कार्बन चक्र

कार्बन चक्र, जीवमंडल में कार्बन का संचलन। यह घटनाओं की एक जटिल श्रृंखला है। इसकी सबसे महत्वपूर्ण कड़ी हैं, हरे पौधों द्वारा फोटोसिंथेसिस की प्रक्रिया में हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को आत्मसात करना और श्वसन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड की वायुमंडल में वापसी के साथ-साथ पौधों पर फ़ीड करने वाले जानवरों के शरीर के अपघटन के दौरान।

मौलिक कार्बन निरंतर गति में है। हरे पौधों में प्रकाश संश्लेषण द्वारा सबसे पहले गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को सरल शर्करा में परिवर्तित किया जाता है। वे टूट जाते हैं (श्वसन के दौरान) और शरीर को ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, और CO2 फिर से वायुमंडल में वापस आ जाती है। पौधे खाने वाले जानवर भी चयापचय के दौरान शर्करा को परिवर्तित करते हैं और CO2 छोड़ते हैं। भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं वैश्विक स्तर पर कार्बन संतुलन को प्रभावित करती हैं: कार्बन चक्र से हटा दिया जाता है जब यह कोयला, तेल और गैस जैसे जीवाश्मों में जमा हो जाता है। इसके विपरीत, जब इन ज्वलनशील पदार्थों को जलाया जाता है तो बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में छोड़ी जाती है।

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देखें कि "कार्बन चक्र" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

कार्बन चक्र- एक प्रक्रिया जो पारिस्थितिक तंत्र के भीतर हवा (और पानी) पर्यावरण (सालाना 6 7% CO2) से CO2 के प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों की खपत से शुरू होती है। कार्बन का एक हिस्सा तब फाइटोमास के साथ जानवरों और सूक्ष्मजीवों में आता है। सभी एरोबिक जीवों के साथ ... ... पारिस्थितिक शब्दकोश

कार्बन चक्र- - एन कार्बन चक्र जीवमंडल में कार्बन का चक्र, जिसमें पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करते हैं जिनका उपभोग पौधों और जानवरों द्वारा किया जाता है, और कार्बन …… तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

कार्बन चक्र- एंगल्स सिक्लस स्टेटस के रूप में टी sritis एकोलोजिजा ir aplinkotyra apibrėžtis Biogeocheminis ciklas, apimantis vairius cheminius, fizinius, geologinius ir biologinius procesus, kuriais anglis juda emės biosferoje, hidrosferojeir atmosferoje, geosferojeir एकोलोजिजोस टर्मिन, ऐस्किनामासिस odynas

कार्बन चक्र, जीवित प्राणियों की दुनिया और वातावरण, समुद्र, मीठे पानी, मिट्टी और चट्टानों की अकार्बनिक दुनिया के बीच कार्बन की चक्रीय गति। यह सबसे महत्वपूर्ण जैव-भू-रासायनिक चक्रों में से एक है, जिसमें कई जटिल प्रतिक्रियाएं शामिल हैं,... कोलियर इनसाइक्लोपीडिया

ऑक्सीजन चक्र, वातावरण और महासागरों के बीच ऑक्सीजन का आदान-प्रदान, जानवरों और पौधों की प्रक्रियाओं के बीच, और रासायनिक दहन। पृथ्वी पर ऑक्सीजन के नवीनीकरण का मुख्य स्रोत प्रकाश संश्लेषण है, ... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

पदार्थों का चक्र- पदार्थों का संचलन। पृथ्वी का पदार्थ! नूह का प्रांतस्था स्थित है। निरंतर गति I nii, विभिन्न कारणों से, | भौतिक से जुड़े रसायन पदार्थ के गुण, | ग्रहीय, भूवैज्ञानिक, भौगोलिक | स्किमी और बायोल। पृथ्वी की स्थिति। इस… … बिग मेडिकल इनसाइक्लोपीडिया

पृथ्वी पर पदार्थों का चक्र प्रकृति में पदार्थ के परिवर्तन और गति की एक आवर्ती प्रक्रिया है, जो कमोबेश चक्रीय है। पदार्थों के सामान्य संचलन में व्यक्तिगत प्रक्रियाएं होती हैं (पानी, गैसों, रसायनों का संचलन ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

ऑक्सीजन चक्र- एक प्रक्रिया जो पादप प्रकाश संश्लेषण के दौरान पारिस्थितिक तंत्र के बायोकेनोटिक वातावरण में ऑक्सीजन की रिहाई से शुरू होती है। फिर आंतरिक चक्र के माध्यम से ऑक्सीजन पौधों सहित (श्वसन के दौरान) एरोबिक जीवों में प्रवेश करती है। इसका एक हिस्सा खर्च किया जाता है ... पारिस्थितिक शब्दकोश

पृथ्वी पर, प्रकृति में पदार्थ के परिवर्तन और गति की बार-बार होने वाली प्रक्रियाएं, कम या ज्यादा स्पष्ट चक्रीय प्रकृति होती हैं। इन प्रक्रियाओं में एक निश्चित आगे की गति होती है, क्योंकि तथाकथित चक्रीय के साथ ... ... महान सोवियत विश्वकोश

व्यक्तिगत रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों के परिवर्तन और गति की एक दोहरावदार चक्रीय प्रक्रिया। पृथ्वी के विकास के पूरे इतिहास में हुआ और वर्तमान समय में भी जारी है। रचना में हमेशा एक निश्चित विचलन होता है और ... ... भौगोलिक विश्वकोश

पुस्तकें

• कार्बन चक्र और जलवायु, बोरिसेंकोव ई.पी., कोंड्रैटिव के.या.. समीक्षित आधुनिकतमसिस्टम वायुमंडल में कार्बन चक्र का अध्ययन - महासागर - जीवमंडल, साथ ही साथ सीओ 2 और अन्य ग्रीनहाउस गैसों की बढ़ती सांद्रता का प्रभाव ...

प्रकृति में कार्बन चक्र

कार्बन हमारे ग्रह का सबसे महत्वपूर्ण तत्व है, हालांकि यह पृथ्वी पर ऑक्सीजन से 49 गुना कम और सिलिकॉन से 26 गुना कम है। यह तत्व बहुतायत तालिका में 15वें स्थान पर है।
(पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में)। प्रकृति में कार्बन का मूल्य, हालांकि, विभिन्न भू-मंडलों में स्थित उसके परमाणुओं की संख्या पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि तत्व के परमाणु के गुणों और भू-रासायनिक प्रतिक्रियाओं में इसकी भागीदारी पर निर्भर करता है।

आकृति (देखें पी। 2) प्रकृति में कार्बन परिवर्तन के मुख्य चक्रों को दर्शाती है, जो वातावरण में, जैव-, हाइड्रो- और स्थलमंडल में होती है। यह आंकड़ा अपनी शक्तिशाली तकनीक वाले व्यक्ति द्वारा इस प्रक्रिया में सक्रिय हस्तक्षेप के तथ्य को भी दर्शाता है। अलग-अलग दिशाओं में इंगित करने वाले तीर सशर्त रूप से वायुमंडल में कार्बन के प्रवेश के पथ और वायुमंडल से इसके अवशोषण के विपरीत पथों को इंगित करते हैं। आइए नजर डालते हैं इन रास्तों पर।

