אנו מסבירים מהו מחזור הפחמן וממה מורכב המעגל הביו-גיאוכימי הזה. כמו כן, החשיבות שיש לזה לחיים.
מהו מחזור הפחמן?
מחזור פחמן ידוע בתור א מעגל ביוגיאוכימי החלפה של חוֹמֶר (במיוחד תרכובות המכילות פחמן) בין ה ביוספירה, הפדוספרה, ה גיאוספרה, ה הידרוספירה וה אַטמוֹספֵרָה של ה כדור הארץ. הוא התגלה על ידי המדענים האירופים ג'וזף פריסטלי ואנטואן לבואזיה, ויחד עם מים וחנקן, הוא חלק מהמחזורים המאפשרים את קיימות החיים על הפלנטה שלנו.
מאז פחמן (C) הוא מרכיב מפתח עבור חַיִים ועבור רוב התרכובות האורגניות המוכרות, הוא מעורב במספר רב חומרים ממקור אורגני (ואנא-אורגני), בהעברה רציפה המאפשרת שימוש חוזר בו ו מִחזוּר, מחזיק את רמות האלמנט האמור באיזון גלובלי.
פחמן בעולם קיים בצורות ואזורים שונים: במאגרי הפחמן המינרליים מתחת לאדמה, בצורת פחמן אנאורגני המומס במי הפחמן. יָם, ב פחמן דו חמצני באטמוספרה (תוצר של פליטות געשיות או נשימה של יצורים חיים), בתהליכי פירוק של חומר אורגני בביצות ובארצות אחרות.
בגדול, מלאי פחמן הם: פחמן אטמוספרי, התוכן בגוף של יצורים חיים בביוספרה (כולל יצורים ימיים ומימיים), פחמן מומס במי ים ומושקע בקרקעית אוקיינוסים, ומרבצי המינרלים של ה קרום כדור הארץ, לרבות הפקדות של נֵפט ואחרים פחמימנים.
מסלולי ההחלפה בין פיקדונות אלו הם:
- התהליכים של תְסִיסָה ופירוק. הפיקדונות הגדולים של חומר אורגני עשירים בפחמן ו אורגניזמים שחיים מפירוק והתמרה של החומר האמור, השגת אנרגיה בתמורה ושחרור גזים לאטמוספירה כגון מתאן (CH4) או CO2.
- ה נְשִׁימָה וה פוטוסינתזה. יחד עם תהליכים מטבוליים ביוטיים אחרים, תהליכים אלו משחררים ולוכדים פחמן דו חמצני מהאטמוספירה, בהתאמה, כתוצר לוואי או כקלט של המסלולים הביוכימיים שלהם. פחמן ב-CO2 נספג על ידי צמחים ומשתחרר יחד עם קיטור מים במהלך נשימה של בעלי חיים.
- חילופי הגז באוקיינוס. המים באוקיינוסים מתאדים על ידי פעולת השמש, כפי שנקבע על ידי ה מחזור מים. בתהליך זה, אדי המים המופקים ומשתחררים לאטמוספירה מקדמים גם את חילופי הגזים בין האטמוספרה לאוקיינוס, מה שמאפשר לפחמן להתמוסס במים, שם הוא מקובע על ידי פלנקטון פוטוסינתטי.
- תהליכי שקיעה. הן ביבשה והן בים, עודפי הפחמן בחומר האורגני המתפרק, שאינו נלכד ומעובד על ידי צורות חיים מתפרקות, ייערם וישקע בקרקעית האוקיינוסים או בשכבות השונות של קרום כדור הארץ, שם הוא יוצר מאובנים, מרבצי פחמימנים או משקעים תגובתיים.
- בעירה טבעית או ביד האנושות. יש לקחת בחשבון תהליכים תעשייתיים אנושיים ושריפות יער ספונטניות במחזור הפחמן, שכן הם אחראים לעלייה השנתית של הפחמן באטמוספרה, בדמות גזי חממה. זה נובע משריפה דלקים מאובנים, לשחרור גזים אורגניים המיוצרים על ידי התעשייה האנושית, או לפליטות וולקניות טבעיות בסופו של דבר.
כל התהליכים הללו מתרחשים בו זמנית ומהווים מחזור איזון עדין, המאפשר לפחמן להסתובב בסביבות שונות וכחלק מחומרים בעלי אופי שונה מאוד. הפרעה במעגל זה פירושה התרוששות של אזורים חיוניים רבים ואולי, סוף החיים כפי שאנו מכירים אותם.