Круговорот углерода в биосфере и парниковый эффект
Текст урока
Углерод совершает круговорот в биосфере. При фотосинтезе растения поглощают CO₂ из воздуха и превращают в органические вещества. Дыхание живых организмов и разложение органических остатков возвращают углерод в атмосферу в виде CO₂. Океан растворяет и выделяет CO₂. За миллионы лет часть углерода превратилась в горючие ископаемые — уголь, нефть, газ.
Сжигая топливо, человек быстро возвращает этот углерод в атмосферу, а вырубая леса — уменьшает поглощение. В итоге концентрация CO₂ растёт (до промышленной эпохи ≈ 280 ppm, сейчас ≈ 420 ppm). CO₂ удерживает тепловое излучение Земли — парниковый эффект усиливается, климат теплеет.
фотосинтез ↓ · дыхание ↑главные потоки углеродагорение ↑ · вырубка лесоввлияние человекаCO₂ ↑ → парниковый эффектглобальное потеплениеменяй сжигание топлива и лесной покров ↓Сегодня: CO₂ растёт ≈ на 2,5 ppm в годСтрелки — потоки углерода (движутся надписи CO₂): фотосинтез, дыхание, обмен с океаном, сжигание топлива. Толщина стрелки — сила потока. Справа внизу примерное изменение CO₂ за 50 лет (упрощённая модель).
Сжигание топлива (к нынешнему уровню)100 %Лесной покров60 %- CO₂ через 50 лет (сейчас ≈ 420 ppm)
- Состояние
Приведи CO₂ к равновесию (изменение ≈ 0).
Настрой ползунки и кнопки…Что показывает симуляция?
языком ползунков- При нынешнем уровне CO₂ растёт ≈ на 2,5 ppm в год.
- Уменьши леса: фотосинтез слабеет, рост ускоряется.
- Уменьши сжигание топлива: рост CO₂ замедляется.
- Сжигание ≈ 50%, леса ≈ 100%: круговорот приближается к равновесию.
- Океан и растения поглощают часть CO₂, но не весь.
Процессы круговорота углерода
направление| Процесс | Углерод откуда и куда |
|---|---|
| Фотосинтез | атмосфера → растения |
| Дыхание | организмы → атмосфера |
| Питание | растения → животные |
| Разложение (редуценты) | мёртвые остатки → атмосфера, почва |
| Сжигание топлива | уголь, нефть, газ → атмосфера |
| Обмен с океаном | атмосфера ⇄ океан (карбонаты) |
Самые частые ошибки
красной ручкой«Парниковый эффект полностью вреден»Без естественного парникового эффекта средняя температура Земли была бы ≈ −18 °C. Проблема — его искусственное усиление.
«Растения только поглощают CO₂»Растения тоже дышат и выделяют CO₂, но на свету фотосинтез поглощает больше.
Путать озоновую дыру с парниковым эффектомОзоновый слой защищает от ультрафиолета; парниковый эффект — удержание теплового излучения. Это разные явления.
Разобранные задачи
сначала реши самЗадача 1
Почему вырубка лесов ускоряет рост CO₂?
Показать решениеФотосинтез уменьшается — CO₂ поглощается меньшеСжигаемые и гниющие деревья выделяют дополнительный CO₂Ответ: поглощение падает, выделение растёт.
Задача 2
Откуда взялся углерод в угле?
Показать решениеМиллионы лет назад растения поглощали CO₂ из атмосферы при фотосинтезеИх остатки под землёй превратились в угольОтвет: из CO₂ древней атмосферы через фотосинтез.
В реальной жизни: измерение CO₂ в атмосфере
кривая КилингаС 1958 года на Гавайях непрерывно измеряют CO₂Эта кривая показывает на одном графике и природную часть круговорота углерода (сезонный фотосинтез), и влияние человека (сжигание топлива). График — модель, повторяющая общую форму реальных измерений.
Проверь себя: 5 тестовых заданий
5 вопросов1Какой процесс главным образом поглощает CO₂ из атмосферы?
2Какой процесс не возвращает CO₂ в атмосферу?
3Какой газ главным образом усиливает парниковый эффект?
4Из чего образовались уголь, нефть и газ?
5Открытый вопрос: сколько примерно ppm CO₂ было в атмосфере до промышленной эпохи? Запиши ответ числом.
ИсточникПрограмма вступительных экзаменов ДИМ 2026: Биология → Экология и биосфера: круговорот веществ, круговорот углерода, влияние человека на биосферу, парниковый эффект.