कार्बन जीवित जीवों का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। आत्मसात जैसी महत्वपूर्ण जीवन प्रक्रिया इसके परिवर्तन से जुड़ी है - एक पौधे द्वारा वातावरण से कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ 2) का अवशोषण और बाद में कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और अन्य कार्बनिक पदार्थों का निर्माण। यह प्रक्रिया ऊर्जा द्वारा संचालित होती है सूरज की किरणें(हरे पौधों के क्लोरोफिल की मदद से) और रासायनिक बंधों की ऊर्जा के रूप में पौधों में इसके संचय की ओर जाता है।

पृथ्वी पर जीवन के विकास की वर्तमान अवधि में, हरे पौधे सालाना भारी मात्रा में कार्बन बांधते हैं - लगभग 1.5 10 11 टन। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि पृथ्वी पर पौधों के जीवन की उपस्थिति से पहले, पृथ्वी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बहुत अधिक थी। अभी से वातावरण, और यहाँ तक कि मुक्त ऑक्सीजन भी नहीं थी, क्योंकि यह सब ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में चला गया।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से पृथ्वी पर कार्बनिक पदार्थों के निर्माण का एकमात्र तरीका है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, नाइट्रोजन, सल्फर और अन्य तत्वों के खनिजयुक्त यौगिकों से पृथ्वी के पौधे भारी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ बनाते हैं - प्रति वर्ष लगभग 450 बिलियन टन। गणना से पता चलता है कि यह प्रति वर्ष पृथ्वी के प्रति निवासी लगभग 180 टन है।

पूर्वगामी से, यह समझना आसान है कि प्रकाश संश्लेषण मनुष्यों और जानवरों के भोजन का प्राथमिक स्रोत है। इसलिए, सबसे मूल्यवान खाद्य और चारा पौधों के क्षेत्रों के व्यापक विस्तार और उनकी उत्पादकता में वृद्धि के लिए निरंतर चिंता की आवश्यकता है। हमारे वैज्ञानिकों ने गणना की कि कृषि पौधों की फसलों के लिए बोए गए क्षेत्रों के संभावित विस्तार और उनकी उपज में वृद्धि के कारण, प्रकाश संश्लेषण उत्पादों (और इसलिए खाद्य संसाधनों) को लगभग 20-30 गुना बढ़ाया जा सकता है।

जंतु पौधों पर भोजन करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन का उपयोग पशुओं के शरीर के निर्माण के लिए किया जाता है। जानवरों और पौधों के श्वसन के दौरान ऑक्सीकृत कार्बन फिर से वायुमंडल में छोड़ा जाता है। जानवरों और पौधों के अवशेषों को जलाने, सुलगने से भी कार्बन की CO2 के रूप में वातावरण में वापसी होती है। किण्वन प्रक्रियाएं एक ही परिणाम की ओर ले जाती हैं।

वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा अपेक्षाकृत कम है, केवल 0.03% (मात्रा के अनुसार)। वायुमंडल में इसकी कुल सामग्री 6.4 10 11 टन तक पहुँच जाती है। हालाँकि, पौधों द्वारा अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा पृथ्वी के वायुमंडल में इसकी मात्रा से दस गुना अधिक है। द्वारा
V.I.Vernadsky कार्बन, विभिन्न परिवर्तनों के दौर से गुजर रहा है, एक वर्ष के दौरान कई बार जीवित पदार्थ द्वारा अवशोषित किया जाता है और फिर से इसे छोड़ दिया जाता है।

लेकिन वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की वापसी अधूरी है। वायुमंडल से जीवित पदार्थ द्वारा अवशोषित कार्बन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इसमें वापस नहीं आता है या लंबी भूगर्भीय अवधि के बाद ही वापस नहीं आता है, कभी-कभी सैकड़ों लाखों वर्षों के बाद। इस चक्र के लिए कार्बन हानि के मुख्य तरीके क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के कार्बनिक खनिजों और कार्बोनेटों का निर्माण हैं - Na 2 CO 3, K 2 CO 3, CaCO 3, MgCO 3, आदि। बनने वाले उत्पाद पृथ्वी की सतह में बिखरे हुए हैं। क्रस्ट, लेकिन कभी-कभी कोयले, तेल शेल, तेल, जीवाश्म रेजिन, चूना पत्थर, डोलोमाइट, मार्ल और अन्य खनिजों और चट्टानों के रूप में कार्बन संचय देते हैं।

मानवीय हस्तक्षेप आंशिक रूप से इस "जीवाश्म कार्बन" को वायुमंडल में लौटाता है: जब कारखानों, कारखानों, भाप इंजनों और आंतरिक दहन इंजनों में कोयला, तेल शेल, तेल आदि जलाए जाते हैं, तो यह मुख्य रूप से CO के रूप में फिर से वायुमंडल में लौट आता है। 2 और कम बार CO के रूप में।

जीवन चक्र को छोड़कर कार्बन के बड़े संचय पिछले भूवैज्ञानिक युगों में बने थे और वर्तमान समय में जलीय वातावरण में सही परिस्थितियों में बनते हैं। यहां उत्पादों को जमा किया जाता है, जिससे कोयले, तेल, बिटुमेन, सैप्रोपेलाइट्स बनते हैं। उत्तरार्द्ध में सैप्रोपेल से बनने वाली चट्टानें शामिल हैं - सूक्ष्म पौधों, लाशों और जलीय जानवरों के अपशिष्ट (तेल शेल, बोगहेड और कुछ अन्य प्रकार के कोयले) से पुटीय सक्रिय गाद। प्रोटोजोआ, कोरल, मोलस्क और अन्य जानवरों के जीवन के दौरान, बहुत सारे कार्बन कार्बोनेट के निर्माण से बंधे होते हैं। भूगर्भीय समय के दौरान, इन प्रक्रियाओं ने वातावरण, महासागर, जीवित पदार्थ, कोयला और तेल (आदमी के लिए तकनीकी रूप से सुलभ भंडार में) की तुलना में कई सौ गुना अधिक कार्बन युक्त भारी मात्रा में कार्बोनेट का जमाव किया। .

