몇 가지 종류가 있는 원자의 일부가 될 수 있는 식물의 하나의 하루에,동물이 다음날 그 여행류의 일부분으로 강의 물은 다음과 같습니다. 이러한 원자들의 일부가 될 수 있습니 살아있는 식물과 동물 같은뿐만 아니라,비 살아있는 것과 같은 물,공기,심지어 바위 등이 있습니다. 같은 원자가 지구의 다른 부분에서 반복해서 재활용됩니다. 살아있는 것과 비 살아있는 것 사이의 원자의이 유형의주기는 생지 화학주기로 알려져 있습니다.,
생명체의 빌딩 블록 인 원자는 모두 생지 화학 사이클의 일부입니다. 이들 중 가장 일반적인 것은 탄소 및 질소 사이클입니다.
탄소와 질소의 작은 원자는 이러한 사이클을 통해 행성 주위를 이동할 수 있습니다. 예를 들어,원자의 탄소가 흡수되는 공기에서 바다에 물 사용에 떠있는 작은 플랑크톤을 하는 광합성을 얻고 영양이 그들이 필요합니다., 가능성이 있는 이 작은 탄소 원자의 일부가 되는 플랑크톤의 골격,또는 일부의 해골의 큰 동물을 먹는것,그리고 다음의 일부가 퇴적암을 때 살아있는 것은 죽고 뼈만 남아 있다. 탄소는 부분은 바위와 같은 화석연료,석탄,천연 가스를 개최할 수 있다의 나머지 부분에서 탄소 사이클에 대한 오랜 시간입니다. 이러한 장기 보관 장소를”싱크대”라고합니다. 화석 연료가 연소되면 지하에 있던 탄소가 온실 가스 인 이산화탄소로 공기 중으로 보내집니다.,
최근에 사람들은 이러한 생지 화학주기가 변화하게되었습니다. 때 우리는 줄이는 숲,더 많은 공장 드라이브에 더 자동차는 화석 연료,방탄소 및 질소를 이동이 지구 주위를 변경합니다. 이러한 변화는 우리 대기에 더 많은 온실 가스를 추가하고 이로 인해 기후 변화가 발생합니다.
의 탄소 주기
요소 탄소의 부분 바닷물,분위기에,바위 같은 석회석과 석탄,토양뿐만 아니라,모든 생물을., 우리의 역동적 인 행성에서 탄소는 탄소주기의 일부로 이러한 영역 중 하나에서 다른 영역으로 이동할 수 있습니다.
- 탄소는 대기에서 식물로 이동합니다. 대기 중 탄소는 이산화탄소(CO2)라고 불리는 가스에서 산소에 부착됩니다. 광합성 과정을 통해 이산화탄소는 식물 성장을 위해 탄소로 만든 음식을 생산하기 위해 공기에서 끌어 당겨집니다.
- 탄소는 식물에서 동물로 이동합니다. 먹이 사슬을 통해 식물에있는 탄소는 그들을 먹는 동물로 이동합니다. 다른 동물을 먹는 동물도 음식에서 탄소를 얻습니다.,
- 탄소는 식물과 동물에서 토양으로 이동합니다. 식물과 동물이 죽을 때,그들의 몸,나무 및 잎은 탄소를 땅으로 가져 오는 부패합니다. 일부는 매장되어 수백만 년과 수백만 년 안에 화석 연료가 될 것입니다.
- 탄소는 생물체에서 대기로 이동합니다. 숨을 내쉴 때마다 이산화탄소 가스(CO2)를 대기로 방출하고 있습니다. 동물과 식물은 호흡이라고하는 과정을 통해 이산화탄소 가스를 제거해야합니다.
- 탄소는 연료가 연소 될 때 화석 연료에서 대기로 이동합니다., 을 때 인간은 화석 연료를 전원 공장,발전소,자동차,트럭,대부분의 탄소 빨리 들어가는 분위기로 이산화탄소 가스입니다. 매년 5 억 5 천만 톤의 탄소가 화석 연료를 연소시켜 방출됩니다. 이 엄청난 양 중 33 억 톤이 대기 중에 머물러 있습니다. 나머지는 대부분 해수에 용해됩니다.
