
atmosferi bila 25% procesi procesi samozapaljivanjasamozapaljivanja
bi postali spontani.bi postali spontani.
-
GrGretieti 4242
UzajamnoUzajamno--poslediposledini odnosi ni odnosi 55--11Biljke
ujedno i Biljke ujedno i pospepospeujuujuprocese alteracijeprocese
alteracije--degradacije degradacije stena, kako? stena, kako?
Ugljena kiselina ne nastaje samo Ugljena kiselina ne nastaje samo u
interakciji atmosferskog u interakciji atmosferskog ugljendioksida
i vode, veugljendioksida i vode, ve i u i u zemljizemljitu. Sadrtu.
Sadraj aj COCO22 u u zemljizemljitu je daleko vetu je daleko vei
nego u i nego u atmosferi. Respiratorni procesi atmosferi.
Respiratorni procesi tokom degradacije organske tokom degradacije
organske supstance dejstvom supstance dejstvom mikroorganizama,
gljiva i mikroorganizama, gljiva i zemljizemljine faune znane faune
znaajno ajno doprinose stvaranju doprinose stvaranju COCO22 u u
zemljizemljitu.
CO2CO2 CO2
tu.
-
GrGretieti 4343
UzajamnoUzajamno--poslediposledini odnosi ni odnosi 55--22
to je vito je vie kopnenih e kopnenih
fotosintetskihfotosintetskihorganizama, veorganizama, vea je
aktivnost u zemljia je aktivnost u zemljitu, tu, samim tim visamim
tim vie je e je COCO22 u zemljiu zemljitu, a to znatu, a to znai i
i i HH22COCO33, procesi alteracije, procesi alteracije--degradacije
stena su degradacije stena su zastupljenijizastupljeniji i potroi
potronja nja COCO22 raste raste. . I ovaj sled dogaaja jeI ovaj
sled dogaaja je, dakle, kontrolisan , dakle, kontrolisan negativnom
povratnom spregom. negativnom povratnom spregom. Kod Kod
neoneoekivanog poveekivanog poveanja sadranja sadraja aja COCO22 u
u zemljizemljitu procesi u zemljitu procesi u zemljitu tetu tee da
ga e da ga smanje.smanje.
-
GrGretieti 4444
PRVI ZAKLJUPRVI ZAKLJUAKAKKonaKonano, dolazi se do prvog
zakljuno, dolazi se do prvog zakljuka da od ka da od ivota na
Zemlji zavisi ivota na Zemlji zavisi i i njena atmosfera. njena
atmosfera.
MoModa je sada jasnije da je sada jasnije to neki smatraju da je
to neki smatraju da je ivot poseban sistem koji je aktivan, koji je
ivot poseban sistem koji je aktivan, koji je izdvojen od svoje
sredine time izdvojen od svoje sredine time to to nije nije
ukljuukljuenen u hemijske ravnoteu hemijske ravnotee koje e koje
preovladavajupreovladavaju u u ivotnoj sredini. ivotnoj sredini.
ZivotZivot se se suprotstavlja ravnotesuprotstavlja ravnotenim
stanjima nim stanjima u okviru u okviru kojih se nikojih se nita ne
menjata ne menja. . ivot tj. fotosinteza ivot tj. fotosinteza je
suprotan proces svim procesima koji se je suprotan proces svim
procesima koji se odvijaju u neodvijaju u neivoj prirodi.ivoj
prirodi.
-
GrGretieti 4545
DRUGI ZAKLJUDRUGI ZAKLJUAKAKDa nDa nemaema
fotosintezefotosinteze, sav kiseonik bi se ve, sav kiseonik bi se
veodavno potroodavno potroio na oksidaciju mineralnih i io na
oksidaciju mineralnih i organskih supstanci na zemljinoj kori.
organskih supstanci na zemljinoj kori. SadrSadrajaj COCO22 u
atmosferi bi bio tau atmosferi bi bio tano no srazmeran onoj
kolisrazmeran onoj koliini ini COCO22 koji je osloboen koji je
osloboen u magmatskim procesima umanjen za onu u magmatskim
procesima umanjen za onu kolikoliinu koja je potroinu koja je
potroena za procese ena za procese
alteracijealteracije--degradacije stena. Ovakve ravnotedegradacije
stena. Ovakve ravnotee e su vladale na Zemlji do pre 3,5 milijardi
su vladale na Zemlji do pre 3,5 milijardi godina, sve dok se nije
pojavio godina, sve dok se nije pojavio ivot na ivot na Zemlji.
