دورة الكربون هي الدورة البيوجيوكيميائية التي يتم من خلالها تبادل الكربون بين الغلاف المائي والغلاف الأرضي والمحيط الحيوي والغلاف الجوي للأرض. الكربون هو المكون الرئيسي للمركبات البيولوجية وأيضًا مكون رئيسي للعديد من المعادن مثل الحجر الجيري. تشتمل دورة الكربون مع دورة المياه ودورة النيتروجين على سلسلة من الأحداث الأساسية في جعل الأرض قادرة على الحفاظ على الحياة. تصف هذه الدورة حركة الكربون أثناء إعادة التدوير وإعادة استخدامه في جميع أنحاء المحيط الحيوي. كما أنه يغطي العمليات طويلة الأجل لعزل الكربون.
تنقسم دورة الكربون العالمية إلى خزانات رئيسية مختلفة من الكربون مترابطة بواسطة مسارات التبادل.
تحدث عمليات تبادل الكربون بين الخزانات بسبب العمليات الكيميائية والجيولوجية والفيزيائية والبيولوجية المختلفة. تحتوي المحيطات على أكبر تجمع نشط للكربون بالقرب من سطح الأرض. إن تدفق الكربون الطبيعي بين الغلاف الجوي والمحيطات والنظام البيئي الأرضي والرواسب متوازن إلى حد ما من أجل أن تكون ذرات الكربون مستقرة تقريبًا بدون تأثير بشري.
أَجواء
يتكون الغلاف الجوي للأرض من شكلين رئيسيين من الكربون: ثاني أكسيد الكربون والميثان . كلا هذين الغازين يمتص ويحتفظ بالحرارة في الغلاف الجوي وهما مسؤولان جزئيًا عن تأثير الاحتباس الحراري. ينتج الميثان تأثيرًا أكبر للاحتباس الحراري لكل حجم مقارنة بثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، يوجد الميثان بتركيزات منخفضة وهو قصير العمر أكثر من ثاني أكسيد الكربون. وبالتالي ، فإن ثاني أكسيد الكربون هو أهم غازات الدفيئة بين الاثنين.
يتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بشكل أساسي من خلال عملية التمثيل الضوئي ويدخل المحيطات الحيوية والأرضية. قد يذوب ثاني أكسيد الكربون أيضًا مباشرة في المسطحات المائية (البحيرات والمحيطات وما إلى ذلك) ، وفي هطول الأمطار حيث تتساقط قطرات المطر في الغلاف الجوي. يشكل ثاني أكسيد الكربون حمض الكربونيك عند إذابته في الماء. هذا يساهم في حموضة المحيطات.
المحيط الحيوي الأرضي
يتكون المحيط الحيوي الأرضي من الكربون العضوي في جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. وهذا يشمل الأحياء أو الأموات والكربون المخزن في التربة. معظم الكربون الموجود في الغلاف الحيوي الأرضي عبارة عن كربون عضوي ، بينما يتم تخزين حوالي ثلث كربون التربة في أشكال غير عضوية مثل كربونات الكالسيوم. الكربون العضوي هو المكون الرئيسي لجميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. تستخرجه ذاتية التغذية من الهواء كثاني أكسيد الكربون وتحولها إلى كربون عضوي. تستقبل الكائنات غيرية التغذية الكربون عن طريق استهلاك الكائنات الحية الأخرى.
محيط
يمكن تقسيم المحيط إلى طبقة سطحية وطبقة مختلطة وطبقة عميقة. الطبقة السطحية هي تلك التي تلامس الغلاف الجوي بشكل متكرر. يدخل الكربون المحيط بشكل رئيسي من خلال انحلال الكربون من الغلاف الجوي. يتم تحويل جزء صغير من هذا الكربون إلى كربونات. يدخل الكربون أيضًا إلى المحيط عبر الأنهار ككربون عضوي مذاب. يتم تحويله بواسطة الكائنات الحية إلى كربون عضوي من خلال عملية التمثيل الضوئي ويمكن إما تبادله عبر السلسلة الغذائية أو ترسيبه في الطبقات الأعمق من المحيط.
ملخص
لقد تعلمنا أن:
