Paralelni ciklusi CO2 na Zemlji.pdf - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
Paralelni ciklusi CO2 na Zemlji.pdf - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
Paralelni ciklusi CO2 na Zemlji.pdf - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
PARALELNI CIKLUSI<br />
UGLJENDIOKSIDA NA<br />
ZEMLJI<br />
Prof. dr Ivan Gržeti<br />
etić,<br />
<strong>Univerzitet</strong> u Beogradu – <strong>Hemijski</strong> <strong>fakultet</strong><br />
grzetic@chem<br />
chem.bg.ac.<br />
.ac.yu<br />
& www.chem.bg.ac.yu<br />
Beleške za predavanja: http://<br />
://helix.chem.bg.ac.yu/~grzetic/predavanja/
SADRŽAJ<br />
AJ<br />
• UVODNE INFORMACIJE<br />
• PRVI CIKLUS: CIKLUS STENA<br />
• FIKSACIJA CO 2 IZ ATMOSFERE<br />
• OSLOBAĐANJE CO 2 IZ UTROBE ZEMLJE<br />
• TEKTONIKA, SUBDUKCIJA I VULKANIZAM<br />
• DRUGI CIKLUS: ŽIVOT NA ZEMLJI<br />
• FOTOSINTEZA, RESPIRACIJA I FOSILNA GORIVA<br />
• VEZA CIKLUSA STENA I FOTOSINTEZE<br />
• KAKO ČOVEK UTIČE E NA RAVNOTEŽU CO 2<br />
• POVRATNE SPREGE ILI UZAJAMNO-POSLEDI<br />
POSLEDIČNI ODNOSI<br />
• ZAKLJUČCI<br />
Gržeti<br />
etić 2
UVODNE INFORMACIJE<br />
Gržeti<br />
etić 3
Nasta<strong>na</strong>k Zemlje<br />
i života <strong>na</strong> njoj<br />
• Zemlja je pre svega <strong>na</strong>stala diferencijacijom<br />
materije koja traje od njenog <strong>na</strong>stanka, dakle,<br />
poslednjih 4,5 milijardi godi<strong>na</strong>, pa do da<strong>na</strong>s.<br />
• Pretpostavlja se da se prvi život<br />
<strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong><br />
pojavio pre oko 3,5 milijardi godi<strong>na</strong>.<br />
• Na a <strong>Zemlji</strong> postoji, tes<strong>na</strong> veza između živog<br />
i<br />
neživog<br />
sveta – od momenta <strong>na</strong>stanka života<br />
<strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> pa do da<strong>na</strong>s evolucija Zemlje i<br />
evolucija živog<br />
sveta neprekidno traju.<br />
Gržeti<br />
etić 4
Presek Zemlje<br />
<strong>Zemlji</strong><strong>na</strong> kora, debela oko 40 km<br />
Omotač, pretežno silikatnog sastava, debeo oko 2900 km,<br />
Stopljeno gvozdeno jezgro i čvrsto metalno jezgro, debeli oko 5000 km.<br />
Gržeti<br />
etić 5
SASTAV ATMOSFERE<br />
Gržeti<br />
etić 6
Neki osnovni podaci<br />
– Prečnik<br />
Zemlje = 12740 km<br />
– Masa Zemlje ~ 6 * 10 24 kg<br />
– Masa atmosfere ~ 5.1 * 10 18<br />
– 99% od celokupne mase<br />
18 kg<br />
atmosfere <strong>na</strong>lazi se ispod ~ 50 km<br />
Gržeti<br />
etić 7
Globalni<br />
ciklus<br />
ugljenika<br />
<strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong><br />
• Geološki rezervoar (učestvuje u veoma sporom ciklusu, ima oko<br />
1,000,000 puta više e C nego atmosfera)<br />
75.000.000 to<strong>na</strong> C je zarobljeno u ugljenim hidratima<br />
5.000 to<strong>na</strong> u fosilnim gorivima<br />
• Okeanski rezervoar<br />
600 to<strong>na</strong> C <strong>na</strong> površini okea<strong>na</strong> i oko 36000 to<strong>na</strong> C u dubi<strong>na</strong>ma okea<strong>na</strong><br />
• <strong>Zemlji</strong>šte kao rezervoar<br />
1.500 to<strong>na</strong> C u zemljištu i tresetištima<br />
tima<br />
• Atmosferski rezervoar<br />
775 to<strong>na</strong> C u atmosferi (0.037 % = 370 ppmv)<br />
• Biološki rezervoar<br />
560 to<strong>na</strong> C u biota<br />
Gržeti<br />
etić 8
Globalni<br />
ciklus<br />
ugljenika <strong>na</strong><br />
<strong>Zemlji</strong><br />
• Doprinos industrijalizacije atmosferi<br />
5 to<strong>na</strong> C godišnje Od sagorevanja fosilnih goriva<br />