- 탄소는 대기에서 바다로 이동합니다. 대양과 다른 물체는 대기로부터 일부 탄소를 흡수합니다. 탄소는 물 속으로 용해된다.,
이산화탄소는 온실 가스이며 대기 중 열을 트랩합니다. 그것과 다른 온실 가스가 없다면 지구는 얼어 붙은 세계가 될 것입니다. 하지만 시작 이후의 산업 혁명에 대해 150 년 전에 인간이 불 그래서 많은 연료를 출시했고 그래서 많은 공중으로 이산화탄소는 세계 기후 상승했을 통해 하나도 있습니다. 대기는 얼음 코어의 데이터에 따르면 적어도 42 만년 동안이 많은 탄소를 보유하지 못했습니다., 최근 이산화탄소와 같은 온실 가스의 양이 증가함에 따라 우리 행성의 온난화에 큰 영향을 미치고 있습니다.
탄소뿐만 아니라 더 긴 시간 규모에 걸쳐 우리의 행성을 통해 이동합니다. 예를 들어,이상의 수백만년간 풍화의 바위 땅에 추가 할 수 있습 탄소 표면에 물 이는 결국 실행 바다를 내려다보고 있습니다. 오랜 시간 스케일,탄소를 제거에서 바닷물 때 조개와 뼈의 해양 동물 플랑크톤을 수집 바다 바닥에. 이 껍질과 뼈는 탄소를 포함하는 석회암으로 만들어집니다., 그들이 바다 바닥에 퇴적 될 때,탄소는 일정 시간 동안 탄소주기의 나머지 부분으로부터 저장된다. 양 석회석의 기탁에서 바다에 따라 달라집 다소의 양에 따뜻한,얕은 바다 행성에는 곳이기 때문에 다작의 석회암을 생산하는 생물과 같은 산호 라이브. 석회암이 녹거나 아 탈구 구역에서 변형되면 탄소가 대기로 다시 방출 될 수 있습니다.
질소 주기
질소 성분에서 발견되는 모두 거부분의 우리 행성과 무기 부분 지구의 시스템입니다., 질소는주기를 통해 천천히 움직이며 길을 따라 대기,살아있는 유기체,토양 및 바다와 같은 저수지에 저장됩니다.
지구상의 대부분의 질소는 대기 중에 있습니다. 지구 대기의 분자의 약 80%는 함께 결합 된 두 개의 질소 원자로 만들어집니다(N2). 모든 식물과 동물이 필요를 만들기 위해 질소,아미노산,단백질 및 DNA,하지만 질소 분위기에서는 없는 형태로 그들을 사용할 수 있습니다., 분자의 질소 분위기에서 될 수 있는 사용한 생물이 있을 때 분리하는 동안 벼락 또는 화재에 특정 유형의 박테리아,또는 박테리아에 의해 연결된 콩과 식물이 있습니다. 다른 식물은 주로 무기 질산염(NO3-)의 형태로 사는 토양 또는 물으로부터 필요한 질소를 얻습니다. 질소는 식물 성장을위한 제한 요소입니다. 동물은 식물이나 질소로 부분적으로 구성된 유기 분자를 포함하는 다른 동물을 섭취함으로써 필요한 질소를 얻습니다., 유기체가 죽을 때,그들의 몸은 질소를 육지 또는 대양으로 토양으로 가져 오는 것을 분해합니다. 으로 죽은 식물과 동물이 분해,질소,변환로 무기 형태와 같은암모늄 염(NH4+)라는 프로세스에 의해 강화. 암모늄염은 토양에서 점토에 흡수 된 다음 박테리아에 의해 아질산염(NO2-)및 질산염(NO3-)으로 화학적으로 변경됩니다. 질산염은 식물에서 일반적으로 사용되는 형태입니다. 그것은 물 속에 쉽게 용해되고 토양 시스템에서 침출됩니다., 용해 된 질산염은 탈지라고 불리는 과정을 통해 특정 박테리아에 의해 대기로 되돌아 갈 수 있습니다.
