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 اكسيد الكربون ليست ضارة جميعها، بل له فائدة في عملية التركيب الضوئي، بالرغم من كميته القليله في الغلاف الجوي (اقل من 1%) تحصل النباتات على ثاني اكسيد الكربون من الهواء بعملية التركيب الضوئي، ومن خلال وجوده مع الماء تقوم بصناعة السكاكر مثل الغلوكوز

التحلل :

تتحلل الكثير من الحيوانات، وتموت، وهذه العملية قائمة منذ ملايين السنين والى وقتنا الحالي، بعد موتها، تقوم البكتريا اللاهوائية بتحليل المواد العضوية مثل الجلوكوز الى ثاني اكسيد الكربون والميثان، وبهذه العملية يحدث اعادة تدوير للمواد العضوية وغير العضوية.

التنفس :

عملية التنفس هي العملية التي نعرفها جميعنا، التي تبدأ بالشهيق للحصول على الاكسجين وتنتهي بالزفير والتخلص من ثاني اكسيد الكربون.

لا يستطيع الانسان ان يعيش بدون هذه العملية، لان جسمنا بحاحة الى الاكسجين من اجل تحليل الاطعمة التي نتناولها عبر عملية تسمى التنفس الخلوي، اما ثاني اكسيد الكربون المطروح، فيمكن استعماله مجددًا في عملية التركيب الضوئي.

الاحتراق

: هذه العملية تحدث في السيارات، تنجم عن حرق الوقود من اجل الحصول على الطاقة، واطلاق ثاني اكسيد الكربون الذي يعتبر من ملوثات البيئة، وهذا الامر يمكن ان يؤدي بدوره لزيادة تأثير البيت الاخضر (اي الاحتباس الحراري) [1]

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

والكربون ليس عنصر غريب نصادفه في حياتنا اليومية، بل يمكن ان نشاهده في قلم الرصاص مثلًا او في الماس، كما ان 18% من وزن الجسم يتركب من الكربون.

على سبيل المثال الكربوهيدرات هي جزيئات تتركب من الكربون، الهدروجين، الاكسجين بمعدل ذرة كربون واحدة مرتبطة مع جزيئ ما، وتتوافر الكربوهيدرات في العديد من الاشكال، مثل احادية السكريد، ثنائية السكريد ومتعددة السكاريد، ولكل منها شكل كيميائي مختلف لسنا بصدد الحديث عنه. [5] [6]

يدخل الكربون دورة طويلة الامد عندما

يتم تقسيم دورة الكربون الى دورة طويلة الامد ودورة قصيرة الامد بناءً على مدة العمليتين

الدورة طويلة الامد تستغرق الاف السنين كي تحدث، والكربون الناجم عن الدورة قصيرة الامد يخزن لفترة طويلة قبل ان يتم تحريره، ويدخل الكربون في هذه الدورة عندما يتم دفن الكائنات الحية في اعماق الارض.
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.

عندما تقوم بتشغيل سيارتك، تذكر انك تقوم باستعمال مصادر الكربون التي حصلنا عليها منذ ملايين السنين، وهذه المصادر تتحرر مجددًا الى الهواء على شكل بخار ماء وثاني اكسيد الكربون.

يمكن ان يبقى ثاني اكسيد الكربون في الهواء لفترة، لكن في النهاية، يتم استهلاكه عبر عملية التركيب الضوئي. [1] [2]

يدخل الكربون في دورة قصيرة الامد عندما

هذه الدورة تحدث في فترة قصيرة من الزمن مقارنةً بالدورة طويلة الامد، وتسمى بهذا الاسم، لأنها تستغرق فقط عدة ايام، او اشهر، او حتى سنوات، من اجل ان يتدفق الكربون عبر مصادره المتنوعة، ويدخل فيها الكربون عندما يكون في الغلاف الجوي.

وهذه الدورة تبرز اهمية الكربون للحياة على الارض، وتشكيل الجزيئات المعقدة مثل البروتينات والدنا، وتبدأ دورة الكربون القصير بما يلي

يدخل الكربون الى الغلاف الجوي على شكل ثاني اكسيد الكربون
يتم امتصاص ثاني اكسيد الكربون من النباتات
تستهلك الحيوانات النباتات، وبالتالي تقوم بادخال ثاني اكسيد الكربون في نظامها
بعد ان تموت الحيوانات والنباتات، تتحلل اجسامهم ويتم اعادة اطلاق ثاني اكسيد الكربون في الجو. [2]

رسم دورة الكربون

الكربون يعتبر عنصر اساسي للحياة على الارض، ونحتاج له من اجل الكثير من العمليات مثل الوقود، وعملية التركيب الضوئي وعملية التنفس، وبالتالي لا يمكن ان توجد حياة 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.

وتصف دورة الكربون العملية التي تتحرك فيها ذرات الكربون باستمرار من الغلاف الجوي الى الارض ثم تعود مجددًا الى الغلاف الجوي، ويتم تخزين الكربون في العديد من المصادر مثل النباتات والحيوانات، ويتم استعمال الكربون من قبل النباتات من اجل تركيب الاوراق والجذور، وبعدها يتم هضم النباتات من قبل الحيوانات فيبقى الكربون فيها وتقوم باستعماله للنمو الخلوي. اما في الغلاف الجوي، يتم تخزين الكربون على شكل ثاني اكسيد الكربون، ويتم تخزينه ايضًا في المحيطات، فمثلًا يستعمله المرجان من اجل تشكيل الهياكل والاصداف، لكن معظم الكربون يتواجد في الصخور والمعادن والرواسب تحت سطح الارض الناتج عن تحلل البشر والكائنات والحيوانات منذ ملايين السنين.

وبما ان الغلاف الجوي هو بيئة مغلقة، فإن كمية الكربون فيه لا تتغير، وتنتقل من مكان لاخر مثل تحرير الكربون من الصخور والمحيطات والكائنات الحية في الغلاف الجوي، ويلعب البشر دورًا كبيرًا في تحرير ثاني اكسيد الكربون عبر عمليات مثل حرق الوقود الحيوي او بناء الاراضي، لكن ثاني اكسيد الكربون في ازدياد مستمر بسبب نشاطات البشر المدمرة للبيئة، وتعتبر كميته المرتفعة اكثر من اي وقت اخر في ال800000 سنة الماضية. [3] [4]