Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 6.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 6."— Zapis prezentacji:

1 Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 6

2 Obieg węgla w przyrodzie

3 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 3 Obieg węgla Drugi z podstawowych cykli biochemicznych (po obiegu wody) to obieg węgla. Drugi z podstawowych cykli biochemicznych (po obiegu wody) to obieg węgla. Bierze w nim udział węgiel w postaci atomowej lub w różnych związkach. Obieg ten polega głównie na wymianie dwutlenku węgla z atmosferą ziemską. Bierze w nim udział węgiel w postaci atomowej lub w różnych związkach. Obieg ten polega głównie na wymianie dwutlenku węgla z atmosferą ziemską. Dwutlenek węgla biorący udział w wymianie pochodzi przede wszystkim z oceanów, gdzie jest go około 16 razy więcej niż w atmosferze. Dwutlenek węgla biorący udział w wymianie pochodzi przede wszystkim z oceanów, gdzie jest go około 16 razy więcej niż w atmosferze. Powstaje również w procesach termicznego rozkładu surowców energetycznych (spalanie, wydobywanie się w czasie erupcji wulkanów i gorących źródeł oraz w procesach oddychania organizmów żywych. Powstaje również w procesach termicznego rozkładu surowców energetycznych (spalanie, wydobywanie się w czasie erupcji wulkanów i gorących źródeł oraz w procesach oddychania organizmów żywych. Najbardziej zaskakujące jest to, że prawie 90% przemian, związanych z oddychaniem, jest udziałem glonów żyjących w oceanach. Najbardziej zaskakujące jest to, że prawie 90% przemian, związanych z oddychaniem, jest udziałem glonów żyjących w oceanach.

4 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 4 Główne rezerwuary węgla Rezerwuary Forma występowania Masa C [Gt] Atmosfera CO 2 przed 1850 ok. 280 ppm CO 2 w ppm CH 4 1,5 ppm Oceany Węgiel nieorganiczny ( CO 2 ) Rozpuszczona materia organ. Biomasa ok Biomasa lądowa Żyjąca Gleby, humus Wody gruntowe 450 Osady Węgiel nieorganiczny Węgiel organiczny ok ok Paliwa kopalne ok

5 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 5

6 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 6

7 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 7 Obieg węgla – schemat uproszczony

8 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 8 CO 2 w atmosferze Koncentracja CO 2 w atmosferze ciągle wzrasta. Sezonowe zmiany są powodowane zwiększonym pobieraniem CO 2 przez rośliny w lecie. Wzrost zaczął się ok. 300 lat temu. Koncentracja CO 2 dla szczytu Mauna Loa na Hawajach w latach 1958 – Koncentracja podana w ppm (części na milion)

9 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 9 Gdzie jest brakujący CO 2 ? Wzrost koncentracji Emisja ze spalania Zmiany użytko- Pobieranie Brakujący CO 2 w atmosferze = paliw kopalnych + wania pow. - przez ocean CO (20) = 6.30(40) (80) (70) - 2.9(11)

10 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 10 Gdzie jest brakujący CO 2 ? Notowany wzrost koncentracji CO 2 w atmosferze to tylko połowa tego, co wynika ze spalania paliw kopalnych i wypalania lasów. Notowany wzrost koncentracji CO 2 w atmosferze to tylko połowa tego, co wynika ze spalania paliw kopalnych i wypalania lasów. Gdzie jest reszta? Gdzie jest reszta? Badania wskazują na fotoautotrofy (organizmy wytwarzajace C z pobieranego CO 2 i energię w procesie fotosyntezy). Badania wskazują na fotoautotrofy (organizmy wytwarzajace C z pobieranego CO 2 i energię w procesie fotosyntezy). Odnotowano zwiększony wzrost lasów (zwłaszcza w Ameryce Pn. i ilość fitoplanktonu w oceanach. Odnotowano zwiększony wzrost lasów (zwłaszcza w Ameryce Pn. i ilość fitoplanktonu w oceanach.