1 to<strong>na</strong> C godišnje usled pre<strong>na</strong>mene prerijskog zemljišta i spaljivanja tropskih<br />
šuma<br />
• Potrošnja C iz atmosfere (ovim se uklanja ½ ukupne količine ine C u atmosferi)<br />
2 tone C godišnje se potroše e za život u površinskom delu okea<strong>na</strong><br />
1 ton C godišnje se potroši i za biljke i žive organizme u zemljištu<br />
• Godišnji ciklus (Potrošnja za biljni svet)<br />
122 to<strong>na</strong> C godišnje za potrebe života u okeanima (da nije ovoga koncetracija C<br />
u atmosferi bi dostigla 700 ppmv)<br />
100 to<strong>na</strong> C godišnje za zivot <strong>na</strong> kopnu<br />
Gržeti<br />
etić 9
Prvi ciklus<br />
– CIKLUS STENA –<br />
ciklus neorganskog<br />
ugljenika<br />
TRAJE POSLEDNJIH 4,5 MILIJARDI GODINA<br />
Gržeti<br />
etić 10
CIKLUS STENA NA ZEMLJI<br />
Ako se pođe od<br />
“Hatonovog<br />
ciklusa”<br />
Zemlje koji globalno<br />
opisuje uticaj toplote <strong>na</strong><br />
evoluciji Zemlje može se<br />
reći i da je domi<strong>na</strong>ntan<br />
proces koji karakteriše<br />
promene <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong><br />
„ciklus ste<strong>na</strong>“. . Ovaj<br />
ciklus utiče <strong>na</strong> <strong>na</strong>sta<strong>na</strong>k<br />
svih tipova ste<strong>na</strong> <strong>na</strong><br />
<strong>Zemlji</strong>:<br />
• Magmatske stene<br />
• Metamorfne stene<br />
• Sedimentne stene<br />
STVARANJE STENA I<br />
ZEMLJINE KORE<br />
VULKANIZAM<br />
KRETANJE KA POVRŠINI<br />
ZEMLJE<br />
RAZGRADNJA<br />
ZEMLJINE KORE<br />
TOPLOTA<br />
TOPLJENJE<br />
EROZIJA I PRENOS<br />
DO MORA<br />
STVARANJE<br />
SEDIMENATA<br />
TEKTONSKI PROCESI<br />
SUBDUKCIJA<br />
Gržeti<br />
etić 11
RAZGRADNJA ZEMLJINE KORE<br />
-ULOGA<br />
CO 2 NA POVRŠINI ZEMLJE-<br />
• Fiksacija CO 2 iz atmosfere: Jedan deo CO 2 iz atmosfere se<br />
rastvara u vodi i učestvuje u<br />
u procesima degradacije (razgradnje(<br />
ili alteracije) ste<strong>na</strong> <strong>na</strong> kopnu. Ugljendioksid sa vodom daje<br />
ugljenu kiselinu (H(<br />
2 CO 3 ), koja reaguje sa ste<strong>na</strong>ma (magmatskim<br />
matskim<br />
i drugim) koje između ostalog sadrže Ca i Mg pri čemu, tokom<br />
degradacije ste<strong>na</strong> u prisustvu ugljene kiseline, pored ostalih,<br />
<strong>na</strong>staju krečnjaci<br />
CaCO 3 , MgCO 3 i/ili (Ca,Mg)CO<br />
3 i silicijum<br />
dioksid (SiO(<br />
2 ). To se može e opisati veoma uprošćenim<br />
jed<strong>na</strong>či<strong>na</strong>ma:<br />
CO 2 + CaSiO 3 = CaCO 3 + SiO 2<br />
CO 2 + MgSiO 3 = MgCO 3 + SiO 2<br />
Gržeti<br />
etić 12
Fiksacije CO 2 iz atmosfere<br />
• Fiksacija CO 2 iz atmosfere:Degradacija ste<strong>na</strong><br />
uz pomoć CO 2 je jedan od z<strong>na</strong>čajnih ajnih procesa<br />
fiksacije CO 2 iz atmosfere, čija je z<strong>na</strong>čaj<strong>na</strong><br />
aj<strong>na</strong><br />
posledica smanjenje sadržaja<br />
aja CO 2 u atmosferi.<br />
• Sedimenti koji sadrže CaCO 3 , MgCO 3 i SiO 2<br />
dospevaju vremenom erozijom i rečnim<br />
tokovima do okeanskih base<strong>na</strong> i tu se talože.<br />
Gržeti<br />
etić 13
PRENOS DO<br />
MORA - REČNI<br />
NANOS<br />
U delovima<br />
morskog/okeanskog<br />
priobalja <strong>na</strong> morskom<br />
dnu <strong>na</strong>gomilavaju se<br />
<strong>na</strong>nosi i sedimentni<br />
materijali <strong>na</strong>stali<br />
erozijom i degradacijom<br />
kontinentalne kore koji<br />
su tu dospeli rečnim<br />
