کاربن ایک ضروری عنصر ہے جو تمام جانداروں میں پایا جاتا ہے۔ یہ کائنات کا چوتھا سب سے زیادہ پایا جانے والا عنصر ہے اور بہت سے کیمیائی مرکبات کا ایک اہم جزو ہے، بشمول کاربن ڈائی آکسائیڈ ( \(CO_2\) )، میتھین ( \(CH_4\) )، اور نامیاتی مالیکیول جو کہ زندگی کی بنیاد ہیں۔ زمین
کاربن مختلف شکلوں میں موجود ہوسکتا ہے، بشمول ٹھوس، مائع اور گیس۔ اس کی گیسی حالت میں، کاربن عام طور پر مرکبات جیسے کاربن ڈائی آکسائیڈ ( \(CO_2\) ) اور میتھین ( \(CH_4\) ) میں پایا جاتا ہے۔ یہ گیسیں زمین کے ماحول اور عالمی آب و ہوا میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔
کاربن ڈائی آکسائیڈ ایک بے رنگ گیس ہے جس میں قدرے تیزابی ذائقہ اور بدبو ہوتی ہے۔ یہ کاربن پر مشتمل مواد جیسے جیواشم ایندھن اور لکڑی کے دہن کے ساتھ ساتھ جانداروں کے سانس کے ذریعے پیدا ہوتا ہے۔ \(CO_2\) ابال اور دیگر کیمیائی رد عمل کی پیداوار بھی ہے۔
\(CO_2\) زمین کے گرین ہاؤس اثر میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے، ماحول میں گرمی کو پھنسانے اور اس طرح سیارے کے درجہ حرارت کو برقرار رکھتا ہے۔ تاہم، انسانی سرگرمیوں سے حد سے زیادہ \(CO_2\) کا اخراج گلوبل وارمنگ اور موسمیاتی تبدیلی کا باعث بن رہا ہے۔
میتھین ایک طاقتور گرین ہاؤس گیس ہے، جو 100 سال کی مدت میں \(CO_2\) سے تقریباً 25 گنا زیادہ طاقتور ہے۔ یہ کوئلہ، تیل اور قدرتی گیس کی پیداوار اور نقل و حمل کے دوران جاری کیا جاتا ہے۔ میتھین کا اخراج مویشیوں اور دیگر زرعی طریقوں سے بھی ہوتا ہے اور میونسپل ٹھوس کچرے کی لینڈ فلز میں نامیاتی فضلہ کے اخراج سے بھی۔
کاربن سائیکل عمل کا ایک سلسلہ ہے جس کے ذریعے کاربن مرکبات ماحول میں باہم تبدیل ہوتے ہیں۔ اس چکر میں \(CO_2\) کا ماحول سے فوٹو سنتھیس کے ذریعے جانداروں میں شامل ہونا شامل ہے۔ جب پودے اور جانور مر جاتے ہیں تو گلنے سڑنے والے ان کے جسم کو توڑ دیتے ہیں، کاربن کو سانس اور کشی کے عمل کے ذریعے \(CO_2\) کی شکل میں فضا میں واپس چھوڑ دیتے ہیں۔ کاربن کا کچھ حصہ مٹی اور سمندروں میں بھی ذخیرہ کیا جاتا ہے، جو کاربن ڈوب کا کام کرتا ہے۔
فوٹو سنتھیسس وہ عمل ہے جس کے ذریعے سبز پودے اور کچھ دوسرے جاندار سورج کی روشنی کو \(CO_2\) اور پانی سے کھانے کی ترکیب کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ اس میں سورج کی روشنی اور کلوروفیل کی موجودگی میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کو گلوکوز اور آکسیجن میں تبدیل کرنا شامل ہے۔ فتوسنتھیس کے لیے مجموعی کیمیائی مساوات کو اس طرح پیش کیا جا سکتا ہے:
\(6CO_2 + 6H_2O + \textrm{ہلکی توانائی} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
دوسری طرف، سانس وہ عمل ہے جس کے ذریعے جاندار آکسیجن اور گلوکوز کو پانی، \(CO_2\) اور توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ سیلولر تنفس کی مساوات بنیادی طور پر فتوسنتھیس کا الٹ ہے:
