Углерод
<<  Глобальный цикл углерода в биосфере Углерод CARBON  >>
Лекция 3. Lect_03_Carbon_II Цикл углерода (продолжение)
Лекция 3. Lect_03_Carbon_II Цикл углерода (продолжение)
Углерод в атмосфере
Углерод в атмосфере
А что происходило с СО2 в атмосфере 10, 20 или 200 тысяч лет тому
А что происходило с СО2 в атмосфере 10, 20 или 200 тысяч лет тому
Цикл углерода
Цикл углерода
Цикл углерода
Цикл углерода
J. R. Petit, j. Jouzel, d. Raynaud, n. I. Barkov, j.-M
J. R. Petit, j. Jouzel, d. Raynaud, n. I. Barkov, j.-M
Цикл углерода
Цикл углерода
Nature 399, 429 - 436 (03 june 1999); сlimate and atmospheric history
Nature 399, 429 - 436 (03 june 1999); сlimate and atmospheric history
P. Falkowski The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth
P. Falkowski The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth
ЦИКЛЫ МИЛАНКОВИЧА Земля регулярно меняет форму орбиты: C
ЦИКЛЫ МИЛАНКОВИЧА Земля регулярно меняет форму орбиты: C
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната
Проследить за относительным содержанием 18O можно и непосредственно в
Проследить за относительным содержанием 18O можно и непосредственно в
Содержание 18O в атмосфере меняется в зависимости от интенсивности
Содержание 18O в атмосфере меняется в зависимости от интенсивности
Цикл углерода
Цикл углерода
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004)
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004)
Станция Европейского сообщества Concordia на куполе «С» (EPICA -
Станция Европейского сообщества Concordia на куполе «С» (EPICA -
Станция Европейского сообщества Concordia на куполе С (EPICA -
Станция Европейского сообщества Concordia на куполе С (EPICA -
Цикл углерода
Цикл углерода
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an
Изменения содержания метана в пузырьках воздуха со станций «Восток»
Изменения содержания метана в пузырьках воздуха со станций «Восток»
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an
Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an
Нижний график - изменения содержания СО2 в пузырьках воздуха и
Нижний график - изменения содержания СО2 в пузырьках воздуха и
Цикл углерода
Цикл углерода
Изменения, происходившие при потеплении (окончание ледникового
Изменения, происходившие при потеплении (окончание ледникового
Цикл углерода
Цикл углерода
Цикл углерода
Цикл углерода
Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за
Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за
305 -265 миллионов лет тому назад (начало Пермского периода) После
305 -265 миллионов лет тому назад (начало Пермского периода) После
Ранняя пермь – Кунгурский век (рис
Ранняя пермь – Кунгурский век (рис
Ископаемые растения пермского периода, распространявшиеся при
Ископаемые растения пермского периода, распространявшиеся при
Как определить содержание в воздухе СО2 300 миллионов лет тому назад
Как определить содержание в воздухе СО2 300 миллионов лет тому назад
1. При фотосинтезе растения (особенно С-3) предпочитают молекулы СО2 с
1. При фотосинтезе растения (особенно С-3) предпочитают молекулы СО2 с
Изменения в биосфере 305 -265 миллионов лет тому назад (начало
Изменения в биосфере 305 -265 миллионов лет тому назад (начало
Цикл углерода
Цикл углерода
Температура
Температура
Углерод в океане
Углерод в океане
Углерод в океане Ежегодно связывается
Углерод в океане Ежегодно связывается
Углерод в океане Буферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой
Углерод в океане Буферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой
Органический углерод в океане присутствует в виде: 1.Живых организмов
Органический углерод в океане присутствует в виде: 1.Живых организмов
Масса углерода живых организмов в океане:
Масса углерода живых организмов в океане:
Масса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в
Масса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в
Биомасса организмов в океане
Биомасса организмов в океане
Биомасса t Продукция
Биомасса t Продукция

Презентация на тему: «Цикл углерода». Автор: Ghilarov. Файл: «Цикл углерода.ppt». Размер zip-архива: 11546 КБ.