prenosom i buji<br />
jicama.<br />
Gržeti<br />
etić 14
Erozija<br />
Morski sedimenti<br />
Gržeti<br />
etić 15
Razlog da ciklus<br />
ste<strong>na</strong> postoji su<br />
neprekidne<br />
aktivnosti u i <strong>na</strong><br />
zemljinoj<br />
kori, kao<br />
i njeno kretanje<br />
koje je poz<strong>na</strong>to kao<br />
„tektonika<br />
ploča“.<br />
TEKTONIKA PLOČA<br />
Ploče plivaju <strong>na</strong> usijanoj magm<br />
gmi, , a tokom tog procesa se<br />
sučeljavaju<br />
i međusobno udaljavaju. Posledica ovih procesa<br />
je da površi<strong>na</strong><br />
Zemlje nije uvek izgledala kao da<strong>na</strong>s, niti su<br />
kontinenti bili raspoređeni kako su sada raspoređeni. Stalne<br />
turbulencije magme e ispod površine<br />
Zemlje pomeraju<br />
s<br />
vremenom ploče tako da se izgled Zemlje<br />
stalno menja.<br />
Gržeti<br />
etić 16
TEKTONIKA PLOČA<br />
Vreme u milionima godi<strong>na</strong> od pre 600 mio do da<strong>na</strong>s<br />
Gržeti<br />
etić 17
PROCES SUBDUKCIJE<br />
Tokom pomeranja ploča<br />
neki delovi zemljine kore,<br />
kao specifično<br />
teži,<br />
<strong>na</strong>jčešće morsko dno,<br />
poniru pod kontinentalne<br />
ploče (proces <strong>na</strong>zvan<br />
subdukcija) ) i nose sa<br />
sobom sve materijale kao<br />
i sedimente koji su se<br />
zatekli <strong>na</strong> njihovoj<br />
površini<br />
ini.<br />
SUBDUKCJA<br />
– PONIRANJE<br />
STARE<br />
OKEANSKE KORE POD<br />
KONTINENTALNE PLOČE<br />
(specifično<br />
teži i pod specifično lakši<br />
. materijal)<br />
)<br />
Gržeti<br />
etić 18
Subdukcijom<br />
u utrobu<br />
Zemlje dospevaju i stara<br />
okeanska kora i<br />
sedimentni materijali. U<br />
dubini Zemlje ovi<br />
materijali se ponovo tope,<br />
tako stopljeni sadrže dosta<br />
vode i gasova koji kao<br />
specifično lakši i i ređi teže<br />
da prodru <strong>na</strong> površinu<br />
Zemlje kroz vulkanka<br />
grotla. Kako se to odvija<br />
VULKANIZAM<br />
CO 2<br />
CO 2<br />
H 2<br />
O<br />
H 2<br />
O<br />
CO 2<br />
Gržeti<br />
etić 19
TOPLJENJE<br />
Oslobađanje CO 2 iz utrobe Zemlje<br />
• Oslobađanje CO 2 : Ugljendioksid se, generalno govoreći,<br />
razvio iz utrobe Zemlje i oslobođen je tokom intenzivnih<br />
vulkanskih aktivnosti u prošlosti Zemlje. I da<strong>na</strong>s d<br />
se oslobađa<br />
kroz vulkanska grotla, <strong>na</strong> mestima subdukcije ili u okeanskim<br />
rifovima – <strong>na</strong> mestima <strong>na</strong>stanka nove okeanske kore.<br />
• Procenjuje se da se CO 2 <strong>na</strong>jviše e razvija <strong>na</strong> mestima subdukcije<br />
(podvlačenja<br />
stare okeanske kore pod kontinentalnu koru)<br />
tokom metamorfnih procesa koji su posledica povećanog<br />
pritiska i temperature gde se karbo<strong>na</strong>ti ponovo jedine sa<br />
kvarcom i gde se odvija proces upravo suprotan razgradnji<br />
(alteraciji) ste<strong>na</strong>.<br />
CaCO 3 + SiO 2 = CO 2 + CaSiO 3<br />
Gržeti<br />
etić 20
VULKANIZAM<br />
Vraćanje anje CO 2 u atmosferu<br />
• Oslobađanje CO 2 : Silikati kalcijuma (CaSiO<br />
3 ) se<br />
vraćaju aju <strong>na</strong> površinu zemlje kroz vulkane, a CO 2 se<br />
vraća a u atmosferu kao eksplozivno oslobađanje<br />
gasova iz lave. Dakle CO 2 učestvuje u velikom<br />
ciklusu <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> koji traje milionima godi<strong>na</strong>.<br />
Gržeti<br />
etić 21
SMENA STARE KONTINENTALNE<br />
Proces <strong>na</strong>stajanja nove<br />
okeanske kore, <strong>na</strong> mestima<br />
