مخطط دورة الكربون

بالعربي/ تتحرك جميع العناصر الموجودة على الأرض ، بما في ذلك الكربون ، في دورات كجزء من نظام مغلق. لا توجد خسارة أو مدخلات من الكربون من الفضاء. يوضح مخطط دورة الكربون خطوات مختلفة في إعادة تدوير الكربون في القرن الحادي والعشرين.

الرسم البياني

يصور مخطط الكربون العالمي الذي أعدته جامعة نيو هامسفير البرك والتدفقات التي تشكل دورة الكربون. تخزن أحواض الكربون كميات كبيرة من الكربون لفترات طويلة وتكون باللون الأزرق. التدفقات هي العمليات التي تنقل الكربون من حوض إلى آخر وتكون باللون الأحمر. تتكون التدفقات من جزأين: أحدهما يزيل الكربون من الهواء والآخر يطلق الكربون الثابت مرة أخرى في صورة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

برك الكربون

تم ذكر كميات الكربون المخزنة في أحواض السباحة في Petagram of carbon (PgC) . واحد Pg يساوي مليار طن ويسمى أيضًا Gigatons (Gt).

• الصخور: يتم حبس معظم الكربون كصخور رسوبية.
• قاع المحيط: يقع ثاني أكبر تجمع للكربون تحت المحيطات على شكل ثاني أكسيد الكربون (CO2) المذاب في الماء.
• الوقود الأحفوري: ثالث أكبر تجمع للكربون هو الوقود الأحفوري ، مثل الفحم ، والليغنيت ، والغاز الطبيعي ، والنفط ، والتي تتكون من بقايا النباتات والحيوانات البرية والبحرية تحت درجة حرارة وضغط خاصين.
• سطح المحيط: يُخزن الكربون لفترة قصيرة في المياه السطحية على شكل ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء أو في أجسام النباتات والحيوانات البحرية الحية.
• البرك الأرضية : يشكل كل الكربون الذي يتراكم في الأشجار والتربة حوضًا آخر قصير المدى ، ويتم إطلاقه بعد عدة عقود أو قرون ، على سبيل المثال ، عند قطع الأشجار أو موتها.
• ثاني أكسيد الكربون: يساعد الكربون الموجود في الهواء في شكله الغازي ، وهو ثاني أكسيد الكربون ، في الحفاظ على دفء الأرض . بدون هذه الحياة كما هي لن تكون ممكنة على الأرض. هناك إضافة وامتصاص ثابتان من تجمع الكربون هذا.

إزالة الكربون في التدفقات

يتم عرض كميات الكربون التي يتم نقلها كل عام على أنها PgC سنويًا في الرسم التخطيطي. يتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء ويتم إصلاحه من خلال عمليات يومية سريعة. يكون تكوين المواد العضوية وأحواض الكربون أبطأ ويتطلب وقتًا.

• البناء الضوئي – تستخدم النباتات الخضراء ثاني أكسيد الكربون ، جنبًا إلى جنب مع الماء والطاقة من الشمس في عملية تسمى التمثيل الضوئي لتكوين سكريات بسيطة ومن ثم العناصر الغذائية التي تحتاجها النباتات.
• امتصاص المحيطات – يتم أخذ ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي واستخدامه في عملية التمثيل الضوئي في المحيطات أيضًا. هنا العوالق النباتية هي مكافئات النباتات ، التي تعتمد عليها الحياة في المحيطات. بالإضافة إلى ذلك ، يتحول ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء إلى كربونات الكالسيوم ويستخدم في أصداف وهياكل الحيوانات البحرية.
• السلسلة الغذائية – عندما تأكل الحيوانات العاشبة النباتات ، أو تأكل الحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم حيوانات أخرى ، يتم تمرير هذا الكربون على طول السلسلة الغذائية لمساعدة الحيوانات على النمو والعيش والتكاثر.
• إضافة المواد العضوية والقمامة – عندما تموت النباتات والحيوانات ، تتحلل بواسطة الميكروبات لتكوين الدبال أو المواد العضوية التي تصبح جزءًا من التربة. القمامة التي تتشكل كل عام عندما تسقط الأشجار الأغصان والأوراق ، وتعيد تدوير الكربون باستمرار إلى التربة. يستخدم هذا جزئيًا لنمو النباتات ويحافظ على دوران الكربون ، بينما يشكل الباقي كربون التربة.

تشكيل برك الكربون

تختلف كميات ثاني أكسيد الكربون المستخدمة وطول الوقت الذي تبقى فيه مخزنة ككربون ثابت باختلاف الكائنات الحية والعمليات.

