حتماً! در ادامه یک بازنویسی ساده و کامل از موضوع چرخه کربن آورده شده است:
**همه چیز درباره چرخه کربن**
کربن یک عنصر اساسی و مهم برای زندگی روی زمین است. این ماده در همه موجودات زنده، از گیاهان و حیوانات گرفته تا انسان‌ها، وجود دارد. کربن مدام در حال حرکت و تغییر شکل است و این سفر دائمی آن را “چرخه کربن” می‌نامند.
**کربن در هوا:**
کربن در هوا به شکل گازی به نام دی‌اکسید کربن (CO2) وجود دارد. گیاهان این گاز را از هوا جذب می‌کنند و با کمک نور خورشید، آن را به غذای خود تبدیل می‌کنند. این کار گیاهان به ما و سایر جانوران اکسیژن می‌دهد که برای نفس کشیدن ضروری است.
**کربن در موجودات زنده:**
وقتی ما گیاهان یا حیواناتی را که گیاه خورده‌اند می‌خوریم، این کربن وارد بدن ما می‌شود و به بخشی از وجودمان تبدیل می‌گردد. بنابراین، کربن در بدن تمام موجودات زنده ذخیره می‌شود.
**بازگشت کربن به طبیعت:**
وقتی یک موجود زنده می‌میرد، بدن آن توسط موجودات ریز تجزیه می‌شود. در این فرآیند، کربن موجود در بدنش دوباره به خاک یا هوا بازمی‌گردد. علاوه بر این، وقتی ما یا حیوانات نفس می‌کشیم، مقداری دی‌اکسید کربن به هوا پس می‌دهیم. آتش‌سوزی جنگل‌ها یا سوختن سوخت‌هایی مثل زغال‌سنگ و نفت نیز کربن ذخیره‌شده را آزاد کرده و به هوا برمی‌گردانند.
**کربن در آب و سنگ:**
مقدار بسیار زیادی کربن نیز در اقیانوس‌ها ذخیره شده است. اقیانوس‌ها مانند یک اسفنج بزرگ عمل می‌کنند و دی‌اکسید کربن هوا را جذب خود می‌کنند. بخشی از این کربن نیز در طول میلیون‌ها سال به سنگ‌ها و سوخت‌های فسیلی تبدیل شده است.
**اهمیت تعادل در چرخه کربن:**
مهم است که این چرخه در حالت تعادل باشد. فعالیت‌های انسان‌ها، مانند سوزاندن بیش از حد سوخت‌های فسیلی، باعث شده مقدار دی‌اکسید کربن در هوا به سرعت افزایش یابد. این افزایش، تعادل طبیعی چرخه کربن را به هم زده و موجب گرم‌تر شدن کره زمین شده است.
در نتیجه، چرخه کربن یک فرآیند طبیعی و پیوسته است که کربن را بین هوا، زمین، آب و موجودات زنده در گردش نگه می‌دارد و حفظ سلامت این چرخه برای ادامه حیات در سیاره ما بسیار مهم است.
چرخه کربن چیست؟
در کنار چرخه آب و چرخه نیتروژن، چرخه کربن نیز یکی از فرآیندهای مهم طبیعت است که ادامه حیات در زمین را ممکن می‌سازد. این چرخه تأثیر مستقیمی بر پدیده گرمایش زمین و اثر گلخانه‌ای دارد؛ بنابراین شناخت نحوه عملکرد آن به ما کمک می‌کند تا نقش انسان در تغییرات آب و هوایی را بهتر درک کرده و برای کاهش پیامدهای منفی آن راهکارهای مناسبی پیدا کنیم. در ادامه این مطلب، بیشتر با جزئیات چرخه کربن آشنا خواهیم شد.
چرخه کربن یک فرآیند طبیعی است که طی آن، کربن و اکسیژن به طور مداوم بین موجودات زنده، آب، خاک و هوا جابه‌جا می‌شوند. در این چرخه، انرژی و گرما ذخیره یا آزاد می‌گردد.
این چرخه به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود: چرخه سریع (کوتاه‌مدت) و چرخه کند (بلندمدت). چرخه سریع ممکن است از چند دقیقه تا چند سال طول بکشد، اما چرخه کند میلیون‌ها سال زمان می‌برد.
مهم‌ترین تفاوت این دو چرخه در مدت زمان و نحوه ذخیره‌سازی کربن است. چرخه کربن برای اولین بار توسط دو شیمیدان به نام‌های جوزف پریستلی از انگلستان و آنتوان لاووازیه از فرانسه کشف شد و سپس هامفری دیوی آن را به مردم معرفی کرد.
• چرخهٔ کند (درازمدت) کربن
مقدار بسیار زیادی از کربن، وارد چرخه‌ای بسیار آهسته و طولانی می‌شود که ممکن است میلیون‌ها سال به طول بینجامد. این کربن در طول دورانی بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال، از طریق فرآیندهای مختلف شیمیایی، میان سنگ‌ها، خاک، اقیانوس‌ها و هوای زمین جابه‌جا می‌شود.
برای نمونه، بقایای جانوران و گیاهانی که میلیون‌ها سال پیش در زیر لایه‌های گل در کف اقیانوس‌ها مدفون شدند، تحت فشار و گرمای زیاد، کربن موجود در آن‌ها به نفت خام تبدیل شده است. در هر سال، حدود ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون تُن کربن، وارد این چرخهٔ طولانی‌مدت می‌گردد.