oz<strong>na</strong>čenim<br />
sa C. C Materijal<br />
zguljen sa stare okeanske<br />
kore pridodat kontinentalnoj<br />
kori, <strong>na</strong> mestima oz<strong>na</strong>čenim<br />
sa D, i materijal koji je<br />
pridodat kontinentalnoj kori<br />
vulkanskim aktivnostima, <strong>na</strong><br />
mestima oz<strong>na</strong>čenim<br />
sa 6 i D,<br />
<strong>na</strong>dok<strong>na</strong>đuje gubitke<br />
kontinentalne kore koja<br />
nestaje subdukcijom. Time<br />
se stalno održava<br />
komplikova<strong>na</strong> ravnoteža<br />
z<strong>na</strong>čaj<strong>na</strong><br />
aj<strong>na</strong> za opsta<strong>na</strong>k<br />
zemljine<br />
kore.<br />
KORE NOVOM<br />
1. Astenosfera<br />
2. Litosfera<br />
3. Kontinental<strong>na</strong> kora<br />
4. Okeansko dno<br />
5. Sedimenti okeakskih base<strong>na</strong><br />
6. Stoplje<strong>na</strong> magma<br />
7. Okeanska voda<br />
Gržeti<br />
etić 22<br />
A,B,C i D ukazuju <strong>na</strong> kretanje tektonskih ploča.
SMENA STARE OKEANSKE<br />
KORE NOVOM<br />
Ovim procesom se stalno<br />
održava<br />
komplikova<strong>na</strong><br />
ravnoteža z<strong>na</strong>čaj<strong>na</strong><br />
aj<strong>na</strong> za<br />
opsta<strong>na</strong>k<br />
okeanske/zemljine<br />
emljine kore.<br />
Gržeti<br />
etić 23
Ciklus ste<strong>na</strong> utiče <strong>na</strong> sastav zemljine<br />
Vrlo bit<strong>na</strong> činjenica<br />
je<br />
da su procesi vezani<br />
za ciklus ste<strong>na</strong> uticali<br />
i utiču <strong>na</strong> sastav<br />
zemljine atmosfere.<br />
e.<br />
Gledano kroz milione<br />
godi<strong>na</strong> koncentracija<br />
CO 2 u atmosferi<br />
opada iako se u<br />
ciklusu ste<strong>na</strong> CO 2<br />
prvo fiksira, a potom<br />
oslobađa.<br />
Ko se umešao<br />
atmosfere<br />
Gržeti<br />
etić 24
• Prethod<strong>na</strong> priča a o ciklusu CO 2 <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> koja<br />
uključuje<br />
uje ciklus ste<strong>na</strong> može e se povezati sa<br />
pričom o ciklusu CO 2 u živom svetu.<br />
Gržeti<br />
etić 25
Dugi ciklus<br />
– ŽIVOT NA ZEMLJI –<br />
ciklus organskog ugljenika<br />
TRAJE POSLEDNJIH 3,5 MILIJARDI GODINA<br />
Gržeti<br />
etić 26
ŽIVOT NA ZEMLJI<br />
• Fiksacija CO 2 iz atmosfere:<br />
Autotrofni organizmi (alge i<br />
biljke) zahvaljujući fotosintezi<br />
tokom da<strong>na</strong> transformišu<br />
ugljendioksid (CO(<br />
2 ) i vodu uz<br />
pomoć energije sunčeve<br />
svetlosti (hν)(<br />
) u ugljene hidrate<br />
(CH<br />
2 O) ) i kiseonik.<br />
CH 2 O<br />
CO 2 + H 2 O + hν = CH 2 O + O 2<br />
Gržeti<br />
etić 27
Život <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong><br />
z<strong>na</strong>čajno utiče<br />
<strong>na</strong> sastav<br />
zemljine<br />
atmosfere kroz<br />
milenijume.<br />
Sadržaj<br />
kiseonika raste.<br />
ŽIVOT NA ZEMLJI<br />
Prome<strong>na</strong> sadržaja kiseonika kroz milenijume<br />
Gržeti<br />
etić 28
ŽIVOT NA ZEMLJI<br />
• Oslobađanje CO 2 : Suprotan proces fotosintezi je<br />
respiracija ili disanje (biljaka i životinja) tokom kojeg<br />
se ugljeni hidrati transformišu u u vodu i ugljendioksid<br />
pri čemu se oslobađa energija.<br />
CH 2 O + O 2 = CO 2 + H 2 O + E<br />
Slič<strong>na</strong> reakcija se odvija i<br />
tokom požara kada sagoreva<br />
organska supstanca.<br />
Gržeti<br />
etić 29
SUDBINA ORGANSKOG UGLJENIKA NA<br />
POVRŠINI ZEMLJE<br />
• Fotosinteza <strong>na</strong> kopnu i u vodi je veoma z<strong>na</strong>čajan<br />
