ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                ნახშირბადის ციკლი

ნახშირბადის ციკლი - გეოქიმიური ნახშირბადის ციკლის სქემა გვიჩვენებს ნახშირბადის რაოდენობას ატმოსფეროში, ჰიდროსფეროში და დედამიწის გეოსფეროში, აგრეთვე ნახშირბადის წლიური გადატანა მათ შორის. ყველა რაოდენობა არის გიგატონებში (მილიარდ ტონა). წიაღისეული საწვავის დაწვის შედეგად კაცობრიობა ყოველწლიურად ატმოსფეროში 5,5 გიგატონა ნახშირბადს ამატებს. - Carbon Cycle - A diagram of the geochemical carbon cycle shows the amount of carbon in the atmosphere, hydrosphere, and Earth's geosphere, as well as the annual transfer of carbon between them. All quantities are in gigatons (billion tons). Humanity adds 5.5 gigatons of carbon to the atmosphere every year as a result of burning fossil fuels.

გეოქიმიური ნახშირბადის ციკლი არის პროცესების ერთობლიობა, რომელიც გადასცემს ნახშირბადს სხვადასხვა გეოქიმიურ რეზერვუარებს შორის. დედამიწის ისტორიაში ნახშირბადის ციკლი საკმაოდ მნიშვნელოვნად შეიცვალა, ეს ცვლილებები იყო როგორც ნელი თანდათანობითი ცვლილებები, ასევე მკვეთრი კატასტროფული მოვლენები. ცოცხალმა ორგანიზმებმა ნახშირბადის ციკლში ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი ითამაშეს და აგრძელებენ. ნახშირბადი სხვადასხვა ფორმით არის წარმოდგენილი დედამიწის ყველა გარსში.

Detail of anthropogenic carbon flows, showing cumulative mass in gigatons during years 1850–2018 (left) and the annual mass average during 2009–2018 (right). - ნახშირბადის ანთროპოგენური ნაკადების დეტალი, რომელიც აჩვენებს კუმულატიურ მასას გიგატონებში 1850–2018 წლებში (მარცხნივ) და წლიური მასის საშუალო 2009–2018 წლებში (მარჯვნივ).

ნახშირბადის გეოქიმიურ ციკლს აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი:

სხვადასხვა დროს ნახშირბადის ციკლში გადამწყვეტი იყო სხვადასხვა პროცესები.

ნახშირბადის ციკლის მკვეთრმა, კატასტროფულმა ცვლილებებმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა დედამიწის ისტორიაში ნახშირბადის ციკლის ევოლუციაში.

ნახშირბადის გეოქიმიური ციკლი ყოველთვის ხდება ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროში. ამრიგად, ყველაზე ღრმა პროცესებსაც კი შეუძლია გავლენა მოახდინოს გარემოსა და ბიოსფეროზე.

ნახშირბადის ციკლის გეოქიმიური ჩანაწერი არათანაბრად არის შესწავლილი გეოლოგიური დროის მასშტაბით. ამასთან დაკავშირებით, მეოთხეული პერიოდი, უახლესი და უმოკლესი გეოლოგიური პერიოდი, ყველაზე სრულად იქნა შესწავლილი, რადგან, ერთი მხრივ, მასში ნახშირბადის ციკლის ისტორია ყველაზე სრულად არის დაფიქსირებული არქტიკისა და ანტარქტიდის მყინვარების მიერ. მეორე მხრივ, ამ დროს მნიშვნელოვანი ცვლილებები ხდებოდა ნახშირბადის ციკლში და ისინი განუყოფლად არის დაკავშირებული კლიმატის ცვლილებასთან.

ელემენტების გეოქიმიურ ციკლებში ცვლილებების შესწავლისას აუცილებელია ფენომენების დროის მასშტაბის გათვალისწინება. ზოგიერთმა პროცესმა შეიძლება გამოიწვიოს დახვეწილი ცვლილებები, რომლებიც გადამწყვეტი ხდება ხანგრძლივი გეოლოგიური პერიოდის განმავლობაში. სხვა ცვლილებები შეიძლება იყოს კატასტროფული და მოხდეს ძალიან მოკლე დროში. ამასთან, დროის ცნება, ამ კონტექსტში „გრძელი“ და „ნელი“ მახასიათებლები შედარებითია. გეოლოგიურად მყისიერი მოვლენის მაგალითი ნახშირბადის გეოქიმიურ ციკლში არის გვიანი პალეოცენის თერმული მაქსიმუმი.