Цикл углерода

содержание презентации «Цикл углерода.ppt»
СлайдТекст
1 Лекция 3. Lect_03_Carbon_II Цикл углерода (продолжение)

Лекция 3. Lect_03_Carbon_II Цикл углерода (продолжение)

Анализ содержания СО2 в атмосфере в прошлые эпохи по данным кернов льда из Антарктиды: за 400 тыс. лет (станция «Восток») и 800 тыс. лет (проект «EPICA»). Циклы Миланковича. Сопряженные изменения CO2, CH4 и температуры (по дейтерию). Палеотемпература по данным изотопного состава кислорода в карбонатах донных отложений. Потепление в начале Пермского периода и оценка динамики СО2 в это время. Органические углерод в океане: разные формы.

2 Углерод в атмосфере

Углерод в атмосфере

3 А что происходило с СО2 в атмосфере 10, 20 или 200 тысяч лет тому

А что происходило с СО2 в атмосфере 10, 20 или 200 тысяч лет тому

назад?

4 Цикл углерода
5 Цикл углерода
6 J. R. Petit, j. Jouzel, d. Raynaud, n. I. Barkov, j.-M

J. R. Petit, j. Jouzel, d. Raynaud, n. I. Barkov, j.-M

Barnola, i. Basile, m. Bender, j. Chappellaz, m. Davis, g. Delaygue, m. Delmotte, v. M. Kotlyakov, m. Legrand, v. Y. Lipenkov, c . lorius, l. P?pin, c. Ritz, e. Saltzman & m. STIEVENARD сlimate and atmospheric history of the past 420,000 years from the vostok ice core, antarctica // nature. V. 399, p. 429 - 436 (03 june 1999)

7 Цикл углерода
8 Nature 399, 429 - 436 (03 june 1999); сlimate and atmospheric history

Nature 399, 429 - 436 (03 june 1999); сlimate and atmospheric history

of the past 420,000 years from the vostok ice core, antarctica

9 P. Falkowski The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth

P. Falkowski The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth

as a System // Science 2010 V. 290. P 291

10 ЦИКЛЫ МИЛАНКОВИЧА Земля регулярно меняет форму орбиты: C

ЦИКЛЫ МИЛАНКОВИЧА Земля регулярно меняет форму орбиты: C

периодичностью 26 тыс. лет меняется конус, описываемой Земной осью (прецессия) С периодичностью в 41 тыс. лет — угол наклона земной оси к плоскости её орбиты С периодичностью 93 тыс. лет она становится то более эллипсоидной, то более круговой (меняется эксцентриситет) Комбинация этих изменений орбиты сказывается на количестве получаемого Землей тепла и на характере распределения его по поверхности планеты

11 Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

кальция CaCO3 (раковины фораминифер, моллюсков, брахиопод) 1. В CaCO3 включаются два изотопа кислорода 16O и «тяжелый» 18O (в том соотношении, в котором они находятся в окружающей среде) 2. Когда океаническая вода испаряется, а затем конденсируется и выпадает в виде осадков, молекулы с тяжелым изотопом 18O, возвращаются в океан быстрее, чем содержащие легкий 16O

12 Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

кальция CaCO3 (раковины фораминифер моллюсков, брахиопод) 3. Молекулы с 16О в значительном количестве уносятся на континенты (снег, выпадающий на ледники, всегда обеднен 18O). 4. Чем больше растет масса ледников, тем сильнее оставшиеся в океане воды обогащаются более тяжелым изотопом 18O

13 Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

Определение палеотемператур на основе изотопного анализа карбоната

кальция CaCO3 (раковины фораминифер) 5. Прослеживая за относительным содержанием изотопов 16O и 18O в колонках (кернах) донных осадков из разных мест Мирового океана, можно судить о том, как изменялось на Земле соотношение массы свободной воды и воды связанной во льдах

14 Проследить за относительным содержанием 18O можно и непосредственно в

Проследить за относительным содержанием 18O можно и непосредственно в

пузырьках воздуха из разных слоёв ледового керна. Соответственно, мы узнаем содержание 18О в атмосфере.

