שלבי מחזור פחמן

פוטוסינתזה היא חלק חשוב ממעגל הפחמן.

פיתוח הבנה של שלבי מחזור הפחמן הוא חלק חשוב בלמידה עד כמה חשוב לבני אדם לשנות רבים מההרגלים המזיקים לסביבה שלהם. על מנת להבין היטב את ההשפעה של כריית דלקים מאובנים על המצב הנוכחי של הסביבה, יש להבין מהו מחזור הפחמן וכיצד הוא פועל.

מהו מחזור הפחמן?

הביטוי מחזור הפחמן משמש לתיאור כיצד הפחמן בסביבה זורם בין יצורים חיים, חומר אורגני ואטמוספרה. הנתיב שהפחמן עובר כשהוא עובר דרך האוויר, האדמה, הצמחים, בעלי החיים והדלקים המאובנים, מגדיר את החיים ממש כפי שאנו מכירים אותם.

• כיצד להפחית את טביעת הרגל הפחמנית שלך
• דרכים למניעת זיהום אוויר
• תמונות מהשפעות ההתחממות הגלובלית

הבנת שלבי מחזור הפחמן

מחזור הפחמן הוא בעצם תהליך דו שלבי הכולל פוטוסינתזה ונשימה. צמחים ירוקים עוברים גם פוטוסינתזה וגם נשימה. פטריות וחיות בעלי חיים רק נשימה. פחמן 'מוחזר' מצמחים ירוקים לאטמוספירה ובחזרה לצמח.

1. פוטוסינתזה

במהלך הפוטוסינתזה, צמחים ירוקים משתמשים באנרגיה קורנת כדי להמיר מים ופחמן דו חמצני לפחמימות, שהן מולקולות בעלות אנרגיה גבוהה.

2. נשימה

במהלך שלב הנשימה, הצמחים הופכים את הפחמימות בחזרה למים ולפחמן דו חמצני, ומשחררים את האנרגיה ששימשה לבניית הפחמימות. זו האנרגיה הזו שהצמח משתמש בה כדי לחיות במהלך הלילה.

בעלי חיים עוברים גם את תהליך הנשימה. כאשר בני אדם ובעלי חיים אוכלים צמחים, הפחמימות מומרות חזרה למים ולפחמן דו חמצני, שניהם מונשפים. האנרגיה המשתחררת במהלך הנשימה משמשת לייצור אדנין טריפוספט (ATP), הדרוש לתפקודם של תאים אנושיים ובעלי חיים.

מה קורה במהלך מחזור הפחמן?

בעוד שהפוטוסינתזה והנשימה מהווים בסיס למחזור הפחמן, הם אינם מציירים את התמונה המלאה של כל המתרחש במהלך התהליך. על מנת להבין את מחזור הפחמן, חשוב להבין מה קורה כשמשחרר פחמן דו חמצני וכיצד נוצרים דלקים מאובנים.

שחרור פחמן דו חמצני

כאשר צמח ירוק מת, הפחמימות בדרך כלל מתפרקות על ידי פטריות או חיידקים, שהם פירוק. הפטריות והחיידקים עוברים נשימה, מה שמאפשר להם לשחרר את הפחמן לאטמוספירה בחזרה כפחמן דו חמצני.

היווצרות דלק מאובנים

דלקים מאובנים נוצרו כצמחים ירוקים או כפרוטיסטים צמחיים (אורגניזמים חד תאיים) שעברו פוטוסינתזה ואז מתו. הם שקעו לקרקעית האוקיאנוס. חלק מהפרוטסטים נאכלו על ידי פורקים. עם הזמן אלה שלא נאכלו הפכו למה שאנחנו מכירים כדלקים מאובנים. כששכבות של חומר עשיר בפחמימות הצטברו על קרקעית האוקיאנוס, הן כוסו על ידי משקעים שנפלו לקרקעית. עם הזמן לחץ השכבות עזר להמיר את הפחמימות לשמן וגז טבעי.

פחם הוא גם דלק מאובנים שהתהווה כתוצאה משלבי מחזור הפחמן, שנוצרו כאשר צמחים מתים בביצה ולא באוקיאנוס. הסביבה של מי הביצה היא מאוד חומצית, חמה וחמצן, ויוצרת תנאים שבהם פורקים אינם יכולים לשרוד. במערכת אקולוגית זו הצטברו שכבות של חומר צמחי לא מפורק, והלחץ אילץ את הפחמימנים לאבד את אטומי המימן שלהם. התוצאה הסופית של לחץ זה לאורך זמן היא פחם אנתרציט.

מדוע מחזור הפחמן חשוב?

כשאנשים שורפים דלקים מאובנים, הפחמן שנלקח במקור מהאטמוספירה על ידי הצמחים משתחרר כפחמן דו חמצני. אטומי פחמן חדשים אינם מיוצרים ומוחדרים לאטמוספרה. אטומי הפחמן הקיימים כיום בעולם קיימים מראשית הזמן. אטומים אלה, הדרושים לקיום החיים, עדיין נמצאים כאן מכיוון שהם ממוחזרים אינספור פעמים באמצעות מחזור הפחמן. אם מחזור הפחמן כבר לא יכול לתפקד כראוי, החיים כידוע ישתנו באופן דרסטי.

השפעה על הסביבה

מדי יום, מיליוני טונות של פחמן דו חמצני לאטמוספירה מדי יום. למרבה הצער, פחמן דו חמצני הוא גז חממה. הוא סופג אור אינפרא אדום. לכן האטמוספירה יכולה לספוג יותר חום ממה שהייתה מסוגלת לאגור, מה שמביא לתופעה המכונה בדרך כלל התחממות כדור הארץ.