\(C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \textrm{توانائی}\)
انسانی سرگرمیوں، خاص طور پر جیواشم ایندھن کے جلانے اور جنگلات کی کٹائی نے زمین کی فضا میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کی سطح میں نمایاں اضافہ کیا ہے۔ \(CO_2\) کی سطح میں یہ اضافہ گلوبل وارمنگ اور موسمیاتی تبدیلی کا بنیادی محرک ہے۔ کاربن کے اخراج کو کم کرنے کی کوششوں میں قابل تجدید توانائی کے ذرائع کا استعمال بڑھانا، توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانا، اور \(CO_2\) کو جذب کرنے کے لیے درخت لگانا شامل ہیں۔
\(CO_2\) کی پیداوار کو ظاہر کرنے کے لیے ایک تجربہ سرکہ (ایسٹک ایسڈ) کو بیکنگ سوڈا (سوڈیم بائی کاربونیٹ) کے ساتھ ملا کر کیا جا سکتا ہے۔ ان مادوں کے درمیان کیمیائی عمل کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس پیدا کرتا ہے:
\(CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2\)
یہ تجربہ بصری طور پر ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح \(CO_2\) ایک سادہ کیمیائی رد عمل کے ذریعے پیدا ہوتا ہے اور اسے غبارے یا کسی اور کنٹینمنٹ کے طریقے سے پکڑا جا سکتا ہے۔
کاربن فوٹ پرنٹ کو کم کرناکاربن فوٹ پرنٹ کو کم کرنا، جو کہ کسی فرد، تنظیم، یا مصنوعات کے ذریعے براہ راست یا بالواسطہ طور پر پیدا ہونے والے کل کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کا حوالہ دیتا ہے، موسمیاتی تبدیلیوں کو کم کرنے کے لیے بہت ضروری ہے۔ توانائی کی کھپت کو کم کرنے، عوامی نقل و حمل کا استعمال، ری سائیکلنگ، اور کم گوشت کا استعمال جیسے آسان اقدامات \(CO_2\) اخراج کو کم کرنے میں معاون ثابت ہو سکتے ہیں۔
کاربن سیکوسٹریشن ماحول کو پکڑنے اور ذخیرہ کرنے کا عمل ہے \(CO_2\) ۔ یہ قدرتی عمل کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ جنگلات اور سمندروں میں فوٹو سنتھیس، یا مصنوعی طریقوں سے، جیسے کاربن کیپچر اینڈ اسٹوریج (CCS) ٹیکنالوجی۔ CCS میں صنعتی اور توانائی سے متعلق ذرائع سے اخراج \(CO_2\) حاصل کرنا، اسے ذخیرہ کرنے والی جگہ پر منتقل کرنا، اور اسے وہاں جمع کرنا شامل ہے جہاں یہ فضا میں داخل نہیں ہوگا، عام طور پر گہری ارضیاتی شکلوں میں۔
کاربن، اپنی مختلف شکلوں میں، زمین کے ماحولیاتی نظام میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے، خاص طور پر اس کی گیسی حالت میں \(CO_2\) اور \(CH_4\) ۔ یہ گیسیں زمین کے گرین ہاؤس اثر کے لیے لازمی ہیں، جو کرہ ارض کو زندگی کو برقرار رکھنے کے لیے کافی گرم رکھتی ہیں۔ تاہم، انسانی سرگرمیوں نے قدرتی کاربن سائیکل کو نمایاں طور پر تبدیل کر دیا ہے، جس سے گرین ہاؤس گیسوں کی ضرورت سے زیادہ سطح اور گلوبل وارمنگ میں اضافہ ہوا ہے۔ ماحول میں کاربن کے کردار کو سمجھنا اور کاربن کے اخراج کو کم کرنے کے لیے اقدامات کرنا زمین کی آب و ہوا کو برقرار رکھنے اور آنے والی نسلوں کی فلاح و بہبود کو یقینی بنانے کے لیے بہت ضروری ہے۔
