कार्बन चक्र पृथ्वी पर कार्बन की गति को दर्शाता है। कार्बन पृथ्वी पर ठोस अवस्था में हीरा और ग्रेफाइट जबकि गैस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में पाया जाता है।
कार्बन चक्र के चरण,महत्व और उदाहरण क्या है?
कार्बन चक्र वह चक्र है जिसके द्वारा कार्बन हमारी पृथ्वी की विभिन्न प्रणालियों से होकर गुजरता है। कार्बन चक्र जीवित चीजों से प्रभावित होता है, वायुमंडलीय परिवर्तन, समुद्री रसायन और भूगर्भिक गतिविधि सभी इस चक्र का हिस्सा हैं। मुख्य रूप से मानवीय गतिविधियों के कारण कार्बन का स्तर सर्वकालिक उच्च स्तर पर है।
कार्बन चक्र अवलोकन
कार्बन जीवन के लिए एक आवश्यक तत्व है क्योंकि हम इसे अन्य अणुओं के साथ कई, स्थिर बंधन बनाने की क्षमता के कारण जानते हैं। यही कारण है कि न्यूक्लियोटाइड, अमीनो एसिड, शर्करा और लिपिड सभी कार्बन बैकबोन पर निर्भर करते हैं: कार्बन एक स्थिर संरचना प्रदान करता है जो जीवन के रसायन विज्ञान को होने देता है। कार्बन के बिना, इनमें से कोई भी अणु मौजूद नहीं हो सकता है और उन तरीकों से कार्य कर सकता है जो जीवन के रसायन विज्ञान को होने देते हैं।
गैस के रूप में, कार्बन मोटे तौर पर कार्बन डाइऑक्साइड का रूप लेता है। कार्बन डाइऑक्साइड जीवों द्वारा जारी किया जाता है क्योंकि वे ग्लूकोज से टूट जाते हैं। ऑटोट्रॉफ़िक जीव जैसे पौधे ग्लूकोज बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड और सूर्य के प्रकाश का उपयोग करते हैं। हालाँकि, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बनिक पदार्थों के क्षय, भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं और जीवाश्म ईंधन के जलने से भी निकलता है। अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड बड़े पैमाने पर समुद्र द्वारा अवशोषित किया जाता है, जो समुद्र के अम्लीकरण की ओर जाता है और कई बड़े पैमाने पर विलुप्त होने के लिए जिम्मेदार हो सकता है।
कार्बन चक्र का चरण क्या है?
1. वातावरण में कार्बन छोड़ना
कार्बन चक्र का हिस्सा बनने के लिए कार्बन परमाणु गैसीय रूप में बाहर निकलते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड गैस - Co2 - अकार्बनिक प्रक्रियाओं या जीवित चीजों के चयापचय द्वारा उत्पादित की जा सकती है।
इससे पहले कि पृथ्वी पर जीवन होता, कार्बन डाइऑक्साइड गैस संभवतः ज्वालामुखी गतिविधि और क्षुद्रग्रह प्रभावों से आती थी। आज, कार्बन भी जीवित चीजों की गतिविधियों के माध्यम से वातावरण में छोड़ा जाता है, जैसे कि जानवरों का साँस छोड़ना, जीवों की क्रियाएं, और मनुष्यों द्वारा लकड़ी और जीवाश्म ईंधन को जलाना आदि। हालाँकि कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में मिल जाती है, CO2 गैस कार्बन चक्र का प्रारंभिक बिंदु है।
2. वातावरण से कार्बन को अवशोषित करना
जीव जो सूर्य के प्रकाश से भोजन का उत्पादन करते हैं, जैसे कि पौधे - वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और इसका उपयोग शर्करा, लिपिड, प्रोटीन और जीवन के अन्य आवश्यक निर्माण खंडों के निर्माण के लिए करते हैं।
पौधों के लिए, co2 "स्टोमेटा" नामक उनकी पत्तियों में छिद्रों के माध्यम से अवशोषित होता है। कार्बन डाइऑक्साइड रंध्र के माध्यम से पौधे में प्रवेश करती है और सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा की सहायता से कार्बन यौगिकों को समाहित करती है। पौधे और अन्य उत्पादक जैसे साइनोबैक्टीरिया पृथ्वी पर जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे वायुमंडलीय कार्बन को जीवित पदार्थ में बदल सकते हैं।
ऐसे जीव हैं जो अन्य जीवित चीजों को खाते हैं। हमारे पारिस्थितिक तंत्र में पशु सबसे अधिक दिखाई देने वाले प्रकार के उपभोक्ता हैं। हालांकि कई प्रकार के रोगाणु भी इस श्रेणी में आते हैं।
उपभोक्ता पौधों और अन्य खाद्य स्रोतों से कार्बन यौगिकों को शामिल करते हैं जब वे उन्हें खाते हैं। वे अपने स्वयं के शरीर के निर्माण के लिए इन कार्बन यौगिकों में से कुछ का उपयोग भोजन से करते हैं - लेकिन वे जो भोजन खाते हैं उसका अधिकांश भाग ऊर्जा को मुक्त करने के लिए टूट जाता है, एक प्रक्रिया में जो उत्पादकों द्वारा किए जाने के लगभग विपरीत होता है।
जबकि निर्माता कार्बन परमाणुओं के बीच बंधन बनाने के लिए सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का उपयोग करते हैं - जानवर इन बंधनों को तोड़ते हैं ताकि वे अपनी ऊर्जा को मुक्त कर सकें, अंततः शर्करा, लिपिड और अन्य कार्बन यौगिकों को एकल-कार्बन इकाइयों में बदल दें। ये अंततः CO2 के रूप में वातावरण में छोड़े जाते हैं ।
लेकिन, उन कार्बन यौगिकों का क्या जो न तो खाते हैं और न ही जानवरों द्वारा तोड़े जाते हैं?
