۳-۱-۵-۲ چرخه کربن

چرخه کربن (شکل۱۴-۳) یکی از انواع چرخه­های بیوژئوشیمیایی گازی است زیرا منبع اصلی آن دی­اکسیدکربن موجود در اتمسفر می­باشد.

اگرچه دی­اکسید کربن فقط ۳% درصد حجم اتمسفر را اشغال کرده است ولی کربن مهمترین عنصر در بدن موجودات زنده است که به طور منظم بین بخش زنده و غیرزنده در تبادل است.کربن ماده­ای اساسی در ساختمان جهان آلی است.این عنصر در همه انواع مواد آلی از زغال سنگ و نفت تاDNA که نقش مهمی  در فرایندهای کروموزومی دارد، دیده می­شود.کربن خالص را در ترکیبات معدنی از قبیل گرافیت و الماس یتوان یافت.کربن در طبیعت عمدتا با اکسیژن و هیدروژن ترکیب میشود وبا چرخه این دو عنصر پیوند شدیدی دارد.

کربن به صورت چندین ترکیب مختلف در اتمسفر وجود درد که از مهمترین انها می­توان به گاز کربنیک(CO_۲)و سپس به متان(CH_۴) اشاره کرد.

در مواردی که گاز کربنیک در آب حل می­شود(مثلا در آب باران)،نوعی اسید ضعیف به نام اسید کربنیک(H_۲CO_۳) به وجود می­آید که در هوازدگی سنگ­های سطحی اهمیت دارد.

دروازه ورود کربن به چرخه­های زیستی، فتوسنتز است.شدر فرایند فتوسنتز گاز کربنیک،هیدروژن و اکسیژن به کمک انرژی نور خورشید با یکدیگر ترکیب و قند به وجود می­آید که به واسطه آن نیز ترکیبات مختلف آلی ساخته می­شود.قسمت اعظم ذخیره کربن در طبیعت در بافت­ها و پیکره درختان ذخیره شده است و در مقابل فعل و انفعالات تنفسی، تخمیری و احتراقی

بازگشت گاز کربنیک به جو را تامین می­کند.اما برگشت کربن به هوا از طریق تنفس کمتر از میزان کربنی است که در فتوسنتز از هوا گرفته می­شود.در واقع پس از مرگ موجودات زنده،کربن بدن آنها را سایر موجودات زنده اکسیده می­کنند و کربن به چرخه خود ادامه می­دهد.موادآلی (اغلب گیاهی) که دفن گردیده­اند، در نهایت بین لایه­های رسوبی فشرده می­شوند و به صورت زغال سنگ دگرگون می­شوند.

امروزه وقتی این زغال سنگ­ها را استخراج نموده و می­سوزانیم،کربنیرا آزاد می­کنیم که شاید روزی بخشی ازDNA یک دایناسور بوده است.

اقیانوس دومین مخزن بزرگ در چرخه کربن است.در این جا مقدار کربن محلول و موجود در رسوبات کف،۵۵ برابر مقدار آن در اتمسفر است.مقدار کربن موجود در خشکی که در خاک ذخیره شده دو برابر مقدار اتمسفر است.زمان متوسط ایست کربن در خاک تقریبا۲۵ تا۳۰ سال، در اتمسفر ۳ سال و در اقیانوس ۱۵۰۰ سال است. چرخه کربن بین موجودات زنده و اتمسفر قسمت عمده این عنصر را تشکیل می­دهد به طوری که تقریبا ۱۵ درصد کربن اتمسفر سالانه در فتوسنتز گرفته و در تنفس آزاد می­شود.

منبع:» خلاصه ای از کتاب اکولوژی تالیف دکتر محمد رضا اردکانی انتشارات دانشگاه تهران چاپ پانزدهم