იხ. ვიდეო - ნახშირბადის წრებრუნვა

ნახშირბადის ფორმები

ნახშირბადი ბუნებაში არსებობს რამდენიმე ძირითადი ფორმით:

შემცირებული ფორმა მეთანისა და სხვა ნახშირწყალბადების სახით გვხვდება მანტიაში, ქერქში, ატმოსფეროში და ჰიდროსფეროში.

ნეიტრალურ მდგომარეობაში ნახშირის, გრაფიტის, ალმასის და კარბიდის სახით ქერქში და მანტიაში

დაჟანგული სახით ნახშირორჟანგის, კარბონატებისა და მინარევების სახით მანტიაში, ქერქში და ატმოსფეროში და ჰიდროსფეროში

რთული ორგანული ნაერთების სახით ნახშირბადი კონცენტრირებულია ბიოსფეროში, ნიადაგსა და ოკეანეში.

ნახშირბადის გადატანა სხვადასხვა გეოქიმიურ რეზერვუარებს შორის ხდება ატმოსფეროსა და ოკეანეებში. ამავდროულად, ატმოსფეროში ნახშირბადი არის ნახშირორჟანგისა და მეთანის სახით.

ნახშირბადი ატმოსფეროში

ატმოსფეროში ნახშირბადი გვხვდება ნახშირორჟანგის (CO2), ნახშირბადის მონოქსიდის (CO), მეთანის (CH4) და სხვა ნახშირწყალბადების სახით . CO2-ის შემცველობა ახლა არის ~0,04% (გაზრდილია 31%-ით პრეინდუსტრიულ ეპოქასთან შედარებით), მეთანის ~1,7 ppm (გაზრდილი 149%), ორი რიგით ნაკლები CO2-ზე; CO შემცველობა ~0.1 ppm. მეთანი და ნახშირორჟანგი ქმნის სათბურის ეფექტს, ნახშირბადის მონოქსიდი არა.

ატმოსფერული აირებისთვის გამოიყენება ატმოსფეროში გაზის სიცოცხლის ხანგრძლივობის კონცეფცია, ეს არის დრო, რომლის დროსაც იმდენი გაზი შედის ატმოსფეროში, რამდენიც მას შეიცავს ატმოსფეროში. მეთანის სიცოცხლის ხანგრძლივობა 10-14 წელია, ნახშირორჟანგის კი 3-5 წელი. CO იჟანგება CO2-მდე რამდენიმე თვეში.

მეთანი ატმოსფეროში შედის მცენარეთა ნარჩენების ანაერობული დაშლის შედეგად. თანამედროვე ატმოსფეროში მეთანის ძირითადი წყაროა ჭაობები და ტროპიკული ტყეები.

თანამედროვე ატმოსფერო შეიცავს დიდი რაოდენობით ჟანგბადს და მეთანი მასში სწრაფად იჟანგება. ამრიგად, ახლა დომინანტური ციკლი არის CO2 ციკლი, მაგრამ დედამიწის ადრეულ ისტორიაში ვითარება ფუნდამენტურად განსხვავებული იყო და მეთანის ციკლი დომინირებდა, ხოლო ნახშირორჟანგის ციკლს დაქვემდებარებული მნიშვნელობა ჰქონდა. ატმოსფერული ნახშირორჟანგი არის ნახშირბადის წყარო სხვა ზედაპირული გეოსფეროებისთვის.

ნახშირბადი ოკეანეში

ოკეანე ნახშირბადის უაღრესად მნიშვნელოვანი რეზერვუარია. მასში არსებული ელემენტის საერთო რაოდენობა 100-ჯერ მეტია, ვიდრე ატმოსფეროშია. ზედაპირის გავლით ოკეანეს შეუძლია გაცვალოს ნახშირორჟანგი ატმოსფეროსთან, ასევე, ნალექის და კარბონატების დაშლის გზით, დედამიწის დანალექ საფართან. ოკეანეში გახსნილი ნახშირბადი სამი ძირითადი ფორმით არსებობს:

არაორგანული ნახშირბადი

გახსნილი CO2

HCO3-

CO32-

ორგანული ნახშირბადი კონცენტრირებულია ოკეანის ორგანიზმებში

ჰიდროსფერო შეიძლება დაიყოს სამ გეოქიმიურ რეზერვუარად: ზედაპირული ფენა, ღრმა წყლები და რეაქტიული ზღვის ნალექის ფენა, რომელსაც შეუძლია ნახშირორჟანგის წყალთან გაცვლა. ეს რეზერვუარები განსხვავდებიან ნახშირბადის ციკლის გარე ცვლილებებზე რეაგირების დროით.

