רכיבה על אופניים בפחמן במערכות אקולוגיות במים

פחמן הוא יסוד המהווה בסיס לכל צורות החיים על פני כדור הארץ. הוא נע דרך האטמוספירה, ליתוספירה, ביוספרה והידרוספרה. מחזור הפחמן מווסת את הטמפרטורה הגלובלית של כדור הארץ ושולט בכמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה. כאשר הפחמן ממחזר, הוא נעשה שימוש חוזר על ידי אורגניזמים רבים. מערכות אקולוגיות במים הן מערכות המכילות צמחים ובעלי חיים התלויים במים.

מערכות אקולוגיות ימיות הן המערכות האקולוגיות הגדולות ביותר על פני כדור הארץ. האוקיאנוסים מכסים 71 אחוז משטח כדור הארץ ומייצרים 97 אחוזים ממי העולם. מלחים, בעיקר נתרן כלורי, מהווים 85 אחוז מהחומר המומס באוקיאנוסים והם המרכיב העיקרי המפריד בין ים למערכות אקולוגיות אחרות. מחלקות המשנה החשובות ביותר של מערכות אקולוגיות ימיות הן אוקיאניות, מים עמוקים, שפכים, שוניות אלמוגים, מערכות אקולוגיות בין גאות וחוף. אורגניזמים חיים נעים בין חיידקים, אצות, אלמוגים, ביבלים, דגים ויונקים.

מערכות אקולוגיות של מים מתוקים מכילות מים ניתנים לשתייה אך מעט או ללא מלח. חלוקות המשנה העיקריות הן אגמים ובריכות, נהרות ונחלים, מאגרים, ביצות ומי תהום. אורגניזמים חיים כוללים אצות, דגים, דו-חיים וצמחים.

המקור העיקרי לפחמן של כדור הארץ הוא גז פחמן דו חמצני מהתפרצויות געשיות צוללות. הרי געש צוללתיים מהווים למעלה מ -80 אחוז מהגעש של כדור הארץ. אלה מתרחשים ברכסי אמצע האוקיאנוס העוברים לאורך החלקים המרכזיים של האוקיינוס ​​האטלנטי, ההודי ופסיפיק אוקיינוסים, יחד עם וולקניזם סביב אזורי תת-קרקע כמו כל קצה האוקיאנוס השקט. חלק מפחמן דו חמצני זה מתמוסס באוקיאנוס. חלק אחר בורח לאטמוספירה באמצעות אידוי האוקיאנוס. חלק נוסף נספג בביומסה ימית כמו פלנקטון, אצות וחיידקים.

צמחים ואצות במים מתוקים ופיטופלנקטון (אורגניזמים ימיים ואצות) משתמשים באנרגיית השמש לצורך פוטוסינתזה. הם ממירים פחמן דו חמצני ומים שספגו לסוכרים וחמצן. הם אוגרים את הסוכרים כאנרגיה ומשחררים את החמצן חזרה למים. פעילות הפיטופלנקטון מוגבלת ל -150 מטרים הראשונים של מים באגמים ובים. אזורים רבים באוקיאנוס אינם מקבלים מספיק אור שמש או קרים מדי.

אצות מים מתוקים ופיטופלנקטון ימי הם מזון לדגים. דגים שואפים חמצן מומס מהמים עם הזימים שלהם ונושפים פחמן דו חמצני חזרה למים. הם מאחסנים את הפחמימות שאכלו כאנרגיה ומפרישים סידן פחמתי וביקרבונט אנאורגני. תרכובות אלה מועברות על ידי זרמים לאוקיאנוס העמוק בו הן מזרזות.

אורגניזמים מתים מתפרקים על הנהר, האגם או קרקעית הים ופולטים פחמן דו חמצני. הגז ממחזר למים המתוקים ולמי הים היכן שאורגניזמים אחרים סופגים אותם או שהגז מתאדה לאטמוספרה.

גשמים ממיסים פחמן דו חמצני באטמוספירה ומחזירים אותו כחומצה קלה למערכות הקרקע והמים. על הקרקע, הגשם משלים סלעי פחמתי חשופים כמו גיר. אבן גיר היא שרידי פחמתי אורגניים שנזרו כהפרשה מדגים ושלדי דגים מתים, אלמוגים או חיים ימיים אחרים. הכוחות הטקטוניים של כדור הארץ בשילוב עם שינויי אקלים לאורך זמן גיאולוגי חשפו את הפחמתי על פני כדור הארץ.

מי הגשמים מצטברים מתחת לאדמה כמי תהום ונוזלים דרך נהרות ואגמים אל הים. תכולת הפחמן הדו-חמצני שלו נספגת באורגניזמים ימיים ומתוקים לצורך פוטוסינתזה ומחזור הפחמן הימי מתחדש.