वातावरण में कार्बन को कौन छोड़ते हैं?
पौधे और जानवर जो अन्य जानवरों द्वारा खाए बिना मर जाते हैं, अन्य जीवों द्वारा टूट जाते हैं, जिन्हें "डीकंपोजर" कहा जाता है। डीकंपोजर में कई बैक्ट्रिया और कवक शामिल हैं। वे आमतौर पर जीवित जानवर या पौधे को पकड़ने और खाने के बजाय केवल पहले से ही मर चुके पदार्थ को तोड़ते हैं।
जानवरों की तरह, डीकंपोजर अपने भोजन के अणुओं में रासायनिक बंधनों को तोड़ते हैं। वे कई रासायनिक उत्पाद बनाते हैं, जिनमें कुछ मामलों में CO 2 भी शामिल है ।
मानवीय गतिविधियाँ
हाल ही में इंसानों ने पृथ्वी के कार्बन चक्र में कुछ बड़े बदलाव किए हैं। भारी मात्रा में जीवाश्म ईंधन को जलाने और पृथ्वी के लगभग आधे जंगलों को काटकर, मनुष्यों ने कार्बन को वायुमंडल से बाहर निकालने की पृथ्वी की क्षमता को कम कर दिया है, जबकि बड़ी मात्रा में कार्बन को वायुमंडल में छोड़ दिया है जो ठोस रूप में पौधों के रूप में संग्रहीत किया गया था। और जीवाश्म ईंधन।
इसका अर्थ है पृथ्वी के वायुमंडल में अधिक कार्बन डाइऑक्साइड - जो विशेष रूप से खतरनाक है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड एक "ग्रीनहाउस गैस" है जो पृथ्वी के तापमान और मौसम के पैटर्न को विनियमित करने में भूमिका निभाती है।
पृथ्वी के कार्बन चक्र में महत्वपूर्ण परिवर्तन करके, हम अपनी जलवायु या उस पारिस्थितिकी तंत्र के अन्य महत्वपूर्ण पहलुओं को बदल सकते हैं जिन पर हम जीवित रहने के लिए भरोसा करते हैं। नतीजतन, कई वैज्ञानिक कार के उपयोग और बिजली की खपत को कम करके मनुष्यों द्वारा जलाए गए कार्बन की मात्रा को कम करने की वकालत करते हैं, और सौर ऊर्जा और पवन ऊर्जा जैसे ऊर्जा के गैर-जलने वाले स्रोतों में निवेश करने की वकालत करते हैं।
कार्बन चक्र उदाहरण
कार्बन चक्र में कई समानांतर प्रणालियाँ होती हैं जो या तो कार्बन को अवशोषित या मुक्त कर सकती हैं। साथ में, ये प्रणालियाँ पृथ्वी के कार्बन चक्र - और बाद में इसकी जलवायु और जीवमंडल - को अपेक्षाकृत स्थिर रखने के लिए काम करती हैं। नीचे पृथ्वी के पारिस्थितिक तंत्र के कुछ हिस्सों के उदाहरण दिए गए हैं जो कार्बन को अवशोषित कर सकते हैं, कार्बन को जीवित पदार्थ में बदल सकते हैं, या कार्बन को वापस वायुमंडल में छोड़ सकते हैं।
वायुमंडल
कार्बन का एक प्रमुख भंडार पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड है। कार्बन ऑक्सीजन के दो परमाणुओं के संयोजन में एक स्थिर, गैसीय अनु बनाता है। प्रकृति में, यह गैस ज्वालामुखीय गतिविधि द्वारा और जानवरों के श्वसन द्वारा छोड़ी जाती है जो भोजन से कार्बन अणुओं को बाहर निकालने से पहले ऑक्सीजन के अणुओं में मिलाते हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड को पौधों द्वारा वातावरण से हटाया जा सकता है, जो वायुमंडलीय कार्बन लेते हैं और इसे जीवन के लिए शर्करा, प्रोटीन, लिपिड और अन्य आवश्यक अणुओं में बदल देते हैं। इसे समुद्र में अवशोषित करके वातावरण से भी हटाया जा सकता है, जिसके पानी के अणु कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बंध कर कार्बोनिक एसिड बना सकते हैं।
स्थलमंडल
पृथ्वी की पपड़ी - जिसे "पत्थर" के लिए ग्रीक शब्द "लिथो" से "लिथोस्फीयर" कहा जाता है और ग्लोब के लिए "गोला" - पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड भी छोड़ सकता है। यह गैस पृथ्वी की पपड़ी और मेंटल में रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा बनाई जा सकती है।
गैस के रूप में, कार्बन मोटे तौर पर कार्बन डाइऑक्साइड का रूप लेता है। कार्बन डाइऑक्साइड जीवों द्वारा जारी किया जाता है क्योंकि वे ग्लूकोज से टूट जाते हैं। ऑटोट्रॉफ़िक जीव जैसे पौधे ग्लूकोज बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड और सूर्य के प्रकाश का उपयोग करते हैं। हालाँकि, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बनिक पदार्थों के क्षय, भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं और जीवाश्म ईंधन के जलने से भी निकलता है। अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड बड़े पैमाने पर समुद्र द्वारा अवशोषित किया जाता है, जो समुद्र के अम्लीकरण की ओर जाता है और कई बड़े पैमाने पर विलुप्त होने के लिए जिम्मेदार हो सकता है।
