ما هي مراحل دورة الكربون
مراحل دورة الكربون
ينتقل الكربون من الغلاف الجوي الى الارض والنباتات والكائنات الحية، وللكربون فوائد عظيمة، فهو يعتبر اللبنة الاساسية في تركيب العديد من العناصر الحية الهامة مثل الغلوكوز، وبنفس الوقت، عندما يكون على شكل ثاني اكسيد الكربون، يعتبر من ابرز ملوثات البيئة، ومراحل دورة الكربون تتضمن:
- التركيب الضوئي
- التحلل
- التنفس
- الاحتراق
التركيب الضوئي : تأثيرات ثاني أكسيد الكربون ليست جميعها ضارة، بل لها فوائد في عملية التركيب الضوئي، على الرغم من وجودها بكمية قليلة في الغلاف الجوي (أقل من 1%)، حيث يحصل النباتات على ثاني أكسيد الكربون من الهواء في عملية التركيب الضوئي، وبوجوده مع الماء، تقوم النباتات بإنتاج السكريات مثل الغلوكوز
التحلل : تتحلل العديد من الكائنات الحية وتموت، وهذه العملية مستمرة منذ ملايين السنين وحتى الوقت الحاضر. بعد وفاتها، تقوم البكتيريا اللاهوائية بتحليل المواد العضوية مثل الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والميثان، وبذلك يتم إعادة تدوير المواد العضوية وغير العضوية.
التنفس : عملية التنفس هي العملية المعروفة للجميع، حيث تبدأ بالشهيق لاستيعاب الأكسجين وتنتهي بالزفير والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.
لا يمكن للإنسان أن يعيش بدون عملية التنفس، حيث يحتاج جسمنا إلى الأكسجين لتحليل الأطعمة التي نتناولها عن طريق عملية التنفس الخلوي. ويمكن إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون الناتج في عملية التركيب الضوئي.
الاحتراق : تحدث هذه العملية في السيارات عندما يحترق الوقود للحصول على الطاقة، ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الذي يعتبر من ملوثات البيئة. ويمكن أن يؤدي هذا بدوره إلى زيادة تأثير البيت الزجاجي (أي الاحتباس الحراري)
يدخل الكربون في التركيب الأساسي للدهون والبروتين والكربوهيدرات
الكربون يعتبر من العناصر الاساسية لجميع اشكال الحياة على الارض وهو يعتبر مكون اساسي في صناعة العديد من المركبات مثل البروتين، الدهون، الكربوهيدرات، السكاكر، والدنا والرنا، ولا يمكن ان تقوم الحياة بدونه، وهو يعتبر جزء اساسي في عملية صناعة الغذاء او اطلاقه في التنفس، ويعتبر الكربون في حالة حركة دائمة، فهو ينتقل من شكل الى شكل اخر كما رأينا عبر التحلل، وعملية التركيب الضوئي والاحتراق والتنفس
الكربون ليس عنصراً غريباً نصادفه في حياتنا اليومية، فنراه في أشياء مثل قلم الرصاص والماس، كما يشكل 18٪ من وزن الجسم.
الكربوهيدرات هي جزيئات مركبة من الكربون والهيدروجين والأكسجين، يتكون الجزيء من ذرة كربون واحدة على الأقل مرتبطة بجزيء آخر. توجد الكربوهيدرات بأشكال متعددة مثل الأحادية السكريد والثنائية السكريد والمتعددة السكاريد، ولكل شكل كيميائي مختلف ولكن ليس هذا هو موضوع حديثنا.
يدخل الكربون دورة طويلة الامد عندما
تنقسم دورة الكربون إلى دورة طويلة المدى ودورة قصيرة المدى بناءً على مدة كل عملية
- تستغرق هذه الدورة الطويلة الأمد آلاف السنين لحدوثها، ويتم تخزين الكربون الناتج عن الدورة القصيرة الأمد لفترة طويلة قبل أن يتم إطلاقه، ويدخل الكربون في هذه الدورة عندما يتم دفن الكائنات الحية في أعماق الأرض.
