Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1517


При сжигании дров, лесных пожарах в атмосферу выделяется еще 4,8×109 т СО2 в год, но половина этой массы вновь захватывается растительностью. Б. Болин и другие ученые предполагают, что содержание СО2 в атмосфере будет ежегодно увеличиваться примерно на половину количества СО2, образующегося при сжигании минерального топлива. Если его потребление будет по-прежнему возрастать на 4 % в год, то, по мнению ученых, концентрация СО2 в атмосфере к началу 2010 г. превысит 380×10-4 % объема.

Рост концентрации СО2 сам по себе опасности не представляет, но повышение содержания молекул СО2 может вызвать повышение температуры воздуха благодаря парниковому эффекту (см. разд. 3.1), что может иметь катастрофические последствия.

Метеорологи считают, что сейчас в Северном полушарии температура приземного слоя тропосферы на 0,4 °С выше, чем в 1950— 1980 гг. Предполагается, что к 2050 г. температура повысится на 3 — 4° С. Потепление климата должно отразиться на биосфере в целом, вызвать повышение почти на 0,5 м уровня Мирового океана за счет таяния 30×106 км3 ледников и примерно такого жеколичества морских льдов. Затопление густонаселенных береговых территорий повлечет за собой сложные ситуации в экономике и организации мирового хозяйства. Теоретическая проблема раз-балансирования глобального цикла массообмена углерода приобретает экономические, социальные, а следовательно, и политические аспекты.

Проблема настолько серьезная, что Всемирная метеорологическая организация (ВМО) совместно с руководством Программы по окружающей среде ООН (ЮНЕП) начиная с 1976 г. провела серию международных совещаний. Международная научная общественность считает, что важной общемировой задачей является уменьшение выбросов СО2 в атмосферу. На конференции в Торонто (1988) было внесено предложение о сокращении выбросов СО2 на 20 % к 2005 г., на конференции в Гамбурге (1989) обосновывалась необходимость сокращения выбросов на 30 %. ВМО и ЮНЕП учредили в 1988 г. специальный межправительственный совет по этой проблеме, в который вошли представители более 40 государств.

Следует заметить, что опасения по поводу климатических последствий повышения концентрации СО2 в атмосфере заслонили другую, на наш взгляд, не менее важную проблему. Сжигание огромных масс каменных углей, нефти и газа сопровождается расходованием еще больших масс кислорода. В разд. 7.1, 7.2 показано, что свободный кислород накопился в атмосфере только благодаря захоронению органического углерода, в том числе того, из которого состоят каменные угли и газ. Усиленное сжигание минерального топлива, несомненно, способствует связыванию огромного количества кислорода в СО2. Если во всем мире сжигается в составе минерального топлива 5×109 т углерода, то на это расходуется более 13×109 т кислорода. Сравним эту цифру с массами кислорода, участвующими в биологическом круговороте на Мировой суше, — около 230×109 т. Создается впечатление, что количество кислорода, расходуемого на сжигание минерального топлива, совсем незначительно по сравнению с тем, сколько кислорода выделяет растительность суши. Однако надо иметь в виду, что основная часть выделяющегося при фотосинтезе кислорода должна быть израсходована на разложение отмерших органов растений (продуктов спада). По расчетам О.П.Добродеева, за счет отмершего, но не разложенного до СО2 органического вещества в атмосфере ежегодно остается около 1,55×109 т кислорода. Эта масса в 10 раз меньше количества кислорода, которое каждый год расходуется на сжигание минерального топлива.

Кроме того, кислород расходуется на окисление металлов, главным образом железа, которое люди добывают и выплавляют. Насколько велик расход кислорода на эти процессы, свидетельствуют следующие данные. Ежегодно во всем мире выплавляется около (700 — 800) ×106 т стали. В то же время окисляется, ржавеет примерно 10 % этого количества, на что расходуется около 340×106 т кислорода. Наконец, кислород расходуется на окисление различных газов, которые продолжают выделяться из земных недр. Это количество кислорода пока не определено.

Биосфера в целом пока справляется с окислением продуктов индустриальной деятельности человечества, но поглощение кислорода достигло такого уровня, что за глобальным биогеохимическим циклом массообмена кислорода необходим внимательный контроль.

При оценке последствий сжигания возрастающих масс каменного угля необходимо обратить внимание еще на один аспект этой проблемы. Как известно, каменный уголь является продуктом глубокой трансформации органического вещества растительного происхождения. В разд. 7.1 показано, что в процессе фотосинтеза предпочтительнее поглощаются легкие изотопы углерода. Сжигание угля и поступление в атмосферу СО2, обогащенного легким изотопом |2С, должно отражаться на изотопном составе растений и всего живого вещества Земли. Результаты многочисленных анализов годовых колец стволов деревьев разного возраста, обобщенные американским биогеохимиком Б. Болином (1985), наглядно показывают, что по мере развития индустриальной деятельности растительность обогащается легким изотопом углерода (рис. 16.1). Каковы последствия этого явления — покажет будущее.

 

 

Рис. 16 1. Изменение изотопного состава углерода древесины на протяжении

индустриального периода истории человечества (по Б Болину, 1986)

 


Оцените книгу: 1 2 3 4 5