ajan<br />
proces. Globalno posmatrano <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> svaki<br />
ugljenikov atom fiksiran fotosintetskim procesom, a<br />
koji nije potrošen kao hra<strong>na</strong> životinja, gljiva ili<br />
bakterija, dospe kat tad umiranjem živih jedinki do<br />
sedime<strong>na</strong>ta.<br />
• Dugotrajnim i složenim procesima od ove istaložene<br />
organske supstance mogu da <strong>na</strong>stanu fosil<strong>na</strong> goriva<br />
(ugalj, <strong>na</strong>fta i zemni gas).<br />
• Svaki ugljenikov atom koji je deponovan u zemljinu<br />
koru predstavlja gubitak CO 2 za atmosferu, ali u isto<br />
vreme dobitak O 2 .<br />
Gržeti<br />
etić 30
FOSILNA<br />
GORIVA<br />
Ovaj deo organske supstance je sklonjen i ne<br />
troši i se <strong>na</strong> ishranu životinja ili saprofitnih<br />
organizama, dakle, ne učestvuje u<br />
u respiraciji i<br />
kruženju CO 2 u prirodi.<br />
Gržeti<br />
etić 31
VEZA CIKLUSA STENA I<br />
FOTOSINTEZE<br />
Gržeti<br />
etić 32
∆[CO<br />
2 ] I VEZA CIKLUSA STENA I<br />
FOTOSINTEZE<br />
• Iz svega proizilazi da je da<strong>na</strong>s atmosferski CO 2 rezultat<br />
razlike koja se pojavila između količine<br />
ine CO 2 koji je<br />
oslobođen tokom magmatskih i metamorfnih procesa iz<br />
ciklusa ste<strong>na</strong>, odnosno respiracije organizama i<br />
količine<br />
ine CO 2 koji je potrošen<br />
za procese fotosinteze i<br />
alteracije-degradacije ste<strong>na</strong> koja se odvijala uz pomoć<br />
rastvorenog CO 2 u vodi.<br />
∆[CO<br />
2 ] , atmosferski = Oslobođen O<br />
CO 2, magmatizam<br />
- Fiksiran CO 2, fotosinteza i alteracije<br />
magmatizam i respiracija<br />
Gržeti<br />
etić 33
Podela CO 2<br />
Celokupan ugljendioksid <strong>na</strong> i u <strong>Zemlji</strong> može e se<br />
podeliti <strong>na</strong> tri dela:<br />
•Fiksirani Fiksirani CO 2<br />
•Oslobođeni<br />
CO 2<br />
•Atmosferski<br />
CO 2<br />
Gržeti<br />
etić 34
KAKO ČOVEK UTIČE E NA<br />
RAVNOTEŽU CO 2<br />
• Celokup<strong>na</strong> ravnoteža a koja je odavno uspostavlje<strong>na</strong> u<br />
prirodi između oslobođenog, , potrošenog i<br />
atmosferskog CO 2 da<strong>na</strong>s <strong>na</strong>jviše e zavisi od dva<br />
procesa: fiksacije – potrošnje<br />
CO 2 tokom degradacije<br />
ste<strong>na</strong> i stvaranja krečnjaka i oslobađanja CO 2 usled<br />
antropogenog uticaja koje se ogleda u sagorevanju<br />
fosilnih goriva koje ima za posledicu stvaranje CO 2 i<br />
dobitak energije:<br />
CH 2 O + O 2 = CO 2 + H 2 O + E<br />
Gržeti<br />
etić 35
POVRATNE SPREGE<br />
Sveobuhvatni ciklus<br />
ugljenika traje, on<br />
objedinjava paralelne<br />
cikluse CO 2 koji su<br />
vezani za ciklus ste<strong>na</strong> i<br />
život <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong>. . OvaO<br />
dva ciklusa su tesno<br />
spregnuti i bitno utiču<br />
<strong>na</strong> bilans CO 2 <strong>na</strong> <strong>na</strong>šoj<br />
planeti.<br />
Gržeti<br />
etić 36
Uzajamno-posledi<br />
posledični<br />
odnosi - 1<br />
• Ako bi se procesi vezani za tektonske ploče ubrzali proces<br />
oslobađanja CO 2 u atmosferu bi se ubrzao, a ako bi se brzi<strong>na</strong><br />
procesa potrošnje<br />
CO 2 kroz fotosintezu i alteracije-degradacije<br />
ste<strong>na</strong> zadržala ala <strong>na</strong> istom nivou, došlo bi do <strong>na</strong>gomilavanja CO 2<br />
u atmosferi.<br />
• Posledica ovog <strong>na</strong>gomilavanja bi uticalo <strong>na</strong> klimu – došlo bi<br />