यहां मानव हस्तक्षेप फिर से मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड के गठन की ओर जाता है: चूने के उत्पादन में कार्बोनेट से और सीमेंट के उत्पादन में, किण्वन पर आधारित तकनीकी प्रक्रियाओं में, उदाहरण के लिए, बेकिंग, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग आदि में।

निस्संदेह, प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, वायुमंडल में वापस आने वाले CO2 की मात्रा उत्तरोत्तर बढ़ती जाती है और ऐसे आयाम लेती है कि भू-रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय उन्हें अब अनदेखा नहीं किया जा सकता है। क्लार्क के अनुसार, 1919 से, अकेले कोयले को जलाने पर, एक व्यक्ति वायुमंडल में 1 बिलियन टन से अधिक CO2 लौटाता है, जो पहले से ही वायुमंडल में इस गैस के कुल द्रव्यमान (2200 बिलियन टन) का लगभग 0.05% है। इस प्रकार, मनुष्य अपनी शक्तिशाली आधुनिक तकनीक से एक नया महत्वपूर्ण भू-रासायनिक कारक बन गया है।

क्या इस मानवीय गतिविधि से वातावरण में CO2 की मात्रा में वृद्धि होती है, और इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की जलवायु में इसके गर्म होने की ओर परिवर्तन होता है? यह प्रश्न अभी तक स्पष्ट नहीं किया गया है। तथ्य यह है कि मानव सांस्कृतिक गतिविधि भी विपरीत प्रक्रिया की ओर ले जाती है - खेती वाले पौधों के कब्जे वाले क्षेत्र में वृद्धि, जिससे वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड का अतिरिक्त अवशोषण होता है। शिक्षाविद वी.आई. वर्नाडस्की ने कहा कि, शायद, यहां "औसत गतिशील संतुलन बनाए रखा जाता है, जो जीवमंडल में घटनाओं की इतनी विशेषता है।"

विस्फोटों के दौरान ज्वालामुखियों से निकलने वाली गैसों (सीओ 2, सीओ और सीएच 4 के रूप में) में भारी मात्रा में कार्बन निहित होता है। यह गणना की जाती है कि इक्वाडोर में केवल एक सक्रिय ज्वालामुखी कोटोपैक्सी वर्ष के दौरान 10 मिलियन टन से अधिक CO2 छोड़ता है। पिछले भूगर्भीय काल में, जब ज्वालामुखी गतिविधि अधिक सक्रिय थी, तो बहुत बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में छोड़ा गया था। कुछ ज्वालामुखियों की गैसें लगभग पूरी तरह से (97% तक) CO2 से बनी होती हैं। यदि गैसों की संरचना में सक्रिय ज्वालामुखीकार्बन मोनोऑक्साइड (II) अन्य दहनशील गैसों (H 2, CH 4, S 2, आदि) के साथ स्थित है, फिर ऑक्सीजन के साथ संयुक्त होने पर, ये गैसें प्रज्वलित होती हैं, और एक वास्तविक लौ गड्ढा से बाहर निकलने लगती है। इस प्रज्वलन प्रतिक्रिया में कार्बन मोनोऑक्साइड (II) और ऑक्सीजन से CO2 बनता है। वी बड़ी संख्या मेंकार्बन डाइऑक्साइड पृथ्वी से लुप्त होती ज्वालामुखीय गतिविधि (कार्बन डाइऑक्साइड स्प्रिंग्स, थर्मा, पृथ्वी दरारें, आदि) के क्षेत्रों में छोड़ा जाता है।

इटली में नेपल्स के पास, तथाकथित "डॉग केव" स्थानीय लोगों और यात्रियों के बीच प्रसिद्ध है। इसमें घुसने वाले को अच्छा लगता है, लेकिन कुत्ते का दम घुटने लगता है। यहाँ रहस्य क्या है? यह पता चला है कि गुफा में पृथ्वी से कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है। संवातन की अनुपस्थिति में, यह हवा से भारी होने के कारण, पृथ्वी की सतह के पास लगभग आधा मीटर मोटी परत में जमा हो जाती है, जो 14% की सांद्रता तक पहुँच जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड के साथ हवा की ऐसी संतृप्ति सभी जानवरों के लिए घातक है। ऐसे माहौल में आदमी का दम घुट जाएगा अगर वह जमीन पर लेटकर आराम करने का फैसला करता।

धरती पर ऐसे कई स्थान हैं। सबसे प्रसिद्ध एक विलुप्त ज्वालामुखी के गड्ढे से बनी गहरी अंधेरी घाटी है - जावा द्वीप पर "मौत की घाटी", जिसमें जंगली सूअर और बाघ जैसे बड़े जानवर भी दम घुटने से मर जाते हैं। पश्चिमी अमेरिका में "मौत का मुंह" इस तरह के जाल का एक और उदाहरण है।

कोयला खदानों और तेल क्षेत्रों में, कार्बन मुख्य रूप से मीथेन सीएच 4 (फायरडैम्प) के रूप में छोड़ा जाता है, जिससे कभी-कभी भयानक आपदाएँ आती हैं। दलदलों (दलदल गैस) से बहुत अधिक मीथेन उत्सर्जित होता है, जहां यह पौधों के सड़ने पर बनता है। यदि आप दलदल के तल पर कीचड़ को एक छड़ी से हिलाते हैं, तो मीथेन बुलबुले के रूप में निकलेगा। जब दलदल जम जाता है, तो कभी-कभी बर्फ के नीचे मीथेन का संचय होता है। यदि आप ऐसे बुलबुले के ऊपर बर्फ में छेद करके उसमें माचिस लेकर आएं तो गैस टार्च के रूप में जल जाएगी। इस तरह के "अनुभव" को ए.एन. टॉल्स्टॉय की पुस्तक "निकिताज चाइल्डहुड" में पूरी तरह से वर्णित किया गया है।

"... निकिता और मिश्का कोर्याशोनोक एक छोटे से रास्ते में एक बगीचे और एक तालाब से होते हुए गाँव गए। तालाब पर, जहाँ हवा ने बर्फ से बर्फ उड़ाई थी, मिश्का एक मिनट के लिए रुकी रही, एक कलम और माचिस का डिब्बा निकाला, बैठ गया और सूँघते हुए, उस जगह पर नीली बर्फ को चोंच मारना शुरू कर दिया जहाँ एक था उसके अंदर सफेद बुलबुला। इस चीज़ को "बिल्ली" कहा जाता था - तालाब के तल से दलदली गैसें उठती थीं और बुलबुले में बर्फ में जम जाती थीं। बर्फ को तोड़ने के बाद, मिश्का ने एक माचिस जलाई और उसे कुएं में लाया - "बिल्ली" भड़क उठी, और बर्फ के ऊपर एक पीली खामोश लौ उठी।

"देखो, इस बारे में किसी को मत बताना," मिश्का ने कहा, "इस हफ्ते हम "बिल्लियों" को आग लगाने के लिए निचले तालाब में जाएंगे, मैं वहां एक को जानता हूं - यह बहुत बड़ा है, यह पूरे दिन जलेगा।

ऊपर वर्णित सभी प्रक्रियाओं को अंततः कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में कार्बन का एक महत्वपूर्ण संचय करना चाहिए (क्योंकि सीओ और सीएच 4 धीरे-धीरे सीओ 2 में ऑक्सीकृत हो जाते हैं)। लेकिन प्रकृति में वातावरण में CO2 की मात्रा का एक शक्तिशाली नियामक है - समुद्र और महासागरों में पानी का द्रव्यमान। पानी हवा में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है जब हवा में कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव कम हो जाता है, और वाष्प दबाव बढ़ने पर इसे वापस अवशोषित कर लेता है।

पृथ्वी की पपड़ी के रसायन विज्ञान में इस पैटर्न का बहुत महत्व है। इस कारक की भूमिका और भी स्पष्ट हो जाती है यदि हम इसे ध्यान में रखते हैं कुल क्षेत्रफलमहासागरों, समुद्रों और मीठे पानी के घाटियों का क्षेत्रफल भूमि वनस्पति के कब्जे वाले क्षेत्र का लगभग 10 गुना है।