15 Содержание 18O в атмосфере меняется в зависимости от интенсивности

Содержание 18O в атмосфере меняется в зависимости от интенсивности

фотосинтеза (прежде всего наземной растительности) и суммарного дыхания всех организмов. При дыхании потребляется более легкий изотоп 16О (в воздухе накапливается 18О), но растения выделяют О2 с таким соотношением изотопов, которое характерно для почвенной влаги (фракционирования не происходит)

16 Цикл углерода
17 Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004)

Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004)

18 Станция Европейского сообщества Concordia на куполе «С» (EPICA -

Станция Европейского сообщества Concordia на куполе «С» (EPICA -

European Project for Ice Coring in Antarctica) Толщина льда 3 309 м Глубина бурения 3190 м Проанализирован керн длиной 3129 м Время образования льда – 740 000 лет

19 Станция Европейского сообщества Concordia на куполе С (EPICA -

Станция Европейского сообщества Concordia на куполе С (EPICA -

European Project for Ice Coring in Antarctica)

20 Цикл углерода
21 Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an

Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an

Antarctic ice core EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) community members

22 Изменения содержания метана в пузырьках воздуха со станций «Восток»

Изменения содержания метана в пузырьках воздуха со станций «Восток»

(верхняя коричневая линия) и на куполе C (красная, далее черная линия) за 800 тысяч лет. Нижний график – содержания дейтерия во льду с купола С. Loulerlegue et al., 2008. Nature. V. 453. P. 383-386

23 Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an

Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004) Eight glacial cycles from an

Antarctic ice core EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) community members

Изменения температуры за 800 тысяч лет в районе Антарктиды. По оси абсцисс – возраст отложений в тысячах лет до настоящего времени (т.е. ход времени - справа налево). Чёрная линия вверху – относительное содержание дейтерия ?D в колонке льда с Европейской станции (EPICA) на куполе «С». Синяя линия внизу – относительное содержание тяжелого изотопа кислорода ?18O в донных отложениях в Южном океане (в последнем случае – инвертированная шкала).

24 Нижний график - изменения содержания СО2 в пузырьках воздуха и

Нижний график - изменения содержания СО2 в пузырьках воздуха и

дейтерия во льду Антарктиды за 800 тысяч лет (разным цветом показаны данные из разных мест и полученные разными методами. Верхний – ход температурной аномалии. Loulerlegue et al., 2008. Nature. V. 453. P. 383-386

25 Цикл углерода
26 Изменения, происходившие при потеплении (окончание ледникового

Изменения, происходившие при потеплении (окончание ледникового

периода) 430 - 420 тыс. лет тому назад. Показан ход концентрации СО2 и СН4 в пузырьках воздуха и относительного содержания дейтерия ?D во льду, а также пыли

EPICA на куполе «С».

27 Цикл углерода
28 Цикл углерода
29 Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за

Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за

600 миллионов лет PAL – Present Atmospheric Level

30 305 -265 миллионов лет тому назад (начало Пермского периода) После

305 -265 миллионов лет тому назад (начало Пермского периода) После

холодов, длившихся почти полмиллиарда лет, пришло глобальное потепление, сопряженное с резким возрастанием содержания в атмосфере СО2 — от уровня, примерно равного современному (250 ppm), до 1000 ppm, а затем и до 3000 ppm (то есть почти в 12 раз) Isabel P. Monta?ez et al. CO2-Forced Climate and Vegetation Instability During Late Paleozoic Deglaciation // Science. 2007. V. 315. P 87-91

31 Ранняя пермь – Кунгурский век (рис

Ранняя пермь – Кунгурский век (рис

С.В.Наугольных)

