ФИЗИКО-ХИМИЯ · 3-Й ГОД · УРОК 1
Резервуары и потоки
Где находится углерод, сколько его и как долго он там остаётся
Блок «Углерод и энергия»
Атмосфера 591 GtC
Растительность 450 GtC
Почвы 1700 GtC
Океан ≈ 38.700 GtC
Горные породы ≈ 65.500 GtC
ДЛЯ НАЧАЛА
Три вещи, которых ты сегодня касался
Кусок хлеба: где раньше был его углерод?
Воздух, который ты выдыхаешь: откуда этот углерод?
Пластиковая бутылка: откуда её углерод?
Все три ответа начинаются одинаково: раньше он был в другом месте . В конце мы вернёмся к хлебу.
СПРАВОЧНАЯ КАРТОЧКА
Два слова для всего блока
Резервуар GtC
Место, где углерод накапливается .
Измеряется масса : снимок одного момента.
Пример · атмосфера: 591 GtC
Поток GtC/год
Переход из одного резервуара в другой.
Измеряется масса в год : то, что происходит сейчас.
Пример · фотосинтез: 113 GtC/год
Подсказка · 1 GtC (гигатонна углерода) = миллиард тонн углерода. Если в единице написано «в год», это поток.
Данные: МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, гл. 5, рис. 5.12, доиндустриальные (≈ 1750 г.).
КАЖДОМУ СЛУЧАЮ — СВОЙ КОНТРПРИМЕР
Накопленная масса или углерод, который переходит?
Нажимай на каждую карточку, чтобы сменить её группу, а затем проверь.
В атмосфере 591 GtC
Фотосинтез переносит 113 GtC/год
В почвах 1700 GtC
Из моря в воздух переходит 54,6 GtC/год
Вулканы выбрасывают 0,1 GtC/год
В растительности 450 GtC
Проверить
РЕЗЕРВУАРЫ · УГЛЕРОД
Где находится углерод
Схема, не в реальном масштабе: столбцы в логарифмической шкале
Ископаемое топливо
928 GtC
Быстро: годы Средне: века Медленно: миллионы лет Нет данных о выходе
МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, гл. 5, рис. 5.12, доиндустриальный период. Океан: сумма 900 + 37 100 + 700 + 3. Ископаемое топливо: запасы 580 + 230 + 118. Горные породы: NASA Earth Observatory, The Carbon Cycle .
ЧАСТАЯ ОШИБКА
Где находится большая часть углерода?
В атмосфере: CO₂ есть во всём воздухе
В океане: он самый большой на рисунке МГЭИК
В горных породах
В живых организмах
СПРАВОЧНАЯ КАРТОЧКА
Потоки, которые соединяют резервуары
Поток Откуда Куда GtC/год
Фотосинтез Атмосфера Растительность 113 Дыхание и огонь Растительность и почвы Атмосфера 111,1 Из воздуха в море Атмосфера Океан 54,0 Из моря в воздух Океан Атмосфера 54,6 Вулканизм Горные породы Атмосфера 0,1
Как именно переходит углерод в каждом потоке — тема урока 2.
МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, гл. 5, рис. 5.12. Природные потоки, без деятельности человека (урок 3).
ДУМАЕМ ВМЕСТЕ
Бак с краном и сливом
втекает 100 л/мин
1000 L
вытекает 100 л/мин
Уровень не меняется. Вода стоит на месте?
За сколько времени вытечет количество, равное всему баку?
СПРАВОЧНАЯ КАРТОЧКА
Время пребывания
τ = масса резервуара выходящий поток
Атмосфера: τ = 591 GtC (113 + 54,0) GtC/год 3,5 года
GtC сокращаются, и остаются годы . Это оценка: источники дают массы и потоки, расчёт — наш.
3,5 года — это время, за которое каждый атом меняет место, а не время, за которое исчезает избыток CO₂ (урок 3).
ТЕПЕРЬ ТЫ · 1 ИЗ 2
В растительности 450 GtC, и из неё выходит 113 GtC/год
Каково примерно её время пребывания?
Около 50 850 лет
Около 337 лет
Около 4 лет
Около 0,25 года
МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, гл. 5, рис. 5.12. Предполагается, что выходит столько же, сколько поступает при фотосинтезе.
ДУМАЕМ ВМЕСТЕ
Сколько углерода переходит за 10 лет?
МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, рис. 5.12; горные породы: NASA. Время: оценка «масса ÷ выходящий поток». Если в источниках нет выходящего потока — данные нужно дополнить.
ЧАСТАЯ ОШИБКА
Какой резервуар обновляет свой углерод быстрее всех?
Горные породы, потому что они самые большие
Океан, потому что он всё время обменивается
Атмосфера
ТЕПЕРЬ ТЫ · 2 ИЗ 2
Меньше, но медленнее
Почвы 1700 GtC
Ископаемое топливо 928 GtC в запасахуглерод хранится миллионы лет
Углерода в нём меньше, чем в почвах. Почему он хранится гораздо дольше?
Массы: МГЭИК (IPCC, 2021), AR6 WG1, рис. 5.12. «Миллионы лет»: Ciclo de carbono.pdf, слайд 9.
ЧАСТАЯ ОШИБКА
CO₂ из выхлопной трубы
Откуда берётся углерод, который выходит из выхлопной трубы автомобиля?
При сгорании бензина образуется углерод, которого раньше не было
Он был в бензине и сменил резервуар
Из воздуха, который поступает в двигатель
ВОЗВРАЩАЕМСЯ К НАЧАЛУ
Кусок хлеба
Где он был В растительности: в растении пшеницы.
Откуда он его взял Из атмосферы, через поток — фотосинтез.
Куда он идёт В воздух, который ты выдыхаешь: снова в атмосферу.
Углерод не появляется и не исчезает: он меняет резервуар . У каждого резервуара свой размер и своё время, и быстрее всех меняется не самый большой.
Письменное задание, полная таблица и самооценка — на странице урока.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО · СИМУЛЯТОРЫ
Симуляторы для этого урока
Открываются в новой вкладке. Это дополнительно: на результат не влияет.
КАК У ТЕБЯ ПОЛУЧИЛОСЬ
Итоги
Можно вернуться назад клавишей ← и переделать любые задания.