• نظرًا لأن الأشجار طويلة العمر وتتراكم الكربون في جذوعها وأوراقها وجذورها ، فإنها تعمل بمثابة أحواض للكربون .
• تتراكم الكربون في التربة كمواد عضوية والجذور الميتة التي تبقى في التربة لفترة طويلة بعد موت النبات أو الشجرة ؛ توجد كميات هائلة من الكتلة الحيوية في شكل جذور حية متنامية للأشجار والمراعي في التربة. تشكل التربة بالوعة أخرى مهمة للكربون.
• تتراكم بعض أصداف وهياكل الحيوانات البحرية في قاع المحيطات لإنتاج الحجر الجيري.

تعتبر أحواض الكربون تدفقات مهمة أو عملية تؤدي في النهاية إلى تجمعات الكربون. على المدى القصير تنتج برك الكربون الأرضية ، وعلى المدى الطويل من الوقود الأحفوري والصخور.

من الأرض إلى تدفق المحيط

عندما تتدفق الأنهار إلى المحيطات فإنها تحمل معها رواسب غنية بالمواد العضوية . كما تنقل المستنقعات والفيضانات المدية الكربون في شكل مادة عضوية إلى المحيطات كل عام.

الإطلاق الطبيعي لثاني أكسيد الكربون

في دورة الكربون الطبيعية ، يتم إطلاق الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي من خلال التنفس والتحلل بشكل أساسي.

• تنفس النبات – تتنفس معظم الكائنات الحية الميكروبات والنباتات والحيوانات على الأرض. إنهم يتنفسون الأكسجين ويخرجون ثاني أكسيد الكربون عن طريق تكسير الطعام الذي تناولوه. هذا هو واحد من أقصر دورة الكربون.
• تحلل التربة وتنفسها – لا يتم تحويل جميع المواد المتحللة على الأرض إلى مادة عضوية. يتم إطلاق بعض الكربون مباشرة في الهواء على شكل ثاني أكسيد الكربون. كما تطلق الميكروبات والأحماض الأمينية الصغيرة التي تعيش في التربة ثاني أكسيد الكربون كل يوم عندما تتنفس.
• فقدان المحيط – يؤدي تنفس وتعفن النباتات والحيوانات البحرية أيضًا إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون في تجمع الكربون في الغلاف الجوي.
• البراكين – يتم إطلاق كمية صغيرة من الكربون في الغلاف الجوي عن طريق النشاط البركاني.

الأنشطة البشرية تطلق ثاني أكسيد الكربون

بالإضافة إلى التدفقات الطبيعية ، هناك العديد من الأنشطة البشرية التي تطلق الكربون الثابت مرة أخرى في الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون.

• حرق الوقود الأحفوري – يعد احتراق أحواض الكربون من الخشب أو الفحم أو الغاز الطبيعي أو البنزين للكهرباء أو التدفئة أو الطهي أو النقل إحدى الطرق الرئيسية التي يتم بها إطلاق الكربون مرة أخرى في الهواء. يستخدم العديد من الوقود الأحفوري أيضًا للأغراض الصناعية ويضيف المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي.
• تغيرات استخدام الأراضي – إزالة الغابات ، وإزالة الأراضي العشبية لإنشاء المستوطنات ، والمزارع التي تحل محل النمو الطبيعي ، واستخدام الآلات الذي يؤدي إلى انبعاثات ، لها عواقب طويلة المدى. يؤدي إلى إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى تجمع الكربون في الغلاف الجوي.

وجهات نظر مختلفة من مخططات إضافية

هناك أنواع عديدة من الرسوم البيانية لدورة الكربون وهي توفر معلومات مختلفة حول هذه الدورة الحيوية.

• دورة بسيطة : الرسم البياني من قبل بي بي سي يصور دورة كربون بسيطة. كان هذا ما بدت عليه دورة الكربون في عصور ما قبل الصناعة ، حتى قبل 150 عامًا ، عندما لم تكن كميات حركة الكربون مشكلة.
• تغير المناخ : دورة الكربون من قبل جامعة كالجاري هي تحليل تصويري لكيفية تغيير الأنشطة البشرية الحديثة للتوازن الدقيق في دورة الكربون.
• العمليات الكيميائية: تركز دورة الكربون من قبل بريتانيكا على التفاعلات الكيميائية المختلفة التي تؤثر على تدفقات الكربون وبركه ، وليس على كميات إعادة تدوير الكربون. هذه الدورة ممتعة للأشخاص الذين يريدون معرفة الأشكال المختلفة التي يوجد فيها الكربون وكيف يتغير.

باستخدام دورة الكربون

هناك زيادة بنسبة 30٪ في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، بسبب الأنشطة البشرية في الـ 150 عامًا الماضية. نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة ، فإن إضافة المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي يزيد أيضًا من تأثير الاحترار. وقد أدى ذلك إلى الاحتباس الحراري وتغير المناخ. يمكن أن يساعد فهم دورة الكربون ، وكيف وأين تقوم الأنشطة البشرية بتغييرها ، في إيجاد طرق وأساليب فعالة لمعالجة مشكلة تغير المناخ.

المصدر/ lovetoknow.comالمترجم/barabic.com