Геологический цикл углерода

Основная масса углерода аккумулировано в карбонатных отложениях дна океана, кристаллических породах, каменном угле и нефти. Именно этот углерод принимает участие в медленном геологическом круговороте.

Уменьшение концентрации диоксида углерода в атмосфере или повышение температуры вызывает дегазацию вод океана. При этом в осадок выпадает эквивалентная часть углекислого кальция. Таким образом, образуются карбонатные породы, и углерод уходит из круговорота в длительный геологический цикл.

За последние 200 лет произошли значительные изменения в континентальных экосистемах вследствие роста антропогенного воздействия. Когда земли, занятые лесами и травами превращаются в сельскохозяйственные угодья, органическое вещество, т.е. живое вещество растений и мертвое органическое вещество почв, окисляется и попадает в атмосферу в форме СО _2. Какое-то количество элементарного углерода может быть похоронена в почве в виде древесного угля (как продукт, оставшийся от сгорания леса) и, таким образом, изыматься из быстрого оборота в углеродном цикле.

Выведение СО₂ из круговоротов происходит в результате продукции органического вещества фотосинтезирующими растениями и связывания при образовании карбонатных пород в результате процессов выветривания-почвообразования. В химическом отношении роль СО₂ при выветривании сводится к вытеснению из силикатов и алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов и переводу их в карбонаты.

Однако кроме силикатных пород углекислотному выветриванию подвержены также осадочные карбонатные породы, взаимодействие которых с атмосферным СО₂ идет по реакции:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂O = Са (НСO₃)₂.