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:grzetic@chem.bg.ac.yuhttp://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 !