什么是碳循环，碳循环过程是如何进行的？

碳是地球上和地球内部可以找到的众多自然元素之一。它是仅次于氢、氦和氧的最丰富的元素之一，是所有人类、动物和植物生命不可分割的一部分。碳在生物学中尤其重要，因为它可以很容易地在各种有机分子中形成多个键。这些键很牢固，这意味着它们可以形成环和长连接链，这是大多数活细胞的支柱。

这些碳键也含有大量的能量，这些能量可以被储存起来，或者在键断裂时释放出来。正因为如此，碳是生物燃料的重要和常用的来源

碳在哪里被发现?

碳在地球的四个圈层中都能找到。岩石圈，即地球的岩石，含有大量的碳。事实上，它是构成地壳的丰度前15种元素之一。碳也可以在大气圈中找到，最常见的形式是二氧化碳，一种由碳和氧组成的有机化合物。水圈包括地球上所有的水体，也含有二氧化碳形式的碳。生物圈也是如此，生物圈是指所有有机生命。

碳循环

地球上的碳以及地球上的四个圈层，都在不断地运动。这种碳和碳化合物的交换被称为碳循环。有各种各样的过程，包括自然的和合成的，导致碳从一个圈层到另一个圈层的交换。有时碳在地球系统内快速移动，有时它可以在一个地方停留多年，交换的速度要慢得多。因此，碳循环有两种不同方式，它们被称为快循环和慢循环。

1 快循环

快循环，顾名思义，包括那些发生得更快的碳交换方面。这包括生物有机体之间传递的碳，以及生物与大气之间的碳交换。通过这种方式，快循环是用寿命来衡量的，用任何给定生物体的寿命，无论是植物还是动物。

1）光合作用

以二氧化碳(CO2)的形式存在于大气中的碳被植物吸收。植物利用二氧化碳、阳光和水，将它们转化为糖，这一过程被称为光合作用。碳是通过植物叶片上的气孔从空气中吸收的。然后，它与阳光和水相互作用，提供植物生长所需的能量。氧和糖是这个过程的产物。这就是为什么植物对人类生命如此重要，因为它们提供氧气。如果没有碳，这个过程就不可能存在。

2）消费

当植物被消耗时，它也可以将碳转移给动物。当一种植物被吃掉时，它的能量储备就会被转移到这种生物身上，植物内的碳原子也会被转移到这种生物身上。这是快循环的第二部分。在任何给定的生态系统中，碳都会在食物链中转移，因为较小的猎物会被食物链上更高的捕食者吃掉。碳一直存在于食物链中，直到植物或动物死亡后通过分解或呼吸作用释放出来。

3）呼吸

如上所述，植物吸收二氧化碳并释放氧气(O2)。动物，包括人类，呼吸这种氧气。人类和动物的呼吸过程包括这些O分子与碳结合，产生CO2。呼吸过程，我们通常认为只是呼吸，为我们的血液和身体提供必要的氧气，并产生副产物，然后我们将其呼出或释放回大气中。通过这种方式，碳很容易从大气转移到植物、动物身上，然后再回到空气中。碳在这个快碳循环中不断运动。每年大约有10亿到1000亿吨碳在快碳循环中移动。

4）分解

植物或动物死亡后会发生分解。一旦植物或动物死亡，细菌就会从这些生物体中分解物质，破坏这些强碳化合物之间的键。当这些化学键断裂时，CO2被释放回大气中。通过这种方式，碳完成了一个完整的循环，从空气转移到植物和/或动物，然后返回到大气中。

2 慢循环

虽然大量的碳在快循环中循环，但碳循环的另一个方面被称为慢循环。在这个循环中，碳在大气和岩石圈(主要包括地壳)之间的交换速度要慢得多，需要数千年甚至数百万年的时间。地壳中的大部分岩石和矿物都含有碳或碳化合物。

1）酸雨

从大气到地球的碳交换有几种不同的方式。其中一种方法是通过雨水。CO2在空气中积聚，使雨水饱和，形成一种温和的酸雨。这种雨水的酸性性质使其侵蚀坚固的岩石，随着时间的推移,岩石被溶解和侵蚀。随着岩石风化，矿物质被释放出来，从而产生无机碳。碳和酸雨也可以降落在海洋中。当含碳量高的水进入海洋时，它会溶解并产生碳酸氢盐离子。然后，它可以与钙结合，产生被称为碳酸氢钙的化合物，碳酸氢钙是贝壳和许多甲壳类动物组成的基本成分。沉入海底底部的贝壳(例如，当贝类死亡时)最终会在时间和压力下压缩并合并到海底，成为岩石圈的一部分。

2）分解与化石燃料

类似地，有机生命在死亡并开始分解时，也会被困在泥、沙或沼泽中。在正常的分解过程中，碳键被细菌分解并释放回大气。但在其他情况下，生物体不会以有氧方式分解，碳会被困住。随着时间的推移，巨大的压力会压缩并困住这些分解的碳基生命形式，形成碳基燃料的聚集，即化石燃料。当构造板块移动时，这些燃料可以自然地从岩石圈中释放出来，或者更常见的是，当它们被人类开采并作为燃料燃烧时。通过这种方式，碳经历了一个慢得多的循环，但仍然从大气转到地面，最终又转回来。

资料来源：

https://www.worldatlas.com/articles/what-is-the-carbon-cycle.html