בביוספרה של הפלנטה שלנו, ישנם תהליכים מורכבים רבים הנגרמים מפעילות חיונית של אורגניזמים, השפעת האדם ושינויים אבולוציוניים המתרחשים במעמקי המעיים ובעומק האוקיינוסים. העיקרי שבהם הוא מחזור הפחמן. החיים על פני כדור הארץ בלתי אפשריים בלעדיהם.
בגדול, מחזור הפחמן הוא מנגנון עולמי שאחראי להטמעה ושחרור של פחמן דו חמצני לאטמוספירה. הטמעה של פחמן ידועה לכולנו כפוטוסינתזה, והצמחים אחראים לחלק זה. שחרור/החזרה של פחמן דו חמצני מתרחש באמצעות נשיפה על ידי אורגניזמים חיים, עבודה של מפעלים תעשייתיים ותהליכי פירוק
סכימת מחזור הפחמן תאפשר לנו לייצג בצורה מלאה יותר את התהליך הזה, המורכב משני שלבים:
- הטמעה של פחמן דו חמצני (CO2) על ידי צמחים, אורגניזמים חיים מיקרוסקופיים והפיכתו לאחר מכן לתרכובות כימיות בסיסיות מורכבות יותר (שומנים, פחמימות, חלבונים).
- החזרת הפחמן הדו-חמצני לאטמוספירה באמצעות נשימה של יצורים חיים ובדרכים אחרות.
עם זאת, המחזורפחמן הוא תהליך מורכב יותר. אז, לאחר מותם של אורגניזמים, חלקם מעובדים על ידי חיידקים ובאמת חוזרים לאטמוספירה תוך זמן קצר למדי. אבל חלק מהשרידים הופכים למסה אורגנית מתה.
השרידים האורגניים האלה יהפכו בעוד כמה מאות שנים, ובסופו של דבר יהפכו לפחם, שמן או כבול. מאובנים אלו ישמשו את האדם למטרות שונות, והפחמן מהם יוחזר לאטמוספירה.
אני רוצה להתעכב בנפרד על תהליך החזרת CO2 למחזור הפחמן.
שמנים. פירוק שומנים ממקורות שונים אפשרי עקב השתתפותם בתהליך זה של מיקרואורגניזמים בעלי אנזימים שמטרתם לפצל תרכובת זו. כתוצאה מכך נוצרים גליצרול וחומצות שומן גבוהות יותר. גליצרין מתפרק לחומצה פירובית (PVA). זה, בהתאם לתנאים, יהפוך למים, חומצה או אלכוהול, ומולקולת פחמן תשתחרר לאוויר.
פחמימות. חומרים אלה הם הנשאים העיקריים של סיבים, אשר
מתעכל ומעובד רק על ידי מיקרואורגניזמים מסוימים. בתהליך עיבודו נוצר גלוקוז אשר מתחמצן כמעט על ידי כל סוגי הפטריות והחיידקים. כתוצאה מכך, הגלוקוז יתפצל למים ולפחמן דו חמצני. זו לא האפשרות היחידה. תהליך החמצון יכול להוביל ליצירת מתאן, אך עם שחרור חובה של פחמן.
בשל העובדה שכל התהליכיםאינם זהים מבחינת המהלך שלהם, ישנם שני סוגי מחזור של חומר נתון בביוספרה:
- גיאולוגי (היווצרות מינרלים) - ניתן לחשב באלפי ומיליוני שנים.
- ביולוגי (מוות וריקבון של צמחים ובעלי חיים) הוא תהליך מאוד פעיל שיכול להימשך בין מספר ימים למספר שנים.
כמובן, התיאור המובא כאן הוא שטחי מאוד ואינו משקף את כל המהות של התהליכים הכימיים והאחרים שבגללם נשמר מחזור הפחמן על הפלנטה.