• چرخهٔ سریع (کوتاه‌مدت) کربن
چرخه سریع یا کوتاه‌مدت کربن، به جابجایی و برگشت کربن در طبیعت — بین خاک، آب و هوا — به کمک موجودات زنده گفته می‌شود. این انتقال از راه فرآیندهایی مانند فتوسنتز، تنفس و پوسیدگی انجام می‌گیرد و ممکن است از چند دقیقه تا چند سال طول بکشد.
در هر سال حدود ۱۰۱۷ گرم (معادل هزار تا یک میلیون متریک تن) کربن در این چرخه سریع جابه‌جا می‌شود. گیاهان و فیتوپلانکتون‌ها نقش اصلی را در این چرخه بر عهده دارند. آن‌ها دی‌اکسید کربن را از هوا می‌گیرند و با استفاده از انرژی خورشید، آن را به همراه آب به قند و اکسیژن تبدیل می‌کنند. این واکنش به شکل زیر است:
C O 2 + H 2 O + E n e r g y ⟶ C H 2 O + O 2
چرخه سریع کربن کاملاً به فعالیت موجودات زنده وابسته است و با تغییر فصل‌ها کم و زیاد می‌شود. بیشترین کاهش کربن در این چرخه معمولاً در اواسط تابستان رخ می‌دهد. با رسیدن زمستان و پایان پاییز، کربنِ ذخیره‌شده در بدن موجودات زنده و بقایای گیاهان مرده، آزاد شده و دوباره به جو زمین بازمی‌گردد.
تأثیرات بشری بر چرخه کربن
از زمان شروع انقلاب صنعتی تا به امروز، فعالیت‌های انسان به طور مستقیم چرخه کربن را با افزودن کربن به هوا تغییر داده است. مهم‌ترین و مستقیم‌ترین تأثیر انسان بر این چرخه، استفاده از سوخت‌های فسیلی است که باعث می‌شود کربن ذخیره شده در زمین مستقیماً به جو کره زمین وارد شود. علاوه بر این، انسان به طور غیرمستقیم با تغییر محیط‌های طبیعی خشکی و دریاها نیز بر چرخه کربن اثر می‌گذارد.
در چند صد سال اخیر، تغییر کاربری زمین و از بین بردن پوشش گیاهی توسط انسان، باعث کاهش تنوع گونه‌های گیاهی و جانوری شده است. این موضوع فشار زیادی بر محیط‌زیست وارد کرده و توانایی طبیعت برای جذب کربن از هوا را کم کرده است.
جنگل‌ها مقدار زیادی کربن جذب و ذخیره می‌کنند، اما قطع درختان و تبدیل جنگل‌ها به زمین کشاورزی این فرآیند را مختل می‌کند. زمین‌های بدون درخت کربن بسیار کمتری در خود نگه می‌دارند و در نتیجه، مقدار بیشتری کربن در جو زمین باقی می‌ماند.
فعالیت‌های انسانی مانند آلودگی هوا، آسیب به گیاهان و خاک، شسته شدن کربن از خاک و دیگر تغییرات محیطی، کارایی طبیعت در جذب کربن از هوا را کاهش می‌دهند. هوای گرم و افزایش دی‌اکسیدکربن در جو نیز سرعت تجزیه مواد در خاک را بیشتر می‌کند و در نتیجه، کربن ذخیره شده در بقایای گیاهی سریع‌تر به صورت دی‌اکسیدکربن به هوا برمی‌گردد.
افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن در هوا، سرعت فتوسنتز در گیاهان را نیز بالا می‌برد. زیرا گیاهان برای جذب این گاز لازم نیست روزنه‌های خود را به مدت طولانی باز نگه دارند و در نتیجه آب بیشتری استفاده می‌کنند.
انسان بر چرخه کربن در اقیانوس‌ها نیز تأثیر گذاشته است. تغییرات آب‌وهوایی باعث گرم‌تر شدن آب اقیانوس‌ها شده و اکوسیستم آن‌ها را تغییر داده است. همچنین، باران‌های اسیدی و ورود فاضلاب‌های کشاورزی و صنعتی به دریاها، ترکیب شیمیایی آب اقیانوس‌ها را به میزان قابل توجهی تغییر داده است.
این تغییرات بر محیط‌های حساسی مثل صخره‌های مرجانی اثر زیادی گذاشته و توانایی اقیانوس‌ها برای جذب کربن از هوا را در مناطق مختلف کاهش داده است. نتیجه این امر، کم شدن تنوع زیستی در سراسر اقیانوس‌های جهان است.
بیشتر بخوانید: چرخه نیتروژن و نقش آن در زندگی
[1]: در علوم زمین و جغرافیا، چرخه بیوژئوشیمی به حرکت مولکول‌ها یا یک عنصر شیمیایی بین موجودات زنده (زیست‌کره) و بخش‌های غیرزنده (سنگ‌کره، هواکره و آب‌کره) گفته می‌شود. چرخه، مجموعه‌ای از تغییرات است که به نقطه آغاز بازگشته و تکرار می‌شود.
منبع: ویکی پدیا