कार्बन चक्र की विशेषताएं, जलाशय, घटक, परिवर्तन

कार्बन चक्र यह जैव-रासायनिक प्रक्रिया है जो पृथ्वी पर कार्बन के प्रवाह का वर्णन करती है। इसमें विभिन्न जलाशयों (वायुमंडल, जीवमंडल, महासागरों और भूगर्भीय अवसादों) के बीच कार्बन के आदान-प्रदान के साथ-साथ विभिन्न आणविक व्यवस्थाओं में उनके परिवर्तन शामिल हैं।.

जीवों के जीवन में कार्बन एक आवश्यक तत्व है। पृथ्वी पर यह कोयले या हीरे के रूप में अकार्बनिक यौगिकों जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (CO) के रूप में अपने सरल रूप में मौजूद है₂) और मीथेन (सीएच)₄), और जैविक यौगिकों के रूप में, जैसे बायोमास (जीवित प्राणियों की सामग्री) और जीवाश्म ईंधन (तेल और प्राकृतिक गैस).

कार्बन चक्र सबसे जटिल जैव-रासायनिक चक्रों में से एक है और ग्रह पर जीवन पर इसके नतीजों के कारण इसका सबसे बड़ा महत्व है। इसे दो सरल चक्रों में विभाजित किया जा सकता है, जो परस्पर जुड़े हुए हैं.

एक में कार्बन का तेजी से आदान-प्रदान शामिल है जो जीवित प्राणियों और वायुमंडल, महासागरों और मिट्टी के बीच होता है। एक और लंबी अवधि के भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं का वर्णन करता है.

पिछली शताब्दी में सीओ स्तर² 19 वीं शताब्दी में औद्योगिक क्रांति द्वारा संचालित एक अस्थिर आर्थिक, सामाजिक और तकनीकी मॉडल को बनाए रखने के लिए जीवाश्म ईंधन के उपयोग के कारण वातावरण में काफी वृद्धि हुई है.

वैश्विक कार्बन चक्र में इस असंतुलन ने तापमान और वर्षा के पैटर्न में बदलाव ला दिया है जो आज जलवायु परिवर्तन के रूप में हमें पता चलता है.

सूची

• 1 सामान्य विशेषताएं
• 2 कार्बन जलाशय
  • २.१ वायुमंडल
  • 2.2 बायोस्फीयर
  • 2.3 फर्श
  • 2.4 महासागरों
  • 2.5 भूवैज्ञानिक तलछट
• 3 घटक
  • ३-१-चक्र चक्र
  • ३.२-धीमा चक्र
• 4 कार्बन चक्र का परिवर्तन
  • 4.1 वायुमंडलीय परिवर्तन
  • ४.२ कार्बनिक पदार्थों का नुकसान
• 5 संदर्भ

सामान्य विशेषताएं

कार्बन एक गैर-धातु रासायनिक तत्व है। आपका प्रतीक है सी, इसकी परमाणु संख्या 6 है और इसका परमाणु द्रव्यमान 12.01 है। इसमें सहसंयोजक रासायनिक बंध बनाने के लिए चार इलेक्ट्रॉन होते हैं (यह टेट्रावैलेंट है).

यह पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। हाइड्रोजन, हीलियम और ऑक्सीजन के बाद ब्रह्मांड में चौथा सबसे प्रचुर तत्व और ऑक्सीजन के बाद जीवित प्राणियों में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है.

कार्बन का जीवन के लिए बहुत महत्व है। यह अमीनो एसिड के मुख्य घटकों में से एक है जो प्रोटीन को जन्म देता है और सभी जीवित प्राणियों के डीएनए का एक आवश्यक घटक है.

ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के साथ मिलकर यह फैटी एसिड, सभी सेल झिल्ली के घटकों जैसे यौगिकों की एक महान विविधता बनाता है.

कार्बन जलाशय

वातावरण

वायुमंडल पृथ्वी के चारों ओर गैसीय परत है। इसमें वैश्विक कार्बन का 0.001% शामिल है, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (CO) के रूप में₂) और मीथेन (सीएच)₄).

पृथ्वी पर सबसे कम कार्बन जलाशयों में से एक होने के बावजूद, यह बड़ी संख्या में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में शामिल है। यह पृथ्वी पर जीवन के रखरखाव में एक महत्वपूर्ण जलाशय का प्रतिनिधित्व करता है.

बीओस्फिअ

जीवमंडल में बायोमास (जीवित और मृत) के रूप में पृथ्वी के कुल कार्बन का दो तिहाई होता है। कार्बन सभी जीवित कोशिकाओं की संरचना और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है.