Zemlji. Bez Bez ivota na Zemlji ona bi ivota na Zemlji ona bi
verovatno izgledala kao Venera, verovatno izgledala kao Venera, s
obzirom da je njena atmosfera s obzirom da je njena atmosfera
prepuna prepuna COCO22. .
-
GrGretieti 4646
ULOGA ULOGA OVEKAOVEKAKako Kako antropogeniantropogeni uticaji
mogu da se odraze na uticaji mogu da se odraze na dugorodugoroni
ciklus ugljenika na Zemlji? ni ciklus ugljenika na Zemlji? Trenutno
proizvedeni organski ugljenik Trenutno proizvedeni organski
ugljenik fotosintezomfotosintezom se najvese najveim delom troim
delom troi za i za ivot ivot raznih organizama na Zemlji. Troraznih
organizama na Zemlji. Troen je kroz en je kroz respiraciju
respiraciju ivotinja, gljiva i mikroorganizama. ivotinja, gljiva i
mikroorganizama. JoJo uvek se neznatan deo tog ugljenika deponuje u
uvek se neznatan deo tog ugljenika deponuje u zemljinu koru. I to
je za sada dovoljno jer to zemljinu koru. I to je za sada dovoljno
jer to ukazuje da se nivo ukazuje da se nivo OO22 u atmosferi odru
atmosferi odrava na ava na postojepostojeem nivou i da se u
sveukupnom em nivou i da se u sveukupnom geologeolokom vremenu
jokom vremenu jo uvek formiraju uvek formiraju
fosilnafosilnagoriva. goriva. Ali, Ali, ovek se drznuo da ovek se
drznuo da fosilnafosilna goriva prekomerno goriva prekomerno
trotroi i sagoreva, a to stvara dodatne kolisagoreva, a to stvara
dodatne koliine ine COCO22..
http://www.emsc.nysed.gov/nysatl/Technology/cleaning/html/lcont.html
-
GrGretieti 4747
Promena koncentracije COPromena koncentracije CO22 kao kao
posledica ljudske aktivnostiposledica ljudske aktivnosti
Zemljina atmosfera se Zemljina atmosfera se pretepretenono
sastoji od: azota (78%), sastoji od: azota (78%), kiseonika (21%) i
ugljendioksida (0,kiseonika (21%) i ugljendioksida (0,??? ??? %).
%).
Evidentno je da se sEvidentno je da se sadradrajaj COCO22 menjao
kroz vekovemenjao kroz vekove::u XIX veku bilo ga jeu XIX veku bilo
ga je u proseku u proseku 0,0250 %, 0,0250 %, u XX dostigao je
koncentraciju od 0,0355 %, a u XX dostigao je koncentraciju od
0,0355 %, a u XXI u XXI dostidostiii e koncentraciju od 0,0500 %. e
koncentraciju od 0,0500 %.
-
GrGretieti 4848
Ugljendioksid je izmeu Ugljendioksid je izmeu ostalog nazvan i
kao ostalog nazvan i kao gas gas staklene bastaklene batete, jer
zadr, jer zadrava ava toplotu toplotu SSunca i ne unca i ne
dozvoljava joj da napusti dozvoljava joj da napusti Zemlju. Ovo iz
jednog Zemlju. Ovo iz jednog veoma prostog razloga, veoma prostog
razloga, molekuli COmolekuli CO22 imaju imaju
apsorpcioniapsorpcioni maksimum u maksimum u infracrvenoj oblasti
infracrvenoj oblasti apsorbuju toplotu.
COCO22
apsorbuju toplotu.
-
GrGretieti 4949
OooOoo... ... OVEOVEE !E !
Sa porastom temperature usled porasta Sa porastom temperature
usled porasta koncentraciojekoncentracioje COCO22 u atmosferi
ubrzavaju se u atmosferi ubrzavaju se procesi na Zemlji procesi na
Zemlji ima viima vie e fotosintezefotosinteze, vi, vie e
degradacije stena ... scenario iz uzajamno degradacije stena ...
scenario iz uzajamno poslediposledinih odnosa 4 i 5 se obistinjava.
nih odnosa 4 i 5 se obistinjava.
