دورة الكربون

دورة الكربون  

    الكربون عنصر الحياة فهو اللبنة الأساسية في بناء المركبات العضوية التي تبنى منها من الخلايا وبالتالي من الكائنات الحية .ومن ثم فهو عنصر رئيسي في تركيب الكائنات الحية ولكنه ثانوي في تركيب قشرة الأرض الصخرية حتى يبلغ تركيزه 0.032% ترتيبه الرابع عشر ويعتبر البعض دورة الكربون دورة الأكسجين والهيدروجين والكربون بسبب ارتباط هذه العناصر في دورة واحدة.غير أن الأكسجين يكاد يكون موجود في دورات جميع العناصر الأخرى .
    تبدأ دورة الكربون في الطبيعة بعميلة التمثيل الضوئي فهي التي تحرك الكربون في الطبيعة لو توقفت لتوقف وجود هذا العنصر في الأشكال الأخرى الحاملة له.وفي هذه العملية يأخذ النبات غاز ثان أكسيد الكربون من الجو والضوء من أشعه الشمس والماء والتربة ليصنع منها الكربوهيدارات في مجموعة من المعادلات نجملها في المعادلة التالية:
    6CO2 + 6H2O  ___ C6H12O6 + 6O2
    وفي هذه العميلة يستهلك النبات ثاني أكسيد الكربون الجوى ويطلق الأكسجين .
    لاحظ كيف تقوم النباتات وما في حكمها من الكائنات القادرة على التمثيل الضوئي بتخليص الجو ومياه البحار وكميات من ثاني أكسيد الكربون المتزايد في الطبيعة من جراء حرق الوقود الاحفورى.




    تقوم المنتجات والمستهلكات بحرق جزء من المادة العضوية في أجسادها في عملياتها الحيوية كالتنفس مثلا فتأخذ لذلك الأكسجين الجو وتطلق CO2.وهي بهذا تغلق دورة صغيرة للكربون داخل دوراتها الكبرى وتفعل المحللات شيئا مماثلاً.
    يمكن أن تتجمع الكتلة الحية الموجودة في الكائنات البحرية الدقيقة مع رسوبيات قيعان البحار غير العميقة تحت ظروف معينة لينتج عنه البترول والغاز الطبيعي والصخور الزيتي بعد حين.ويحدث شئ مماثل في المستنقعات لتكوين الفحم الحجري مع بقايا النباتات.هذه هي مصادر الوقود الاحفورى وهى مستودع ضخم من مستودعات عنصر الكربون في الطبيعة يحرقه الإنسان في المواصلات والصناعة ليعود على الشكل CO2 إلى الجو.هذه دورة أطول كثيراً قد تستغرق عشرات أو مئات ملايين السنين.
    ثم ان CO2الجو يذوب في مياه البحار والمحيطات. وقد يعود من هذه المياه إلي الجو.يتحكم في ذلك حرارة المياه ودرجة تشبيعها به.ومن المعلوم انه يزداد ذوبان CO2كلما بردت المياه .ومن ثم فان مياه البحار والمحيطات تمثل خزانا ضخما لغاز ثاني أكسيد الكربون يساعد في إنقاص نسبته في الجو.
    تقوم مجموعة من الكائنات الحية البحرية بأخذ  CO2الذائب في الماء لتبنى أصدافها وهياكلها الصلبة كالمرجان والقواقع وغيرها كثير.تتكون هذه الأجزاء الصلبة من مادة كربونات الكالسيوم CaCO3على شكل معادن الكالسيت والاراغونيت وغيرها.
    عندما تموت تتجمع أجزاءها الصلبة تتكون الصخرة الحجرية (الكلسية) كالحجر الجيري والدولوميت التى تراها بكثرة التي منها يبنى الناس بيوتهم.ومن ثم فالصخور هذه مستودع ضخم لعنصر الكربون.




    عندما يستعمل الإنسان هذه  الصخور في الصناعة كصناعه الاسمنت أو الجير مثل تتحلل الكربونات الكالسيوم بالحرارة ليخرج CO2إلي الجو ليكمل دورة طويلة جداً تشبه دورة الكربون في توليد البترول.
    ثم إن ماء المطر بسبب حموضته اليسيرة يذيب جزء من الصخور الحجرية ويحولها إلى البيكربونات Ca(HCO3)2التي ما تلبث أن تترسب من الكربونات ويخرج غاز ثاني أكسيد الكربون إلى الجو.وعلى الرغم من بطئ هذه الظاهرة إلى أن الزمن الجيولوجي الطويل كفيل بتحرير كميات كبيرة من هذا الغاز من الصخور الجيرية.
    نضيف إلي كل ذلك ثاني أكسيد الكربون الذي يخرج من غازات البراكين من حرق الغابات الاستوائية.وكذلك غاز الميثان الذي يخرج من تحليل المادة العضوية لا هوائياً في المستنقعات وبيئات الأراضي الرطبة وزراعات الأرز وغيرها .