Madde Döngüleri – Karbon Döngüsü
Madde Döngüleri – Karbon Döngüsü
Madde Döngüleri
Yaşamın temel ögeleri olan su, mineral besin maddeleri, oksijen, karbon, azot, fosfor gibi birçok madde, canlılar ile cansız çevre arasında düzenli olarak dolaşmaktadır. Bir ekosistemin doğal dengesini koruyabilmesi ve varlığını sürdürebilmesi, madde ve enerji döngüsü ile tüketilen maddelerin yeniden üretim için ekosisteme dönmesine bağlıdır.
İnorganik maddelerin sürekli olarak cansız ortamdan alınıp, canlı unsurlar arasında aktarıldıktan sonra, cansız ortama geri dönmesine madde döngüsü denir. Madde döngüsünde görülebilecek herhangi bir aksama ekosistemde de aksamaya neden olur. Çünkü her ekosistemin hammadde varlığı sınırlıdır ve yerine konmadığı zaman tükenmeye mahkumdur.
Örneğin; Ana kayaların ayrışmasından meydana gelen mineral besin maddeleri, bitki kökleri tarafından alınır, fotosentez olayından sonra, bitkinin çeşitli organlarında depolanır, sonra bunlar yeniden toprağa verilerek, döngü tamamlanmış olur.
A) Karbon Döngüsü ve Özellikleri
Karbon atomları canlıların yapısını oluşturan bileşikleri meydana getirmesi nedeniyle önemlidir. Karbonun yeryüzündeki dört büyük deposu, atmosfer, hidrosfer, litosfer ve canlılardır. Karbon, atmosferde karbondioksit gazı (CO2), sular içinde (CO2) ve bikarbonat (HCO3) halinde; litosferde kömür, doğal gaz: petrol ve kireçtaşı halinde bulunur. Canlılarda ise tüm organik moleküllerin temel yapısını karbon oluşturur.
Karbonun büyük kısmı karbondioksit şeklinde bulunur. Karbondioksitten çıkan karbon fotosentez için çok önemlidir. Karbondioksit bir yerdeki günlük ve mevsimlik sıcaklık farklarının fazla olmasını engeller.
Atmosferdeki karbondioksit besin zincirine fotosentez (bitkiler) yoluyla girer. Bitkiler tarafından alınan karbonun bir kısmı solunum yoluyla yeniden atmosfere geri döner. Kalan karbon, bitki dokularının yapımında kullanılır. Daha sonra otçulların bitkileri yemesiyle besin zincirinde ilerler ya da bir kısmı bitkinin ölmesiyle ayrıştırıcılara geçer. Hayvanlar ve ayrıştırıcılar karbonu solunum yoluyla tekrar karbondioksit olarak atmosfere salar. Kalan kısım da, ayrışarak toprağın bir parçası olur. Uzun bir zaman sonra, bunların bir kısmı sıkışarak petrol ve kömür gibi fosil yakıta dönüşür.
Okyanuslar, atmosferdeki karbondioksit seviyesinin belirlenmesinde önemli rol oynar. Denizler atmosfere oranla 50 kat fazla karbon içerir. Denizler ile atmosfer arasındaki karbon alış verişi çok yavaştır. Bu da deniz seviyesinin ilk 100 metresinde gerçekleşir. Karalardan erozyon yolu ile taşınan organik ve inorganik maddeler vasıtasıyla denizlere karbon gelir. Karalardan gelen ve kabuklu deniz hayvanlarından oluşan organik karbon, karbonat ve bikarbonatlarla birlikte deniz tabanlarındaki tortullarla birikir. Deniz tabanlarındaki bu karbonat belki binlerce yıl karbon döngüsüne katılmaz. Bu nedenle okyanuslar ve denizler karbonun hem deposu hem de kaybolduğu yerlerdir. Atmosferdeki karbon gazı arttığında karbondioksit okyanuslar tarafından emilir. Bu oran azaldığında atmosfere karbondioksit gazı verilir. Böylece atmosferdeki karbondioksit dengesi korunur.


Azolla:
Dünya’nın en hızlı büyüyen bitkilerinden biridir. Yapılan bilimsel araştırmalar göre 800 bin yıl boyunca Kuzey Kutup Denizi bölgesinde yaşamış ve atmosferden önemli miktarda karbondioksit alarak sera gazının seviyesini düşürmüştür. Günümüzde özellikle pirinç tarımının yapıldığı alanlarda yoğun olarak bulundurulmaktadır. Çünkü azolla havadaki azotu direk kendine bağlayabilmektedir. Yani doğal gübre.
Karbondioksit’in Tüketildiği (Kullanıldığı) Yerler;
- Kara ve deniz bitkileri tarafından fotosentezde kullanılır.
- Deniz hayvanlarının kabuk oluşumunda kullanılır.
- Deniz hayvanlarının ve bitkilerinin ölümü ile dibe çöker ve karbonatlı kayaçlar halinde depo edilmesi ile tüketilir.
- Ölen canlıların bünyesindeki karbon zamanla basıncın etkisiyle petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür.
Karbondioksit’in Üretildiği (Açığa Çıktığı) Yerler;
- Canlıların solunumları ile doğaya döner.
- Ölen canlıların çürümesi ve orman yangınları sonucu doğaya döner.
- Karbolatlı kayaçların, fiziksel ve kimyasal yollarla ayrışması sonucunda havaya yayılır.
- Suyun hava ile temas ettiği yüzeyde karbon alış verişi gerçekleşir. Burada CO2 akışı, su yüzeyinden atmosfere ve atmosferden suya doğru iki yönlü gerçekleşir.
Karbon döngüsü atmosfer, litosfer, biyosfer ve hidrosfer arasında gerçekleşir. Döngü bozulmadığı sürece karbon oranında önemli değişiklikler olmaz. Atmosferdeki karbondioksit miktarı bellidir. Tüketilen miktarda karbondioksit atmosfere dönmemiş olsaydı, fotosentez giderek azalacak ve sonuçta bitkilerin organik madde üretmeleri imkansız olacaktı. Bunun sonucunda besin zinciri 35 yıl gibi kısa sürede duracak ve yeryüzünde hayat sona erecekti.