कार्बन डाइऑक्साइड वर्षा के साथ जल निकायों में प्रवेश करती है या सीधे सतही जल में घुल जाती है। समुद्र के पानी में हमेशा घुलनशील बाइकार्बोनेट और गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि समुद्र का पानी थोड़ा क्षारीय होता है - जलीय जीवों के जीवन के लिए बहुत महत्व का तथ्य।

परिणामस्वरूप, वायुमंडल में कार्बन के प्रवेश के निम्नलिखित तरीकों पर ध्यान दिया जा सकता है: ज्वालामुखी उत्सर्जन के दौरान; कार्बन डाइऑक्साइड स्रोतों से; कोयला खदानों, तेल क्षेत्रों आदि में प्राकृतिक गैसों के रूप में; महासागरों, समुद्रों और मीठे पानी के घाटियों के पानी से; जानवरों और पौधों के श्वसन के दौरान, उनकी मृत्यु के बाद होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं के दौरान; किण्वन प्रक्रियाओं के दौरान; दहन के दौरान, कार्बोनेट्स को भूनने के दौरान।

वातावरण से कार्बन का अवशोषण होता है: आत्मसात की प्रक्रियाओं और कार्बन यौगिकों के निर्माण के दौरान जो जीवों के शरीर के भीतर उनके जीवनकाल के दौरान स्थिर होते हैं; पशु अपशिष्ट उत्पादों को कार्बन युक्त खनिजों में बदलने की प्रक्रिया में; जब कार्बन डाइऑक्साइड को महासागरों, समुद्रों, नदियों आदि के पानी द्वारा अवशोषित किया जाता है।

कार्बन के संचलन (प्रवास) के तरीके प्रगणित लोगों द्वारा समाप्त होने से बहुत दूर हैं। वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोतों में से एक है, उदाहरण के लिए, कॉस्मिक कार्बन: कोयले के उल्कापिंडों के जलने से पृथ्वी के वायुमंडल में CO2 की मात्रा लगातार बढ़ जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड को पृथ्वी के गहरे स्थानों (तथाकथित किशोर CO2) में भी संश्लेषित किया जा सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, एसिड युक्त सतह का पानी कार्बोनेट चट्टानों में प्रवेश करता है, तो उनकी बातचीत के परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड निकलेगा। पृथ्वी की आंतों में कार्बोनेट (चूना पत्थर, चाक, संगमरमर) के थर्मल अपघटन से भी कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है। कार्बन स्थिरीकरण सिलिकॉन और एल्यूमीनियम (सिलिकेट और एल्युमिनोसिलिकेट्स) युक्त खनिजों के अपक्षय के दौरान होता है: इस प्रक्रिया में, कार्बन खनिजों में सिलिकॉन की जगह लेता है।

यह सब हमें इस निष्कर्ष पर ले जाता है कि प्रकृति को वस्तुओं और घटनाओं के एक दूसरे से अलग-थलग संचय के रूप में नहीं माना जाना चाहिए, बल्कि एक पूरे के रूप में माना जाना चाहिए, जहां वस्तुएं और घटनाएं एक दूसरे के साथ व्यवस्थित रूप से जुड़ी हुई हैं, एक दूसरे पर निर्भर करती हैं और प्रत्येक को निर्धारित करती हैं। अन्य।

जीवमंडल में पदार्थों का चक्र साथ में कुछ रासायनिक तत्वों की "यात्रा" है खाद्य श्रृंखलाजीवित जीव, सूर्य की ऊर्जा के लिए धन्यवाद। "यात्रा" की प्रक्रिया में कुछ तत्व, द्वारा विभिन्न कारणों से, गिरना और हमेशा की तरह जमीन में रहना। उनका स्थान वही लेते हैं जो आमतौर पर वातावरण से आते हैं। यह ग्रह पृथ्वी पर जीवन की गारंटी क्या है, इसका सबसे सरल वर्णन है। यदि ऐसी यात्रा किसी कारण से बाधित हो जाती है, तो सभी जीवों का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा।

जीवमंडल में पदार्थों के संचलन का संक्षेप में वर्णन करने के लिए, कई प्रारंभिक बिंदुओं को रखना आवश्यक है। सबसे पहले, प्रकृति में ज्ञात और पाए जाने वाले नब्बे से अधिक रासायनिक तत्वों में से लगभग चालीस जीवित जीवों के लिए आवश्यक हैं। दूसरे, इन पदार्थों की मात्रा सीमित है। तीसरा, हम केवल जीवमंडल के बारे में बात कर रहे हैं, अर्थात्, पृथ्वी के जीवन युक्त खोल के बारे में, और इसलिए, जीवित जीवों के बीच बातचीत के बारे में। चौथा, जो ऊर्जा चक्र में योगदान करती है वह सूर्य से आने वाली ऊर्जा है। विभिन्न प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप पृथ्वी की आंतों में उत्पन्न ऊर्जा विचाराधीन प्रक्रिया में भाग नहीं लेती है। और आखिरी में। इस "यात्रा" के शुरुआती बिंदु से आगे निकलना जरूरी है। यह सशर्त है, क्योंकि एक सर्कल के लिए अंत और शुरुआत नहीं हो सकती है, लेकिन कहीं से प्रक्रिया का वर्णन शुरू करने के लिए यह आवश्यक है। आइए ट्राफिक श्रृंखला में सबसे निचली कड़ी से शुरू करें - डीकंपोजर या ग्रेवडिगर के साथ।

क्रस्टेशियंस, कीड़े, लार्वा, सूक्ष्मजीव, बैक्टीरिया और अन्य कब्र खोदने वाले, ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं और ऊर्जा का उपयोग करते हुए, अकार्बनिक रासायनिक तत्वों को जीवित जीवों द्वारा पोषण के लिए उपयुक्त कार्बनिक पदार्थ में संसाधित करते हैं और खाद्य श्रृंखला के साथ आगे बढ़ते हैं। इसके अलावा, ये पहले से ही कार्बनिक पदार्थ उपभोक्ताओं या उपभोक्ताओं द्वारा खाए जाते हैं, जिसमें न केवल जानवर, पक्षी, मछली और इसी तरह के पौधे शामिल हैं, बल्कि पौधे भी शामिल हैं। बाद वाले निर्माता या निर्माता हैं। वे इन पोषक तत्वों और ऊर्जा का उपयोग करके ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, जो कि ग्रह पर सभी जीवन के श्वसन के लिए उपयुक्त मुख्य तत्व है। उपभोक्ता, निर्माता और यहां तक ​​कि डीकंपोजर भी मर जाते हैं। उनके अवशेष, उनमें कार्बनिक पदार्थ के साथ, कब्र खोदने वालों के हाथों में "गिर" जाते हैं।

और सब कुछ फिर से दोहराता है। उदाहरण के लिए, जीवमंडल में मौजूद सभी ऑक्सीजन 2000 वर्षों में और कार्बन डाइऑक्साइड 300 में क्रांति करती है। इस तरह के संचलन को आमतौर पर जैव-भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है।