ნახშირბადი დედამიწის ქერქში

ნახშირბადის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის დაახლოებით 0,27%. ინდუსტრიული ხანის დადგომასთან ერთად, კაცობრიობამ დაიწყო ნახშირბადის გამოყენება ამ რეზერვუარიდან და მისი გადატანა ატმოსფეროში. აკადემიკოსმა ვერნადსკიმ ეს პროცესი შეადარა ძლიერ გეოლოგიურ ძალას, ეროზიის ან ვულკანიზმის მსგავსი.

იხ. ვიდეო -  Биогеохимический цикл углерода

ნახშირბადის რეზერვუარები

ნახშირბადის ციკლის გათვალისწინებით, აზრი აქვს დავიწყოთ სხვადასხვა ხმელეთის რეზერვუარებში კონცენტრირებული ნახშირბადის რაოდენობის შეფასებით. ამ შემთხვევაში, ჩვენ განვიხილავთ სისტემის მდგომარეობას 1850 წლისთვის, ინდუსტრიული ეპოქის დაწყებამდე, როდესაც დაიწყო წიაღისეული საწვავის წვის პროდუქტების მასიური ემისიები ატმოსფეროში.

ატმოსფეროში ნახშირბადი ცოტაა ოკეანესთან და დედამიწის ქერქთან შედარებით, მაგრამ ატმოსფერული ნახშირორჟანგი ძალიან აქტიურია, ის არის დედამიწის ბიოსფეროს სამშენებლო მასალა.

მეთანი არ არის სტაბილური თანამედროვე ჟანგვის ატმოსფეროში; ზედა ატმოსფეროში, ჰიდროქსილის იონების მონაწილეობით, ის რეაგირებს ჟანგბადთან, წარმოქმნის იგივე ნახშირორჟანგს და წყალს. მეთანის მთავარი მწარმოებლები არიან ანაერობული ბაქტერიები, რომლებიც ამუშავებენ ფოტოსინთეზის შედეგად წარმოქმნილ ორგანულ ნივთიერებებს. მეთანის უმეტესობა ატმოსფეროში ჭაობებიდან შემოდის.

ატმოსფეროს აირებისთვის შემოღებულია სიცოცხლის ხანგრძლივობა, ეს არის დრო, რომლის დროსაც გაზის მასა ატმოსფეროში შედის, ტოლია ამ გაზის მასის ატმოსფეროში. CO2-ისთვის სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეფასებულია 5 წლით. უცნაურად საკმარისია, მაგრამ ატმოსფეროში არასტაბილური მეთანის სიცოცხლე გაცილებით გრძელია - დაახლოებით 15 წელი. ფაქტია, რომ ატმოსფერული ნახშირორჟანგი ჩართულია უკიდურესად აქტიურ მიმოქცევაში ხმელეთის ბიოსფეროსა და მსოფლიო ოკეანეში, ხოლო მეთანი ატმოსფეროში მხოლოდ იშლება.

CO2 concentrations over the last 800,000 years as measured from ice cores (blue/green) and directly (black) - CO2-ის კონცენტრაცია ბოლო 800 000 წლის განმავლობაში, როგორც გაზომილი ყინულის ბირთვებიდან (ლურჯი/მწვანე) და პირდაპირ (შავი)

