يوجد الكربون بأشكال ومواقع متعددة في الأرض ، والغلاف الجوي ، والكائنات الحية ، وتحتوي الجزيئات الرئيسية التي تشكل أجسادنا مثل البروتينات ، والكربوهيدرات ، والحمض النووي ، على الكربون كعنصر رئيسي فيها ، ويوجد الكربون بوفرة في الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون ، وهو محاصر أيضاً داخل الأرض على شكل وقود أحفوري ، ويوجد الكربون في الجزء غير الحي من الغلاف المائي ، والغلاف الجوي ، والغلاف الأرضي .
تعريف دورة الكربون
يمكن تعريف دورة الكربون بأنها العملية التي ينتقل بها الكربون من الغلاف الجوي إلى الكائنات الحية، ثمّ إلى الأرض، ثمّ إلى الغلاف الجوي مرة أخرى ، حيث تعد كمية الكربون ثابتة على الأرض وفي الغلاف الجوي ، ويعود الكربون إلى الغلاف الجوي والغلاف المائي من خلال العمليات التالية : عملية الاحتراق ، على شكل عنصر الكربون، والعديد من مركبات الكربون الأخرى . تنفس النباتات والحيوانات على شكل ثاني أكسيد الكربون . التحلل والتعفن على شكل ثاني أكسيد الكربون في حالة وجود الأكسجين ، أو على شكل الميثان، عند غياب الأكسجين .
فهم دورة الكربون في الطبيعة
تعتمد الكائنات الحية في عملية بناء أجسامها على عناصر طبيعية مثل الأكسجين والهيدروجين والكربون والفسفور والنيتروجين، تمثل نقطة ارتباط بين مكونات النظام البيئي الحية (الكائنات الحيّة باختلاف أنواعها) ومكونات النظام البيئي غير الحية (ومنها التُّربة، والمناخ، ودرجة الحموضة ، ودرجة الملوحة) . وتحصل الكائنات الحية على تلك العناصر الطبيعية بواسطة السلسلة الغذائية ، إذ تبدأ النباتات بامتصاصها من التربة أو المياه أو الهواء من خلال ما يعرف بـ”الدورات البيوجيوكيميائية” ، خاصةً أن غالبية هذه العناصر ذات منشأ أرضي ، وتتعرض لعمليات كيمياوية ثم تدخل أجسام الكائنات الحية مكونةً جسم الكائن الحي .
معلومات عن دورة الكربون العضوي
و هناك جزء من الكربون العضوي لا يمر بدورات من هذا النوع و بهذه السرعة ، إذ أنه يمكن أن يتتبع مسارا أطول ، ففي الحيوانات البحرية يدخل الكربون في تركيب الأجزاء الصلبة منها كأصداف الرخويات و ذلك على شكل كربونات الكالسيوم . و بعد مرور فترات زمنية طويلة يثبت الكربون في الصخور الجيرية من الترسبات البحرية لهذه الأصداف . كما يذوب قسم كبير من Co2 في مياه البحار و المحيطات و البحيرات الأمر الذي يمكن أن يؤدي إلى ترسيب الصخور الجيرية أي تثبيت الكربون .
وهذه الصخور تتعرض إلى عمليات التجوية الكيميائية مما يؤدي إلى عودة قسم من الكربون المثبت إلى الغلاف الجوي على شكل Co2 . كما يمكن للكربون أن يصبح محتجزاً في المركبات العضوية في الوقود الأحفوري عندما تحفظ المركبات العضوية من عمليات التحلل الهوائية . و عند احتراق هذا الوقود فإن الكربون يرجع ثانية إلى الغلاف الجوي على شكل غاز ثاني أكسيد الكربون ليعاد تدويره من جديد .
ملحوظة هامة
هناك نقطة أخرى يجب ذكرها عند دراسة الكربون بالطبيعة و هي أن معدل التحويل كالتنفس و البناء الضوئي و غيرها تتباين و تختلف من نظام بيئي لآخر . ففي المناطق الدافئة ذات الضوء الجيد 0الناطق الاستوائية) تقوم النباتات الخضراء بعملية البناء الضوئي بإنتاجية عالية الأمر الذي يؤدي إلى تنوع المستهلكات لمختلف مستوياتها ، وهذا يزيد من كمية التنوع الحيوي . و إذا قاربا ذلك بنظام بيئي بارد جاف ذي ضوء خافت فإن عملية البناء الضوئي تكون بطيئة ، و بالتالي فإن الإنتاجية بطيئة أو قليلة مما يقلل الكائنات الحية المستهلكة وهذا سيقلل من التنوع الحيوي .