कुछ कार्बनिक पदार्थ अपनी "यात्रा" की प्रक्रिया में अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रियाओं और अंतःक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। नतीजतन, मिश्रण बनते हैं, जिस रूप में वे मौजूद हैं, डीकंपोजर द्वारा संसाधित नहीं किया जा सकता है। ऐसे मिश्रण जमीन में "संग्रहीत" रहते हैं। कब्र खोदने वालों की "टेबल" पर गिरने वाले सभी कार्बनिक पदार्थ उनके द्वारा संसाधित नहीं किए जा सकते हैं। हर कोई बैक्टीरिया से सड़ नहीं सकता। ऐसे अधूरे अवशेष भंडारण में गिर जाते हैं। भंडारण या आरक्षित में जो कुछ भी रहता है वह प्रक्रिया से समाप्त हो जाता है और जीवमंडल में पदार्थों के संचलन में शामिल नहीं होता है।

इस प्रकार, जीवमंडल में, पदार्थों का संचलन, प्रेरक शक्तिजो जीवों की गतिविधि है, उसे दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है। एक - आरक्षित निधि - पदार्थ का एक हिस्सा है जो जीवित जीवों की गतिविधियों से जुड़ा नहीं है और एक निश्चित समय तक संचलन में भाग नहीं लेता है। और दूसरा है रिवॉल्विंग फंड। यह पदार्थ का केवल एक छोटा सा हिस्सा है जो जीवित जीवों द्वारा सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

पृथ्वी पर जीवन के लिए किन मूल रासायनिक तत्वों के परमाणु इतने आवश्यक हैं? ये हैं: ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और कुछ अन्य। यौगिकों में से, संचलन में मुख्य को पानी कहा जा सकता है।

ऑक्सीजन

जीवमंडल में ऑक्सीजन चक्र प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया से शुरू होना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप यह अरबों साल पहले दिखाई दिया। यह पौधों द्वारा सौर ऊर्जा के प्रभाव में पानी के अणुओं से छोड़ा जाता है। ऑक्सीजन का भी उत्पादन होता है ऊपरी परतेंके दौरान माहौल रासायनिक प्रतिक्रिएंजल वाष्प में, जहाँ रासायनिक यौगिकविद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभाव में विघटित। लेकिन यह ऑक्सीजन का एक मामूली स्रोत है। मुख्य एक प्रकाश संश्लेषण है। पानी में ऑक्सीजन भी पाई जाती है। हालांकि यह वहां है, वातावरण से 21 गुना कम है।

परिणामी ऑक्सीजन का उपयोग जीवित जीव श्वसन के लिए करते हैं। यह विभिन्न खनिज लवणों के लिए एक ऑक्सीकरण एजेंट भी है।

और मनुष्य ऑक्सीजन का उपभोक्ता है। लेकिन वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति की शुरुआत के साथ, यह खपत कई गुना बढ़ गई है, क्योंकि मानव जीवन के दौरान घरेलू और अन्य जरूरतों को पूरा करने के लिए कई औद्योगिक उत्पादन, परिवहन के संचालन के दौरान ऑक्सीजन जला दिया जाता है या बाध्य होता है। वायुमंडल में ऑक्सीजन का तथाकथित विनिमय कोष जो पहले मौजूद था, उसकी कुल मात्रा का 5% था, यानी प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में जितनी ऑक्सीजन का उत्पादन किया गया था, उतनी ही खपत हुई थी। अब यह मात्रा भयावह रूप से छोटी होती जा रही है। एक आपातकालीन रिजर्व से, बोलने के लिए, ऑक्सीजन की खपत होती है। वहां से, जहां जोड़ने वाला कोई नहीं है।

इस समस्या को इस तथ्य से थोड़ा कम किया जाता है कि कुछ कार्बनिक अपशिष्ट संसाधित नहीं होते हैं और पुटीय सक्रिय बैक्टीरिया के प्रभाव में नहीं आते हैं, लेकिन तलछटी चट्टानों में रहते हैं, जिससे पीट, कोयला और इसी तरह के जीवाश्म बनते हैं।

यदि प्रकाश संश्लेषण का परिणाम ऑक्सीजन है, तो इसका कच्चा माल कार्बन है।

नाइट्रोजन

जीवमंडल में नाइट्रोजन चक्र ऐसे महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के निर्माण से जुड़ा है जैसे: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपोप्रोटीन, एटीपी, क्लोरोफिल और अन्य। नाइट्रोजन, आणविक रूप में, वायुमंडल में पाई जाती है। जीवित जीवों के साथ, यह पृथ्वी पर सभी नाइट्रोजन का केवल 2% है। इस रूप में, इसका सेवन केवल बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल द्वारा ही किया जा सकता है। पौधों की दुनिया के बाकी हिस्सों के लिए, आणविक रूप में नाइट्रोजन भोजन के रूप में काम नहीं कर सकता है, लेकिन केवल अकार्बनिक यौगिकों के रूप में संसाधित किया जा सकता है। कुछ प्रकार के ऐसे यौगिक गरज के साथ बनते हैं और वर्षा के साथ पानी और मिट्टी में मिल जाते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया नाइट्रोजन या नाइट्रोजन फिक्सर के सबसे सक्रिय "रीसाइक्लर" हैं। वे फलियों की जड़ों की कोशिकाओं में बस जाते हैं और आणविक नाइट्रोजन को पौधों के लिए उपयुक्त यौगिकों में परिवर्तित कर देते हैं। उनकी मृत्यु के बाद, मिट्टी भी नाइट्रोजन से समृद्ध होती है।

पुटीय सक्रिय बैक्टीरिया नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिकों को अमोनिया में तोड़ देते हैं। इसका एक भाग वायुमंडल में चला जाता है, जबकि दूसरा अन्य प्रकार के जीवाणुओं द्वारा नाइट्राइट और नाइट्रेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। वे, बदले में, पौधों के लिए भोजन के रूप में कार्य करते हैं और बैक्टीरिया को ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन में नाइट्रिफाइंग करके कम कर देते हैं। जो फिर से वातावरण में प्रवेश कर जाते हैं।

इस प्रकार, यह देखा जा सकता है कि नाइट्रोजन चक्र में मुख्य भूमिका विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं द्वारा निभाई जाती है। और यदि आप इनमें से कम से कम 20 प्रजातियों को नष्ट कर देते हैं, तो ग्रह पर जीवन समाप्त हो जाएगा।

और फिर से स्थापित चक्र को मनुष्य ने तोड़ा। फसल की पैदावार बढ़ाने के उद्देश्य से, उन्होंने नाइट्रोजन युक्त उर्वरकों का सक्रिय रूप से उपयोग करना शुरू कर दिया।

कार्बन

जीवमंडल में कार्बन चक्र ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के संचलन के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है।

जीवमंडल में, कार्बन चक्र योजना हरे पौधों की महत्वपूर्ण गतिविधि और कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन, यानी प्रकाश संश्लेषण में बदलने की उनकी क्षमता पर आधारित है।