ნახშირბადის ოდენობის სავარაუდო შეფასებები სხვადასხვა გეოლოგიურ რეზერვუარებში

ნახშირბადის რეზერვუარის რაოდენობა გიგატონებში C

ატმოსფერო 590

ოკეანე (3,71—3,9)⋅104

ზედაპირული ფენა, არაორგანული ნახშირბადი 700-900

ღრმა წყლები, არაორგანული ნახშირბადი 35600–38000

ოკეანეების მთელი ბიოლოგიური ნახშირბადი 685-700

მტკნარი წყლის ბიოტა 1-3

ხმელეთის ბიოტა და ნიადაგი 2000–2300 წწ

მცენარეები 500-600

ნიადაგები 1500–1700 წწ

ზღვის ნალექებს შეუძლიათ

ნახშირბადის გაცვლა ოკეანის წყალთან 3000

არაორგანული, ძირითადად კარბონატული ნალექები 2500

ორგანული ნალექები 650

ქერქი (7,78-9,0)⋅107

დანალექი კარბონატები 6,53⋅107

ორგანული ნახშირბადი 1.25⋅107

მანტია 3.24⋅108

წიაღისეული საწვავი ~4130

ზეთი 636-842

ბუნებრივი აირი 483-564

ქვანახშირი 3100—4270

ნახშირბადი მიედინება წყალსაცავებს შორის

არსებობს ნახშირბადის სწრაფი და ნელი ციკლები. ნახშირბადის ციკლის ნელი დინება დაკავშირებულია ნახშირბადის შენახვასთან ქანებში და შეიძლება გაგრძელდეს ასობით მილიონი წლის განმავლობაში. ნახშირბადოვანი ქანების დაახლოებით 80% წარმოიქმნა ოკეანეებში კალციუმის კარბონატის შემცველი ორგანიზმების ნაწილების საბადოებიდან.

მიედინება ტანკებს შორის

გიგატონები წელიწადში ნელი ციკლის ნაკადები

კარბონატული სამარხი 0.13-0.38 (0.7-1.4)

ორგანული ნახშირბადის დამარხვა 0,05-0,13

მდინარის გადაადგილება ოკეანეებში, გახსნილი არაორგანული ნახშირბადი 0.39-0.44

მდინარის გადაადგილება ოკეანეებში, მთლიანი ორგანული ნახშირბადი 0,30-0,41

გახსნილი ორგანული ნახშირბადის მოცილება მდინარეებით 0,21-0,22

ორგანული ნახშირბადის მოცილება ნაწილაკების სახით მდინარეების მიერ 0,17-0,30

ვულკანიზმი 0,04-0,10

მანტიიდან ამოღება 0.022-0.07

ნახშირბადის სწრაფი ციკლის ხანგრძლივობა განისაზღვრება ორგანიზმის სიცოცხლის ხანგრძლივობით. იგი წარმოადგენს ნახშირბადის გაცვლას უშუალოდ ბიოსფეროს (ცოცხალი ორგანიზმები სუნთქვის, კვების და გამოყოფის დროს, ასევე მკვდარი ორგანიზმები დაშლის დროს) და ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროს შორის.

მიედინება ტანკებს შორის

გიგატონები ყოველწლიურად მიედინება სწრაფი ციკლი

ატმოსფერული ფოტოსინთეზი 120+3

მცენარეთა სუნთქვა 60

მიკროორგანიზმების სუნთქვა და დაშლა 60

ანთროპოგენური ემისიები 3

გაცვლა ოკეანეში 90+2

("+" ნიშნის შემდეგ რიცხვები მიუთითებს ანთროპოგენურ გავლენას.)

ნახშირბადის ციკლის ცვლილებები

პრეკამბრიული ისტორია

დედამიწის განვითარების ადრეულ ეტაპზე ატმოსფერო მცირდებოდა და მეთანისა და ნახშირორჟანგის შემცველობა გაცილებით მაღალი იყო, ვიდრე ახლა. ამ გაზებს აქვთ მნიშვნელოვანი სათბურის ეფექტი და ეს ხსნის სუსტი ახალგაზრდა მზის პარადოქსს, რომელიც შედგება მზის უძველესი სიკაშკაშის შეფასებებსა და პლანეტის ზედაპირზე წყლის არსებობას შორის შეუსაბამობაში.

Amount of carbon stored in Earth's various terrestrial ecosystems, in gigatonnes. - დედამიწის სხვადასხვა ხმელეთის ეკოსისტემებში შენახული ნახშირბადის რაოდენობა გიგატონებში.

