§ 23. КОЛООБІГ КАРБОНУ В ПРИРОДІ. СИЛІЦІЙ У ПРИРОДІ
Природні сполуки, до складу яких входить Карбон, постійно зазнають змін, унаслідок яких здійснюється колообіг Карбону.
Важлива роль у колообігу Карбону належить оксиду карбону(ІУ), що входить до складу атмосфери Землі. Цей газ надходить в атмосферу внаслідок багатьох процесів: виверження вулканів, горіння палива, розкладання вапняку, дихання людини, тварин і рослин, процесів бродіння і гниття.
З повітря С02 у значних кількостях поглинається наземними рослинами та фітопланктоном Світового океану. Процес поглинання С02 відбувається тільки на світлі — фотосинтез, унаслідок якого утворюються органічні сполуки, що містять Карбон. Внаслідок фотосинтезу в атмосферу виділяється кисень 02:
часом відмирають, починають гнисти, окиснюватись і частково перетворюватись на С02, що повергається у повітря й знову поглинається рослинами. А частково рослинні та тваринні рештки у грунті перетворюються на горючі копалини— кам'яне вугілля, нафту, природний газ. Горючі копалини використовують як паливо, внаслідок згоряння якого С02знову повертається в атмосферу.
Вуглекислий газ із атмосфери поглинається також водою Світового океану й реагує з гірськими породами під час їх руйнування. Відтак утворюються вапняки, доломіти та інші карбонати. Така різноманітність процесів забезпечує постійний колообіг Карбону в природі (мал. 12).
Проте через різке збільшення спалювання різних видів палива вміст вуглекислого газу в атмосфері дедалі збільшується, а вміст кисню зменшується. Порушення рівноваги між вмістом кисню й вуглекислого газу в атмосфері може призвести до так званого «парникового ефекту» (шар С02 відіграє таку саму роль, як скло в теплиці). Це доволі загрозливе явище. Річ у тім, що вуглекислий газ вільно пропускає на Землю випромінювання Сонця, але сильно затримує теплове випромінювання Землі. Порушується нормальна тепловіддача Землі у космічний простір, а це спричинює потепління клімату.
Мал. 12. Колообіг Карбону в природі
Потепління клімату Землі може викликати танення льодовиків і призвести до підвищення рівня Світового океану. В результаті позатоплюються всі низько розташовані частини материків — низини, що межують з океаном і густозасслені. Почнеться танення вічної мералоти, що спричинить заболочування великих територій, випадання рясних дощів, а цс позначиться на сільському господарстві тощо.
Відомо, що головним регулятором співвідношення вуглекислого газу і кисню в атмосфері Землі є фотосинтез. Ще 50 років тому це співвідношення було оптимальним: об'ємна частка кисню в атмосфері становила 21 %, вуглекислого газу—0,03 %. Нині нормальне співвідношення порушується. Господарська діяльність людини, з одного боку, призводить до посилення викидів С02 в атмосферу, а з другого — до знищення «природних лабораторій», в яких здійснюється фотосинтез, тобто поглинається вуглекислий газ (вирубування лісів, масова запібель фітопланктону тощо). Отже, нині проблема охорони навколишнього середовища, у тому числі й повітря, дуже гостра, без її розв'язання людство не зможе вижити.
Силіцій у природі. Силіцій — другий хімічний елемент після Оксигену за поширенням у земній корі, його масова частка становить 27,6 %. У вільному стані в природі не зустрічається, лише у вигляді сполук, переважно у вигляді діоксиду силіцію Si02 і силікатів.
Діоксид силіцію Si02 в природі зустрічається у вигляді кварцу та багатьох його різновидів (кварцовий пісок, гірський кришталь, кремінь, яшма, агат, аметист, опал тощо). Кремнезем Si02—основний компонент будь-якого піску.
У земній корі містяться силікати й алюмосилікати. До природних силікатів належать мінерали азбест і тальк, до алюмосилікатів—польовий шпат, каолін, слюда, нефелін. Алюмосилікати зустрічаються в природі окремо і в сумішах. Так, біла глина — це чистий каолін, а звичайна жовто-бура глина —це каолін з домішкою сполук Феруму. Гірська по- рода граніт являє собою суміш кристалів польового шпату, слюди і кварцу.
Силіцій у вигляді Si02 входить до складу рослинних і тваринних організмів (діатомові водорості, губки, хвощ, бамбук, солома, частини хребта тощо). Масова частка Si02 у крові та плазмі людини становить 0,001 %. Проте штучне проникнення пилу Si02 у живі тканини шкідливе, викликає подразнення бронхів, силікоз легенів, захворювання шлунково-кишкового тракту.
Завдання для самоконтролю
138. Як відбувається колообіг Карбону в природі? Яку роль у цьому процесі відіграє фотосинтез?
139. Що таке «парниковий ефект»? Які заходи потрібні, щоб протидіяти цьому явищу? Відповідь мотивуйте.
140. У якому вигляді елемент Силіцій зустрічається в природі?
