دورة الكربون في الطبيعة
يوجد الكربون بأشكال ومواقع متعددة في الأرض ، و
الغلاف 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 و
الهيدروجين
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 .