वन न केवल जीवमंडल में महत्वपूर्ण कार्बन का भंडार बनाते हैं, बल्कि कुछ प्रकारों को डूब के रूप में मान्यता दी गई है, जैसे समशीतोष्ण वन.

जब वन प्राथमिक चरणों में होते हैं तो वे सीओ को लेते हैं² वायुमंडल के रूप में और इसे लकड़ी के रूप में संग्रहीत किया जाता है। जब वे परिपक्वता तक पहुंचते हैं तो वे कम कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, लेकिन उनके पेड़ों की लकड़ी में कार्बन की भारी मात्रा होती है (उनके वजन का लगभग 20%).

समुद्री जीवों में भी कार्बन का एक महत्वपूर्ण भंडार है। वे अपने गोले में कैल्शियम कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में कार्बन स्टोर करते हैं.

फर्श

मिट्टी में पृथ्वी के कार्बन का लगभग एक तिहाई अकार्बनिक रूप में होता है, जैसे कैल्शियम कार्बोनेट। यह वातावरण की तुलना में तीन गुना अधिक कार्बन और पौधों के बायोमास की तुलना में चार गुना अधिक कार्बन संग्रहीत करता है। वायुमंडल के साथ संपर्क में मिट्टी सबसे बड़ा जलाशय है.

कार्बन भंडार होने के अलावा, मिट्टी को एक महत्वपूर्ण सिंक के रूप में पहचाना गया है; यह एक जमा है जो सीओ के रूप में वातावरण में कार्बन की उच्च और बढ़ती एकाग्रता को अवशोषित करने में योगदान देता है₂. ग्लोबल वार्मिंग में कमी के लिए यह सिंक महत्वपूर्ण है.

अच्छी मिट्टी और कार्बनिक पदार्थों के साथ गुणवत्ता वाली मिट्टी, अच्छे कार्बन भंडार हैं। पारंपरिक और कृषि-पारिस्थितिक रोपण अभ्यास मिट्टी के गुणों को जलाशय या कार्बन सिंक के रूप में बनाए रखते हैं.

महासागरों

महासागरों में पृथ्वी के वैश्विक कार्बन का 0.05% होता है। कार्बन मुख्य रूप से बाइकार्बोनेट के रूप में पाया जाता है, जो कैल्शियम के साथ मिलकर कैल्शियम कार्बोनेट या चूना पत्थर का निर्माण कर सकता है, जो समुद्र के तल पर स्थित होता है.

महासागरों को CO के सबसे बड़े सिंक में से एक माना जाता है₂, वायुमंडलीय कार्बन के लगभग 50% को अवशोषित करके। ऐसी स्थिति जिसने समुद्री जल की अम्लता को बढ़ाकर समुद्री जैव विविधता को खतरे में डाल दिया है.

भूवैज्ञानिक तलछट

लिथोस्फीयर में एक अक्रिय रूप में संग्रहीत भूवैज्ञानिक तलछट पृथ्वी पर कार्बन का सबसे बड़ा भंडार है। यहाँ संग्रहीत कार्बन अकार्बनिक मूल या कार्बनिक मूल का हो सकता है.

लिथोस्फीयर में संग्रहीत लगभग 99% कार्बन अकार्बनिक कार्बन है जो तलछटी चट्टानों में संग्रहीत है, जैसे चूना पत्थर.

शेष कार्बन जैव रासायनिक तलछटों में मौजूद कार्बनिक रासायनिक यौगिकों का एक मिश्रण है, जिसे केरोजेन के रूप में जाना जाता है, जो बायोमास तलछट द्वारा लाखों साल पहले बनाया गया था, जो दबे हुए हैं और उच्च दबाव और तापमान की कार्रवाई के अधीन हैं। इन करोगों का एक हिस्सा तेल, गैस और कोयले में परिवर्तित हो जाता है.

घटकों

वैश्विक कार्बन चक्र को दो सरल चक्रों का अध्ययन करके बेहतर समझा जा सकता है जो एक-दूसरे के साथ बातचीत करते हैं: एक छोटा चक्र और एक लंबा चक्र.

लघु फिल्म कार्बन के तेजी से आदान-प्रदान पर केंद्रित है जो जीवित प्राणियों का अनुभव करती है। जबकि लंबा चक्र लाखों वर्षों से होता है और इसमें पृथ्वी और पृथ्वी की सतह के बीच कार्बन का आदान-प्रदान शामिल है.

