Naturalnymi źródłami tlenku siarki($\text{IV}$), emitowanego do atmosfery, są:

• wybuchy wulkanów – kiedy magma przebywa na dużych głębokościach, cząsteczki ${\text{SO}}_2$ są w niej uwięzione, dopiero jej przemieszczanie się ku kraterowi prowadzi do powstawania pęcherzyków tego gazu. Obecność pęcherzyków sprawia, że magma staje się lżejsza – im bliżej powierzchni Ziemi, tym więcej gazów znajduje się w magmie. Szybki wzrost stężenia gazów to jedna z przyczyn erupcji wulkanicznych, podczas których na powierzchnię Ziemi wylewa się lawa, a gazy są uwalniane do atmosfery.

R14wRibQbMDnU

Zdjęcie przedstawiające gęste, ciemnoszare kłęby dymu unoszące się nad wulkanem. Niebo spowite jest szarymi chmurami, u podnóża wulkanu znajduje się las, wzdłuż którego biegnie droga.

• ErozjaerozjaErozja gleb i skał – w wyniku całego szeregu różnych procesów wietrzeniowych minerały siarczanowe, które występują w glebach lub w miejscach występowania złóż tych minerałów, mogą ulegać rozpadowi, a powstałe w ten sposób niewielkie cząstki materii unoszą się do atmosfery, reagując z tlenem i wodą.

R1Uwz77Z6QklG

Zdjęcie przedstawiające jasnoszarą wysuszoną glebę, która jest popękana z przesuszenia. Z gleby wyrasta jedna mała roślina.

• Pożary lasów – w wyniku pożarów dochodzi do uwalniania węgla oraz siarki, magazynowanej w tkankach roślinnych m.in. w postaci tlenków.

RD9uzvIFyTNwJ

Zdjęcie przedstawiające pożar lasu liściastego. Kilka z drzew zajął wysoki ogień. Pomiędzy drzewami unosi się dym.

• Rozkład materii organicznej – procesy te przyczyniają się do przenikania związków chemicznych (w tym związków siarki) do atmosfery.

Tlenek siarki($\text{IV}$) w powietrzu atmosferycznym może zostać utleniony do tlenku siarki($\text{VI}$). Ten zaś, w połączeniu z wodą tworzy kwas siarkowy($\text{VI}$), będący główną przyczyną kwaśnych opadów. Również sam tlenek siarki($\text{IV}$) może reagować w powietrzu z wodą, tworząc kwas siarkowy($\text{IV}$), który także może wchodzić w skład kwaśnych opadów.

Należy jednak podkreślić, że na obszarach uprzemysłowionych, emisja tlenku siarki($\text{IV}$) i związane z nią kwaśne opady, są wywołane głównie działalnością człowieka (m.in. spalaniem paliw kopalnych i produkcją przemysłową).

Emisja tlenków azotu: $\text{NO}$ oraz ${\text{NO}}_2$, podobnie jak ma to miejsce z tlenkami siarki, może zachodzić w wyniku zjawisk naturalnych – w ten sposób powstaje blisko $95\%$ tlenków azotu, rozprzestrzenianych równomiernie na całej kuli ziemskiej.

Wysokie stężenia tych gazów, występujące lokalnie, są jednak efektem nie tych, naturalnie występujących procesów, ale wynikiem działalności człowieka. Tlenki azotu są poważnym zagrożeniem dla organizmów żywych.

Do wspomnianych naturalnych źródeł tlenków azotu ${\text{NO}}_x$ w powietrzu atmosferycznym należą:

• wyładowania elektryczne;

RXLFyGadpb6TH

Zdjęcie przedstawiające nocne zachmurzone niebo, które rozświetlają wyładowania elektryczne, to jest błyskawice.

• wybuchy wulkanów;

R1bNPUXlkRCoF

Zdjęcie przedstawiające dymiący wulkan, ujęcie z góry.

• burze piaskowe;

R1bBsFAgrK4Ob

Zdjęcie przestawiające burzę piaskową, która nadciąga zza budynku. Burza zasłania większą część nieba.

• aktywność bakterii;

R18PxUFi1sfp5

Zdjęcie przedstawiające dłonie osoby trzymającej w nich dwie szalki Petriego z pożywką, na której rozwinęły się kolonie bakterii.

• pożary lasów.

RPNNEf9r2upmy

Zdjęcie przedstawiające palącą się ściółkę leśną.

Tlenek węgla($\text{IV}$) jest jednym ze stałych składników powietrza, jednak występuje w nim w śladowych ilościach (ok. $\mathrm{0,04}\%$). Mimo to odgrywa ważną rolę m.in. w procesie fotosyntezy oraz w dynamice efektu cieplarnianego. Tereny leśne przechowują $86\%$ napowierzchniowego węgla i $73\%$ węgla glebowego.

