חשיבותו של מחזור הפחמן

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

התהליך שהוא משלב על פני כדור הארץ נקרא מחזור הפחמן, תהליך חשוב במיוחד להתפתחות החיים. אכן, חשוב לקחת בחשבון כי יצורים חיים הם מורכבים ברובם מפחמן וניזונים ממנו בדרכים שונות. ללא הקמת המחזור הזה, החיים היו בלתי אפשריים על הפלנטה ומתוך כך נקודת מבט יש להבין את חשיבותו. ניתן לתפוס את מחזור הפחמן, לפיכך, ככל הפעולות הכימיות שבהן מתערב יסוד זה ובהן כל היצורים החיים הקיימים משתתפים באופן פעיל..

הוא מחזור הפחמן מתחיל ב ירקות ובכמה חיידקים פוטוסינתטיים, כאשר יש לכידה של פחמן דו חמצני מהאטמוספירה. היצורים החיים האלה לוקחים את הגז הזה כדי לייצר את שלהם מזון בשילוב עם מים ועם אנרגיית השמש. בדרך זו נוצר תהליך היוצר פחמימות ומותיר את החמצן שאנו נושמים כ"פסולת". צמחים נבלעים בתורם בחיות צרכנות מסדר ראשון, בעלי חיים שמקבלים מזה דרך פחמימות שמשמעותן אנרגיה כימית לתהליכים המטבוליים השונים שהם צריכים. לבסוף, כאשר יצורים חיים מתים, יש תהליך פירוק המתבצע על ידי אורגניזמים מיוחדים, מה שנקרא מפרקים (חיידקים ופטריות) שגורמים לפחמן שנותר בשרידים לחזור לכדור הארץ; מצד שני, בנשימה יומיומית יש סילוק מתמיד של פחמן דו חמצני ב- אטמוספירה, גז שישמש מאוחר יותר כדי שהמחזור יתחיל מחדש עם עבודת האורגניזמים מפיקים.

כפי שאנו יכולים לראות, התהליך חיוני לחיים, לתחזוקתו על כל מורכבותו. אין ספק, כפי שאנו מכירים אותו היום התחילו באורגניזמים המסוגלים לייצר את המזון שלהם, במיוחד עם ירקות. למעשה, הצמחים הם שאיפשרו במידה רבה את הרכב האטמוספירה עם יותר חמצן וכתוצאה מכך הופעה של בעלי חיים מורכבים יותר שיכלו לנשום את עצמם ולהאכיל מהפחמימות שסונתזו בתוך קומות. כל היצורים החיים מורכבים אפוא מפחמן וצריכים להאכיל מתרכובות שבהן קיים פחמן. פחמן, תרכובות שהם חייבים לצרוך מיצורים חיים אחרים או, כמו במקרה של צמחים, לסנתז בעצמם עצמם.

תרומות השינוי

הפחמן האצילי והמאוזן תמיד היטב הופיע לפני מיליוני שנים כיסוד הבסיס המושלם למבנה כל המולקולות האורגניות, מה שהופך יתכן כי, בתורם, אלה אורגנו בצורה כזו שהם הולידו חיים, לא רק כתוצאה מהתכונות המסוימות שיש לאלמנט זה, אלא גם גם כתוצר של זמינותו כמשאב טבעי, אשר נשמר לאורך זמן באמצעות יכולתו של פחמן לשמש למגוון פונקציות ותגובות כימיות, נוכחות בכל אחד מהמדיה הקיימת ובמצבים הבסיסיים ביותר של החומר, תופעה המאפשרת שימוש והחזרה שלו קבוע מחזורית.

אורגניזמים חיים, המורכבים ברובם מבנית מחומרים אורגניים, שקועים בדינמיקה המתמדת של טרנספורמציות שחווה פחמן בתוך המחזור שלו, כחלק מהתוצרים השיוריים שהושלכו על ידי יצורים חיים, שניהם אורגני כאי-אורגני, או כחזרה מוחלטת לסביבה של כל המרכיבים שהרכיבו את הפרט לאחר מותו והתהליכים המתאימים לו. הִתפָּרְקוּת. עובדה זו אפשרה, לאורך כל קיומם של החיים על פני כדור הארץ, את האפשרות לקבל את הכמות הדרושה של פחמן לקונפורמציה של כל מינים, אשר יחד עם הזמינות הרבה של יסוד זה גם מבחינת כמותו, אפשרו את הגדלת האוכלוסיות של כל המינים ובכל אחד מהמינים. ביומות.