कार्बन अन्य तत्वों के साथ परस्पर क्रिया करता है विभिन्न तरीकेऔर कार्बनिक यौगिकों के लगभग सभी वर्गों में शामिल है। उदाहरण के लिए, यह कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन का हिस्सा है। यह पानी में घुल जाता है, जहाँ इसकी सामग्री वातावरण की तुलना में बहुत अधिक होती है।

हालांकि कार्बन शीर्ष दस में प्रचुर मात्रा में नहीं है, जीवित जीवों में यह शुष्क द्रव्यमान का 18 से 45% है।

महासागर कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री के नियामक के रूप में कार्य करते हैं। जैसे ही हवा में इसका अनुपात बढ़ता है, पानी कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करके स्थिति को बराबर कर देता है। समुद्र में कार्बन का एक अन्य उपभोक्ता समुद्री जीव हैं, जो इसका उपयोग गोले बनाने के लिए करते हैं।

जीवमंडल में कार्बन चक्र वायुमंडल और जलमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति पर आधारित है, जो एक प्रकार का विनिमय कोष है। जीवों के श्वसन द्वारा इसकी पूर्ति की जाती है। मिट्टी में कार्बनिक अवशेषों के अपघटन की प्रक्रिया में भाग लेने वाले बैक्टीरिया, कवक और अन्य सूक्ष्मजीव भी कार्बन डाइऑक्साइड के साथ वातावरण को फिर से भरने में शामिल होते हैं। खनिजयुक्त अशिक्षित कार्बनिक अवशेषों में कार्बन "संरक्षित" होता है। कठोर और भूरे कोयले में, पीट, तेल की एक परत और इसी तरह के जमा। लेकिन मुख्य कार्बन भंडार चूना पत्थर और डोलोमाइट हैं। उनमें निहित कार्बन ग्रह की गहराई में "सुरक्षित रूप से छिपा हुआ" है और केवल विवर्तनिक बदलावों और विस्फोटों के दौरान ज्वालामुखी गैसों के उत्सर्जन के दौरान जारी किया जाता है।

इस तथ्य के कारण कि कार्बन की रिहाई के साथ श्वसन की प्रक्रिया और इसके अवशोषण के साथ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया जीवित जीवों से बहुत जल्दी गुजरती है, ग्रह के कुल कार्बन का केवल एक छोटा सा अंश परिसंचरण में शामिल होता है। यदि यह प्रक्रिया गैर-पारस्परिक होती, तो केवल भूमि वाले पौधे केवल 4-5 वर्षों में सभी कार्बन का उपयोग कर लेते।

आजकल, मानव गतिविधि के लिए धन्यवाद, सब्जी की दुनियाकार्बन डाइऑक्साइड की कोई कमी नहीं है। इसकी पूर्ति तत्काल और एक साथ दो स्रोतों से की जाती है। उद्योग, उत्पादन और परिवहन के संचालन के साथ-साथ इस प्रकार के कार्यों के उपयोग के संबंध में ऑक्सीजन जलाने से मानव गतिविधिवे "डिब्बाबंद भोजन" - कोयला, पीट, शेल और इतने पर। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में 25% की वृद्धि क्यों हुई।

फास्फोरस

जीवमंडल में फास्फोरस का चक्र इस तरह के कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है: एटीपी, डीएनए, आरएनए और अन्य।

मिट्टी और पानी में फास्फोरस की मात्रा बहुत कम होती है। इसका मुख्य भंडार सुदूर अतीत में बनी चट्टानों में है। इन चट्टानों के अपक्षय के साथ ही फास्फोरस चक्र शुरू हो जाता है।

पौधे फॉस्फोरस को केवल ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड आयनों के रूप में अवशोषित करते हैं। यह मुख्य रूप से कब्र खोदने वालों द्वारा जैविक अवशेषों के प्रसंस्करण का एक उत्पाद है। लेकिन अगर मिट्टी में क्षारीय या अम्लीय कारक बढ़ा हुआ है, तो फॉस्फेट व्यावहारिक रूप से उनमें नहीं घुलते हैं।

फास्फोरस विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं के लिए एक उत्कृष्ट पोषक तत्व है। विशेष रूप से नीले-हरे शैवाल, जो फास्फोरस की बढ़ी हुई सामग्री के साथ तेजी से विकसित होते हैं।

फिर भी, अधिकांश फास्फोरस नदी और अन्य जल के साथ समुद्र में ले जाया जाता है। वहां इसे सक्रिय रूप से फाइटोप्लांकटन द्वारा खाया जाता है, और इसके साथ समुद्री पक्षी और अन्य पशु प्रजातियों द्वारा। इसके बाद, फास्फोरस समुद्र तल में प्रवेश करता है और तलछटी चट्टानों का निर्माण करता है। यानी यह समुद्र के पानी की एक परत के नीचे ही जमीन पर लौट आता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, फास्फोरस चक्र विशिष्ट है। इसे परिपथ कहना कठिन है, क्योंकि यह बंद नहीं है।

गंधक

जीवमंडल में, अमीनो एसिड के निर्माण के लिए सल्फर चक्र आवश्यक है। यह प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना बनाता है। इसमें बैक्टीरिया और जीव शामिल हैं जो ऊर्जा संश्लेषण के लिए ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। वे सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं, और एककोशिकीय पूर्व-परमाणु जीवित जीव सल्फेट्स को हाइड्रोजन सल्फाइड में कम करते हैं। उनके अलावा, सल्फर बैक्टीरिया के पूरे समूह हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फर और आगे सल्फेट में ऑक्सीकरण करते हैं। पौधे मिट्टी से केवल सल्फर आयन का उपभोग कर सकते हैं - SO 2-4। इस प्रकार, कुछ सूक्ष्मजीव ऑक्सीकरण एजेंट हैं, जबकि अन्य कम करने वाले एजेंट हैं।

जीवमंडल में सल्फर और उसके डेरिवेटिव के संचय के स्थान महासागर और वायुमंडल हैं। सल्फर पानी से हाइड्रोजन सल्फाइड की रिहाई के साथ वातावरण में प्रवेश करता है। इसके अलावा, सल्फर डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में प्रवेश करता है जब उद्योगों में और घरेलू जरूरतों के लिए जीवाश्म ईंधन जला दिया जाता है। सबसे पहले, कोयला। वहां यह ऑक्सीकरण करता है और वर्षा जल में सल्फ्यूरिक एसिड में बदलकर इसके साथ जमीन पर गिर जाता है। अम्लीय वर्षा अपने आप में संपूर्ण वनस्पतियों और जीवों को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचाती है, और इसके अलावा, तूफान और पिघले पानी के साथ, वे नदियों में गिर जाते हैं। नदियाँ सल्फर सल्फेट आयनों को समुद्र में ले जाती हैं।

सल्फर भी चट्टानों में सल्फाइड के रूप में, गैसीय रूप में पाया जाता है - हाइड्रोजन सल्फाइड और सल्फर डाइऑक्साइड. समुद्र के तल पर देशी गंधक के निक्षेप हैं। लेकिन यह सब "रिजर्व" है।