Tlenek węgla($\text{IV}$), zawarty w atmosferze, rozpuszcza się w kroplach deszczu i jest obecny w wodzie opadowej. Wody podziemne również zawierają tlenek węgla($\text{IV}$). Wody mineralne o dużej zawartości tlenku węgla($\text{IV}$) są nazywane szczawami (${\text{CO}}_2>1000 \frac{\text{mg}}{{\text{dm}}^3}$). Oceany natomiast zawierają więcej tlenku węgla($\text{IV}$) niż atmosfera – działają one jak duże pochłaniacze tlenku węgla($\text{IV}$) i magazynują około jednej trzeciej ${\text{CO}}_2$, uwalnianego w wyniku działalności człowieka.

Ciekawostka

Tlenek węgla($\text{IV}$) jest głównym składnikiem atmosfery Wenus i Marsa. Atmosfera Wenus składa się z $\mathrm{96,5}\%$ masowych tlenku węgla($\text{IV}$). Duża zawartość tlenku węgla($\text{IV}$) jest jedną z głównych przyczyn bardzo silnego efektu cieplarnianego, czego efektem jest temperatura na powierzchni – ok. $480°\text{C}$.

Rn4YICDZax8Nz

Zdjęcie przedstawiające Marsa. Planeta ma jasnobrązowy kolor, miejscami szarawy. Na jednym z jej biegunów znajduje się biała czapa zestalonego tlenku węgla cztery.

Tlenek węgla($\text{IV}$) stanowi również ponad $90\%$ masy marsjańskiej atmosfery. W pobliżu biegunów Marsa tlenek węgla($\text{IV)}$ zestala się w zimie, tworząc czapy polarne.

Para wodna, która powstaje w wyniku parowania wody lub sublimacji lodu, odgrywa bardzo ważną rolę w atmosferze Ziemi – kształtuje pogodę i klimat, jest także najpowszechniejszym z gazów cieplarnianych.

R10VxjwGOKfew

Zdjęcie przedstawiające mgłę spowijającą las iglasty znajdujący się na pagórkowatym terenie.

Tlenek wodoru – czyli po prostu woda – to najbardziej rozpowszechniony tlenek niemetalu w przyrodzie. Występuje w hydrosferze, litosferze i atmosferze.

RjgTwf5rNuAL4

Zdjęcie przedstawiające usypane w kopiec ziarenka jasnego piasku, którego składnikiem jest krzemionka.

Występuje na powierzchni Ziemi jako kwarc – minerał będący składnikiem wielu rodzajów skał i piasku. Tlenek krzemu($\text{IV}$) jest związkiem chemicznym bardzo rozpowszechnionym w skorupie ziemskiej i stanowi ok. $50\%$ jej masy (z uwzględnieniem wszystkich minerałów, w których strukturze ten tlenek występuje).

RZ9oOIqLaz9RZ

Mapa Polski przedstawiająca złoża piasku, które obecne są na całym terenie północnej i środkowej części kraju, a także w północnych częściach województwa dolnośląskiego, opolskiego, śląskiego podkarpackiego oraz w części województwa świętokrzyskiego i na północy województwa lubelskiego.

Tlenek krzemu($\text{IV}$) jest składnikiem wielu skał:

• magmowych (granitów, granodiorytów, pegmatytów);

• osadowych (piasków, żwirów, piaskowców, zlepieńców);

• tamorficznych (gnejsów, łupków, kwarcytów).

• Tlenek żelaza($\text{III}$) ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$ – hematyt;

• Tlenek żelaza($\text{II}$) żelaza($\text{III}$) ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4$ – magnetyt.

Hematyt jest tlenkiem żelaza na $\text{III}$ stopniu utlenienia (zawartość żelaza wynosi $70\%$ masowych). Jest minerałem pospolitym. Czasem tworzy własne złoża, ale jednak najczęściej występuje jako minerał rozproszony, który barwi skały na odcienie czerwieni po bordowy (np. ryolity).

Występuje w Górach Świętokrzyskich, w Karkonoszach, w Tatrach, w Kotlinie Kłodzkiej i w Górach Kaczawskich. Można go również zidentyfikować w wielu glebach tropikalnych, ponieważ nadaje im czerwonawe zabarwienie.

Ciekawostka

Hematyt występuje także na Marsie, nadając charakterystyczne zabarwienie „Czerwonej Planecie”.

RD7Q7R4dmasKR

Zdjęcie przedstawiające czerwonawą powierzchnię skalną, która barwę zawdzięcza zawartości hematytu.

Magnetyt jest mieszanym tlenkiem żelaza o całkowitej zawartości masowej żelaza $\mathrm{72,4}\%$. Atomy żelaza, w tym tlenku, występują na $\text{II}$ i $\text{III}$ stopniu utlenienia. W Polsce minerał ten występuje w skałach magmowych (gabro, bazalt) na Dolnym Śląsku. Obecny jest w niewielkich ilościach niemal we wszystkich glebach.