do postepenog otopljavanje <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong>. Usled<br />
otopljavanja<br />
hemijske reakcije bi s porastom temperature postajale<br />
srazmerno brže. Sa porastom temperature <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> rasle bi<br />
brzine alteracijonih-degradacijonih<br />
procesa <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> koji<br />
i<strong>na</strong>če e fiksiraju/troše CO 2 , a njegova koncentracija u atmosferi<br />
time opada.<br />
• Ovakav sled događaja kontrolisan je, , dakle, negativnom<br />
povratnom spregom. Kod neočekivanog ekivanog porasta sadržaja aja CO 2<br />
procesi <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> teže e da ga smanje.<br />
Gržeti<br />
etić 37
Uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi - 2<br />
• Ukoliko bi se procesi vezani za tektonske ploče usporili i<br />
proces oslobađanja CO 2 u atmosferu bi se usporili.<br />
Ukupan sadržaj<br />
aj CO 2 u atmosferi bi se smanjio, srazmerno<br />
bi se smanjila temperatura <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong>, a samim tim bi se<br />
smanjile i brzine alteracijonih-degradacijonih<br />
procesa koji<br />
srazmerno tome manje fiksiraju/troše CO 2 iz atmosfere.<br />
• Posledica hlađenja površine Zemlje bi bila postepeno<br />
povećanje sadržaja<br />
aja CO 2 u atmosferi jer se sa padom<br />
temperature svi procesi usporavaju, a time CO 2 slabije<br />
troši.<br />
• Kod neočekivanog ekivanog smanje<strong>na</strong> sadržaja aja CO 2<br />
procesi <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> teže e da ga povećaju.<br />
Gržeti<br />
etić 38
Uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi - 3<br />
Isti uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi važe e i za fotosintezu.<br />
• Ako se potroši i previše CO 2<br />
za fotosintezu i<br />
alteraciju-degradaciju ste<strong>na</strong>, klima <strong>na</strong><br />
globalnom nivou postaje hladnija jer nema<br />
dovoljno CO 2<br />
u atmosferi da zadrži i toplotu.<br />
Posledica je da se procesi fotosinteze i<br />
alteraciju-degradaciju ste<strong>na</strong> se usporavaju i<br />
sadržaj<br />
aj CO 2<br />
u atmosferi Zemlje postepeno raste.<br />
• Ovo se tumači i kao posledica sprege između<br />
ciklusa ste<strong>na</strong> i života <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> u<br />
sveobuhvatnom ciklusu CO 2<br />
<strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong>. Ma<br />
kakav efekat se pojavio u prirodi koji utiče e da<br />
sadržaj<br />
aj CO 2<br />
u atmosferi, u velikim vremenskim<br />
razmerama biljke, odnosno živi svet, takođe t<br />
bitno utiče e <strong>na</strong> sadržaj<br />
aj CO 2<br />
u atmosferi.<br />
Gržeti<br />
etić 39
Uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi - 4<br />
• Ukoliko bi se fotosintetski procesi ubrzali iz nekih<br />
razloga (<strong>na</strong> primer, zbog porasta temperature) ) više<br />
CO 2 bi se fiksiralo i više e kiseonika bi se <strong>na</strong>gomilavao<br />
u atmosferi. Ubrzanom fiksacijom CO 2 više e organske<br />
supstance bi se stvaralo, a samim tim bi se više<br />
organskog ugljenika s vremenom deponovalo u<br />
sedimente od kojih i<strong>na</strong>če e <strong>na</strong>staju fosil<strong>na</strong> goriva.<br />
• Fiksacija i deponovanje ugljenika u zemljinu koru<br />
ima za posledicu zaostajanje više e raspoloživog<br />
kiseonika u atmosferi jer su ga biljke proizvele.<br />
Gržeti<br />
etić 40
Uzajamno-posledi<br />
posledični<br />
