الدورات الكيميائية الحيوية

الدورات الكيميائية الحيوية
مـوارد الأرض فـي حالـة دائمـة مـن الاستخدام وإعادة الاسـتخدام. وتعمـل التغـيرات الكيميائيـة عـلى إعـادة استخدام بعض العناصر الأساسية التي يحتاجها الأحياء .
تمهيد :
خذ نفساً عميقاً ثم ازفره تكون قد اسهمت في دورة الأوكسجين وثاني أوكسيد الكربون ، عندما استنشقت الهواء أخذت الهواء الذي يحتوي على الأوكسجين ، ماذا حدث عندما أخرجته ؟ أطلقت ثاني أوكسيد الكربون إلى الهواء الجوي مرة أخرى .

1-دورة الأكسجين
تعتـبر دورة الأكسـجين جـزءًا حيويًّ أساسـيًا للحياة على ظهر الأرض؛ فكل المخلوقات تحتاج للأكسجين كي تحيا وتتنفس.
1.يوجد الأكسجين في الهواء.
2.تتنفس الحيوانات الأكسجين
3.يخـرج ثـاني أكسيد الكربون مع هواء الزفير، وهــو عبــارة عــن مــركب مــن الكربــون والأكسجين
4.تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون الذي يتحد مع الماء مكونًا غذاء.

5.تُخرج النباتات الأكسجين الزائد إلى الهواء.

خلال عملية البناء الضوئي يمتص النبات ثاني أوكسيد الكربون من الهواء ويُطلق الأوكسجين إلى الهواء ، النباتات هي المصدر الرئيسي للأوكسجين في الهواء الجوي ، ويتوفر الأوكسجين كثيراً في الهواء الجوي الذي يحيط في البيئة الأرضية قليلة الارتفاع ، ويصبح قليلاً عند قمم الجبال العالية (يحمل متسلقو جبال الهملايا اسطوانات هواء مضغوط لمساعدتهم على التنفس) . يكون الأكسجين قليلاً أيضاً في باطن الأرض في التربة المشبعة بالماء .

للتفكير ?!!!
ما دام 90 % من الأكسجين ينتج عن عمليات بناء ضوئي تتم تحت سطح البحر فكيف يصل الأكسجين إلى الهواء الجوي فوق اليابسة وفوق المحيط ؟


2-دورة الكربون
تشـكل المركبـات الكربونيـة الأنسـجة الحيــة لكـل مـن النباتـات والحيوانـات. ودورة الكربـون هـي دوران الكربـون بيـن الكائنـات الحية والبيئات المحيطة بها، وتصف العمليات التي تزيد أو تنقص من كمية ثاني أكسيد الكربون في البيئة.
1.ثاني أكسيد الكربون موجود في الهواء.
2.تتنفس النباتــات ثــاني أكســيد الكربـون أو تمتصه.
3.تتغذى الحيوانات على النباتات.
4.يخرج ثاني أكسيد الكربون كعادم من النباتات والحيوانات.
5.تقـوم البكتيريا بتحليل الحيوانات والنباتات الهالكة.
6.تحـول البكتيريـا مركبـات الكربـون إلـى ثاني أكسيد الكربون وتبدأ الدورة من جديد.
7.تُُكـوّن بقايـا الكائنـات الحية التي ماتت منذ أمـد طـويل، والكائنـات الحيـة الدقيقـة أنواعًـا عديـدة مـن الوقود الحفري، وعند إحراقه يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الجو.

8.تطلق البراكين ثاني أكسيد الكربون إلى الجو.

تستخدم معظم الكائنات الحية الأوكسجين الموجود في الهواء ، خلال عملية التنفس حيث يحترق الطعام ، يزود التنفس الكائات الحية بالطاقة ويزود الجو بكميات من ثاني اكسيد الكربون .

يدخل ثاني اكسيد الكربون ، وهو مكون رئيس في هذه الدورة ، إلى الهواء الجوي من عدة مصادر ذكرنا منها التنفس ، ونذكر منها تحلل أجسام الكائنات الحية بعد موتها .

وفي بعض الأحيان لا تتحلل أجسام الكائنات الميتة ، وخلال آلاف السنين تكون هذه الأجسام مضغوطة في باطن الأرض وتتحول إلى الفحم أو النفط أو الغاز ، يستخدم هذا كوقود بعد استخراجه من باطن الأرض لاحتياجات الطاقة ، وعندما تحترق هذه المواد فإنها تطلق ثاني أكسيد الكربون في الهواء مجدداً .
مصادر ثاني أكسيد الكربون:
- التنفس : يزود التنفس الكائات الحية بالطاقة ويزود الجو بكميات من ثاني اكسيد الكربون .
ـ الإحتراق : احتراق الوقود الأحفوري يستخدم الأوكسجين وينتج عن عملية الإحتراق غاز ثاني أوكسيد الكربون .

ـ الوقود الأحفوري : غطت في الزمن القديم وجه الأرض غابات كثيفة ، وعند اندثار هذه الغابات (موتها) تحول الكربون في هذه النباتات إلى فحم .

ـ التحلل : يخزن بعض الكربون لفترة في اجسام الكائنات الميتة وتحلل الفطريات والبكتيريا الأنسجة في اجسام الحيوانات والنباتات الميتة وتستخدم بعض من الكربون في غذائها وبقية الكربون يصدر إلى الهواء في شكل غاز ثاني أوكسيد الكربون .


3-دورة النيتروجين
تحتـــاج جـــميع النباتــات والحيوانــات للنيتروجـين، وهـو موجود في البروتينات والأحماض النوويـة، إلا أن معظـم الكائنـات الحية، لا يمكنها استخدام النيتروجين مباشرة من الجو.
1.يوجد النيتروجين في الهواء.
2.تمتـص بعض جذور النباتات النيتروجين الموجود في الجو.
3.تستخدم النباتات النيتروجين لإنتاج البروتين.
4.تتغذى الحيوانات على البروتينات النباتية.
5.تتحـول البروتينـات فـي الكائنـات الميتـة، وفي المخلفـات الحيويـة إلـى أمونيا بواسطة كل من البكتيريا والفطريات.
6.تقـوم أنواع أخرى من البكتيريا بتحويل الأمونيا إلى نترات.
7.تضـاف النـترات الصناعيـة للتربـة كمخصبـات،وعنـد إضافة كميات كبيرة منها تتلوث مصادر المياه بالنترات.
8.تمتص النباتات النترات.







صور لدورة النيتروجين.


دورة الكربون في الطبيعة