il ciclo del carbonio di vahabi rosa, tavernari riccardo, corica giuseppe
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IL CICLO DEL CARBONIOIL CICLO DEL CARBONIO
di
Vahabi Rosa, Tavernari Riccardo, Corica Giuseppe
Perché è così importante il carbonio:Perché è così importante il carbonio:
• Ha grande affinità a formare legami chimici con altri atomi
• Esistono oltre 10 milioni di composti del carbonio
• E’ alla base di tutti i processi vitali organici
• E’ di fondamentale importanza per le reazioni industriali di combustione
I 3 Cicli Principali:I 3 Cicli Principali:
• Ciclo Biologico• Ciclo Geochimico • Ciclo Artificiale (L’intervento umano)
Per comodità dividiamo il ciclo del carbonio in 3 sottocicli strettamente collegati tra loro e riguardanti diverse sfere naturali:
Il Ciclo BiologicoIl Ciclo Biologico
• Fotosintesi clorofilliana• Respirazione cellulare• Decomposizione organica
Interessa l’atmosfera, la biosfera e la litosfera. I processi biochimici coinvolti sono:
Atmosfera Fotosintesi
Piante
AnimaliRespirazione
Decomposizione
Terreno
Schema ConcettualeSchema Concettuale
Schema ConcettualeSchema Concettuale
LUCE
Passaggi ChimiciPassaggi Chimici
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2
C6H12O6 ATP + 6H2O + 6CO2
Atmosfera
Atmosfera
+ 6O2
Il Ciclo GeochimicoIl Ciclo Geochimico
• Solubilizzazione in acqua• Sintesi e/o sedimentazione di carbonati• Decomposizione organica• Metamorfismo litogenico
Regola il trasferimento di carbonio fra atmosfera, idrosfera e litosfera, attraverso processi di:
Schema ConcettualeSchema Concettuale
AtmosferaSolubilizzazione Formazione dell’
acido carbonico
Modifica delle roccecarbonatiche e silicatiche
(Liberazione di ioni bicarbonato, calcio e silice)
Sintesi di carbonatiFormazione di guscie scheletri
Decomposizione Sedimentazione
Terreno
Metamorfismo litogenico
CO2
CaCO3
Schema ConcettualeSchema Concettuale
Schema ConcettualeSchema Concettuale
Passaggi ChimiciPassaggi Chimici
(Pioggia) CO2 + H2O H2CO3
(Solubilizzazione) H2CO3 + H2O H3O+
+ HCO3-
(Alterazionedelle rocce)
CaCO3 + H3O+
+ HCO3- Ca++
+ 2 HCO3- + H2O
(Formazione digusci e scheletri)
Ca++ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2
(Terreno) CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 Atmosfera
Atmosfera
Formazione Dei Combustibili FossiliFormazione Dei Combustibili Fossili
Non tutto il carbonio presente nel terreno ritorna in atmosfera attraverso l’opera dei batteri o dei processi litogenici (eruzioni, dorsali oceaniche)
In condizioni di scarsità di ossigeno, infatti, non è possibile unadecomposizione completa. Per questo motivo una parte della materia
organica che giunge nel sottosuolo, attraverso lunghi processi dicompressione e riscaldamento può dare luogo ai combustibili fossili:
• Carbone
• Petrolio
• Kerogene
• Gas Naturale
Formazione Dei Combustibili FossiliFormazione Dei Combustibili Fossili
Il Ciclo Artificiale Il Ciclo Artificiale (L’Intervento Umano)(L’Intervento Umano)
L’intervento umano si inserisce all’interno del processo di emissione in atmosfera del carbonio presente nei combustibili fossili estrattidalle riserve sotterranee.
Questa estrazione è necessaria per provvedere al fabbisogno dicarburanti del grande sistema di trasporti a motore.
La combustione degli idrocarburi produce CO2, un gas che ha la capacità di trattenere il calore rilasciato dalla Terra sottoforma di raggi infrarossi. Per questo esso è ritenuto uno dei maggiori responsabili del cosiddetto “Effetto Serra”.
Schema ConcettualeSchema ConcettualeDecomposizione
Combustibili fossili
Reazioni industriali di combustione(industrie, mezzi di trasporto)
Terreno
CO2 e altri agenti inquinantiAtmosfera
Schema ConcettualeSchema Concettuale
Il Disequilibrio Delle Emissioni Il Disequilibrio Delle Emissioni
Il controllo delle emissioni di CO2 è garantito dall’equilibrio tra fotosintesi e respirazione. L’uomo ha sconvolto tutto ciò bruciando un’enorme quantità di carbonio, prodotto e conservato sottoterra da milioni di anni, in poco più di un secolo.
Questo “improvviso” surplus di CO2 in atmosfera ha portato l’Effetto Serra a livelli preoccupanti, provocando un riscaldamento globale che ha alterato visibilmente tutti i climi Terrestri.
Quale Futuro?Quale Futuro?
I combustibili fossili non sono considerati delle fonti di energia rinnovabili(si stima infatti che i giacimenti andranno esauriti nel giro di 40-50 anni). Inoltre, visti gli inconvenienti climatici che essi comportano, si sta iniziando a pensare a soluzioni energetiche alternative quali centrali eoliche e solari o automobili ad idrogeno.