odnosi - 4<br />
• Sa porastom sadržaja<br />
aja O 2 opasnost od požara u prirodi<br />
raste 1 . Višak stvorene organske supstance u obliku<br />
šuma i rastinja sklonom samozapaljivanju počinje da<br />
se smanjuje kroz učestale u<br />
požare<br />
što u krajnjoj liniji<br />
utiče e <strong>na</strong> obim fotosintetskih procesa, jer manje biljaka<br />
z<strong>na</strong>či i i manje fotosinteze.<br />
• Kod neočekivanog ekivanog porasta fotosintetskih procesa <strong>na</strong><br />
<strong>Zemlji</strong> zbivanja za <strong>Zemlji</strong> teže e da ih suzbiju.<br />
__________________<br />
1: Kada bi koncentracija O 2 u atmosferi bila 25%<br />
procesi samozapaljivanja bi postali spontani.<br />
Gržeti<br />
etić 41
Uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi – 5-1<br />
• Biljke ujedno i pospešuju<br />
procese alteracije-degradacije<br />
ste<strong>na</strong>, kako<br />
• Uglje<strong>na</strong> kiseli<strong>na</strong> ne <strong>na</strong>staje samo<br />
u interakciji atmosferskog<br />
ugljendioksida i vode, već i u<br />
zemljištu. Sadržaj<br />
aj CO 2<br />
u<br />
zemljištu je daleko veći i nego u<br />
atmosferi. Respiratorni procesi<br />
tokom degradacije organske<br />
supstance dejstvom<br />
mikroorganizama, gljiva i<br />
zemljišne faune z<strong>na</strong>čajno<br />
ajno<br />
doprinose stvaranju CO 2<br />
u<br />
zemljištu.<br />
CO 2<br />
CO 2<br />
CO 2<br />
Gržeti<br />
etić 42
Uzajamno-posledi<br />
posledični odnosi – 5-2<br />
• Što je više e kopnenih fotosintetskih<br />
organizama, veća a je aktivnost u zemljištu,<br />
samim tim više e je CO 2 u zemljištu, a to z<strong>na</strong>či i i<br />
H 2 CO 3 , procesi alteracije-degradacije ste<strong>na</strong> su<br />
zastupljeniji i potrošnja<br />
CO 2 raste.<br />
• I ovaj sled događaja je, , dakle, kontrolisan<br />
negativnom povratnom spregom. Kod<br />
neočekivanog ekivanog povećanja sadržaja<br />
aja CO 2 u<br />
zemljištu procesi u zemljištu teže e da ga<br />
smanje.<br />
Gržeti<br />
etić 43
PRVI ZAKLJUČAK<br />
• Ko<strong>na</strong>čno, no, dolazi se do prvog zaključka ka da od<br />
života <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> zavisi i nje<strong>na</strong> atmosfera.<br />
Možda je sada jasnije što neki smatraju da je<br />
život poseban sistem koji je aktivan, koji je<br />
izdvojen od svoje sredine time što<br />
nije<br />
uključen<br />
u hemijske ravnoteže e koje<br />
preovladavaju u životnoj sredini. Zivot se<br />
suprotstavlja ravnotežnim nim stanjima “u u okviru<br />
kojih se ništa ne menja”. Život tj. fotosinteza<br />
je suprotan proces svim procesima koji se<br />
odvijaju u neživoj prirodi.<br />
Gržeti<br />
etić 44
DRUGI ZAKLJUČAK<br />
• Da neman<br />
fotosinteze, , sav kiseonik bi se već<br />
odavno potrošio <strong>na</strong> oksidaciju mineralnih i<br />
organskih supstanci <strong>na</strong> zemljinoj kori.<br />
• Sadržaj<br />
aj CO 2 u atmosferi bi bio tačno<br />
srazmeran onoj količini<br />
ini CO 2 koji je oslobođen<br />
u magmatskim procesima umanjen za onu<br />
količinu inu koja je potroše<strong>na</strong> za procese<br />
alteracije-degradacije ste<strong>na</strong>. Ovakve ravnoteže<br />
su vladale <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> do pre 3,5 milijardi<br />
godi<strong>na</strong>, sve dok se nije pojavio život <strong>na</strong><br />
<strong>Zemlji</strong>.<br />
• Bez života <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> o<strong>na</strong> bi<br />
verovatno izgledala kao Venera,<br />