महासागर
पृथ्वी के महासागरों में कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने और छोड़ने दोनों की क्षमता है। जब वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड समुद्र के पानी के संपर्क में आता है, तो यह पानी के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड बनाता है - कार्बन का एक भंग तरल रूप।
जब वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में समुद्र में अधिक कार्बोनिक एसिड होता है, तो कुछ कार्बोनिक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में छोड़ा जा सकता है। दूसरी ओर, जब वातावरण में अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होगा, तो अधिक कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोनिक एसिड में परिवर्तित हो जाएगी, और समुद्र की अम्लता का स्तर बढ़ जाएगा।
कुछ वैज्ञानिकों ने चिंता व्यक्त की है कि समुद्र के कुछ हिस्सों में अम्लता बढ़ रही है, संभवतः मानव गतिविधि के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि के परिणामस्वरूप। यद्यपि समुद्र की अम्लता में ये परिवर्तन मानव मानकों से छोटे लग सकते हैं, कई प्रकार के समुद्री जीवन रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करते हैं जिन्हें जीवित रहने के लिए अत्यधिक विशिष्ट अम्लता स्तर की आवश्यकता होती है। वास्तव में, समुद्र का अम्लीकरण वर्तमान में कई प्रवाल भित्तियों के समुदायों को मार रहा है।
कार्बन चक्र क्यों महत्वपूर्ण है?
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कार्बन चक्र, सामान्य परिस्थितियों में, पृथ्वी के वायुमंडल, समुद्र की अम्लता और जीवित चीजों के उपयोग के लिए कार्बन की उपलब्धता जैसे चर की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए काम करता है। इसके प्रत्येक घटक का सभी जीवित चीजों के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण महत्व है - विशेष रूप से मनुष्य, जो हमारी बड़ी जनसंख्या को खिलाने के लिए कई खाद्य फसलों और जानवरों पर निर्भर हैं ।
वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड सूर्य की गर्मी को अंतरिक्ष में जाने से रोकता है, बिल्कुल ग्रीनहाउस की कांच की दीवारों की तरह। यह हमेशा एक बुरी बात नहीं है - वातावरण में कुछ कार्बन डाइऑक्साइड पृथ्वी को गर्म रखने और उसके तापमान को स्थिर रखने के लिए अच्छा है।
पृथ्वी ने अतीत में विनाशकारी वार्मिंग चक्रों का अनुभव किया है, जैसे कि पर्मियन विलुप्त होने, जो माना जाता है कि ग्रीनहाउस गैसों के वातावरण के स्तर में भारी वृद्धि के कारण हुआ है। कोई भी निश्चित नहीं है कि पर्मियन विलुप्त होने के कारण हुए परिवर्तन का क्या कारण है। लेकिन, ग्रीनहाउस गैसों को एक क्षुद्रग्रह प्रभाव, ज्वालामुखी गतिविधि, या यहां तक कि बड़े पैमाने पर जंगल की आग से वायुमंडल में जोड़ा जा सकता है।
जबकि पृथ्वी की पपड़ी वातावरण में कार्बन जोड़ सकती है, इसे हटा भी सकती है। पृथ्वी की पपड़ी की गति कार्बन युक्त रसायनों जैसे मृत पौधों और जानवरों को गहरे भूमिगत में दफन कर सकती है, जहाँ उनका कार्बन वापस वायुमंडल में नहीं जा सकता है। लाखों वर्षों में, कार्बनिक पदार्थों के ये भूमिगत जलाशय द्रवीभूत होते हैं और कोयला, तेल और गैसोलीन बन जाते हैं। हाल के वर्षों में, मनुष्यों ने इन सामग्रियों को बिजली कारों, बिजली संयंत्रों और अन्य मानव उपकरणों में जलाकर इस अनुक्रमित कार्बन को वायुमंडल में वापस छोड़ना शुरू कर दिया है।
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