Koloběh vodíku
Koloběh vodíku je biogeochemický cyklus, při němž se uhlík vyměňuje mezi biosférou, litosférou, hydrosférou a atmosférou.
K anaerobní fermentaci organických látek na CO2 a metan dochází díky souhře různých biochemických reakcí, procesů a mikroorganismů. Jeden z těchto mnoha procesů je označován jako "mezidruhový přenos vodíku". Tento proces byl popsán jako nedílná symbióza mezi některými organismy z domény archaea, produkujícími metan (metanogeny) a nemetanogenními anaerobními organismy. Při této symbióze nemetanogenní organismy rozkládají organickou látku a vyrábějí, mezi jinými také vodík (H2). Tento vodík je poté využit metanogeny a pomocí metanogeneze je konvertován na metan.
Jednou z důležitých charakteristik mezidruhového přenosu vodíku je fakt, že koncentrace H2 jsou v mikrobiogenním prostředí velmi nízké. Udržení nízkých koncentrací je důležité, protože anaerobické fermentační procesy se stávají postupně termodynamicky nepříznivé s nárůstem parciálního tlaku vodíku. Klíčovou odlišností ve srovnání s ostatními biogeochemickými cykly je fakt, že vodík může, díky své nízké molekulové váze opustit atmosféru Země.
Existují teorie, které říkají, že k tomu úniku vodíku docházelo ve velké míře v minulosti a způsobilo to nevratnou oxidaci Země.[1]
Význam pro globální klima
H2 je stopový, sekundární skleníkový plyn, který narušuje odbourávání metanu. H2 interaguje s hydroxylovými radikály (•OH) a redukuje je na H2O (vodu). •OH radikály, které by typicky oxidovaly metan v následující reakci jsou odebrány, pokud nejprve interagují s H2 v atmosféře.
Hlavní složky
Zdroje
- Metanogenní a non-metanogenní oxidace uhlovodíků
- Průmysl a fosilní paliva
- Spalování biomasy
- Fixace dusíku
- Oceány
Propady
- Oxidace hydroxylovými radikály
- Mikrobiální aktivity půdy
Atmosféra
Do koloběhu vodíku přispívají významně jak biologické, tak abiotické procesy. Největším zdrojem přírodního H2 jsou atmosferické fotochemické procesy disociace uhlovodíků a mikrobiální produkce H2. Biologické procesy jsou dominantním propadem atmosferického H2. [2][3]
Odkazy
Reference
- ↑ CATLING, David C.; ZAHNLE, Kevin J.; MCKAY, Christopher P.. Biogenic Methane, Hydrogen Escape, and the Irreversible Oxidation of Early Earth. Science. 2001-08-03, roč. 293, čís. 5531, s. 839–843. PMID: 11486082. Dostupné online [cit. 2017-01-10]. ISSN 0036-8075. DOI:10.1126/science.1061976. PMID 11486082. (anglicky)
- ↑ PARKIN, Alison. Understanding and Harnessing Hydrogenases, Biological Dihydrogen Catalysts. Příprava vydání Peter M. H. Kroneck, Martha E. Sosa Torres. [s.l.]: Springer Netherlands (Metal Ions in Life Sciences). Dostupné online. ISBN 9789401792684, ISBN 9789401792691. DOI:10.1007/978-94-017-9269-1_5. S. 99–124. (anglicky) DOI: 10.1007/978-94-017-9269-1_5.
- ↑ IANNOTTI, E. L.; KAFKEWITZ, D.; WOLIN, M. J.. Glucose Fermentation Products of Ruminococcus albus Grown in Continuous Culture with Vibrio succinogenes: Changes Caused by Interspecies Transfer of H2. Journal of Bacteriology. 1973-06-01, roč. 114, čís. 3, s. 1231–1240. PMID: 4351387 PMCID: PMC285387. Dostupné online [cit. 2017-01-10]. ISSN 0021-9193. PMID 4351387.
Externí odkazy
| Koloběhy - biogeochemické cykly |
|---|
| Koloběh uhlíku - Koloběh vodíku - Koloběh dusíku |
| Koloběh kyslíku - Koloběh fosforu - Koloběh síry - Koloběh vody - Antropogenní cykly škodlivých látek |