تعريف دورة الكربون
يمكن تعريف دورة الكربون بأنها العملية التي ينتقل بها الكربون من الغلاف الجوي إلى الكائنات الحية، ثمّ إلى الأرض، ثمّ إلى الغلاف الجوي مرة أخرى ، حيث تعد كمية الكربون ثابتة على الأرض وفي الغلاف الجوي ، ويعود الكربون إلى الغلاف الجوي والغلاف المائي من خلال العمليات التالية : عملية الاحتراق ، على شكل عنصر الكربون، والعديد من مركبات الكربون الأخرى . تنفس النباتات والحيوانات على شكل ثاني أكسيد الكربون . التحلل والتعفن على شكل ثاني أكسيد الكربون في حالة وجود الأكسجين ، أو على شكل الميثان، عند غياب الأكسجين .
فهم دورة الكربون في الطبيعة
تعتمد الكائنات الحية في عملية بناء أجسامها على عناصر طبيعية مثل الأكسجين والهيدروجين والكربون والفسفور والنيتروجين، تمثل نقطة ارتباط بين مكونات النظام البيئي الحية (الكائنات الحيّة باختلاف أنواعها) ومكونات النظام البيئي غير الحية (ومنها التُّربة، والمناخ، ودرجة الحموضة ، ودرجة الملوحة) . وتحصل الكائنات الحية على تلك العناصر الطبيعية بواسطة السلسلة الغذائية ، إذ تبدأ النباتات بامتصاصها من التربة أو المياه أو الهواء من خلال ما يعرف بـ”الدورات البيوجيوكيميائية” ، خاصةً أن غالبية هذه العناصر ذات منشأ أرضي ، وتتعرض لعمليات كيمياوية ثم تدخل أجسام الكائنات الحية مكونةً جسم الكائن الحي .
معلومات عن دورة الكربون العضوي
و هناك جزء من الكربون العضوي لا يمر بدورات من هذا النوع و بهذه السرعة ، إذ أنه يمكن أن يتتبع مسارا أطول ، ففي الحيوانات البحرية يدخل الكربون في تركيب الأجزاء الصلبة منها كأصداف الرخويات و ذلك على شكل كربونات الكالسيوم . و بعد مرور فترات زمنية طويلة يثبت الكربون في الصخور الجيرية من الترسبات البحرية لهذه الأصداف . كما يذوب قسم كبير من Co2 في مياه البحار و المحيطات و البحيرات الأمر الذي يمكن أن يؤدي إلى ترسيب الصخور الجيرية أي تثبيت الكربون .
وهذه الصخور تتعرض إلى عمليات التجوية الكيميائية مما يؤدي إلى عودة قسم من الكربون المثبت إلى الغلاف الجوي على شكل Co2 . كما يمكن للكربون أن يصبح محتجزاً في المركبات العضوية في الوقود الأحفوري عندما تحفظ المركبات العضوية من عمليات التحلل الهوائية . و عند احتراق هذا الوقود فإن الكربون يرجع ثانية إلى الغلاف الجوي على شكل غاز ثاني أكسيد الكربون ليعاد تدويره من جديد .
ملحوظة هامة
هناك نقطة أخرى يجب ذكرها عند دراسة الكربون بالطبيعة و هي أن معدل التحويل كالتنفس و البناء الضوئي و غيرها تتباين و تختلف من نظام بيئي لآخر . ففي المناطق الدافئة ذات الضوء الجيد 0الناطق الاستوائية) تقوم النباتات الخضراء بعملية البناء الضوئي بإنتاجية عالية الأمر الذي يؤدي إلى تنوع المستهلكات لمختلف مستوياتها ، وهذا يزيد من كمية التنوع الحيوي . و إذا قاربا ذلك بنظام بيئي بارد جاف ذي ضوء خافت فإن عملية البناء الضوئي تكون بطيئة ، و بالتالي فإن الإنتاجية بطيئة أو قليلة مما يقلل الكائنات الحية المستهلكة وهذا سيقلل من التنوع الحيوي .