s obzirom da je nje<strong>na</strong> atmosfera<br />
prepu<strong>na</strong> CO 2 .<br />
Gržeti<br />
etić 45
ULOGA ČOVEKA<br />
• Kako antropogeni uticaji mogu da se odraze <strong>na</strong><br />
dugoročni ciklus ugljenika <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong><br />
• Trenutno proizvedeni organski ugljenik<br />
fotosintezom se <strong>na</strong>jvećim delom troši i za život<br />
raznih organizama <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong>. Trošen je kroz<br />
respiraciju životinja, gljiva i mikroorganizama.<br />
Još uvek se nez<strong>na</strong>tan deo tog ugljenika deponuje u<br />
zemljinu koru. I to je za sada dovoljno jer to<br />
ukazuje da se nivo O 2<br />
u atmosferi održava <strong>na</strong><br />
postojećem em nivou i da se u sveukupnom<br />
geološkom vremenu još uvek formiraju fosil<strong>na</strong><br />
goriva.<br />
• Ali, čovek se drznuo da fosil<strong>na</strong> goriva prekomerno<br />
troši – sagoreva, a to stvara dodatne količine<br />
ine CO<br />
CO 2.<br />
Gržeti<br />
etić 46
Prome<strong>na</strong> koncentracije CO 2 kao<br />
posledica ljudske aktivnosti<br />
• <strong>Zemlji</strong><strong>na</strong> atmosfera se pretežno<br />
sastoji od: azota (78%),<br />
kiseonika (21%) i ugljendioksida (0,<br />
%).<br />
Evidentno je da se sadrs<br />
adržajaj CO 2 menjao kroz vekove:<br />
• u XIX veku bilo ga je u proseku 0,0250 %,<br />
• u XX dostigao je koncentraciju od 0,0355 %, a<br />
• u XXI dostići će e koncentraciju od 0,0500 %.<br />
Gržeti<br />
etić 47
• Ugljendioksid je između<br />
ostalog <strong>na</strong>zvan i kao gas<br />
staklene bašte<br />
te, , jer zadržava<br />
ava<br />
toplotu Sunca i ne<br />
dozvoljava joj da <strong>na</strong>pusti<br />
Zemlju. Ovo iz jednog<br />
veoma prostog razloga,<br />
molekuli CO 2 imaju<br />
apsorpcioni maksimum u<br />
infracrvenoj oblasti –<br />
apsorbuju toplotu.<br />
CO 2<br />
Gržeti<br />
etić 48
Ooo...<br />
ČOVEČE E !<br />
• Sa porastom temperature usled porasta<br />
koncentracioje CO 2 u atmosferi ubrzavaju se<br />
procesi <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> – ima više fotosinteze, , više<br />
degradacije ste<strong>na</strong> ... sce<strong>na</strong>rio iz uzajamno<br />
posledičnih odnosa 4 i 5 se obistinjava.<br />
Gržeti<br />
etić 49
KONAČNI NI ZAKLJUČAK<br />
• Zahvaljujući i prethodnim<br />
saz<strong>na</strong>njima sve više e se veruje<br />
u <strong>na</strong>učnu nu hipotezu da <strong>na</strong><br />
<strong>Zemlji</strong> postoji toliko z<strong>na</strong>čajnih<br />
ajnih<br />
i s<strong>na</strong>žnih nih povratnih sprega<br />
koje regulišu u odnose između<br />
žive i nežive prirode čime se<br />
obezbeđuju svi potrebni uslovi<br />
za život <strong>na</strong> <strong>Zemlji</strong> koje čovek<br />
može e samo kratkotrajno da<br />
<strong>na</strong>ruši, ali ne može e da savlada<br />
ili kontrološe.<br />
Gržeti<br />
etić 50
KONAČNI NI ZAKLJUČAK<br />
• Svi ovi procesi vezani za povratne sprege u<br />
evoluciji Zemlje i njen opsta<strong>na</strong>k su vrlo vrlo<br />
dugi i pitanje je da li će e ljudska vrsta uspeti sve<br />
da ih dočeka i preživi.<br />
• Ova isti<strong>na</strong> postaje predmet novih velikih<br />
<strong>na</strong>učnih nih istraživanja ivanja koja se tek započinju, a<br />
zbog svoje nesumnjive važnosti već ima,<br />
uticaja ne samo <strong>na</strong> politiku, već i <strong>na</strong> religiju.<br />
Gržeti<br />
etić 51
HVALA NA PAŽNJI !<br />
Gržeti<br />
etić 52
Change language