Глобальные циклы кислорода и водорода тесно связаны между собою, поскольку основные количества водорода входят в состав воды. Поэтому круговорот воды представляет собой форму миграции обоих этих элементов.[ ...]
В настоящее время глобальный цикл кислорода часто рассматривают как сочетание нескольких взаимодействующих между собою циклов более низкого ранга. Условно их можно обозначить как геохимический, биотический и физико-химический.[ ...]
В литосфере, главном резервуаре кислорода, этот реакционноспособный элемент присутствует исключительно в связанном состоянии, главным образом в составе силикатов и алюмосиликатов. На их долю приходится около 95 % пород земной коры. Тетраэдрическая группировка из четырех атомов кислорода и атома кремния ), а также широко распространенная в минералах карбонатная группировка (СОд ) чрезвычайно устойчивы. Даже в ходе выветривания горных пород эти анионы остаются преимущественно неизмененными, и в этих формах кремний и углерод переносятся в океаны и переходят в донные осадки.[ ...]
В процессе гипергенеза кристаллическая структура части алюмосиликатных минералов перестраивается и происходит изменение координации атомов кислорода и алюминия. Предполагается, что при этом поглощается солнечная радиация. Аккумулированная таким образом энергия высвобождается при последующей перекристаллизации гипергенных пород после из захоронения в недрах земной коры. Возможно, что таким образом на протяжении геологической истории Земли осуществлялся обмен энергией между поверхностью и глубинными слоями коры.[ ...]
Основное же количество кислорода, производимого зелеными растениями, поступает в атмосферу, и общий его поток составляет примерно (300-350) Гт/год. Примечательно, что почти 30 % этого потока обеспечивается фитопланктоном морей и океанов, хотя его биомасса несопоставимо мала в сравнении с биомассой растительности континентов (см. табл. 2.1). Основные потоки кислорода в биосфере приведены в табл. 2.3.[ ...]
Еще одно направление миграции кислорода связано с массо-обменом между атмосферой и океаносферой, аналогичным представленному на рис. 2.1. для диоксида углерода. В водах Мирового океана растворено 3-10 млн. км3 кислорода. По некоторым оценкам, в этот обмен ежегодно вовлекается примерно 6000 Гт кислорода. Это составляет всего лишь 0,5 % от содержания 02 в атмосфере, но примерно в 20 раз превышает его годичную эмиссию фотосинтезирующими организмами.[ ...]
В связанном состоянии кислород мигрирует главным образом в составе воды (рис. 2.3). Молекулы воды присутствуют во всем объеме тропосферы и стратосферы, но содержание их в вертикальном и меридиональном направлениях очень неоднородно.[ ...]
В тропосфере содержание водяного пара, хорошо коррелирующее с температурой воздуха, колеблется от 3 % до примерно 10 5 % (часто при различного рода расчетах принимают, что средняя концентрация паров воды в тропосфере составляет 0,2 %).[ ...]
Среднее время пребывания молекул воды в атмосфере можно оценить, исходя из следующих данных. Атмосфера содержит такое количество воды, что одновременное выпадение ее привело бы к образованию слоя толщиной 25 мм. Поскольку среднеглобальное количество осадков составляет 920 мм/год, то обновление содержания водяного пара в атмосфере должно происходить 36 раз за 1 год. Следовательно, среднее время пребывания молекул воды в атмосфере составляет примерно 10 суток.[ ...]
Большие количества молекулярного водорода поступают в атмосферу в составе вулканических газов и поствулканических эксгаляций. Тем не менее в атмосфере присутствует только лишь 0,2 Гт Н2, поскольку этот легкий газ постепенно рассеивается в околоземном пространстве. Значительные количества водорода, вероятно, образуются при микробиологическом разрушении мертвого органического вещества. Однако этот водород не поступает в атмосферу: он практически полностью перехватывается другими микроорганизмами, в частности, использующими его при восстановлении С02 и метанола с образованием метана.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Некоторые важнейшие элементы глобального цикла кислорода и его связи с биотической частью цикла углерода и серы (по Г. А. Заварзину, 1984) |
 |