אנרגיה שימושית

מהתרכובות האורגניות שהצטברו מתחת לאדמה על ידי פירוק יצורים חיים במשך אלפי שנים, האנושות הצליחה להשיג מגוון גדול של מוצרים, ובמיוחד, מקור האנרגיה שעליו נשמרה התקדמותה במאה וחצי האחרונות של היסטוריה, מייצרת גם תלות אנרגטית וגם כלכלית שלא היה קל להיפטר ממנה, למרות כל המאמצים והפרויקטים לקראת יישום דרכי חיים וטכנולוגיות פחות מזהמות, שבאמצעותן ניתן להפחית את התערבות האדם בסביבה. מחזור הפחמן.

השימוש בדלקים מאובנים, כפי שכונו ביחד חומרים המתקבלים מנפט, הביא ל התאוששות מסיבית ומרחיבה של פחמן אל פני השטח, מהשלב האיטי ביותר במחזורו, מעמקי כדור הארץ ומחומרים ב מצב משתנה, ובכך מגדיל בפתאומיות את אינדקס הפחמן הקיים בשלבים הישירים ביותר של המחזור שלו, מה שייצג כמות ניכרת חוסר איזון של אותו, ולכן, של כל שאר הדינמיקה היבשתית, למרות השימוש התעשייתי והטכנולוגי הרב שפותח סביב האלמנט הזה.

של נשימה וגזים אחרים

האטמוספירה היא גם רזרבה חשובה של פחמן, שכן כחלק מהמחזור הביוגאוכימי שלה היא מתחברת עם חמצן ליצירת פחמן דו חמצני במצב גז. לתרכובת זו יש מקורות מרובים באמצעות: 1) נשימה אירובית של יצורים חיים; 2) תהליכי בעירה; 3) גזי מעיים שמקורם בתהליכי העיכול שלהם; 4) פליטת גזים שיוריים מתהליכים תעשייתיים; 4) שחרור גזים על ידי תהליכי פירוק של חומר אורגני.

כפי שניתן לראות בעין בלתי מזוינת, רוב האירועים מהם מתקבל פחמן דו חמצני מציגים פגיעות גבוהה של ניתנים לשינוי בפעולה. האדם, כפי שזה קורה מאז תחילת העידן התעשייתי, מגדיל יותר ויותר את כמות הגז הזה הקיים באטמוספירה, אשר מייצר תוצאה ישירה של העלייה באפקט החממה הרגיל שהשכבה הזו מספקת לנו, עקב האטימות האטמוספירית שעודף הפחמן הזה מייצר, והופכת ל- בעיה בראש סדר העדיפויות שתיפתר במהלך השנים הקרובות ובצורה המיידית והיעילה ביותר האפשרית, אם אתה באמת רוצה להפוך את ההשפעות של שינויי האקלים גרמנו

הפניות

בנימין, ג'יי. A., & Masera, O. (2001). קיבוע פחמן לנוכח שינויי האקלים. עץ ויערות, 7(1), 3-12.

גלרדו, ג'יי. פ., ומרינו, א. (2007). מחזור הפחמן והדינמיקה של מערכות יער.

להנינגר, א. (1977). בִּיוֹכִימִיָה. מהדורה 2. העיר הוואנה, קובה. אנשי מערכת וחינוך.

מתיוס, סי. et al. (2005). בִּיוֹכִימִיָה. מהדורה שלישית. מדריד, ספרד. פירסון-אדיסון ווסלי.

סוטלו, ר. ד., מוראטו, מ. יו. R., & Pinillos-Cueto, E. M. (2008). אחסון פחמן. Veracruz Coffee Agroecosystems: מגוון ביולוגי, ניהול ושימור, 223-233.

וילה, סי. (1996). ביולוגיה. מהדורה 8. מקסיקו. מקגרו-היל.