Chu trình cacbon như thế nào

chu trình cacbonnhững biến đổi cho phép cacbon chuyển từ trạng thái khoáng sang trạng thái hữu cơ và ngược lại. CTC qua bốn giai đoạn: cấu tạo (chu trình sinh, địa, hoá học), tái tạo - tiêu thụ, phân giải và dự trữ. 1) Giai đoạn cấu tạo: thực vật có diệp lục có khả năng chuyển hoá khí cacbonic phân tán trong khí quyển hoặc kết hợp trong nước thành cacbon hữu cơ, tức là từ khí cacbonic chế tạo các chất hữu cơ (gluxit, lipit, vv.). Sự chuyển hoá này là hiệu quả của quang hợp. Người ta đã đánh giá là hằng năm có khoảng 500 tỉ tấn khí cacbonic được chuyển vào các cơ thể sinh vật. 2) Giai đoạn tái tạo - tiêu thụ: những động vật, thực vật không có chất diệp lục, nấm… tiêu thụ cây xanh hoặc động vật khác để sinh sống. Chúng có thể là động vật ăn thịt, sinh vật kí sinh hay hoại sinh và chỉ có thể sử dụng cacbon dưới dạng hữu cơ. Chúng chuyển phần tử cacbon hữu cơ thành yếu tố hữu cơ đơn giản do tế bào đồng hoá rồi tập hợp thành những hợp chất hữu cơ đặc hiệu. Tế bào lấy năng lượng cần thiết cho sự sống của chúng từ hợp chất có cacbon (gluxit, lipit) và giải phóng khí cacbonic qua phổi (động vật ở cạn), mang (động vật ở nước), bề mặt thân thể (các cây xanh giải phóng khí cacbonic trong quá trình hô hấp). Như thế, cacbon luân chuyển trong giới sinh vật qua chuỗi thức ăn và vào mỗi giai đoạn của chuỗi này lại được giải phóng vào khí quyển hay vào nước dưới dạng khí cacbonic. 3) Giai đoạn phân giải: chất hữu cơ thực vật không được tiêu thụ, cặn bã và xác động vật trở lại đất, ở đó chúng được vi sinh vật hoại sinh khoáng hoá. Giai đoạn này gồm vô số chuỗi thức ăn, trong đó vi sinh vật nối tiếp nhau, sử dụng cặn bã của giai đoạn trước làm nguồn năng lượng và giải phóng khí cacbonic. Một số chất như protein, đường được số lớn vi sinh vật tiêu thụ và phân giải nhanh, một số khác như xenlulozơ và licnin chống đỡ lâu hơn với sự phân giải. 4) Giai đoạn dự trữ: cacbon hữu cơ dự trữ trong đất nhiều hay ít phụ thuộc vào tốc độ khoáng hoá dạng cacbon. Những hợp chất như tanin, licnin chống đỡ lâu với sự phân giải, chuyển thành chất mùn được tích luỹ lại. Trong thang tuổi địa chất, cacbon cũng được dự trữ từ chất cặn bã của thực vật và động vật (đá vôi, than đá, dầu hoả). Con người đốt than hay dầu hoả, giải phóng khí cacbonic; khí cacbonic lại được thực vật sử dụng.

                                    
                                          
Câu 9: Vòng tuần hoàn của cacbon và tác động của con người vào vòng tuần hoàn cacbon.
                          
Trả lời: 
                          
+) Trong tự nhiên cacbon tồn tại ở dạng đơn chất như than, grapit, kim cương; ở dạng hợp chất như CO, CO2, hợp chất hidrocacbon... Bền nhất, linh động nhất, tồn tại nhiều và thuận lợi cho việc trao đổi vật chất là CO2. CO2 tồn tại ở dạng khí, ở dạng lỏng tồn tại dưới dạng ion HCO3-, ở dạng rắn là đá khoáng CaCO3. Vòng tuần hoàn sinh địa hóa của cacbon bắt đầu từ phản ứng quang hợp của thực vật, thực hiện dưới tác động cyar ASMT với chất xúc tác chính là CO2, H2O, và các hạt diệp lục (clorophyl), kết thúc quang hợp tạo chất hữu cơ trung gian tồn tại trong cơ thể sống theo phản ứng:




 CO2 + H2O ASMT + Diệp lục C6H12O6 + O2 + Q
Trong phản ứng trên thì Q là năng lượng sơ cấp thô trong khối thực vật tồn tại dưới dạng năng lượng kiên kết của cacsbuahidro, C6H12O6. Cùng với việc tổng hợp C6H12O6 quá trình quang hợp còn tạo ra oxi cần thiết để duy trì sự sống. Trong quá trình biến đổi có nhiều nút xảy ra theo 2 hướng: hướng thứ nhất là thải CO2 qua hô hấp, phân hủy xác chết, Hướng thứ 2 là tích lũy thành sinh khối, kết thúc của 1 cơ thể sinh vật là cơ thể đó bị chết, quá trình tiếp diễn là vô cơ hóa xác chết và cho sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O ra ngoài môi trường.
CO2 Quang hợp C6H12O6 (thực vật) ĐV bậc 1  ĐV các bậc  Xác chết  Vi sinh vật phân hủy  CO2  Như cũ (C6H12O6 Hô hấp Vi sinh vật phân hủy; ĐV bậc 1 Hô hấp + Bài tiết Xác chết + Vi sinh vật phân hủy)




Ngoài chu trình cacbon hữu cơ còn có chu trình cacbon vô cơ bao gồm các thành phần chính là: lượng CO2 thoát ra do đốt nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt, đá cacbonat), lượng CO2 thoát ra từ lòng đất, lượng CO2 hòa tan trong nước và chuyển từ nước không khí vào cát tạo thành cacbonat trong khu vực biển sâu.
Ca(OH)2, Mg(OH)2  Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2,  CaCO3, MgCO3
+) Tác động của con người: trong lịch sử phát triển của trái đất quy mô và xu hướng phát triển của chu trình cacbon hữu cơ đã có nhiều thay đổi. Trước khi con người xuất hiện xu hướng nghiêng về phía tích lũy cacbon trong nhiên liệu hóa thạch và giảm nồng độ CO2 của khí quyển. Hiện nay con người do thỏa mãn nhu cầu của mình đã không ngừng tìm kiếm năng lượng khác ngoài năng lượng mặt trời trong đó dùng cacbon hóa thạch (than, dầu, khí đốt) tạo ra một lượng lớn CO2 ngoài môi trường làm cho chu trình cacbon hữu cơ của trái đất có xu hướng ngược lại bằng việc tăng nồng độ CO2 của khí quyển từ 0,027% vào năm 1865 tới 0,035% vào năm 1985.