पानी

जीवमंडल में कोई अधिक सामान्य पदार्थ नहीं है। इसका भंडार मुख्य रूप से समुद्र और महासागरों के पानी के नमकीन-कड़वे रूप में है - यह लगभग 97% है। विश्राम ताजा पानी, ग्लेशियर और भूमिगत और भूजल।

जीवमंडल में जल चक्र सशर्त रूप से जल निकायों और पौधों की पत्तियों की सतह से वाष्पीकरण के साथ शुरू होता है और लगभग 500,000 क्यूबिक मीटर की मात्रा में होता है। किमी. यह वर्षा के रूप में वापस लौटता है, जो या तो सीधे जल निकायों में गिर जाता है, या मिट्टी और भूजल से होकर गुजरता है।

जीवमंडल में पानी की भूमिका और इसके विकास का इतिहास ऐसा है कि सभी जीवन, इसके प्रकट होने के क्षण से, पूरी तरह से पानी पर निर्भर रहा है। जीवमंडल में, पानी बार-बार अपघटन के चक्र से गुजरता है और जीवित जीवों के माध्यम से जन्म लेता है।

जल चक्र काफी हद तक एक भौतिक प्रक्रिया है। हालांकि, जानवर और, विशेष रूप से, पौधे की दुनिया इसमें एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पेड़ के पत्तों के सतही क्षेत्रों से पानी का वाष्पीकरण ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, एक हेक्टेयर जंगल प्रति दिन 50 टन पानी तक वाष्पित हो जाता है।

यदि जलाशयों की सतहों से पानी का वाष्पीकरण इसके संचलन के लिए स्वाभाविक है, तो महाद्वीपों के लिए उनके वन क्षेत्रों के लिए, ऐसी प्रक्रिया ही इसे संरक्षित करने का एकमात्र और मुख्य तरीका है। यहां सर्कुलेशन ऐसे चलता है जैसे किसी बंद चक्र में। वर्षा मिट्टी और पौधों की सतहों से वाष्पीकरण से बनती है।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे पानी के अणु में निहित हाइड्रोजन का उपयोग एक नया कार्बनिक यौगिक बनाने और ऑक्सीजन छोड़ने के लिए करते हैं। इसके विपरीत, श्वसन की प्रक्रिया में, जीवित जीव एक ऑक्सीकरण प्रक्रिया से गुजरते हैं और पानी फिर से बनता है।

सर्किट का वर्णन विभिन्न प्रकाररसायन, हम इन प्रक्रियाओं पर अधिक सक्रिय मानव प्रभाव का सामना कर रहे हैं। वर्तमान में, प्रकृति, अपने बहु-अरब-वर्ष के अस्तित्व के इतिहास के कारण, अशांत संतुलन के विनियमन और बहाली का सामना कर रही है। लेकिन "बीमारी" के पहले लक्षण पहले से ही हैं। और यह ग्रीनहाउस प्रभाव है। जब दो ऊर्जाएँ: सौर और पृथ्वी द्वारा परावर्तित, जीवित जीवों की रक्षा नहीं करती हैं, बल्कि, इसके विपरीत, एक दूसरे को सुदृढ़ करती हैं। नतीजतन, तापमान बढ़ जाता है वातावरण. इस तरह की वृद्धि के परिणाम क्या हैं, ग्लेशियरों के त्वरित पिघलने के अलावा, समुद्र, भूमि और पौधों की सतहों से पानी का वाष्पीकरण?

वीडियो - जीवमंडल में पदार्थों का चक्र

ऊर्जा के संरक्षण और पदार्थ के संरक्षण के नियमों को हर कोई जानता है।

विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणु एक यौगिक से दूसरे यौगिक में जाते हैं, लेकिन न तो पदार्थ और न ही ऊर्जा गायब हो जाती है: वे केवल अजीबोगरीब चक्रों में भाग लेते हैं।

इनमें से एक चक्र, पृथ्वी पर जीवन की उपस्थिति और सौर ऊर्जा की क्रिया के कारण है कार्बन चक्र.

पृथ्वी की सतह के पास की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की एक नगण्य मात्रा (6.03 प्रतिशत), या, दूसरे शब्दों में, कार्बन डाइऑक्साइड है। क्लोरोफिल के लिए धन्यवाद, हवा और पानी में कार्बन डाइऑक्साइड के संयोजन के कारण पौधों के हरे भागों में ऊर्जा युक्त पदार्थ बनते हैं। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड लगातार वायुमंडल से बंधी और हटाई जाती है।

और यहां सवाल उठ सकता है: क्या ऐसा क्षण आएगा जब हवा कार्बन डाइऑक्साइड से वंचित हो जाएगी और पौधे पृथ्वी पर नहीं रह पाएंगे?

इस प्रश्न का उत्तर सटीक गणना के साथ दिया जा सकता है। पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की कुल मात्रा लगभग 1,500 बिलियन टन है। कार्बन डाइऑक्साइड की इस मात्रा में 410 बिलियन टन कार्बन होता है। वैसे, कोयले के खोजे गए भंडार में बहुत अधिक कार्बन है।

दुनिया भर में खाद्य चीनी के वार्षिक उत्पादन में लगभग 10,000 टन कार्बन होता है। तो, चीनी उत्पादन 41 मिलियन वर्षों में हवा में सभी कार्बन डाइऑक्साइड को बांध सकता है! और फिर हरे पौधों का जीवन रुक जाएगा, और उसके बाद अन्य जीवित प्राणी भूख से मर जाएंगे। लेकिन ऐसा कभी नहीं हो सकता, क्योंकि जैसे ही कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन आता है रिवर्स प्रक्रिया- उसकी रिहाई।

जब कोई पौधा मर जाता है, तो उसका शरीर अनगिनत और सर्वव्यापी जीवाणुओं की संपत्ति बन जाता है। किण्वन और क्षय की प्रक्रियाएं होती हैं; वे इस तथ्य की ओर ले जाते हैं कि सभी बाध्य कार्बन मुक्त हो जाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वायुमंडल में वापस आ जाते हैं।

ऊर्जा से भरपूर कार्बन युक्त यौगिकों का एक हिस्सा जानवरों द्वारा निगला जाता है। चीनी जैसे पदार्थ - स्टार्च, फाइबर आदि खाने से वे अपनी ऊर्जा का उपयोग करते हैं, और कार्बन को कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में वापस कर देते हैं।

लेकिन कभी-कभी ऐसा भी होता है कि बड़ी मात्रा में कार्बन लंबे समय तक चक्र छोड़ देता है: अन्यथा, पौधों के पदार्थ का महत्वपूर्ण द्रव्यमान ऐसी परिस्थितियों में जमा हो जाता है जिसके तहत सूक्ष्मजीवों (सड़ने) द्वारा उनका अपघटन नहीं होता है। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, दलदल के तल पर पीट का निर्माण होता है, जहां बिना हवा के पहुंच के, यानी कार्बन संचय होता है। इसी तरह, रेत और मिट्टी की परत के नीचे, पौधों के अवशेषों को जलाकर कोयले का निर्माण किया गया।

