Dra. Margarita Caballero. Instituto de Geofísica, UNAM
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- Rodrigo Sevilla Acuña
- hace 7 años
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1 Ciclo Biogeoquímico del Carbono Dra. Margarita Caballero Instituto de Geofísica, UNAM
2 Metabolismo Autótrofo, sintetiza su biomasa a partir de C que viene del CO2, y que obtiene energía de la luz (fototrofos). Fotosíntesis anaerobia no libera O2 y usa otra fuentes alternativas de electrones como H2S, etc. BACTERIA, ARCHAEA Fotosíntesis aerobia si libera O2 ya que usa H2O como fuente de electrones. CYANOBACTERIA Y EUKARIA (PLANTAS) Hay otros tipos de metabolismos que realizan síntesis sin luz, usando sustancias químicas (inorgánicas = lithotrofos u orgánicas = oganotrofos) como fuente de energía y ya sea CO2 o sustancias orgánicas como fuente de C... ARCHAEA Heterótrofo, que sintetiza su biomasa a partir de C en moléculas orgánica ya existentes. Glucolisis (2 ATP) usa otras moléculas orgánicas o inorgánicas (nitrógeno, azufre) como receptores de electrones (anaerobio). BACTERIA, ARCHAEA Respiración (36 ATP) usa al oxígeno como receptor de electrones (aerobio), liberando CO2 BACTERIA, ARCHAEA, EUKARIA (todos) HAY MUCHOS TIPOS DE METABOLISMOS ENTRE BACTERIA Y ARCHAEA PERO SOLO DOS EN EUKARIA.
3
4 otros: Oxígeno: Ar: 0.9% 20% CO2 : 0.03% 03% CH 4 : % Nitrógeno g 79%
5 70% se devuelve al espacio CO 2 : 0.03% 30% se Temperatura refleja como en un espejo media del planeta: 15 C El CO 2 si absorbe el infrarrojo y el aire se calienta mas del doble al contacto con el suelo que por la luz directa del sol 20% calienta el aire 110% Infrarrojo 50% calienta el suelo Temperatura media del planeta: -15 C
6 Que controla la cantidad de CO2 en la atmosfera? El Ciclo biogeoquímico del C
7 En donde esta el C en el planeta? Depóistios, Reservoirs Atmosfera Océano Biosfera Rocas (Re)Sumideros, Sinks
8 En donde esta el C en el planeta? Atmosfera Océano Biosfera Rocas como combustibles fósiles Rocas
9 En donde esta el C en el planeta? Atmosfera CO2 atmosfera hay 600 PgC Océano Biosfera Rocas como combustibles fósiles Rocas
10 Pg=10 15 g En donde esta el C en el planeta? Atmosfera CO2 atmosfera hay 600 PgC Océano C disuelto en el mar (DIC) 39,000 PgC Biosfera Rocas como combustibles fósiles Rocas
11 Pg=10 15 g En donde esta el C en el planeta? ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo) Atmosfera CO2 atmosfera hay 600 PgC Océano C disuelto en el mar (DIC) 39,000 PgC Biosfera = 703 PgC (biomasa marina y DOC) Rocas como combustibles fósiles Rocas
12 Pg=10 15 g En donde esta el C en el planeta? ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo) Atmosfera CO2 atmosfera hay 600 PgC Océano C disuelto en el mar (DIC) 39,000 PgC Biosfera = 703 PgC (biomasa marina y DOC) Rocas como combustibles fósiles = 6,000 PgC (Carbón-Petróelo-gas+otros) Rocas C en rocas como carbonatos: 100,000,000 PgC
13 Pg=10 15 g En donde esta el C en el planeta? Atmosfera CO2 600 PgC CH 4 5 PgC ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo) Océano C disuelto en el mar (DIC) 39,000 PgC Biosfera = 703 PgC (biomasa marina y DOC) Rocas como combustibles fósiles = 6,000 PgC (Carbón-Petróelo-gas+otros) Rocas C en rocas como carbonatos: 100,000,000 PgC
14 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C: biosfera-atmosferaatmosfera CO2 En atmosfera hay 600 PgC fotosíntesis 57 PgC/año C en biosfera ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo*) = 703 PgC (biomasa marina y COD) Ccomo biomasa Biomasa secuestrada 2 PgC/año = enterramiento. Respiración 52 PgC/año Incluye: Respiración de plantas y animales así como ls degradación de materia organica por microrganismos (hongos y bacterias) *Suelo, permafrost y pantanos
15 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C: biosfera-atmosferaatmosfera CO2 En atmosfera hay 600 PgC fotosíntesis 57 PgC/año C en biosfera ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo*) = 703 PgC (biomasa marina y COD) Ccomo biomasa respiración 52 PgC/año Tala y cambio de uso del suelo Se liberan 1.5 PgC/año Biomasa secuestra 2 PgC/año = enterramiento *Suelo, permafrost y pantanos
16 395 Keeling Mauna Loa CO2 Data ( ) ppm Dioxide in Carbon Ene-05 Ene-06 Ene-07 Ene-08 Ene-09 Ene-10 Ene-11 Ene-12 Time
17
18 Keeling's CO 2 Data from Mauna Loa g e (in ppm) Carb bon Dioxid data provided d by CD Keeling Time
19 Menos CO y mas pesado isotópicamente Menos CO 2, y mas pesado isotópicamente, esto es el δ 13 C/ 12 C aumenta.
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22 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C: combustibles fósiles-atmosfera f Quema de combustibles fósiles 5.9 PgC/año CO2 Biomasa secuestrada hace millones de años por enterramiento en ambientes anoxicos. C en combustibles fósiles: 6,000 PgC
23 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C: océano-atmosferaatmosfera difusión usó 70 PgC/año CO2 difusión 70 PgC/año C disuelto en el mar 39,000 PgC Las aguas frías (polos) disuelven MAS CO 2 que las aguas calientes (tropciales)!
