Geochemia węgla

Krążenie węgla w przyrodzie

Prelekcja na dwóch materiałach źródłowych wzbogaconych 

informacjami podręcznikowymi oraz materiałami własnymi AT

1/
IPCC: http://www.ipcc.ch/; United Nations Environmental Program (UNEP: 

http://www.grida.no/climate/vital/06.htm)

2/
Anthropogenic Influences on the Global Carbon Cycle  and its Implications for the Future

Pushkaraj Sardesai and Sarah Eggleston

Earth System Science and Policy

1) Janzen, H.H. “Carbon cycling in earth systems – a soil science perspective.” Agriculture, Ecosystems & 

Environment 104 (2004) 399-417.

2) Jorge L. Sarmiento & Steven C. Wofsy Co-Chairs A U.S Carbon Cycle Science Plan. A report of the Carbon and 

Climate working Group. 1999 

3) http://www.cypenv.org/Files/sequest.htm
4) http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/emis/em_cont.htm

 

 

 

 

Izotopy węgla

Węgiel ma trzy naturalne izotopy:

12C trwały 98,89 %

13C trwały 1,11 %

14C nietrwały, promieniotwórczy

 

 

 

 

rst.gsfc.nasa.gov/ Sect16/Sect16_4.html

 

Natural Carbon Cycle

 

 

Terminy ogólne

OCEAN UPTAKE   Dissolving of CO

2

 gas into the oceans and inflow of 

carbon carried from land by rivers.
OCEAN RELEASE   Return of carbon in the oceans directly back to the 
atmosphere as CO

2

 gas. 

SEDIMENTATION   Slow burial of plant and animal matter on land and 
on the ocean floor, which eventually becomes limestone, coal, gas, 
and oil. 

RESPIRATION   Slow combustion of carbon compounds, producing 
energy within organisms and releasing CO

2

.

PHOTOSYNTHESIS   Conversion of CO

2

 into energy-rich carbon 

compounds by plants. 

2 H

2

O + CO

2

 + hv = CH

2

O + H

2

O + O

2     

(C

2

H – węglowodany)

Ca(HCO

3

)

2

  CaCO

3

 + H

2

O + CO

2

 

 

 

 

Natural Carbon Cycle

www.koshland-science-
museum.org/exhibitgcc/images/carbon02.jsp.

*

*

*

*

 

 

 

 

K.L. Griffin, Columbia U. 2002

Bilans węgla w 

atmosferze

 

 

Grassland
s

Boreal 
Forest

Tundra

Desert

Chaparral

Temperate 
Forest

Alpine

Tropical 
Forest

Savann
a

Biomes

http://www.blueplanetbiomes.org/world_biomes.htm

 

 

Carbon 

Storage 

Potential of 

Biomes

Efektywność wiązania

Znaczenie w skali globalnej

 

 

PRODUKCJA PIERWOTNA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Effect of CO

2

 & Greenhouse gases

 

 

 

 

Indicators of the Human Influence

Indicators of the Human Influence

on the Atmosphere during the Industrial Era

on the Atmosphere during the Industrial Era

Source: IPCC TAR 2001

 

 

 

 

 

 

http://www.climateark.org/vital/05.htm

 

 

 

 

                           www.pewclimate.org/ 
images/figure4.gif

Human Impacts On The Carbon Cycle

 

 

http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/landuse/houghton/houghton.gif

 

 

http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/meth/methane.gif

 

 

Emissions of carbon dioxide due to changes in land use mainly come from the 
cutting down of forests and instead using the land for agriculture or built-up areas, 
urbanization, roads etc. 
http://www.grida.no/climate/vital/10.htm

 

 

Global distribution of large stationary sources of CO2

SRCCS Figure TS-2a

 

 

Carbon dioxide emissions comes from energy production, industrial 
processes and transport.
http://www.grida.no/climate/vital/09.htm

 

 

 

 

Change in Forest Area, ‘90 -‘95

C.S. Potter, BioScience, 49:769 (1999)

 Area (% y

-1

)

-3

-2

-1

0

1

2

3

Philippines

Paraguay

Thailand

Malaysia

Burma

Bolivia

Venezuela

Angola

Tanzania

Indonesia

Mexico

Zambia

Zaire

Colombia

Brazil

India

Australia

Canada

Former USSR

Italy

Poland

United States

Norway

United Kingdom

Portugal

France

Greece

Ireland

• Brazil:      -0.25 Pg/y
• Zaire:  

   -0.10 Pg/y

• Indonesia:

   

-0.10 Pg/y

• USA:

    0.11 Pg/y

• F USSR:     0.07 Pg/y
• France:     0.04 Pg/y

• Global net:   -1.15 

Pg/y

 

 

Possible way to mitigate Point Source Carbon dioxide 
Pollution 

With help of atmospheric modeling and satellite images, 
determine the effective radius from a point source within 
which the concentration of CO

2

 are high.

With help of satellite images identify the type and 
concentration of biomass in the area.

Determine the uptake of carbon dioxide by this biomass. 
(carbon sequestered).

Determine the potential for carbon sequestration with help of 
local  man managed ecosystems.

e.g. Trees planted in this radius will sequester carbon more 
effectively and rapidly then elsewhere, and reduce overall 
national emissions.

www.clarkson.edu/.../ Fig8_small.jpe 

www.clarkson.edu/.../ Fig8_small.jpe 

www.clarkson.edu/.../ Fig8_small.jpe

 

 

Fossil Fuel CO

2 

emission and carbon 

sequestration