Озонные дыры и гибель человечества

Биосфера Земли в процессе синтеза поглощает СО₂. Углерод хранится в стволах деревьев, в почве, перегное, листве и др. Оценено, что во всей биосфере содержится около 835 Гт углерода. 90 % его сосредоточено в лесах. Однако основным источником углерода является океан. В водах Мирового океана хранятся излишки СО₂ техногенного происхождения. Незначительная часть углерода (около 600–750 Гт) содержится в верхнем слое толщиной около 75 м, который всегда хорошо перемешан. Этот слой океана называют деятельным океаном. Примерно столько же СО₂ находится в атмосфере. Основная же часть углерода Мирового океана, которая примерно в 50 раз превышает количество углерода в атмосфере, содержится в глубинном океане, ниже 75 м. Эта часть океанической воды плохо перемешивается. В глубинном океане часть углерода находится в виде бикарбонатных ионов. Примерно 1 тысяча Гт углерода здесь находится в виде растворенного органического вещества. Углерод, который содержится в неорганических осадочных месторождениях, составляет 3 × 10⁷ Гт. В органических осадочных отложениях Земли содержится 0,66 × 10⁷ Гт углерода. Тот и другой углерод находится в связанном состоянии и не участвует в углеродном цикле. Углерод содержится и в почве. Его там примерно 1–3 тысячи Гт. Основным источником его в почве является торф.

Скорость обмена углекислым газом между атмосферой, биосферой и океаном зависит от климатических условий. Так, из холодной воды деятельного (верхнего) слоя океана углекислый газ улетучивается неохотно. Он более эффективно переходит из атмосферы в эту холодную воду. Поэтому в высоких широтах преобладает поток углекислого газа из атмосферы в воды Мирового океана. В условиях теплой воды приповерхностного слоя Мирового океана, то есть в южных широтах, преобладает поток углекислого газа из океана в атмосферу. Это в том случае, если поверхностный слой воды чистый. Если же он сверху покрыт пленкой нефти, то это существенно затруднит выход углекислого газа из воды.

Обмен всем углекислым газом между глубинным океаном и верхним деятельным слоем происходит в течение примерно трехсот лет. Зато полный обмен между верхним деятельным слоем и глубинным слоем происходит очень быстро, всего за 4–6 лет. Между атмосферой и биосферой время полного обмена СО₂ составляет 33 года, а обратный полный обмен между биосферой и атмосферой происходит дольше — за 40 лет. Полный обмен СО₂ между атмосферой и деятельным верхним слоем океана происходит за 5–6 лет.