24 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C: océano-atmosferaatmosfera El aumento en el CO2 atmosferico aumenta la presion parcial de este gas. difusión usó 70 PgC/año 22 PgC/año CO2 difusión 70 PgC/año 20 PgC/año C disuelto en el mar 39,000 PgC El océano secuestra 2 PgC/año
25 Intemperismo químico: Disolución del CO 2 y acidez del agua: H 2 O + CO 2 = H + + HCO 3 - = H 2 CO 3 Intemperismo Químico (Albita): 2NaAlSi 3 O + 2H 2 CO 3 + H 2 O = 2NaHCO 3 + 4H 4 SiO 4 + Al 2 Si 2 O 2 5(OH) 4 Carbonatos o bicarbonatos disueltos en agua
26 Pg=10 15 g Por procesos tectónicos la roca se funde liberando el CO2 El Ciclo biogeoquímico del C: rocas-ríos-océanos-rocas 0.1 PgC/año CO2 Quema de roca caliza para cemento 01P 0.1 PgC/año Carbonatos forman rocas calizas en el fondo del mar Lluvia ácida Intemperismo químico pasa el CO2 disuelto en la lluvia a carbonatos 0.6 PgC/año Las rocas secuestran 0.2 PgC/año C en rocas como carbonatos: 100,000,000 PgC
27 La velocidad de la Tectónica de Placas es un control importante: Mayor velocidad = volumen grande en la cordilleras oceánicas = mares mas someros y con aguas pobres en Mg y ricas en Ca = deposito de calcita Caso opuesto, con mares ricos en Mg y pobres en Ca se deposita Calcita alta en Mg y Aragonita.
28 Pg=10 15 g El Ciclo biogeoquímico del C 0.1,000,000
29 Ciclo biogeoquímico del Carbono Enterramiento en ambientes anoxicos Fotosíntesis Biosfera Respiración Quema combustibles fósiles Atmosfera Intemperismo químico difusión Oé Océano Vulcanismo (cemento) Precipitación it ió de carbontatos Rocas como combustibles fósiles Rocas
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31 El Ciclo biogeoquímico del C: balance Contribuciones naturales de CO2 a la atmosfera: 0.1 PgC/año (vulcanismo) Contribuciones antropogénicas de CO2 a la atmosfera: 5.9 PgC/año (quema combustibles fósiles) 0.1 PgC/año (quema roca caliza) 1.5 PgC/año (tala y cambio de uso del suelo) 7.6 PgC/año (total) Sumideros identificados Océano: 2 PgC/año (pero puede disminuir o saturarse) Biota: 2 PgC/año (pero en disminución por tala) Rocas: 0.2 PgC/año (pero en disminución por tala) = 3.3 PgC/año (balance) 4.2 PgC/año (total)
32 Pg=10 15 g Vida media del CH 4 en la atmosfera = 8 años 0.17 PgC/año Archaea Archaea Archaea Archaea Arachaea Archaea Archaea Temperatura - Presión 0.43 PgC/año = 0.6 PgC/año 1850 = 0.75 ppm a 1998 = 1.75 ppm
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34 Pg=10 15 g=billion ton
35 Fertilización? El Ciclo biogeoquímico del C: biosfera-atmosferaatmosfera CO2 En atmosfera hay 600 PgC fotosíntesis 57 PgC/año C en biosfera ,000 = 3,600 PgC (biomasa terrestre+ suelo*) = 703 PgC (biomasa marina y COD) Ccomo biomasa respiración 55 PgC/año Tala y cambio de uso del suelo Se liberan 1.5 PgC/año Biomasa secuestra 2 PgC/año *Suelo, permafrost y pantanos
36 El Ciclo biogeoquímico del C: Un océano más caliente disuleve menos CO2! océano-atmosferaatmosfera El océano se puede saturar! difusión usó 70 PgC/año 22 PgC/año CO2 difusión 70 PgC/año 20 PgC/año C disuelto en el mar 39,000 PgC El océano secuestra 2 PgC/año
37 Efectos nocivos del Calentamiento Global: Deshielo y aumento en el nivel del mar, consecuencias para ciudades y países costeros Glaciar Rhone, Swiza, 2000.
38 1.1 7
39 En 50 años 1 m, Mar adentro: 26 m
40 Efectos nocivos del Calentamiento Global: Cambio en los patrones de lluvia y climas a nivel mundial, afectando agricultura, disponibilidad de agua para ciudades, frecuencia de huracanes, Niños, etc.
41 Efectos nocivos del Calentamiento Global: Cambio en los patrones de lluvia y climas a nivel mundial, afectando agricultura, disponibilidad de agua para ciudades, frecuencia de huracanes, Niños, etc.
42 Efectos nocivos del Calentamiento Global: Cambio en los patrones de lluvia y climas a nivel mundial, afectando agricultura, disponibilidad ibilid d de agua para ciudades, frecuencia de huracanes, Niños, etc. Katrina Stan
43 Efectos nocivos del Calentamiento Global: Cambio en los patrones de lluvia y climas a nivel mundial, afectando agricultura, disponibilidad ibilid d de agua para ciudades, frecuencia de huracanes, Niños, etc. Catalina
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