Ilt cyklus

Iltkredsløbet  er et biogeokemisk kredsløb, hvor ilt overføres mellem tre hovedreservoirer: atmosfæren (luft), biosfærens organiske stof (den globale sum af alle økosystemer ) og jordskorpen. Et svigt i iltkredsløbet i hydrosfæren kan føre til udvikling af hypoxiske zoner, dvs. områder med lavt iltindhold. Den primære drivkraft i iltkredsløbet er fotosyntesen , som er ansvarlig for sammensætningen af ​​den moderne Jords atmosfære og livet på jorden (se Iltkatastrofe ).

Reservoarer

Det største iltreservoir på Jorden er silikater og oxider i skorpen og kappen (99,5%). Kun en lille del af ilt er i form af fri ilt i atmosfæren (0,36 %) og bundet i form af organisk stof i biosfæren (0,01 %). Den vigtigste kilde til atmosfærisk ilt er fotosyntese, hvor organismer producerer sukker og fri ilt fra kuldioxid og vand:

Fotosyntetiske organismer omfatter landplanter såvel som fytoplankton i havene. Mere end halvdelen af ​​de fotosyntetiske organismer i det åbne hav er bittesmå marine cyanobakterier af slægten Prochlorococcus , opdaget i 1986 [1] .

Fotolysereaktioner tjener som en ekstra kilde til frit ilt . I den øvre atmosfære, under påvirkning af højenergi ultraviolet stråling, nedbrydes atmosfærisk vand og nitrogenoxid I til deres konstituerende atomer. Frie N- og H-atomer slipper ud i rummet og efterlader tungere O 2 i atmosfæren:

Atmosfærisk ilt forbruges primært ved respiration og nedbrydning , de processer, hvorved dyr og bakterier forbruger ilt og frigiver kuldioxid.

Lithosfæren kan også forbruge fri ilt gennem kemisk erosion og overfladereaktioner. Et eksempel på en sådan proces er dannelsen af ​​jernoxider ( rust ):

Ilt cirkulerer også mellem biosfæren og litosfæren. Marine organismer i biosfæren danner calciumcarbonat (CaCO 3 ), materialet i deres iltrige ydre skal. Når en organisme dør, sætter den sig på havbunden og bliver begravet der, og bliver til sidst til kalksten  - litosfærens sedimentære bjergart. Forvitrings- og erosionsprocesser initieret af organismer kan frigive ilt fra litosfæren.

Planter og bakterier udvinder mineraler fra klipper og omdanner ilt til vand, hvorfra det kan frigives gennem fotosyntese.

Reservoirkapacitet og materialestrømme

Tabellerne nedenfor indeholder skøn over kapaciteten af ​​iltkredsløbsreservoirerne og stofstrømmene i dem. Disse tal er primært baseret på et skøn (Walker, J.K.G. [2] ):

Tabel 1 : Vigtigste iltcyklustanke

Opbevaringstank Kapacitet
(kg O 2 ) 		Flow til/fra
(kg O 2 pr. år) 		Opholdstid
(år)
Stemning 1,4⋅10 18 3⋅10 14 4500
Biosfære 1,6⋅10 16 3⋅10 14 halvtreds
Lithosfæren 2,9⋅10 20 6⋅10 11 500.000.000


Tabel 2 : Årlig stigning og tab af atmosfærisk ilt (Enheder: 10 10 kg O 2 pr. år)

Fotosyntese (jord)

Fotosyntese (hav)
Fotolyse af N 2 O
Fotolyse af H 2 O

16.500

13.500
1,3
0,03

Generel gevinst ~ 30.000
Affald - ånde og råd
Aerob respiration

Mikrobiel oxidation Forbrænding af
fossilt brændsel (antropogen)
Fotokemisk oxidation
N 2
fiksering ved lyn N 2 fiksering i gødningsproduktion
Oxidation af vulkanske gasser

23.000

5.100
1.200
600
12
10
5

Tab - forvitring
kemisk forvitring

Overfladereaktion O 3

halvtreds

12

Samlede tab ~ 30.000

Ozon

Fremkomsten af ​​atmosfærisk ilt førte til dannelsen af ​​ozon (O 3 ) og ozonlaget i stratosfæren :

Ozonlaget er ekstremt vigtigt for det moderne liv, da det absorberer skadelig ultraviolet stråling:

Noter

  1. ↑ Steve Nadis, The Cells That Rule the Seas , Scientific American, nov. 2003 [1] Arkiveret 12. oktober 2007 på Wayback Machine
  2. ↑ Walker, JCG (1980) Iltkredsløbet i det naturlige miljø og de biogeokemiske kredsløb, Springer-Verlag, Berlin, Forbundsrepublikken Tyskland (DEU).

Litteratur