Геологический кругооборот углерода

За время существования планеты круговорот углерода менялся. Пузырьки газа в древнейших кварцитах – это следы первичной атмосферы, в которой содержание СО₂ достигало 60%. Дегазация мантии приводит к насыщению атмосферы парами воды (до 80% объема) и снижению концентрации СО₂. После охлаждения земной поверхности, которое привело к формированию гидросферы, содержание пара уменьшается, а доля СО₂ первоначально увеличивается. Позднее она вновь уменьшается, так как СО₂ растворяется в воде. В последующие геологические эпохи кругооборот углерода в системе: атмосфера – океан – земная кора, контролируют три цикла: (рис. 12):

· А – осадочный, который охватывает выветривание осадочных пород, образование новых осадков и их преобразование в новые осадочные породы;

· В – метаморфический, который включает преобразование магматических и осадочных пород, их последующее выветривание и преобразование в новые осадочные породы;

· С – магматический, который связан с процессом субдукции океанической коры и появлением новых изверженных пород.

Рис. 12. Упрощенная схема геологического цикла углерода [8 5]

Миграция компонентов: твердых – сплошные, летучих – пунктирные линии.

Основные циклы: А – выветривание; В – метаморфизм; С - субдукция

В истории Земли соотношение осадочных, метаморфических и изверженных пород, вероятно, менялось. На раннем этапе преобладали изверженные породы. Начиная с архея, возрастала доля осадочных пород, разрушавшихся при выветривании, т. е. цикл А постепенно становится основным.

Сток СО₂ из атмосферы и гидросферы связан с образованием карбонатов (известняк, мел, доломит) в мелких водоемах, а также захоронением Сорг. Решающую роль играло накопление карбонатов (Скарб). Оно примерно в 7 раз превышало накопление Сорг.