ركوب الدراجات الكربونية في النظم البيئية المائية

الكربون عنصر أساسي لجميع أشكال الحياة على الأرض. يتحرك عبر الغلاف الجوي والغلاف الصخري والمحيط الحيوي والغلاف المائي. تنظم دورة الكربون درجة حرارة الأرض العالمية وتتحكم في كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. مع إعادة تدوير الكربون ، يتم إعادة استخدامه من قبل العديد من الكائنات الحية. النظم البيئية المائية هي تلك التي تحتوي على نباتات وحيوانات تعتمد على الماء.

النظم البيئية البحرية هي أكبر النظم البيئية على وجه الأرض. تغطي المحيطات 71 في المائة من سطح الأرض وتنتج 97 في المائة من مياه العالم. تشكل الأملاح ، ومعظمها من كلوريد الصوديوم ، 85 في المائة من المواد المذابة في المحيطات وهي المكون الرئيسي الذي يفصل النظم البيئية البحرية عن النظم البيئية الأخرى. أهم التقسيمات الفرعية للنظم الإيكولوجية البحرية هي المحيطات ، والمياه العميقة ، ومصبات الأنهار ، والشعاب المرجانية ، والنظم الإيكولوجية بين المد والجزر والنظم الإيكولوجية الساحلية. تتراوح الكائنات الحية من البكتيريا والطحالب والشعاب المرجانية وذوات الصدفتين والأسماك والثدييات.

تحتوي النظم البيئية للمياه العذبة على مياه صالحة للشرب ولكنها تحتوي على القليل من الملح أو لا تحتوي على ملح. التقسيمات الرئيسية هي البحيرات والبرك والأنهار والجداول والخزانات والأراضي الرطبة والمياه الجوفية. تشمل الكائنات الحية الطحالب والأسماك والبرمائيات والنباتات.

المصدر الرئيسي لكربون الأرض هو غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الانفجارات البركانية تحت سطح البحر. تمثل البراكين المغمورة أكثر من 80 في المائة من البراكين على الأرض. تحدث هذه في تلال منتصف المحيط التي تمتد على طول الأجزاء الوسطى من المحيط الأطلسي والهندي والمحيط الهادئ المحيطات ، جنبًا إلى جنب مع النشاط البركاني حول مناطق الاندساس مثل حافة المحيط الهادئ بأكملها. يذوب بعض من ثاني أكسيد الكربون هذا في المحيط. جزء آخر يهرب إلى الغلاف الجوي من خلال تبخر المحيط. يتم امتصاص جزء آخر بواسطة الكتلة الحيوية البحرية مثل العوالق والطحالب والبكتيريا.

تستخدم النباتات والطحالب في المياه العذبة والعوالق النباتية (الكائنات البحرية والطحالب) طاقة الشمس لعملية التمثيل الضوئي. يقومون بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء الذي امتصوه إلى سكريات وأكسجين. يقومون بتخزين السكريات كطاقة وإطلاق الأكسجين مرة أخرى في الماء. يقتصر نشاط العوالق النباتية على أول 150 قدمًا من الماء في البحيرات والبحار. لا تتلقى العديد من مناطق المحيط ما يكفي من ضوء الشمس أو تكون شديدة البرودة.

تعد طحالب المياه العذبة والعوالق النباتية البحرية غذاء للأسماك. تستنشق الأسماك الأكسجين المذاب من الماء بخياشيمها وتخرج ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الماء. يخزنون الكربوهيدرات التي تناولوها كطاقة ويخرجون كربونات الكالسيوم غير العضوية وبيكربونات. يتم نقل هذه المركبات بواسطة التيارات إلى أعماق المحيط حيث تترسب.

تتحلل الكائنات الميتة في النهر أو البحيرة أو قاع البحر وتنبعث منها ثاني أكسيد الكربون. يتحول الغاز إلى المياه العذبة ومياه البحر حيث تمتصه الكائنات الحية الأخرى أو يتبخر الغاز في الغلاف الجوي.

يعمل هطول الأمطار على إذابة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وإعادته كحمض خفيف إلى الأرض وأنظمة المياه. على الأرض ، كشفت الأمطار عن صخور الكربونات مثل الحجر الجيري. الحجر الجيري هو بقايا الكربونات غير العضوية التي تترسب كإفرازات من الأسماك والهياكل العظمية للأسماك الميتة أو الشعاب المرجانية أو الكائنات البحرية الأخرى. كشفت القوى التكتونية للأرض جنبًا إلى جنب مع تغير المناخ على مر الزمن الجيولوجي عن الكربونات الموجودة على سطح الأرض.

تتراكم مياه الأمطار تحت التربة كمياه جوفية وتجري عبر الأنهار والبحيرات في البحار. يتم امتصاص محتواه من ثاني أكسيد الكربون بواسطة كائنات المياه العذبة والبحرية من أجل التمثيل الضوئي وتستأنف دورة الكربون المائي.