პროტეროზოურში მოხდა ნახშირბადის ციკლის კარდინალური ცვლილება: მეთანის ციკლიდან ნახშირორჟანგის ციკლამდე. ფოტოსინთეზურმა ბაქტერიებმა დაიწყეს ჟანგბადის გამომუშავება, რომელიც თავდაპირველად გამოიყენებოდა ატმოსფერული ნახშირწყალბადების, ოკეანეებში გახსნილი რკინისა და სხვა შემცირებული ფაზების დასაჟანგად. როდესაც ეს რესურსები ამოიწურა, ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობა დაიწყო მატება. ამავდროულად, ატმოსფეროში სათბურის გაზების შემცველობა შემცირდა და დაიწყო პროტეროზოური გამყინვარება.

პროტეროზოიკის გამყინვარება, რომელიც მოხდა პროტეროზოიკის და ვენდიანის საზღვარზე, იყო ერთ-ერთი უძლიერესი გამყინვარება დედამიწის ისტორიაში. პალეომაგნიტური მონაცემები მიუთითებს, რომ იმ დროს კონტინენტური ქერქის ბლოკების უმეტესი ნაწილი განლაგებული იყო ეკვატორულ განედებში და თითქმის ყველა მათგანზე აღმოჩნდა გამყინვარების კვალი. პროტეროზოური გამყინვარების ხანაში იყო რამდენიმე გამყინვარება, ყველა მათგანს თან ახლდა დანალექი ქანების ნახშირბადის იზოტოპური შემადგენლობის მნიშვნელოვანი ცვლილებები. გამყინვარების დაწყებისთანავე, ნალექის ნახშირბადი იძენს მკვეთრად შემსუბუქებულ შემადგენლობას, ითვლება, რომ ამ ცვლილების მიზეზი არის საზღვაო ორგანიზმების მასობრივი გადაშენება, რომლებმაც შერჩევით შთანთქა მსუბუქი ნახშირბადის იზოტოპი.

ეროდი. მყინვართაშორის პერიოდებში იზოტოპური შემადგენლობის საპირისპირო ცვლილება მოხდა სიცოცხლის სწრაფი განვითარების გამო, რამაც დაგროვდა მსუბუქი ნახშირბადის იზოტოპის მნიშვნელოვანი ნაწილი და გაზარდა 13C/12C თანაფარდობა ზღვის წყალში.

პროტეროზოური გამყინვარების შემთხვევაში, ვარაუდობენ, რომ მყინვარების უკან დახევის მიზეზი (ზოგადად, გამყინვარება სტაბილურია და დამატებითი ფაქტორების გარეშე შეიძლება არსებობდეს განუსაზღვრელი ვადით) შეიძლება იყოს სათბურის გაზების ვულკანური გამონაბოლქვი ატმოსფეროში.

                                                       

ნახშირორჟანგის შემცველობის შეფასებები ატმოსფეროში ფანეროზოურში და გამოთვლები სხვადასხვა გეოქიმიური მოდელების გამოყენებით

ფანეროზოურში ატმოსფერო შეიცავდა მნიშვნელოვან რაოდენობას ჟანგბადს და ჰქონდა ჟანგვითი ხასიათი. ნახშირბადის ციკლის ნახშირორჟანგის ციკლი ჭარბობდა.

პირდაპირი მონაცემები ატმოსფეროში და ოკეანეში მეოთხეული პერიოდის ნახშირბადის კონცენტრაციის შესახებ არ არის ხელმისაწვდომი. ნახშირბადის ციკლის ისტორიას ამ დროისთვის შეიძლება მივაკვლიოთ ნახშირბადის იზოტოპური შემადგენლობით დანალექ ქანებში და მათი შედარებითი სიმრავლით. ამ მონაცემებიდან გამომდინარეობს, რომ ფანეროზოურში ნახშირბადის ციკლი განიცდიდა გრძელვადიან ცვლილებებს, რომლებიც დაკავშირებულია მთის მშენებლობის ეპოქებთან. ტექტონიკური მოძრაობების გააქტიურებისას კარბონატული ქანების დეპონირება ძლიერდება და მისი იზოტოპური შემადგენლობა მძიმდება, რაც შეესაბამება ნახშირბადის მოცილების ზრდას ქერქის წყაროდან, რომელიც შეიცავს ძირითადად შეწონილ ნახშირბადს. აქედან გამომდინარე, ითვლება, რომ ნახშირბადის ციკლში ძირითადი ცვლილებები მოხდა კონტინენტების გაზრდილი ეროზიის გამო მთის აგების შედეგად.

