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《生命世界》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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碳分子的旅程

2009-12-18 00:38:55

  经过若干年漫长的旅程,它来到一个幸福新娘的手指上,因为它是戒指上那颗最耀眼的钻石。一霎间,它变得如此高不可攀,人们看它的表情只有艳羡,殊不知,它本质上只是纯碳组成的矿物。

  原来如此,碳只不过是一种非金属元素。不用再解释,人们自然就会想起含碳的几种物质,也是和钻石同宗的兄弟。它们基本上分为三大宗,一种是单质碳,比如优雅的钻石和黝黑的石墨;另一种是无机化合物,比如碳酸盐、二氧化碳等;再一种就是组成生命体的有机物质了。

  大部分碳被固结在坚硬的岩石圈(碳主要以碳酸盐的形式存在)中,其次是化石燃料(石油和煤等)中,这是地球上最大的碳储存库,约占碳总量的99.9%,想想吧,仅仅煤和石油中的含碳量就相当于全球生物体含碳量的50倍!

  地球上还有三个碳库,它们是大气圈库(以二氧化碳和一氧化碳的形式存在)、水圈库(以多种形式存在)和生物库(以被生物合成的有机物质的形式存在)。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换。大气中二氧化碳是含碳的主要气体,也是碳参与循环的主要形式。


生物体煤炭化的过程

  岩石圈——大气圈和水圈:

  岩石圈中的碳可以借助岩石的风化和溶解、化石燃料的燃烧和火山爆发等,重返大气圈和水圈。

  生物圈——大气圈和岩石圈:

  一部分(约千分之一)动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代,在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时,其中的碳氧化成为二氧化碳而排入大气。

  大气圈——水圈:

  二氧化碳可由大气进入海水,也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处,由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等,大气中二氧化碳量增多或减少,海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。

  生物圈——大气圈和水圈:

  绿色植物从空气中吸收二氧化碳,在水的参与下,经光合作用转化为葡萄糖,并放出氧气。有机体再利用葡萄糖合成其他碳水有机化合物,再经食物链传递,又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。

  生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水,并释放出其中储存的能量。由于这个碳循环,大气中的二氧化碳大约20年就完全更新一次。

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