인간의 특정 행동은 질소주기와 저수지에 저장되는 질소의 양에 변화를 일으키고 있습니다. 질소가 풍부한 비료를 사용하면 비료의 질산염이 시내와 연못으로 씻겨 나감에 따라 인근 수로에 영양분이 적재 될 수 있습니다. 증가된 질산염 수준은 질산염 공급을 위로 사용하고 죽을 때까지 급속하게 성장하는 식물을 일으키는 원인이 됩니다., 식물 공급이 증가하면 초식 동물의 수가 증가하고 식물이 죽을 때 초식 동물이 식량 공급원없이 방치됩니다. 이런 식으로 영양분 공급의 변화는 전체 먹이 사슬에 영향을 미칠 것입니다. 또한 인간은 다양한 고체 형태의 질소를 방출하는 화석 연료와 산림을 연소시켜 질소주기를 변화시키고 있습니다. 농업은 또한 질소주기에 영향을 미친다. 가축 경작과 관련된 폐기물은 다량의 질소를 토양과 물 속으로 방출합니다. 같은 방식으로,하수 폐기물은 토양과 물에도 질소를 추가합니다.,
질소와 공기를 오염
흉한 안개의 스모그에서 보이는 NCAR”s Mesa 실험실,달려해 볼더 밸리도 있습니다. (이미지:UCAR)
산화 질소(NO)와 이산화질소(NO2)는 함께 질소 산화물로 알려져 있습니다. 이러한 질소 산화물은 대기 오염 문제에 기여하여 스모그와 산성비 모두의 형성에 역할을합니다. 그들은 자연 및 인간이 생성 한 소스 모두에 의해 지구의 대기로 방출됩니다.
산화 질소는 약간의 냄새가 나는 무색의 가연성 가스입니다., 이산화질소는 유독하지만 인화성이 아닌 깊은 붉은 오렌지색 가스입니다. 그것은 에어로졸과 함께 스모그의 적갈색을 담당합니다. 고농도에서는 독성이 강하며 심각한 폐 손상을 일으킬 수 있습니다. 이산화질소는 강한 산화제이므로 다른 화합물과 매우 반응성이 있습니다.
과학자들은 추정치는 20~90 만 톤의 질소 산화물에서 생산된 자연스럽게 매년 소스로부터 화산과 같은,바다,생물학적 붕괴,그리고 낙뢰., 인간 활동은 매년 우리의 대기에 또 다른 2 천 4 백만 톤의 질소 산화물을 추가합니다.
NO 와 NO2 는 모두 산소가 질소와 결합 할 때 대기 중 고온 연소 중에 형성됩니다. 자동차 및 트럭의 배기 가스는 전력 발전소에서 배출되는 것과 마찬가지로 질소 산화물의 주요 공급원입니다. 자동차 배기가 더 이상 NO2,하지만 일단 없이 출시되는 분위기로 그것을 신속하게 산소와 결합하는 공기에 양식을 NO2.
질소 산화물은 적어도 부분적으로 여러 유형의 대기 오염에 책임이 있습니다., 이산화질소는 우리가 스모그라고 부르는 붉은 갈색 안개에 색을 빌려줍니다. 햇빛에 의한 이산화질소의 광 분해는 스모그의 또 다른 구성 요소 인 대류권에서 산화 질소와 오존을 생성합니다. 는 일련의 화학반응 변환 휘발성 유기화합물(VOCs)으로 하는 물질과 결합 질소 이산화물을 생산하는 팬(Peroxyacytyl 질산),그러나 또 다른 요소에 스모그. 공기 중의 이산화질소는 또한 물 증기와 반응하여 산성비에서 산의 유형 중 하나 인 질산을 형성합니다. 오염되지 않은 공기의 산화 질소 농도는 약 0.01ppm 입니다., 스모그에서는 농도가 약 0.2ppm 으로 20 배 상승합니다.
질소 산화물은 오염 물질로서 모호한 구별을 얻었지만 일부 산업 공정에서도 유리하게 사용됩니다. 산화 질소는 대규모로 제조되며 이후 질산(HNO3)을 만드는데 사용됩니다. 산업 용도로 산화 질소를 만들기 위해 화학자들은 암모니아(NH3)와 산소(O2)를 결합하여 부산물로 물(H2O)을 방출합니다. 질산에서 파생 된 질소 화합물은 화학 비료,폭발물 및 기타 유용한 물질을 만드는 데 사용됩니다.