Rx1B3WKhF5qzV

Tlenek żelaza(<math aria‑label="dwa">II) Zdjęcie przedstawiające tlenek żelaza(<math aria‑label="dwa">II) w postaci czarnego proszku, który to znajduje się na szkiełku zegarkowym. Tlenek żelaza(<math aria‑label="dwa">II)
^{Źródło: domena publiczna, dostępny w internecie: www.wikipedia.org.}

Rw6ro9nqrHq2K

Tlenek żelaza(<math aria‑label="trzy">III) Zdjęcie przedstawiające tlenek żelaza(<math aria‑label="trzy">III) w postaci czerwono‑brązowego proszku rozsypanego na białej powierzchni.Tlenek żelaza(<math aria‑label="trzy">III)
^{Źródło: Benjah‑bmm27, domena publiczna, dostępny w internecie: www.wikipedia.org.}

R1EKqkqeJEbPD

Zdjęcie przedstawiające magnetyt. Minerał z grupy tlenków żelaza, który tworzy ośmiościenne kryształy w postaci bipiramidy, które są połyskliwe i mają ciemnoszary lub czarny kolor.

R11iXm9HKEiCS

Zdjęcie przedstawiające gabro. Skała o nieregularnej strukturze w kolorze ciemnoszarym, miejscami białawym.

R1Fw8K468G601

Mapa Polski przedstawiająca złoża gabro na terenie Polski, które występują jedynie na obszarze na południowy zachód od Wrocławia.

R188Jy2DXuzlO

Zdjęcie przedstawiające kawałek bazaltu. Skała ma ciemnoszarą barwę i drobną strukturę krystaliczną. Miejscami na jej powierzchni występują rzadko rozmieszczone białe fragmenty.

R1TIharM3AbDn

Mapa Polski przedstawiająca obszary występowania złóż bazaltu na terenie Polski, które to znajdują się na południe od Wrocławia, na północ od Bogatynie, a także w okolicach Legnicy.

Tlenek tytanu($\text{IV}$) reprezentowany jest przez minerały: anataz oraz rutyl, który stanowi bardzo pospolity, szeroko rozpowszechniony składnik większości skał magmowych i metamorficznych. Duże kryształy rutylu spotykane są w pegmatytach, sjenitach oraz amfibolitach.

Złoża amfibolitu w Polsce występują głównie na Dolnym Śląsku.

R1FPAZuWOWM5Q

Mapa Polski przedstawiająca obszary występowania amfibolitu na terenie Polski. Są to obszary na południowy zachód od Wrocławia, okolice Kłodzka oraz Jeleniej Góry.

Tlenek glinu reprezentowany jest przez minerał o nazwie korund. Jego cechą charakterystyczną jest twardość – w skali Mohsaskala Mohsaskali Mohsa klasyfikuje się na $\text{9}$ stopniu, tuż przed diamentem.

RTbCNtRGilV8b

Ilustracja przedstawiająca skalę twardości Mohsa. Po lewej stronie strzałka skierowana w dół z napisem "wzrost twardości", przy której zapisano wartości od jednego na górze do dziesięciu na dole. Po prawej stronie strzałki znajdują się nazwy minerałów, z których najtwardszy stanowi diament, a jego twardość w skali Mohsa wynosi $10$, znajduje się na samym dole ilustracji. Na skali od góry $1$ w skali Mohsa posiada talk, biały połyskliwy minerał daje się zarysować z łatwością paznokciem. Dalej $\mathrm{}$ w skali Mohsa ma gips, ciemnoszary minerał daje się zarysować paznokciem. Wartość równą trzy charakteryzuje szary minerał kalcyt, który daje się zarysować z łatwością miedzianym drutem. Dalej na skali przy wartości wynoszącej $4$ znajduje się fluoryt, minerał tworzący przeźroczyste, zielone kryształy daje się zarysować z łatwością ostrzem noża. $5$ w skali Mohsa charakteryzuje apatyt, szarawy minerał daje się zarysować z trudem ostrzem noża. Następnie przy wartości $6$ w skali Mohsa znajduje się ortoklaz, brązowo‑szary minerał daje się zarysować stalą. Przy wartości wynoszącej $7$ znajduje się kwarc, szarawy minerał, trudno jest zarysować stalą. Dalej $8$ w skali Mohsa odpowiada topazowi, który z łatwością rysuje szkło. Przy wartości równej $9$ w skali Mohsa znajduje się korund, który tnie szkło, daje się zarysować jedynie diamentem. Przy wartości wynoszącej $10$ występuje diament, który rysuje korund i daje się zarysować tylko innym diamentem.

Spotykany jest w wielu skałach magmowych i metamorficznych oraz okruchowych. Jest minerałem dość pospolitym, a w formie dużych kryształów ma znaczenie jubilerskie. W Polsce występuje na Dolnym Śląsku.

Słownik

Bibliografia

IDUB w AGH: konferencja prezentująca tematykę, wyniki badań i postępy w realizacji grantów uczelnianych w POB‑ach, Akademia Górniczo‑Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, online: home.agh.edu.pl, dostęp: 30.11.2021.

Zmiana Klimatu 2021. Podstawy fizyczne. Podsumowanie dla Decydentów, online: naukaoklimacie.pl, dostęp: 30.11.2021.