مقارنة بين دورة الماء ودورة الكربون

كتابة: Aml Elforqan آخر تحديث: 29 ديسمبر 2021 , 20:54

الفرق بين دورة الماء ودورة الكربون

تعد دورة الماء ودورة الكربون كلاهما عبارة عن دورات في نظام البيئة، حيث يطلق عليهما اسم دورة البيوجيوكيميائية، وهذا يعني أنها مواد، وهذه المواد تتحرك بين أجزاء حيوية تمثلها (الكائنات الحية) و اللاأحيائية ويمثلها (الغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي) الموجودين في كوكب الأرض، وكلا منهم عبارة عن دورات مغذية، حيث يحدث لهم الانتقال للعناصر الغذائية (الماء والكربون).

وبذلك فإن مقارنة دورة الماء ودورة الكربون تتركز في أن:

  1. الماء يمر بعملية تسمى عملية التبخر.
  2. أما الكربون ينتقل أي إنه ينتقل من الكائنات الحية إلى الغلاف الجوي.
  • أولاً دورة المياه

_ يمكن تعريف دورة الماء بأنها الدورة التي يصبح فيها الماء الموجود على سطح المحيط والأنهار والبحيرات، بحيث يصير بخار ماء، ويتحول من ماء في شكله المعروف من خلال أشعة الشمس وذلك من خلال عملية تسمى عملية التبخر، ليصبح بخار ماء.

_ يمكن أن يصبح الثلج والجليد أيضًا بخار ماء من خلال عملية تسمى التصعد، حيث يدخل بخار الماء إلى الغلاف الجوي من النباتات عن طريق عملية يطلق عليها العلماء اسم عملية النتح.

_ يبرد بخار الماء عندما يرتفع عالياً في الغلاف الجوي ويتحول إلى قطرات من الماء من خلال عملية تسمى عملية التكثيف.

عندما تصبح قطرات الماء وتتحول إلى بلورات من الجليد الثقيلة جدًا، هذا يجعلها لا يمكن أن تبقى في الهواء، فإنها في هذه الحالة تسقط على الأرض مثلها مثل المطر والثلج وأنواع أخرى من التساقط.

_ مناطق مياه الأنهار والبحيرات والمحيطات تشهد حالة من التبخر عاليًا، تلتقط الغابات والمستنقعات الكثير من الكربون من الغلاف الجوي وتقوم بتخزينه ، كما أن المحيطات في الكرة الأرضية تفعل ذلك ولكن بشكل مؤثر.

_ تتسبب السحب في هطول الأمطار في جميع أنحاء العالم، كما يتسبب هطول الأمطار الغزيرة في هطول الأمطار بشكل متكرر في المناطق ذات الجبال الكبيرة بالأخص.

_ عندما يسقط المطر، تقوم التربة بامتصاص المطر كما تسمح أيضًا بتصريف المياه، يمكن أن تبقى هذه المياه في التربة مخزنة، ثم تتدفق إلى الأنهار أو البحيرات وفي البحر، أو يمكن أن تبقى مصل البرك على السطح، وتقابل المياه نوعان من التربة في رحلتها وهما:

  1. التربة القابلة للنفاذ التربة ذات القوام الرملي تسمح لهطول الأمطار بالتجفيف بسرعة كبيرة عبر التربة.
  2.  التربة غير النفاذة تتسبب التربة الطينية في تصريف المياه ببطء عبر التربة، بينما لا تسمح بعض أنواع التربة والصخور بأي تصريف للمياه على الإطلاق.
  • ثانياً دورة الكربون

_ من خلال عملية التمثيل الضوئي، يتم سحب ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء لإنتاج الغذاء المصنوع من الكربون والمؤدي إلى نمو النبات.

_ ينتقل الكربون من النباتات إلى الحيوانات، وينتقل الكربون الموجود في النباتات إلى الحيوانات التي تأكلها.

_ ينتقل الكربون من النباتات والحيوانات إلى التربة، حيث تموت النباتات والحيوانات وتتحلل أجسامها وأخشابها وأوراقها مما يؤدي إلى وصول الكربون إلى الأرض.

_ ينتقل الكربون من الكائنات الحية إلى الغلاف الجوي، وتتخلص الحيوانات والنباتات من غاز ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية تسمى عملية التنفس، بينما يتنفس البشر ثاني أكسيد الكربون (CO2).

_ ينتقل الكربون من الوقود إلى الغلاف الجوي عند حرق الوقود، والوقود الأحفوري من محطات الطاقة والسيارات والشاحنات، وسرعان ما يدخل معظم الكربون إلى الغلاف الجوي على صورة غاز ثاني أكسيد الكربون.