11 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 11 Węgiel w oceanach Dane z rdzeni lodowych wskazują, że koncentracja atm. CO 2 odgrywa znaczącą rolę w kształtowaniu klimatu (koncentracja atm. CO 2 była wysoka dla okresów interglacjalnych, a niska dla glacjalnych). Dane z rdzeni lodowych wskazują, że koncentracja atm. CO 2 odgrywa znaczącą rolę w kształtowaniu klimatu (koncentracja atm. CO 2 była wysoka dla okresów interglacjalnych, a niska dla glacjalnych). Koncentracja węgla w oceanie ok razy większa niż w atmosferze -> nawet niewielkie zmiany w szybkości wymiany CO 2 między oceanem a atmosferą mogą znacząco wpłynąć na poziom atmosferycznego CO 2. Koncentracja węgla w oceanie ok razy większa niż w atmosferze -> nawet niewielkie zmiany w szybkości wymiany CO 2 między oceanem a atmosferą mogą znacząco wpłynąć na poziom atmosferycznego CO 2.

12 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 12 Węgiel w oceanach Cykl pochłaniania uwalniania CO 2. Fitoplankton pochłaniania CO 2 w czasie fotosyntezy. Bakterie żywią się fitoplanktonem i w ten sposób uwalniają składniki odżywcze i CO 2 z powrotem do wody. Ten proces nosi nazwę remineralizacji. Remineralizacja zachodzi głównie w przypowierzchniowej warstwie wody i CO 2 jest albo zużywany ponownie przez fitoplankton do fotosyntezy, albo uwalniany do atmosfery. Gdy fitoplankton obumiera - dostaje się do wód głębinowych. Autor: Lucinda Spokes Polska wersja ryciny: Mateusz Kamiński

13 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 13 Węgiel w oceanach Zdecydowana większość (ok. 95%) węgla w oceanie występuje w formie nieorganicznej (DIC = ang. Dissolved Inorganic Carbon) Suma węgla w oceanie Stężenia molowe mol/l Zdecydowana większość (ok. 95%) węgla w oceanie występuje w formie nieorganicznej (DIC = ang. Dissolved Inorganic Carbon) Suma węgla w oceanie Stężenia molowe mol/l

14 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 14 Węgiel w oceanach Uważa się, że około 30% CO 2 pochodzącego ze spalania paliw kopalnych jest magazynowane w oceanach i dostaje się tam wskutek procesów zarówno fizycznych, jak też biologicznych. Uważa się, że około 30% CO 2 pochodzącego ze spalania paliw kopalnych jest magazynowane w oceanach i dostaje się tam wskutek procesów zarówno fizycznych, jak też biologicznych.

15 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 15 Morska biosfera działa jak pompa biologiczna. W górnej ok. 100m warstwie oceanu w procesie fotosyntezy CO 2 jest pobierany z atmosfery a wytwarzany jest tlen Pompa węglanowa z kolei, produkuje i transportuje na większe głębokości węglan wapnia i usuwa do atmosfery CO 2.

16 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 16 Morska biosfera jest aktywna w tych ograniczonych rejonach, gdzie w procesie upwellingu (wentylacji) wynoszone są do powierzchniowej warstwy oceanu substancje odżywcze z dużych głębokości.

17 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 17 Lizoklina Lizoklina – poziom, na którym zaczyna się wyraźne rozpuszczanie materiału węglanowego w kolumnie wody oceanicznej. Znajduje się ona na różnych głębokościach (zróżnicowana zarówno wewnątrz oceanu, jak i między oceanami), ale zazwyczaj poniżej 3000 m. CCD (Carbonate compensation depth) poziom, poniżej którego szybkości dopływu węglanu wapnia i jego rozpuszczania są równe i nie ma osadzania węglanu wapnia. CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca HCO 3 -

18 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 18 Zmiany w cyrkulacji oceanicznej Mogą wystąpić trzy różne stany cyrkulacji wód na Pn. Atlantyku: Mogą wystąpić trzy różne stany cyrkulacji wód na Pn. Atlantyku: 1.Ciepły prąd dociera tylko do niższych szerkości geograficznych (epoka lodowa), 2.Dociera on do wysokich szerokości geograficznych (okres ciepły), 3.W ogóle zanika (tzw. przypadek Heinricha). Łańcuch górski znajdujący się na dnie Atlantyku tworzy barierę między stanem epoki lodowej i interglacjałem. W tym miejscu ocean jest płytszy i Islandia oraz wyspy Faroer nawet wystają ponad poziom morza. Łańcuch górski znajdujący się na dnie Atlantyku tworzy barierę między stanem epoki lodowej i interglacjałem. W tym miejscu ocean jest płytszy i Islandia oraz wyspy Faroer nawet wystają ponad poziom morza.

19 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 19 Zmiany w cyrkulacji oceanicznej W okresach ciepłych, jak np. obecnie, Prąd Północnoatlantycki dociera poza 'barierę' i przynosi ciepłe wody do obszarów pn. Europy. W okresach ciepłych, jak np. obecnie, Prąd Północnoatlantycki dociera poza 'barierę' i przynosi ciepłe wody do obszarów pn. Europy. W czasie epok lodowych ciepły prąd jest zatrzymywany przez 'barierę'. W obszarach położonych bardziej na północ morze jest pokryte lodem. W czasie epok lodowych ciepły prąd jest zatrzymywany przez 'barierę'. W obszarach położonych bardziej na północ morze jest pokryte lodem. Przypadek Heinricha to stan kiedy ustaje tworzenie się wód głębinowych, prąd morski ustaje. Przypadek Heinricha to stan kiedy ustaje tworzenie się wód głębinowych, prąd morski ustaje.

20 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 20 Zmiany w cyrkulacji oceanicznej

21 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 21 Zmiany w cyrkulacji oceanicznej Kiedy następuje zakłócenie prądów oceanicznych? Gdy następuje topienie się lodu w okresach ciągłego ocieplania (np. pod koniec epoki lodowej) to sporo słodkiej wody ze stopionego lodu może zasilić wody Północnego Atlantyku. Ponadto wody powierzchniowe stają się cieplejsze podczas gdy wody głębinowe są dalej zimne. Woda nie może więc opadać. W takim wypadku cyrkulacja oceaniczna może na jakiś czas ustać w danym regionie. Nazywamy to przypadkiem Heinricha. Gdy następuje topienie się lodu w okresach ciągłego ocieplania (np. pod koniec epoki lodowej) to sporo słodkiej wody ze stopionego lodu może zasilić wody Północnego Atlantyku. Ponadto wody powierzchniowe stają się cieplejsze podczas gdy wody głębinowe są dalej zimne. Woda nie może więc opadać. W takim wypadku cyrkulacja oceaniczna może na jakiś czas ustać w danym regionie. Nazywamy to przypadkiem Heinricha.

22 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 6str. 22 Zmiany w cyrkulacji oceanicznej Około lat temu zakończyła się ostatnia Epoka Lodowa i temperatura Ziemi wzrosła. To ocieplenie spowodowało topnienie pokrywy lodowej i wzrost ilości wody słodkiej wpływającej do Północnego Atlantyku, co zatrzymało cyrkulację oceaniczną i spowodowało kolejne ochłodzenie. Gdy cały lód uległ stopieniu i zabrakło owych dodatkowych dostaw wody słodkiej, to naturalna cyrkulacja oceaniczna została przywrócona i temperatura gwałtownie (oczywiście w geologicznej skali czasu!) wzrosła, gdyż ciepłe wody z rejonów zwrotnikowych mogły swobodnie przepływać w kierunku Północnego Atlantyku. Źródło: R. Alley oraz projekt CLIVAR. Polska wersja ryciny: Mateusz Kamiński Młodszy Dryas


Pobierz ppt "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 6."

Podobne prezentacje


Reklamy Google