იხ. ვიდეო - The Carbon Cycle Process - What is the Carbon cycle? The carbon cycle is one of several biogeochemical cycles found on Earth. Carbon is found in almost all living organisms and makes up around .04 percent of our atmosphere.

What are the steps of the carbon cycle and how does the Carbon cycle work? 

Carbon may travel several paths including,

The atmosphere, the terrestrial biosphere, the earth’s interior which includes the lithosphere, the ocean, and human influence like burning fossil fuels and other objects that store carbon.

In the video, I go through a carbon cycle diagram and explain each step.

Carbon can be found in several forms including carbon dioxide and methane.

The carbon cycle is essential for many ecosystems on Earth.

მეოთხეული პერიოდი

მეოთხეულ პერიოდში ატმოსფეროში CO2-ისა და CH4-ის შემცველობის ცვლილების ისტორია შედარებით კარგად არის ცნობილი გრენლანდიისა და ანტარქტიდის ყინულის ფურცლების შესწავლით (დაახლოებით 800 ათას წლამდე ისტორია დაფიქსირებულია მყინვარებში), ვიდრე დედამიწის ისტორიის ნებისმიერი პერიოდისთვის. მეოთხეული პერიოდი (ბოლო 2,6 მილიონი წელი) განსხვავდება სხვა გეოლოგიური პერიოდებისგან გამყინვარებათა და მყინვართაშორისი ეპოქებით. კლიმატის ეს ცვლილებები მჭიდრო კავშირშია ნახშირბადის ციკლის ცვლილებებთან. თუმცა, ამ ყველაზე შესწავლილ შემთხვევაშიც კი არ არის სრული სიცხადე ციკლური ცვლილებების მიზეზებისა და გეოქიმიური ცვლილებების კლიმატურთან ურთიერთობის შესახებ.

მეოთხეული პერიოდი გამოირჩეოდა მრავალი თანმიმდევრული გამყინვარებით. CO2-ისა და CH4-ის ატმოსფერული შემცველობა იცვლებოდა ტემპერატურული ცვალებადობის შესაბამისად და მათ შორის. ამავდროულად, ამ პალეოკლიმატური ჩანაწერიდან გამომდინარეობს შემდეგი დაკვირვებები:

ბოლო მილიონი წლის ყველა გამყინვარულ-მყინვართაშორის ციკლს აქვს დაახლოებით 100 ათასი წლის პერიოდულობა, 1-2,6 მილიონი წლის წინ დროის ინტერვალში ტიპიურია დაახლოებით 41 ათასი წლის პერიოდულობა.

ყოველ გამყინვარებას თან ახლავს CO2 და CH4 ატმოსფერული კონცენტრაციის დაქვეითება (მახასიათებელი შემცველობა არის 200 ppm და 400 ppb, შესაბამისად)

მყინვართაშორისი პერიოდები იწყება CO2 და CH4 კონცენტრაციის მკვეთრი, გეოლოგიურად მყისიერი ზრდით.

მყინვართაშორის პერიოდებში, ჩრდილოეთ და სამხრეთ ნახევარსფეროებს შორის არის CH4 კონცენტრაციის გრადიენტი. გრენლანდიის მყინვარებიდან მიღებული ჰაერის შემადგენლობა სისტემატურად 40-50 ppb აღემატება ანტარქტიდის. გამყინვარების პერიოდში მეთანის კონცენტრაცია ორივე ნახევარსფეროში ეცემა და იკლებს.

გამყინვარების პერიოდში მსუბუქი ნახშირბადის იზოტოპის შემცველობა მცირდება.

ზოგიერთი ამ ფაქტის ახსნა შესაძლებელია თანამედროვე მეცნიერების მიერ, მაგრამ მიზეზ-შედეგობრივი საკითხი, რა თქმა უნდა, ჯერჯერობით უპასუხოა.