-तेज चक्र

कार्बन के तीव्र चक्र को जैविक चक्र के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि यह कार्बन के आदान-प्रदान पर आधारित है, जो वायुमंडल, महासागरों और मिट्टी के साथ रहने वाले जीवों के बीच होता है.

वायुमंडलीय कार्बन मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में मौजूद है। यह गैस महासागरों में बाइकार्बोनेट आयन का निर्माण करने के लिए पानी के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करती है। वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता जितनी अधिक होगी, बाइकार्बोनेट का गठन उतना ही अधिक होगा। यह प्रक्रिया सीओ को विनियमित करने में मदद करती है₂ वातावरण में.

कार्बन, कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में, सभी ट्रॉफिक नेटवर्क में प्रवेश करता है, दोनों स्थलीय और जलीय, प्रकाश संश्लेषक जीवों के माध्यम से, जैसे कि शैवाल और पौधे। बदले में, हेटरोट्रॉफ़िक जीव ऑटोट्रॉफ़िक जीवों को खिलाने से कार्बन प्राप्त करते हैं.

कार्बनिक कार्बन का एक हिस्सा कार्बनिक पदार्थों (बैक्टीरिया और कवक द्वारा किए गए) और सेलुलर श्वसन (पौधों और कवक में) के अपघटन के माध्यम से वायुमंडल में लौटता है। श्वसन के दौरान, कोशिकाएं कार्बन और अणुओं (जैसे शक्कर) में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग ऊर्जा और सीओ का उत्पादन करने के लिए करती हैं₂.

कार्बनिक कार्बन का एक और हिस्सा तलछट में परिवर्तित हो जाता है और वायुमंडल में वापस नहीं आता है। समुद्र के तल में समुद्री बायोमास अवसादों में संग्रहीत कार्बन (जब जीव मर जाते हैं), वे विघटित हो जाते हैं और सीओ₂ यह गहरे पानी में घुल जाता है। यह सीओ₂ वायुमंडल से स्थायी रूप से निकाल दिया जाता है.

इसी तरह, पेड़ों, भीड़ और अन्य वन पौधों में संग्रहीत कार्बन का हिस्सा धीरे-धीरे अवायवीय स्थितियों और कम माइक्रोबियल गतिविधि के तहत दलदल, दलदल और आर्द्रभूमि में विघटित हो जाता है।.

यह प्रक्रिया पीट पैदा करती है, एक स्पंजी और प्रकाश द्रव्यमान, जो कार्बन में समृद्ध है, जिसका उपयोग ईंधन के रूप में और जैविक उर्वरक के रूप में किया जाता है। सभी स्थलीय कार्बनिक कार्बन का लगभग एक तिहाई पीट है.

-धीमा चक्र

कार्बन के धीमे चक्र में लिथोस्फीयर की चट्टानों और पृथ्वी की सतह प्रणाली के बीच कार्बन का आदान-प्रदान शामिल है: महासागर, वायुमंडल, जैवमंडल और मिट्टी। यह चक्र भूगर्भीय पैमाने पर वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता का मुख्य नियंत्रक है.

अकार्बनिक कार्बन

वातावरण में घुली कार्बन डाइऑक्साइड पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाती है। यह कार्बोनेट बनाने के लिए पृथ्वी की पपड़ी में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करता है.

बारिश और हवा के क्षरण के प्रभाव के कारण, कार्बोनेट महासागरों में पहुंच जाते हैं, जहां समुद्र का तल जमा होता है। कार्बोनेट्स को जीवों द्वारा भी आत्मसात किया जा सकता है, जो अंततः मर जाते हैं और समुद्र के ऊपर शिकार करते हैं। ये तलछट हजारों वर्षों तक जमा होती हैं और चूना पत्थर की चट्टानों का निर्माण करती हैं.

सीबेड की तलछटी चट्टानें सबडक्शन द्वारा पृथ्वी के मेंटल में अवशोषित हो जाती हैं (एक प्रक्रिया जिसमें एक अन्य प्लेट के किनारे के नीचे एक टेक्टोनिक प्लेट के समुद्री क्षेत्र का डूबना शामिल होता है).

लिथोस्फीयर में, तलछटी चट्टानें उच्च दबाव और तापमान के अधीन होती हैं और परिणामस्वरूप पिघल जाती हैं और रासायनिक रूप से अन्य खनिजों के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, सीओ जारी करती हैं।₂. इस प्रकार कार्बन डाइऑक्साइड ने ज्वालामुखी विस्फोट के माध्यम से वायुमंडल में रिटर्न जारी किया.