- وتختلف الدورة طويلة الامد عن الدورة قصيرة الامد بانها تحدث على ملايين السنين من اجل ان تتم، وهذه العملية تختلف ايضًا بان الكربون لا يتحول فيها الى سكر، انما يتم اعادة تحويلة الى وقود مثل الفحم، وذلك عندما يتم دفن النباتات وتحللها على مدار ملايين السنين، تتحول الى هيدروكربونات.
عند تشغيل سيارتك، تذكر أنك تستخدم مصادر الكربون التي حصلنا عليها منذ ملايين السنين، وتتحرر هذه المصادر مرة أخرى إلى الهواء على شكل بخار ماء وثاني أكسيد الكربون.
يمكن بقاء ثاني أكسيد الكربون في الجو لبعض الوقت، ولكن في النهاية يتم استهلاكه عن طريق عملية التركيب الضوئي.
يدخل الكربون في دورة قصيرة الامد عندما
تتميز هذه الدورة بالزمن القصير مقارنة بالدورات ذات الأمد الطويل، وتسمى بذلك لأنها تحدث خلال عدة أيام، أو أشهر، أو حتى سنوات، حتى يتدفق الكربون من مصادره المتعددة إلى الغلاف الجوي.
وتبرز هذه الدورة أهمية الكربون في الحياة على الأرض، وتشكيل المركبات المعقدة مثل البروتينات والحمض النووي (الدي إن إيه)، وتبدأ دورة الكربون القصيرة كما يلي
- ثاني أكسيد الكربون يدخل الغلاف الجوي على شكل الكربون
- تتم عملية امتصاص ثاني أكسيد الكربون من النباتات
- تستهلك الحيوانات النباتات وبذلك تدخل ثاني أكسيد الكربون إلى نظامها
- عند تحلل جسم الحيوانات والنباتات بعد موتها، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الجو.
رسم دورة الكربون
يُعتبر الكربون عنصرًا أساسيًا للحياة على الأرض، حيث نحتاجر به في العديد من العمليات مثل عمليات الاحتراق والتركيب الضوئي وعمليات التنفس، وبالتالي فإن الحياة لا يمكن أن توجد بدون الكربون.
يتنقل الكربون من حالة الى حالة اخرى، ويتم تخزينه في العديد من المصادر، ويتنقل من مصدر الى مصدر اخر عبر العديد من العمليات مثل عملية تحلل الكائنات الحية، او حرق الوقود، او عملية التركيب الضوئي، او العملية البسيطة التي نقوم بها جميعًا في الدقيقة الواحدة حوالي عشرين مرة وهي عملية التنفس واطلاق ثاني اكسيد الكربون من الرئتين، وانتقال الكربون من مصدر لمصدر اخر يسمى بدورة الكربون.
وتشرح عملية دورة الكربون التي يتحرك فيها الكربون باستمرار من الجو إلى الأرض ثم يعود مرة أخرى إلى الجو. يتم تخزين الكربون في مصادر متعددة مثل النباتات والحيوانات، وتستخدم النباتات الكربون لتكوين الأوراق والجذور، ويتم هضم النباتات من قبل الحيوانات ويبقى الكربون فيها للنمو الخلوي. يتم تخزين الكربون في الجو على شكل ثاني أكسيد الكربون، ويتم أيضا تخزينه في المحيطات. على سبيل المثال، يستخدم المرجان الكربون في تشكيل هياكله وصدفاته، ولكن أغلب الكربون يتواجد في الصخور والمعادن والرواسب تحت سطح الأرض نتيجة لتحلل البشر والكائنات والحيوانات على مدى ملايين السنين.
نظرا لأن الغلاف الجوي هو بيئة مغلقة، فإن كمية الكربون فيه لا تتغير، وتنتقل من مكان لآخر مثل تحرير الكربون من الصخور والمحيطات والكائنات الحية في الغلاف الجوي. ويقوم البشر بدور كبير في تحرير ثاني أكسيد الكربون عبر عمليات مثل حرق الوقود الحيوي أو بناء الأراضي، ولكن ثاني أكسيد الكربون يزداد بشكل مستمر بسبب نشاطات البشر المدمرة للبيئة، ويعتبر مستوى الثاني أكسيد الكربون العالي في الغلاف الجوي هو الأكثر في ال٨٠٠٠٠٠ سنة الماضية.