炭素の話は聞き飽きたとしても、誰もあなたを責めないでしょう。毎日、炭素レベルの上昇、炭素排出、さらには炭素ベースの新しい生命体の探索についてのニュースが流れているようです。炭素とはいったい何なのか、地球はそのすべてをどこに保管しているのか、誰もが疑問に思うには十分です。
炭素は化学元素であり、非常に一般的なものです。これは宇宙で 6 番目に一般的な元素であり、地殻では 15 番目に一般的な元素です。他の多くの化学元素とは異なり、炭素のいくつかの形態を実際に見ることができます。ダイヤモンドは炭素の一種であり、化学の授業で初めてこのことを学んだときに使用した鉛筆の黒鉛も同様です。
しかし、地球は炭素のほとんどをダイヤモンドや鉛筆に蓄えているわけではありません。むしろ、アモルファスカーボンは炭素の第 3 の形態であり、結晶構造を持たないため、見分けるのが非常に困難です。これらの炭素原子はどこにあるのでしょうか?答えは炭素循環のステップにあります。
炭素化合物と大気中の炭素
では、この炭素はどこに隠れているのでしょうか?鏡を見てください。炭素は地球上のすべての生命の構成要素であるため、カーク船長と NASA は常に他の惑星で炭素ベースの生命体を探しています。炭素化合物 (または有機化合物とも呼ばれます) は地球上の総量のかなりの部分を占めており、生きている有機分子や死んだ有機分子の中に見られます。つまり、それはあなたとあなたの犬だけでなく、化石燃料や交通事故などにも含まれるということです。
炭素は二酸化炭素として大気中を移動し、化石燃料の燃焼や生物の呼吸に含まれます。土壌、岩石、水などの有機物に含まれています。特に水ですが、それについてはすぐに説明します。
自然の炭素循環はどのように始まるのか
炭素循環として知られるおかげで、地球上のあらゆる場所にこの貴重な資源がバランスよく分布することが保証されています。そして自然の炭素循環の最初の終点は です。植物や藻類は太陽のエネルギーを利用して大気中の炭素をグルコースに変換します。こうして地球上の食物連鎖が誕生する！
グルコースの突然の流入により、動物（私たち人間を含む）が現れ、光合成生物とその中に蓄えられている炭素を食べます。この食物が消化されると、呼吸を通じてグルコースが酸化され、二酸化炭素が大気中に戻ります。食物連鎖は、動物や人間が死んでも、その分解によってエネルギーと炭素が放出されるため続きます。
私たちの海洋の炭素吸収源
地球上で最も多くの炭素が貯蔵されているのは、驚くべき場所である海洋であることに疑いの余地はありません。海洋自体には 38,000 ～ 40,000 億トンの炭素が存在し、海洋堆積物や堆積岩には 6,600 万～1 億トンもの炭素が存在すると推定されています。
海洋動物も同様に炭素を変換するため、これらの堆積物や岩は生物の硬い殻や体の一部から発達します。彼らが死ぬと、その体は海底に沈み、硬い部分は分解されて堆積物になり、その後堆積岩が形成されます。これは炭素隔離の一例です。森林と海洋は主要な「炭素吸収源」であり、大量の炭素分子を保管しています。
化石燃料と過剰な二酸化炭素ガス
では、これらの休眠炭素化合物はどのようにしてサイクルに戻るのでしょうか?火山の噴火ですよ！地殻の変動は火山活動を引き起こし、大量の二酸化炭素を大気中に分散させます。
自然のプロセスがその役割を果たしている一方で、人間の活動が炭素循環図を複雑化しています。人間は化石燃料を燃やして温室効果ガスを生成することで、地球温暖化と海洋酸性化に貢献しています。気候変動はあらゆる段階で炭素循環に影響を与え、生物の二酸化炭素吸収能力を低下させ、温室効果ガスの放出を増大させます。
炭素循環はなぜ重要ですか?
炭素化合物は、すべての生物が依存している地球の大気を制御します。また、それは人類に当然のことだと思っている環境の安定性ももたらします。地球の温度が上昇し続けると、炭素循環は取り返しのつかないほどダメージを受け、温室効果ガスの増加につながります。
空の上から海底の底まで、炭素循環によって動植物は持続可能なパターンで保たれています。それで、次に地球の炭素がどこにあるのか疑問に思ったら、鏡をじっくり見てから水着を着て、ビーチに出かけてください。炭素循環とこれらすべての化学反応が懸命に働いているのがわかります。