32 Ископаемые растения пермского периода, распространявшиеся при

Ископаемые растения пермского периода, распространявшиеся при

потеплении климата. 1 — лист птеридосперма Rhachiphyllum 2 — лист птеридосперма Psygmophyllum; 3 — кутикула листа кониферофита Entsovia; 4 — лист голосеменного растения рода Rufloria. Нижняя пермь Приуралья. Рис. с сайта: macroevolution.narod.ru

33 Как определить содержание в воздухе СО2 300 миллионов лет тому назад

Как определить содержание в воздухе СО2 300 миллионов лет тому назад

Метод, основан на оценке содержании стабильного изотопа углерода 13C в кальцитах, образовавшихся в древних почвах на поверхности континентов Isabel P. Monta?ez et al. CO2-Forced Climate and Vegetation Instability During Late Paleozoic Deglaciation // Science. 2007. V. 315. P 87-91

34 1. При фотосинтезе растения (особенно С-3) предпочитают молекулы СО2 с

1. При фотосинтезе растения (особенно С-3) предпочитают молекулы СО2 с

более легким изотопом 12С 2. В образующемся абиогенным образом (без участия организмов) кальците изотопы углерода 12С и 13С встречаются в той же пропорции, что и в воздухе 3. Воздух между частицами почвы обеднен 13С, поскольку там содержится много растительных остатков 4. Но при высокой концентрации в воздухе СО2 он большем количестве и в неизмененном растениями состоянии проникает в почву, где соответственно повышается доля 13С «Метод палеобарометра», придуманный американским геофизиком Т. Серлингом (Thure E. Cerling)

35 Изменения в биосфере 305 -265 миллионов лет тому назад (начало

Изменения в биосфере 305 -265 миллионов лет тому назад (начало

Пермского периода) Isabel P. Monta?ez et al. CO2-Forced Climate and Vegetation Instability During Late Paleozoic Deglaciation // Science. 2007. V. 315. P 87-91

36 Цикл углерода
37 Температура

Температура

Со2

38 Углерод в океане

Углерод в океане

39 Углерод в океане Ежегодно связывается

Углерод в океане Ежегодно связывается

92 Гт С возвращается в атмосферу ? 90 Гт С СО2, взаимодействуя с молекулами воды, образует угольную кислоту, которая диссоциирует на СО3- и СО32- В зависимости от рН соотношение сдвигается СО32- + СО2 + Н2О ? 2 НСО3-

40 Углерод в океане Буферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой

Углерод в океане Буферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой

катионов Ca2+ и Mg2+ (необходимы для образования известковых скелетов организмов) 2. Крайне слабым перемешиванием водной толщи (перемешиваемый слой – 100-200 м, средняя глубина океана - 3900 м)

41 Органический углерод в океане присутствует в виде: 1.Живых организмов

Органический углерод в океане присутствует в виде: 1.Живых организмов

2.Детрита 3.Растворенного органического вещества

42 Масса углерода живых организмов в океане:

Масса углерода живых организмов в океане:

1-2 Гт Масса углерода в виде растворенного органического вещества (DOC – dissolved organic carbon) ? 1000 Гт

43 Масса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в

Масса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в

океане: ? 100 Гт

44 Биомасса организмов в океане

Биомасса организмов в океане

1-2 Гт С на суше ? 800 Гт С (600 - 1000) (??? но суммарная масса бактерий в верхних 300 метров донных океанических отложений - 90 Гт С) Чистая первичная продукция океана ? 60 Гт С год-1 (35 – 100) суши ? 57 Гт С год-1 (48 – 65)

45 Биомасса t Продукция

Биомасса t Продукция

t Первичная продукция (Primary production) Валовая продукция (Gross production - GP) Чистая продукция (Net production - NP) Дыхание (Respiration – R) NP = GP – R Net primary production - NPP

«Цикл углерода»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/tsikl-ugleroda-122302.html
cсылка на страницу

Углерод

11 презентаций об углероде
Урок

Химия

65 тем
Слайды