
【醫】 carbon cycle
carbon
【化】 carbon
【醫】 C; carbon; carboneum
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【計】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【醫】 circuIation; cycle
【經】 cycle; revolving; rotation
碳循環(Carbon Cycle) 指碳元素在地球生物圈、岩石圈、水圈和大氣圈之間持續交換與轉化的自然過程。其核心是通過光合作用、呼吸作用、分解作用、沉積作用等途徑,實現碳在不同儲庫(如大氣中的二氧化碳、海洋中的溶解碳、生物體内的有機碳、沉積岩中的碳酸鹽)的動态平衡。英文術語 "Carbon Cycle" 強調這一過程的循環性與全球性特征。
生物循環
植物通過光合作用吸收大氣中的CO₂,轉化為有機碳(如葡萄糖),部分通過食物鍊傳遞至動物;生物呼吸作用及有機物分解(微生物參與)将碳以CO₂形式釋放回大氣。
來源:美國國家航空航天局地球觀測站(NASA Earth Observatory)。
海洋交換
海洋吸收約30%人為排放的CO₂,通過物理溶解(如波浪作用)和生物泵(浮遊生物光合作用及碳酸鈣沉積)調節大氣碳濃度。
來源:美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)。
地質過程
陸地植物殘體經長期地質作用形成化石燃料(煤、石油);碳酸鹽岩風化釋放碳,火山活動排放CO₂,而沉積岩的形成則長期固碳。
來源:英國地質調查局(BGS)。
工業革命後,化石燃料燃燒(年均排放約100億噸碳)和土地利用變化(如毀林)顯著加速碳釋放,打破自然循環平衡,導緻大氣CO₂濃度從280 ppm升至420 ppm(2023年數據),成為氣候變化的主因。
來源:聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估報告。
參考資料
: NASA Earth Observatory. "The Carbon Cycle".
: NOAA. "Ocean Carbon Uptake".
: British Geological Survey. "The Carbon Cycle".
: IPCC. "Climate Change 2023: Synthesis Report".
碳循環是指碳元素在地球各圈層(如大氣、生物圈、岩石圈、水圈)之間通過自然過程和人類活動進行流動與交換的動态過程。以下是詳細解釋:
吸收與固定
綠色植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳(CO₂),轉化為葡萄糖等有機物,并将碳儲存在生物體内。海洋也通過溶解作用吸收大量CO₂,形成碳酸鹽。
傳遞與釋放
碳通過食物鍊在動植物間傳遞,最終通過呼吸作用、分解作用(微生物分解動植物殘體)和燃燒(如森林火災、化石燃料使用)重新釋放為CO₂回到大氣中。
工業革命後,化石燃料大量使用和森林砍伐導緻大氣CO₂濃度激增,打破了自然碳平衡,加劇溫室效應和氣候變化。
碳循環是維持地球氣候穩定、生物多樣性和能量流動的核心機制。例如,海洋和森林作為“碳彙”能減緩全球變暖,而循環失衡則會引發極端氣候。
如需更深入的科學模型或公式,可進一步查詢相關文獻。
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