_ أخيرًا، ينتقل الكربون من الغلاف الجوي إلى المحيطات، ثم يذوب الكربون في الماء.

_ الكتلة الحيوية يتم تخزين كميات كبيرة من الكربون في الكتلة الحيوية الخشبية، جزء آخر ينتهي في النهاية كمواد عضوية في نفايات أرض الغابات وفي التربة، يمكن أن تنتج التغييرات في كمية الكربون المخزنة في الغابات عن مجموعة متنوعة من التأثيرات البشرية والطبيعية، منها على شكل ألوان وتعبر هذه الألوان عن مدلولات بيئية وعلمية وهذه هي الألوان:

  • الأخضر كتلة حيوية عالية، تخزين أكبر للكربون
  • الأصفر كتلة حيوية منخفضة، تخزين أقل للكربون

الانبعاثات الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون هي انبعاثات ناتجة عن الحرق الذي يحدث للوقود الأحفوري وصناعة مهمة هي صناعة الأسمنت، والتي تشمل ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء استهلاك الوقود الصلب والسائل والغاز. [1]

الفرق بين دورة الماء والكربون والنيتروجين

_ الدورات الرئيسية الثلاث للنظام البيئي هي دورة الماء ودورة الكربون وهما ما سبق بيانهم، أما الدورة الثالثة فهي دورة النيتروجين، هذه الدورات الثلاث التي تعمل بشكل متوازن هي المسؤولة عن نقل النفايات وتجديد النظام البيئي بالمغذيات اللازمة لاستمرار الحياة ، إذا أصبحت أي من هذه الدورات الثلاث غير متوازنة لأي سبب، فإن التأثيرات على النظام البيئي يمكن أن تكون كارثية بحسب العلماء. [2]

  • أولاً دورة حياة الكربون 

فإن الحياة النباتية للنظام البيئي، تقوم بعملية التمثيل الضوئي، تأخذ النباتات الطاقة من الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء وتنتج الكربوهيدرات والأكسجين.

بالنسبة لدورة حياة النيتروجين حيث يوجد معظم النيتروجين الموجود في النظم البيئية كغاز نيتروجين، يتكون ما يقرب من ثمانية وسبعون من الغلاف الجوي للأرض من النيتروجين.  

  • ثانياً دورة حياة النيتروجين 

الموجود في الغلاف الجوي مستقر ولا يتحد بسهولة مع العناصر الأخرى، البرق لديه طاقة كافية تحويل النيتروجين إلى نترات، وهو شكل من أشكال النيتروجين يمكن استخدامه في الحياة النباتية.

  • ثالثاً دورة حياة المياه 

تبدأ دورة المياه مع هطول الأمطار، تتبخر مياه البحيرات والأنهار والمحيطات في الغلاف الجوي، تتجمع أبخرة الماء، في الظروف المناسبة، لتشكل السحب، في النهاية، تتكثف هذه الأبخرة وتصبح مطرًا أو شكلًا آخر من أشكال هطول الأمطار.

معادلة دورة الكربون

المعادلة الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي هي 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2.

لا تستطيع الكائنات الحية صنع الكربون الخاص بها، فكيف يتم دمج الكربون في الكائنات الحية، في الغلاف الجوي، يكون الكربون على شكل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2).  يذكر أن النباتات والكائنات المنتجة الآخرى يلتقطون ثاني أكسيد الكربون ويحولونه إلى جلوكوز (C6H12O6) من خلال عملية التمثيل الضوئي، ثم عندما تأكل الحيوانات النباتات أو الحيوانات الأخر، فإنها تكتسب الكربون من تلك الكائنات. [3]

أوجه التشابه بين دورة الماء والكربون

هناك خصائص مشتركة بين دورة الماء ودورة الكربون ، كما أن هناك أيضاً تشابه بين كل من دورة الماء ودورة الكربون، ويمكن بيانها فيما يلي:

  • تتكون دورة الكربون بشكل طبيعي من جزأين، دورة الكربون الأرضية والمائية.
  • تستخدم النباتات الأرضية ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي لتوليد الأكسجين الذي يحافظ على حياة الحيوانات، تولد النباتات المائية أيضًا الأكسجين، لكنها تستخدم ثاني أكسيد الكربون من الماء.
  • كلاهما يتضمن مواد سائلة تسقط على الأرض من الغلاف الجوي.
  • كلاهما ينطوي على نقل المواد بين الحيوانات والنباتات والأرض.
  •   كلاهما ينطوي على نقل المواد بين الأرض والفضاء الخارجي. [4]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
error: