خصائص مشتركة بين دورة الماء ودورة الكربون
لكل شئ على سطح الارض الدورة التي تحافظ عليه من الفناء ، فكل المواد تدور في دائرة تجعلها محفوظة في الكون بنفس النسب ، و بالنسبة للماء و الكربون فهناك بعض التشابه في دورة كليهما.
دورة الماء
– يتم تشغيل دورة المياه بواسطة طاقة الشمس، تسخن الشمس سطح المحيط والمياه السطحية الأخرى، مما يتسبب في تبخر الماء السائل وتسخين الجليد، يتحول مباشرة من مادة صلبة إلى غاز، هذه العمليات التي تحركها الشمس تنقل الماء إلى الجو في شكل بخار الماء.
– بمرور الوقت، يتكثف بخار الماء في الغلاف الجوي إلى غيوم وينخفض في النهاية مع هطول الأمطار أو الثلج، عندما تصل الأمطار إلى سطح الأرض، ولديها عدد قليل من الخيارات: قد تتبخر مرة أخرى، وتدفق على السطح، أو ترشح -sink أسفل إلى الأرض.
– في النظم الإيكولوجية الأرضية في حالتها الطبيعية، عادة ما يضرب المطر الأوراق الأخرى للأسطح قبل وصولها إلى التربة، يتبخر بعض الماء بسرعة من أسطح النباتات، يصل الماء المتبقي إلى التربة، وفي معظم الحالات، سيبدأ في الانتقال إلى الأسفل.
– بشكل عام، يتحرك الماء على طول السطح كجريان ماء فقط عندما تكون التربة مشبعة بالمياه، أو عندما يكون المطر شديد الصعوبة، أو عندما لا يستطيع السطح امتصاص الكثير من الماء، يمكن أن يكون السطح غير الماص صخرا في نظام بيئي طبيعي أو إسفلت أو أسمنت في نظام بيئي حضري أو ضواحي.
– يمكن امتصاص الماء في المستويات العليا من التربة عن طريق جذور النباتات، تستخدم النباتات بعض الماء لعملية الأيض الخاصة بها، والماء الموجود في أنسجة النبات يمكن أن يجد طريقه إلى أجسام الحيوانات عندما تؤكل النباتات، ومع ذلك، فإن معظم المياه التي تدخل جسم النبات ستضيع مرة أخرى إلى الغلاف الجوي في عملية تسمى النتح.
– في النتح، يدخل الماء عبر الجذور، وينتقل لأعلى عبر أنابيب الأوعية الدموية المصنوعة من الخلايا الميتة، ويتبخر من خلال المسام التي تسمى الثغور الموجودة في الأوراق.
– إذا لم يتم امتصاص الماء عن طريق جذور النباتات، فقد تتسرب إلى باطن الأرض والأساس، مما يشكل المياه الجوفية، المياه الجوفية هي الماء الموجود في المسام بين الجزيئات في الرمال والحصى أو في الشقوق في الصخور، وهو خزان مهم للمياه العذبة، تتدفق المياه الجوفية الضحلة ببطء عبر المسام والشقوق وقد تجد طريقها في النهاية إلى مجرى أو بحيرة، حيث يمكن أن تصبح جزءًا من المياه السطحية مرة أخرى.
– تقع بعض المياه الجوفية في عمق القاعدة ويمكن أن تبقى هناك لآلاف السنين، عادة ما تكون خزانات المياه الجوفية أو طبقات المياه الجوفية هي مصدر مياه الشرب أو مياه الري التي يتم جمعها عبر الآبار، اليوم يتم استخدام العديد من طبقات المياه الجوفية بشكل أسرع من المياه المتجددة التي تتحرك لأسفل من أعلى.
دورة الكربون
تتم دراسة دورة الكربون بسهولة على أنها دراجتان فرعيتان مترابطتان و هما ، واحدة تتعامل مع التبادل السريع للكربون بين الكائنات الحية ، و الأخرى تتعامل مع ركوب الكربون على المدى الطويل من خلال العمليات الجيولوجية.
– على الرغم من أننا سننظر إليها بشكل منفصل، من المهم إدراك أن هذه الدورات مرتبطة، يعمل التمثيل الضوئي بواسطة النباتات البرية والبكتيريا والطحالب على تحويل ثاني أكسيد الكربون أو البيكربونات إلى جزيئات عضوية.
– يتم تمرير الجزيئات العضوية التي تصنعها أجهزة التمثيل الضوئي من خلال سلاسل الغذاء، ويقوم التنفس الخلوي بتحويل الكربون العضوي إلى غاز ثاني أكسيد الكربون.
– يحدث التخزين الطويل الأجل للكربون العضوي عندما يتم دفن المادة من الكائنات الحية في أعماق الأرض أو غرقها في قاع المحيط وتشكيل صخور رسوبية، النشاط البركاني، وفي الآونة الأخيرة، حرق الإنسان للوقود الأحفوري يعيد هذا الكربون المخزن إلى دورة الكربون.
خصائص مشتركة بين دورة الماء ودورة الكربون
– كل من دورة المياه ودورة الكربون عبارة عن دورات بيوجيوكيميائية، أي أن المادة تنتقل بين الكائنات الحية والأجزاء غير الحيوية (الغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي) لكوكب الأرض.
– كل من هاتين الدورتين عبارة عن دورات مغذية، حيث تنتقل العناصر الغذائية (الماء والكربون) عبر الأجزاء المختلفة من الأرض.
– تستخدم كلتا الدورتين النباتات كمكون لا يتجزأ، تستخدم دورة المياه النباتات لاستيعاب الماء والشفط من السطح، بحيث يمكن إرسال الماء إلى الغلاف الجوي، تستخدم دورة الكربون النباتات لامتصاص ثاني أكسيد الكربون، والذي تتم إزالته من الغلاف الجوي (وإعادة إرساله إلى الغلاف الجوي عندما يكون النبات ميتًا)، يتم الاحتفاظ بالمياه في جسم النباتات ويستخدم لأغراض مختلفة، بما في ذلك نقل المواد الغذائية والتمثيل الغذائي، وبالمثل، يستخدم الكربون في عملية التمثيل الضوئي ويشكل أيضًا جسم النبات (من خلال جزيئات عضوية مختلفة).
– تستخدم كل من دورة المياه ودورة الكربون تحت السطح للتخزين على المدى الطويل، عندما يدخل الماء إلى سطح الأرض، فإنه يشكل مياه جوفية ويمكن تخزينه لمدة طويلة، وبالمثل، يتم تخزين الكربون في الصخور (ويفضل أن يكون كربونات) على المدى الطويل (وهذا في الواقع يُعتقد أنه بديل قابل للتطبيق لعزل الكربون لمنع تغير المناخ).