जानवरों और पौधों के अवशेषों के अपघटन से तेल का निर्माण भी कार्बन को अलग करता है।

कार्बन की बहुत महत्वपूर्ण मात्रा और इसके साथ ऊर्जा पृथ्वी की आंतों में गहरी छिपी हुई है, जहां वे एक ऐसे व्यक्ति की प्रतीक्षा कर रहे हैं जो इन धन को पृथ्वी की सतह पर ले जाएगा। कोयले और पीट को जलाने से, हम ऊर्जा छोड़ते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड की इसी मात्रा को वायुमंडल में लौटाते हैं। यह फिर से पौधों से बंधा हुआ है और सामान्य कार्बन चक्र में फिर से प्रवेश करता है।

कोयले, पीट और तेल के निर्माण के अलावा, एक और प्रक्रिया है जो बड़ी मात्रा में कार्बन के "फंसने" के साथ होती है: इसमें चाक और चूना पत्थर के विशाल भंडार का निर्माण होता है। समुद्री जानवरों का विशाल समूह - मूंगा, मोलस्क, आदि - कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पानी में घुले कैल्शियम को बांधते हैं: वे समुद्री निवासियों के गोले और अन्य प्रकार के बाहरी कंकाल बनाते हैं। मृत समुद्री जानवर अपने खोल कंकाल के साथ समुद्र और महासागरों के तल को कवर करते हैं। नतीजतन, चाक, चूना पत्थर के शक्तिशाली भंडार दिखाई देते हैं और प्रवाल भित्तियाँ समुद्र के तल से उठती हैं। ये प्रक्रियाएं कई लाखों वर्षों में होती हैं। जहां कभी लहरें गरजती थीं, वहां अब चूना पत्थर और चाक के पूरे पहाड़ उठते हैं। ये पहाड़ बाध्य कार्बन डाइऑक्साइड के विशाल भंडार हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पृथ्वी पर बिल्कुल जीवन कार्बन प्रकार के रासायनिक तत्वों पर आधारित है। जीवित जीव से संबंधित प्रत्येक घटक में कार्बन-प्रकार की कंकाल संरचना होती है। एक शब्द में कहें तो कार्बन हर जगह और हर जगह हमारे साथ है।

इसके अलावा, कार्बन से सीधे जुड़े परमाणु जीवमंडल के एक क्षेत्र से लगातार पलायन करते हैं, जो पृथ्वी के एक संकरे खोल से संबंधित है और जिस पर जीवन है, पूरी तरह से अलग है। उदाहरणों के आधार पर प्रकृति में प्रस्तुत तत्व के चक्र को नियंत्रित किया जा सकता है, लेकिन केवल गतिकी के स्तर पर।

कार्बन के सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण भंडार कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं, जो किसी न किसी तरह से वातावरण में वितरित होते हैं। इसलिए यह कार्बन डाइऑक्साइड के उन सभी घटकों का अध्ययन करने लायक है जो वातावरण में निहित हैं।

एक महत्वपूर्ण कदम यह है कि पौधे अणुओं के अवशोषण की प्रक्रिया को अंजाम देते हैं, जिसके बाद परमाणु का विभिन्न प्रकार के कार्बनिक प्रकार के पुनर्मिलन में परिवर्तन होता है। यह प्रक्रिया पृथ्वी पर सभी पौधों की संरचना का एक अभिन्न अंग है।

इन सबके अलावा, कार्बन तब तक रहने और सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को अंजाम देने में सक्षम है जब तक कि पौधा अपने जीवन के अंत तक नहीं पहुंच जाता। एक नियम के रूप में, इस मामले में, सभी अणु एक डीकंपोजर के रूप में सीधे भोजन में जाते हैं। यह याद रखने योग्य है कि डीकंपोजर, बदले में, वह जीव है जो कार्बनिक प्रकार के मृत घटकों को खिलाता है, जिसके बाद यह एंटीबेसिक श्रेणी के सबसे प्राथमिक यौगिकों को पूरी तरह से नष्ट कर देता है।

इस प्रकार, अंतिम चरण में, प्रस्तुत किया गया रासायनिक तत्वकार्बन डाइऑक्साइड श्रेणी की गैस की विविधता में पर्यावरण में लौटता है। जिस पद को हर कोई जानता है वह आम तौर पर स्वीकृत सूत्र CO2 है।

यह ध्यान देने योग्य है कि पौधों को शाकाहारी वर्ग के जानवरों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। इस स्तर पर, तत्व या तो वायुमंडल में वापस आ जाता है, या शाकाहारी वर्ग के जानवरों को जीवों की अधिक शिकारी प्रजातियों द्वारा खाया जाता है। पहले मामले में, श्वसन की प्रक्रिया तब होती है जब जानवर अंतिम चरण में विघटित हो जाता है।

दूसरी प्रक्रिया कार्बन के जीवित वातावरण में तुरंत लौटने के बाद ही की जा सकती है। पौधे भी आसानी से मर सकते हैं और पृथ्वी की पपड़ी के नीचे समाप्त हो सकते हैं। यदि ऐसी प्रक्रिया होती है, तो पौधे जीवाश्म-प्रकार के ईंधन में परिवर्तित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए, कोयले में।

यदि कार्बन डाइऑक्साइड के मूल तत्व केवल समुद्री प्रकार के पानी में घुल जाते हैं, तो निम्नलिखित हो सकते हैं:

• रासायनिक तत्व वापस जीवित वातावरण में वापस आ जाता है। यह समुद्र और वायुमंडल के बीच गैसों के संयुक्त आदान-प्रदान की यह भिन्नता है जो बहुत बार होती है। ठीक उसी सफलता के साथ, प्रस्तुत रासायनिक तत्व पौधों या जानवरों के जीव की संरचना में प्रवेश कर सकता है - समुद्र का निवासी।
• इस घटना में कि कोई रासायनिक तत्व तलछटी निक्षेपों की संरचना में प्रवेश करता है, यह बस जीवित वातावरण से धुल जाएगा और आत्मसात नहीं होगा। पृथ्वी ग्रह के अस्तित्व के सभी समय की प्रक्रिया में, कार्बन को हमेशा कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जो बदले में ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान वातावरण में प्रवेश कर गया।

आज तक, उपरोक्त सभी कारकों को उन सभी उत्सर्जन द्वारा पूरक किया गया है जो सीधे जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न होते हैं। हाल ही में, एक ठोस बाधा यह है कि विभिन्न देशों की सरकारें कार्बन डाइऑक्साइड पर एक अंतरराष्ट्रीय समझौते पर आने के लिए कई वर्षों से प्रयास कर रही हैं।

लेकिन वैज्ञानिक अभी भी यह सुनिश्चित नहीं कर सकते हैं कि जीवित वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के संचय की प्रक्रिया को केवल पौधे लगाने और व्यापक वन वृक्षारोपण से ही रोका जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जीवित वातावरण में कार्बन चक्र जैसी प्रक्रिया अभी तक पूरी तरह से खुली नहीं है। वैज्ञानिक इस पर लगातार काम कर रहे हैं और हर साल विज्ञान में और भी आश्चर्यजनक खोजें होती हैं।