გამყინვარების განვითარება იწვევს ხმელეთის ბიოსფეროს ფართობისა და მასის შემცირებას. ვინაიდან ყველა მცენარე შერჩევით შთანთქავს მსუბუქი ნახშირბადის იზოტოპს ატმოსფეროდან, როდესაც მყინვარები წინ მიიწევენ, მთელი ეს მსუბუქი ნახშირბადი შედის ატმოსფეროში და მისი მეშვეობით ოკეანეში. ხმელეთის ბიოსფეროს თანამედროვე მასაზე, მის საშუალო იზოტოპურ შემადგენლობაზე და ოკეანესა და ატმოსფეროზე მსგავს მონაცემებზე დაყრდნობით და ყინულის ხანაში ოკეანის იზოტოპური შემადგენლობის ცვლილების ცოდნა საზღვაო ორგანიზმების ნაშთებიდან, მასის ცვლილება. ხმელეთის ბიოსფერო გამყინვარების პერიოდში შეიძლება გამოითვალოს. ასეთი შეფასებები გაკეთდა და შეადგენდა 400 გიგატონს თანამედროვე მასასთან შედარებით. ამრიგად, აიხსნა ნახშირბადის იზოტოპური შემადგენლობის ცვლილება.

მეოთხეული პერიოდის ყველა გამყინვარება უფრო მეტად განვითარდა ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, სადაც არის დიდი კონტინენტური სივრცეები. სამხრეთ ნახევარსფეროში დომინირებს ოკეანეები და თითქმის არ არის უზარმაზარი ჭაობები - მეთანის წყაროები. ჭაობები კონცენტრირებულია ტროპიკულ ზონაში და ჩრდილოეთ ბორეალურ ზონაში.

გამყინვარების განვითარება იწვევს ჩრდილოეთის ჭაობების შემცირებას - მეთანის ერთ-ერთი მთავარი წყარო (და ამავე დროს CO2-ის შთანთქმა). ამიტომ, გამყინვარების პერიოდებში, როდესაც ჭაობების ფართობი მაქსიმალურია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, მეთანის კონცენტრაცია უფრო დიდია. ეს ხსნის მეთანის კონცენტრაციის გრადიენტის არსებობას ნახევარსფეროებს შორის გამყინვარების პერიოდებში.

ანთროპოგენური გავლენა ნახშირბადის ციკლზე

ადამიანის საქმიანობამ ახალი ცვლილებები შეიტანა ნახშირბადის ციკლში. ინდუსტრიული ხანის დადგომასთან ერთად, ადამიანებმა დაიწყეს წიაღისეული საწვავის მზარდი წვა: ქვანახშირი, ნავთობი და გაზი, რომლებიც დაგროვდა დედამიწის არსებობის მილიონობით წლის განმავლობაში. კაცობრიობამ მნიშვნელოვანი ცვლილებები მოიტანა მიწათსარგებლობაში: გაჩეხა ტყეები, დაშრა ჭაობები და დატბორა ადრე მშრალი მიწები. მაგრამ პლანეტის მთელი ისტორია შედგება გრანდიოზული მოვლენებისგან, ამიტომ, ადამიანის მიერ ნახშირბადის ციკლის ცვლილებაზე საუბრისას, აუცილებელია ამ ზემოქმედების მასშტაბი და ხანგრძლივობა წარსულში მომხდარ მოვლენებთან დაბალანსება.

ნახშირორჟანგი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ანთროპოგენური სათბურის გაზი, მისი კონცენტრაცია ატმოსფეროში მნიშვნელოვნად აჭარბებს მის ბუნებრივ დიაპაზონს ბოლო 650 ათასი წლის განმავლობაში.

1850 წლიდან მოყოლებული CO2-ის კონცენტრაცია ატმოსფეროში გაიზარდა 31%-ით, ხოლო მეთანის 149%-ით, რასაც მრავალი მკვლევარი უკავშირებს ანთროპოგენურ გავლენას, ხოლო გაეროს IPCC-ის თანახმად, მთლიანი ანთროპოგენური CO2-ის ემისიების მესამედამდე. ტყეების გაჩეხვის შედეგი.

რიგი სამუშაოები მიუთითებს სათბურის გაზების ზრდაზე მე -16 საუკუნის პატარა გამყინვარების დასასრულის, შემდგომი დათბობისა და სათბურის აირების ასოცირებული მარაგების გამოთავისუფლების გამო. ამავდროულად, ოკეანის გახურების გამო, ერთი მხრივ, გამოიყოფა გახსნილი CO2, ხოლო მეორე მხრივ, მეთანის კლატრატები დნება და იშლება, რაც იწვევს მის გათავისუფლებას ოკეანეში და ატმოსფეროში.