-
GrGretieti 5050
KONAKONANI ZAKLJUNI ZAKLJUAKAKZahvaljujuZahvaljujui prethodnim i
prethodnim saznanjima sve visaznanjima sve vie se veruje e se
veruje u nauu naunu hipotezu da na nu hipotezu da na Zemlji postoji
toliko znaZemlji postoji toliko znaajnih ajnih i snai snanih
povratnih sprega nih povratnih sprega koje regulikoje reguliu
odnose izmeu u odnose izmeu ive i neive i neive prirode ive prirode
ime se ime se obezbeuju svi potrebni uslovi obezbeuju svi potrebni
uslovi za za ivot na Zemlji koje ivot na Zemlji koje ovek ovek
momoe samo kratkotrajno da e samo kratkotrajno da narunarui, ali ne
moi, ali ne moe da savlada e da savlada ili ili
kontrolokontroloee..
-
GrGretieti 5151
KONAKONANI ZAKLJUNI ZAKLJUAKAK
Svi ovi Svi ovi procesiprocesi vezani za povratne sprege u
vezani za povratne sprege u evoluciji Zemlje i njen opstanak su
vrloevoluciji Zemlje i njen opstanak su vrlo vrlovrlodugidugi i
pitanje je da li i pitanje je da li e ljudska vrsta uspeti sve e
ljudska vrsta uspeti sve da ih doda ih doeka i preeka i preivi.
ivi.
Ova istina postaje predmet novih velikih Ova istina postaje
predmet novih velikih naunaunih istranih istraivanja koja se tek
zapoivanja koja se tek zapoinju, a inju, a zbog svoje nesumnjive
vazbog svoje nesumnjive vanosti venosti ve ima, ima, uticaja ne
samo na politiku, veuticaja ne samo na politiku, ve i na religiju.i
na religiju.
-
GrGretieti 5252
HVALA NA PAHVALA NA PANJI !NJI !
PARALELNI CIKLUSI UGLJENDIOKSIDA NA ZEMLJISADRAJUVODNE
INFORMACIJENastanak Zemlje i ivota na njojPresek ZemljeSASTAV
ATMOSFERENeki osnovni podaciGlobalni ciklus ugljenika na
ZemljiGlobalni ciklus ugljenika na ZemljiPrvi ciklus CIKLUS STENA
ciklus neorganskog ugljenikaCIKLUS STENA NA ZEMLJIRAZGRADNJA
ZEMLJINE KORE-ULOGA CO2 NA POVRINI ZEMLJE-Fiksacije CO2 iz
atmosferePRENOS DO MORA - RENI NANOSErozijaTEKTONIKA PLOATEKTONIKA
PLOAPROCES SUBDUKCIJEVULKANIZAMTOPLJENJEOslobaanje CO2 iz utrobe
ZemljeVULKANIZAMVraanje CO2 u atmosferuSMENA STARE KONTINENTALNE
KORE NOVOMSMENA STARE OKEANSKE KORE NOVOMCiklus stena utie na
sastav zemljine atmosfereDugi ciklus IVOT NA ZEMLJI ciklus
organskog ugljenikaIVOT NA ZEMLJIIVOT NA ZEMLJIIVOT NA
ZEMLJISUDBINA ORGANSKOG UGLJENIKA NA POVRINI ZEMLJEFOSILNA
GORIVAVEZA CIKLUSA STENA I FOTOSINTEZE[CO2] I VEZA CIKLUSA STENA I
FOTOSINTEZEPodela CO2KAKO OVEK UTIE NA RAVNOTEU CO2POVRATNE
SPREGEUzajamno-posledini odnosi - 1Uzajamno-posledini odnosi -
2Uzajamno-posledini odnosi - 3Uzajamno-posledini odnosi -
4Uzajamno-posledini odnosi - 4Uzajamno-posledini odnosi
5-1Uzajamno-posledini odnosi 5-2PRVI ZAKLJUAKDRUGI ZAKLJUAKULOGA
OVEKAPromena koncentracije CO2 kao posledica ljudske
aktivnostiCO2Ooo... OVEE !KONANI ZAKLJUAKKONANI ZAKLJUAKHVALA NA
PANJI !