अकार्बनिक कार्बन

इस भूवैज्ञानिक चक्र का एक अन्य महत्वपूर्ण घटक कार्बनिक कार्बन है। यह एनारोबिक स्थितियों और उच्च दबाव और तापमान में दफन किए गए बायोमास से उत्पन्न होता है। इस प्रक्रिया से कोयला, तेल या प्राकृतिक गैस जैसे उच्च ऊर्जा सामग्री के साथ जीवाश्म पदार्थों का निर्माण हुआ।.

औद्योगिक क्रांति के उद्भव के दौरान, 19 वीं शताब्दी में, एक ऊर्जा स्रोत के रूप में जीवाश्म कार्बनिक कार्बन के उपयोग की खोज की गई थी। बीसवीं शताब्दी के बाद से इन जीवाश्म ईंधनों के उपयोग में लगातार वृद्धि हुई है, जिसके कारण कुछ दशकों में पृथ्वी में हजारों वर्षों से संचित बड़ी मात्रा में कार्बन का वातावरण बना रहा है.

कार्बन चक्र का परिवर्तन

कार्बन चक्र, पानी और पोषक तत्वों के चक्र के साथ मिलकर जीवन का आधार बनता है। इन चक्रों को बनाए रखना पारिस्थितिक तंत्र के स्वास्थ्य और लचीलापन को निर्धारित करता है, और मानवता को कल्याण प्रदान करने की उनकी क्षमता। कार्बन चक्र के मुख्य परिवर्तन नीचे दिए गए हैं:

वायुमंडलीय परिवर्तन

वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड एक ग्रीनहाउस गैस है। मीथेन और अन्य गैसों के साथ मिलकर, यह पृथ्वी की सतह से विकिरणित गर्मी को अवशोषित करता है, जिससे अंतरिक्ष में इसकी रिहाई को रोका जा सकता है.

वायुमंडल और अन्य ग्रीनहाउस गैसों में कार्बन डाइऑक्साइड की खतरनाक वृद्धि ने पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन को बदल दिया है। यह वातावरण, तापमान और वर्षा पैटर्न, मौसम के पैटर्न में बदलाव और समुद्र के स्तर में वृद्धि में गर्मी और पानी के वैश्विक संचलन को निर्धारित करता है.

कार्बन चक्र का मुख्य मानव परिवर्तन सीओ उत्सर्जन की वृद्धि पर आधारित है₂. 1987 के बाद से, वार्षिक वैश्विक सीओ उत्सर्जन₂ जीवाश्म ईंधन के जलने से लगभग एक तिहाई की वृद्धि हुई है.

निर्माण उद्योग भी सीओ के प्रत्यक्ष उत्सर्जन का कारण बनता है² स्टील और सीमेंट के उत्पादन में.

परिवहन क्षेत्र द्वारा मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के वायुमंडलीय उत्सर्जन में हाल के दशकों में भी वृद्धि हुई है। व्यक्तिगत वाहनों की खरीद में अपेक्षाकृत अधिक वृद्धि हुई है। इसके अलावा प्रवृत्ति भारी कारों के पक्ष में है और उच्च ऊर्जा खपत के साथ.

भूमि उपयोग में परिवर्तन ने पिछले 150 वर्षों में वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की वृद्धि का लगभग एक तिहाई उत्पन्न किया है। खासकर ऑर्गेनिक कार्बन के नुकसान से.

कार्बनिक पदार्थों का नुकसान

पिछले दो दशकों के दौरान, भूमि के उपयोग में बदलाव ने कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन के उत्सर्जन में उल्लेखनीय वृद्धि की है.

दुनिया भर में वनाच्छादित क्षेत्र में कमी ने शुरू में चारागाहों और खेती के लिए रूपांतरण के परिणामस्वरूप बायोमास का एक महत्वपूर्ण नुकसान हुआ है.

भूमि का कृषि उपयोग कार्बनिक पदार्थ को कम कर देता है, कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के कारण एक नए और अवर संतुलन तक पहुंच जाता है.

उत्सर्जन में वृद्धि पीट और उच्च कार्बनिक सामग्री आर्द्रभूमि के जल निकासी का परिणाम भी है। वैश्विक तापमान में वृद्धि के साथ, मिट्टी और पीट में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की दर बढ़ जाती है, जिससे कि इस महत्वपूर्ण कार्बन सिंक संतृप्त होने का जोखिम तेज हो जाता है.

टुंड्रा कार्बन सिंक से ग्रीनहाउस गैसों के स्रोत बनने तक जा सकते थे.

संदर्भ

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